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Dokumentenidentifikation DE102005015159B4 19.04.2007
Titel Verhindern einer ungewollten Fahrzeugbewegung
Anmelder LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG, 77815 Bühl, DE
Erfinder Martin, Jens, 76547 Sinzheim, DE;
Nazari, Behzad, Dr., 72622 Nürtingen, DE;
Hirt, Joachim, 77704 Oberkirch, DE;
Ehrlich, Matthias, 77815 Bühl, DE;
Fuß, Martin, 76131 Karlsruhe, DE;
Schweizer, Alexander, 77815 Bühl, DE;
Stengel, Frank, 77815 Bühl, DE;
Zimmermann, Martin, 77880 Sasbach, DE
DE-Anmeldedatum 02.04.2005
DE-Aktenzeichen 102005015159
Offenlegungstag 05.10.2006
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 19.04.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.04.2007
IPC-Hauptklasse F16H 61/18(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B60K 28/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   B60W 10/02(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   F16H 59/68(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   F16H 59/70(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fehlererkennung mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie eine zugehörige Vorrichtung.

Parallelschaltgetriebe sind bereits bekannt. Sie werden beispielsweise als Kraftfahrzeuggetriebe verwendet, um ein zugkraftunterbrechungsfreies Schalten zu ermöglichen.

Ferner ist bekannt – und dies bezieht sich auch aber nicht nur auf Parallelschaltgetriebe – dass bei Gangwechselvorgängen in klassisch gestalteten gestuften Kraftfahrzeug-Getriebeeinrichtungen – ausgehend von dem alten Gang – die folgenden drei Schritte in zeitlicher Abfolge ablaufen: "Auslegen des alten Ganges" – "Wählen" – "Einlegen des Zielganges". Darüber hinaus sind Kraftfahrzeuggetriebegestaltungen bekannt geworden, bei denen das Wählen bzw. Wählbewegungen vor dem Auslegen des alten Ganges stattfinden können. Bei solchen Gestaltungen ist beispielsweise vorgesehen, dass ein Hauptbetätigungselement bzw. Schaltfinger im Wesentlichen nur für das Einlegen von Gängen zuständig ist und zusätzliche Geometrien die Funktion des Auslegens von Gängen übernehmen. Dabei werden insbesondere so genannte Nebenbetätigungselemente – auch Auslegegeometrien genannt – für die Auslegefunktion verwendet. Bekannt ist weiter, dass sich die zusätzlichen Geometrien einerseits an einer zentralen Schaltwelle befinden und andererseits an Schaltmäulern, die an Endausgangsmechanismen bzw. Schaltgabeln oder Schaltschienen vorgesehen sind.

Die Auslegegeometrien wirken in aller Regel in Gassen, in denen der Schaltfinger nicht aktiv ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass eine feste Zuordnung zwischen Schaltfinger und Auslegegeometrie, dabei gleichzeitig eine aktive Gangsperre darstellt. Konstruktive Umsetzungen dieses Ansatzes werden daher auch als "Active Interlock" bezeichnet.

Bei einem solchen "Active Interlock" ist in aller Regel vorgesehen, dass das Hauptbetätigungselement bzw. der Schaltfinger auch bei eingelegtem Gang in eine Mittel- bzw. Neutralposition zurück bewegt werden kann, ohne den Gang auszulegen. Die Wählbewegung wird dabei möglich, bevor der Gang ausgelegt ist.

Beispiele für derartige Gestaltungen sind beispielsweise in der DE 102 06 561 A1 sowie der DE 102 36 540 A1 der Anmelderin erläutert.

Bekannt ist ferner, dass in Getrieben das Einlegen und Auslegen von Gängen mittels Endausgangsmechanismen bewirkt werden kann. Solche Endausgangsmechanismen weisen beispielsweise eine Vielzahl von Schaltschienen auf, die axial beweglich angeordnet sind und mit einem Schaltmaul versehen sind. Diese Schaltschienen können jeweils mit einem Endausgangselement, wie beispielsweise Schiebemuffe, gekuppelt sein, so dass ein Verschieben der Schaltschiene ein Verschieben der Schiebemuffe bewirkt. Mittels einer solchen Schiebemuffe kann dann zum Ein- bzw. Auslegen eines Ganges ein Zahnrad eines zur Bildung eines Ganges vorgesehenen Radsatzes mit einer das Zahnrad tragenden Welle drehfest gekoppelt werden, um einen Gang einzulegen bzw. so entkoppelt werden, dass das Zahnrad relativbeweglich zur Welle verdrehbar ist um einen Gang auszulegen. Bekannt ist ferner, dass derartigen Schaltschienen bzw. Endbetätigungsmechanismen jeweils ein Gang oder jeweils zwei Gänge zugeordnet sind, die mittels des entsprechenden Endbetätigungsmechanismus schaltbar sind. Ferner ist bekannt, dass über eine Getriebeaktorik auf die Schaltmuffen solcher Schaltschienen eingewirkt werden kann, um die entsprechende Bewegung zum Ein- und Auslegen von Gängen zu bewirken. Dies kann beispielsweise dadurch verwirklicht werden, dass eine Getriebeaktorik eine zentrale Schaltwelle aufweist, an der ein Schaltfinger angeordnet ist, der in einer Wählgasse bewegt werden kann, um die Schaltschiene auszuwählen, über die ein Einlegen eines Ganges erfolgen soll und der in einer Schalt- bzw. Ganggasse bewegbar ist, wobei durch eine vorbestimmte Bewegung aus der Ganggasse in eine solche Schaltgasse auf eine entsprechende gewählte Schaltschiene eingewirkt werden kann, um einen Gang einzulegen.

Bekannt ist, dass bei solchen Gestaltungen vorgesehen ist, dass die zentrale Schaltwelle, beispielsweise zum Wählen von einem ersten, zum Getriebeaktor gehörenden Elektromotor mittels eines Umformelements in Axialrichtung angetrieben werden kann und von einem zweiten, ebenfalls zum Getriebeaktor gehörenden Elektromotor zum Schalten in Dreh- bzw. Schwenkrichtung angetrieben werden kann. Ferner ist bekannt, dass solche Elektromotoren von einer elektronischen Steuereinrichtung angesteuert werden können. Prinzipiell ist es aber möglich, dass derartige Getriebeaktoren anders gestaltet sind, um das Wählen und Schalten zu bewirken.

Bekannt ist ferner, dass Schalt- und Wählbewegungen des Getriebeaktors mittels einer Wegmesseinrichtung, wie beispielsweise Inkrementalgeber, überwacht werden. Anhand der von dem Inkrementalgeber bzw. den Inkrementalgebern angezeigten Werte kann dann auf die jeweilige Position des Schaltfingers geschlossen werden.

Probleme oder gar sicherheitskritische Situationen können insbesondere dann auftreten, wenn die von derartigen Messeinrichtungen angezeigten Stellungen des Aktors bzw. die anhand dieser angezeigten Werte ermittelten Stellungen des Schaltfingers nicht mit den tatsächlichen Stellungen übereinstimmen. Dies kann beispielsweise dazu führen, dass sich die elektronische Steuerung an den von der Wegmesseinrichtung angezeigten Werten orientiert und dann den Aktor in einer Weise steuert, die zu Aktorbewegungen bzw. Bewegungen im Getriebe führt, die sicherheitskritische Situationen oder ungewollte Schaltungen hervorrufen. Die etwaigen Auswirkungen von hierdurch bedingten Fehlschaltungen im Getriebe können unterschiedlicher Art sein und insbesondere auch von der konkreten Getriebegestaltung abhängen. Beispielsweise könnte ein derartiger Fehler bei einem Parallelschaltgetriebe dazu führen, dass ein falscher Gang versehentlich eingelegt wird oder versehentlich vom Vorwärtsgang in einen Rückwärtsgang geschaltet wird. In ungünstigen Fällen können solche Fehlschaltungen zu einem Blockieren der Räder oder zu einer Schädigung oder gar Zerstörung des Motors führen.

Bekannt ist ferner, dass bei Fahrzeugen mit automatisiertem Schaltgetriebe – kurz ASG genannt – Strategien implementiert sind, die einen Bruch eines Bauteils der Wählmechanik durch Tasten in Wählrichtung nach dem Einlegen des Ganges erkennen. Eine solche Strategie ist bei einem Fahrzeug mit automatisiertem Schaltgetriebe häufig akzeptabel, da – wie oben angesprochen – in der Regel dem vorherigen Gang gegenüber ein Gang liegt, der sich nur um eine Gangstufe vom vorherigen Gang unterscheidet. Dies entschärft die Folgen im Fehlerfall. Bei Parallelschaltgetrieben bzw. Fahrzeugen mit Parallelschaltgetrieben sind die Gänge hingegen so angeordnet, dass eine Anwendung der aus Fahrzeugen mit automatisiertem Schaltgetriebe bekannten Strategie durchaus zu Problemen führen kann.

Aus der EP 0 838 001 B1 ist ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeuges mit einem Zahnräderwechselgetriebe bekannt. Das Zahnräderwechselgetriebe weist einen Neutralschalter auf, welcher ein erstes elektronisches Signal liefert, wenn das Getriebe sich in einem neutralen Zustand befindet und ein zweites elektronisches Signal liefert, wenn das Getriebe eingerückt ist. Die Signale werden von einer Steuerungseinrichtung empfangen, welche bei einem Gangwechsel des Zahnräderwechselgetriebes die Zeit zwischen den eingerückten Zuständen überwacht. Wenn die Zeitdauer zu groß ist, so wird ein Zähler inkrementiert. Der Zähler kann durch einen Gangwechsel mit einer kurzen Zeitdauer auch dekrementiert werden. Wenn der Zähler größer als ein Grenzwert ist, so wird davon ausgegangen, dass der Schalter ausgefallen ist oder in naher Zukunft ausfallen wird. Daraufhin erfolgt ein entsprechender Hinweis an den Fahrer.

Aus der DE 102 24 062 C1 ist ein weiteres Verfahren zum Betrieb eines automatisierten Zahnräderwechselgetriebes bekannt. Dabei wird die Neutralstellung des Zahnräderwechselgetriebes durch einen Neutralsensor erkannt. Das Zahnräderwechselgetriebe verfügt über zumindest zwei Schaltgassen, von welchen eine mittels eines Wählaktors entlang einer Wählgasse ausgewählt werden kann. In der ausgewählten Schaltgasse kann über ein Verbindungselement, beispielsweise in Form einer Schaltstange, ein Schaltelement, beispielsweise eine Schiebemuffe oder eine Synchronisierung, mittels des Schaltaktors betätigt und damit ein Gang im Zahnräderwechselgetriebe eingelegt werden. Der Wählaktor und der Schaltaktor können als einzelne Stellglieder ausgeführt oder in einem Stellglied zusammengefasst sein. Ein Wechsel der Schaltgasse ist nur möglich, wenn sich alle Verbindungselemente in einer Mittelstellung befinden und damit alle Schaltelemente unbetätigt sind. Unter der Mittelstellung wird dabei nicht eine exakte Position der Verbindungselemente, sondern ein Bereich in welchem sich die Verbindungselemente befinden müssen, verstanden. In diesem Fall ist in dem Zahnräderwechselgetriebe kein Gang eingelegt, es besteht keine formschlüssige Verbindung zwischen einer Getriebeeingangswelle und einer Getriebeausgangswelle des Zahnräderwechselgetriebes. Dieser Zustand des Zahnräderwechselgetriebes wird als die Neutralstellung des Zahnräderwechselgetriebes bezeichnet. In der DE 102 24 062 C1 weist das Zahnräderwechselgetriebe zur Detektierung der Neutralstellung einen Neutralsensor auf, welcher Bewegungen des Schaltaktors misst und an eine Steuerungseinrichtung weiterleitet. Der Neutralsensor kann beispielsweise so ausgeführt sein, dass die Bewegungen des Schaltaktors kontinuierlich gemessen werden können. Alternativ dazu kann er beispielsweise als ein Schalter mit mindestens zwei Stellungen ausgeführt sein. Der Neutralsensor zeigt also an, ob der Schaltaktor sich in der Neutralstellung befindet, also kein Schaltelement betätigt ist. Bei einem Fehler des Neutralsensors kann fälschlicherweise eine Neutralstellung des Schaltaktors angezeigt werden. Bei einer fehlerhaften Verbindung zwischen dem Schaltaktor und einem Schaltelement kann sich der Schaltaktor in der Neutralstellung befinden, obwohl ein Schaltelement betätigt, also ein Gang eingelegt ist. Damit liegt in der Steuerungseinrichtung eine fehlerhafte Information über den Zustand des Zahnräderwechselgetriebes vor. Die Getriebeeingangswelle ist trotz anders lautender Informationen mit der Getriebeausgangswelle formschlüssig verbunden. Ein Drehmoment einer Antriebsmaschine würde an angetriebene Fahrzeugräder weitergeleitet werden. Der Neutralsensor kann im Schaltaktor integriert sein. Der Schaltaktor kann beispielsweise als Kolben, welcher mittels eines Druckmittels, beispielsweise Hydrauliköl oder Druckluft, beaufschlagt wird und damit ein- und ausgefahren wird, oder als Elektromotor ausgeführt sein.

Bei Fahrzeugen mit Parallelschaltgetrieben können während des Fahrbetriebs Situationen auftreten bei denen die Kupplung bei eingelegter Neutralstellung geschlossen werden muss. Dies kann unter anderem beim Referenzieren des Kupplungsaktors oder auch im Fall von zwangsweise zugedrückten Kupplungen beim Fluidausgleich bei hydrostatischen Kupplungsbetätigungssystemen oder beim Auslösen einer gewollten Verschleißnachstellung in der Kupplung oder im Ausrücksystem nötig werden. In diesen Situationen muss sichergestellt sein, dass die Neutralstellung und kein anderer Gang eingelegt ist. Die Neutralstellung wird vom Getriebe im Neutralgang eingenommen. Bei ASG Getriebeaktoren kann dies durch Tasten der Neutralstellung sichergestellt werden. Bei Active Interlock Getriebeaktoren für Parallelschaltgetriebe kann dies allein durch Tasten nicht hinreichend sichergestellt werden, da beispielsweise bei gebrochener Auslegegeometrie ein noch eingelegter Gang nicht erkannt wird.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzuschlagen, mittels welcher sich sicherstellen lässt, dass im Fall von automatisierten Schaltgetrieben insbesondere von Parallelschaltgetrieben und in Fahrsituationen bei denen bei eingelegter Neutralstellung, die Kupplung geschlossen werden muss, die Neutralstellung korrekt eingelegt ist bzw. sich zuverlässig feststellen lässt, dass die Neutralstellung nicht korrekt eingelegt bzw. Gänge nicht vollständig ausgelegt sind.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 15 gelöst.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Vermeidung einer vom Fahrer ungewollten, sicherheitskritischen Beschleunigung seines Fahrzeugs vorgeschlagen, die durch eine nicht korrekt eingelegte Neutralstellung bzw. nicht vollständig ausgelegte Gänge verursacht werden kann, wobei das Einlegen der Neutralstellung Teil bestimmter vorgegebener Vorgänge, wie Referenzieren des Kupplungsaktors oder Fluidausgleich bei zwangsweise zugedrückten Kupplungen mit hydrostatischen Kupplungsbetätigungssystemen oder das Auslösen einer gewollten Verschleißnachstellung in Kupplung oder Ausrücksystem sein kann.

Das vorgeschlagene Verfahren bezieht sich auf ein Fahrzeug mit einem automatisierten Schaltgetriebe mit mehreren Gängen und zumindest einer Getriebeeingangswelle, wobei dieses Getriebe zumindest eine zwischen Getriebeeingangswelle und einer Antriebseinheit angeordnete Kupplung mit einem Kupplungsaktor aufweist, und bei dem eine Active-Interlock-Funktionalität gegeben ist, die ermöglicht, dass bei einem Wechsel einer Wählgasse mittels einer einzigen Rotations- oder Linearbewegung das Auslegen eines alten und Einlegen eines neuen Ganges erfolgen kann, indem ein Nebenbetätigungselement den alten Gang auslegt und ein Hauptbetätigungselement den neuen Gang einlegt, wobei ein Getriebeaktor zum Einlegen und Auslegen der Gänge eine Schaltwelle mit zumindest einem Hauptbetätigungselement und zumindest einem Nebenbetätigungselement aufweist.

Das automatische Schaltgetriebe kann als Parallelschaltgetriebe ausgeführt sein, sodass es zumindest zwei Teilgetriebe aufweist. Dabei ist die Active-Interlock-Funktionalität dadurch gegeben, dass in jedem der Teilgetriebe das Wählen vor dem Auslegen des alten Ganges erfolgen kann. Der Getriebeaktor zum Einlegen der Gänge weist zumindest ein Hauptbetätigungselement – wie Schaltfinger – auf, das derart beweglich angeordnet ist, dass es in einer Wählgasse und in mehren Gang- bzw. Schaltgassen bewegt werden kann. Dabei ist vorgesehen, dass dieses zumindest eine Hauptbetätigungselement bei gegebener Funktionsfähigkeit des Getriebeaktors im Rahmen von Gangwechselvorgängen derart angesteuert werden kann, dass es aus der Wählgasse in eine vorbestimmte, dem Zielgang zugeordnete Gang- bzw. Schaltgasse bewegt wird. In dieser Gang- bzw. Schaltgasse wird es zunächst in einen ersten Schalt- bzw. Ganggassenbereich bewegt, in dem das Einlegen des Zielganges noch nicht bewirkt wird. Von diesem ersten Bereich ganggassenabgewandt gelegen, befindet sich ein zweiter Bereich dieser Gang- bzw. Schaltgasse. Durch die Bewegung des Hauptbetätigungselements in diesen bzw. in diesem zweiten Schalt- bzw. Ganggassenbereich wird das Einlegen des Zielgangs bewirkt.

Es ist vorgesehen, dass die Neutralstellung des automatisierten Schaltgetriebes, in dem alle Gänge ausgelegt sind, herbeigeführt werden kann. Unabhängig von der Stellung der die Gänge ein- und auslegenden Endausgangselemente, können mittels der Nebenbetätigungselemente alle Gänge ausgelegt und das zumindest eine Hauptbetätigungselement in eine Neutralposition, die in einer bevorzugten Ausführungsform identisch mit der Wählgasse ist, gebracht werden.

Es ist ferner vorgesehen, dass die Getriebeaktor-Bewegung und/oder -Position mittels einer Getriebe-Wegmesseinrichtung, wie einem Inkrementalgeber, derart überwacht werden kann, dass mittels der von der Getriebe-Wegmesseinrichtung ermittelten Werte auf eine jeweilige Stellung des Hauptbetätigungselements geschlossen werden kann.

Ein Normalbetrieb des Fahrzeugs liegt bei regulärem Autobahn-, Landstraßen- oder Stadtverkehr und insbesondere bei laufender Antriebseinheit im Stillstand oder nahezu im Stillstand vor. Erfindungsgemäß wird im Normalbetrieb durch eine elektronische Steuereinrichtung, ein zu einem normalen Betriebsmodus unterscheidbarer Betriebsmodus „Neutralstellungserkennung" – das Fahrzeug befindet sich in beiden Betriebsmodi im Normalbetrieb – aktiviert, wenn eine vorgegebene Bedingung erfüllt ist. Eine solche Bedingung kann das Auftreten mindestens eines vorgegebenen Vorgangs oder mindestens eines vorgegebenen Signals sein. Unter einem normalen Betriebsmodus ist dabei der Betriebszustand des Fahrzeugs im Normalbetrieb zu verstehen wenn keine der vorgegebenen Bedingungen erfüllt ist. Wenn an Hand der, von einer Getriebe-Wegmesseinrichtung ermittelten Werte darauf geschlossen werden kann, dass die Neutralstellung eingestellt ist, erfolgt das Schließen der Kupplung. In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Schließen der Kupplung, verglichen mit Kupplungsvorgängen im normalen Betriebsmodus, langsamer und/oder vorsichtiger. Langsamer im Rahmen dieser Schrift bedeutet, dass für das Schließen der Kupplung – beginnend an einem Tastpunkt der Kupplung, an dem die beiden Kupplungsbeläge zum ersten mal während dieses Schließ-Prozesses direkt in Kontakt kommen – eine längere Zeitspanne vorgesehen ist als für denselben Vorgang im normalen Betriebsmodus. Dabei überwacht die Steuereinrichtung, ob nach dem Überschreiten des Tastpunktes beim Schließen der Kupplung zumindest eine vorgegebene Betriebsgröße einen vorgegebenen Wert überschreitet. Solch eine vorgegebene Betriebsgröße kann ein übertragenes Motormoment oder eine Motordrehzahl oder ein Motordrehzahlgradient der Antriebseinheit oder eine Raddrehzahl oder eine Fahrzeuggeschwindigkeit oder eine davon abgeleitete Größe sein.

Wird der vorgegebene Wert nicht überschritten, wird die Neutralstellung durch die Steuereinrichtung als korrekt eingelegt betrachtet, die Kupplung wird geöffnet und wieder in den normalen Betriebsmodus geschaltet.

Sobald dieser Wert beim Schließen überschritten ist, wird die Neutralstellung durch die Steuereinrichtung als nicht korrekt eingelegt betrachtet, dies kann dem Fahrer angezeigt werden und/oder in den Fehlerspeicher eingetragen werden, die Kupplung wird geöffnet und wieder in den normalen Betriebsmodus geschaltet. In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Öffnen der Kupplung, verglichen mit Kupplungsvorgängen im normalen Betriebsmodus, schneller. Schnelleres Öffnen im Rahmen dieser Schrift bedeutet, dass für das Öffnen der Kupplung eine kürzere Zeitspanne vorgesehen ist als für denselben Vorgang im normalen Betriebsmodus.

Als alternative Maßnahme kann die Steuereinrichtung im Betriebsmodus „Neutralstellungserkennung" die Kupplung in geeigneter Weise schließen, wenn der Fahrer die Betriebsbremse betätigt hält, so dass die Antriebseinheit abgewürgt wird, wenn der vorgegebene Wert überschritten wird und wenn dadurch kurzzeitig nur eine geringe, sicherheitsunkritische Fahrzeugbeschleunigung verursacht wird, sodass dadurch eine vor dem beispielsweise ruhenden Fahrzeug befindliche Wand, ein anderes Fahrzeug oder eine Person sowie das Fahrzeug selbst nicht beschädigt oder gefährdet wird. Zur Auswahl einer der beiden Alternativen kann beispielsweise ein Abstandsmesssystem des Fahrzeugs herangezogen werden. In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Schließen der Kupplung zum Zweck des Abwürgens der Antriebseinheit, verglichen mit Kupplungsvorgängen im normalen Betriebsmodus, schneller. Schnelles Schließen im Rahmen dieser Schrift bedeutet, dass für das Schließen der Kupplung – gemessen ab dem Tastpunkt – eine kürzere Zeitspanne vorgesehen ist als für denselben Vorgang im normalen Betriebsmodus. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Schließen der Kupplung zum Zweck des Abwürgens der Antriebseinheit gemäß einer, mittels der Steuereinheit errechneten Kennlinie, die ein möglichst fahrzeugschonendes, schnelles und effizientes Abwürgen ermöglicht.

Hält der Fahrer die Betriebsbremse zum Zeitpunkt, wenn der vorgegebene Wert überschritten wird nicht gedrückt, oder ist trotz betätigter Betriebsbremse eine sicherheitskritische Fahrzeugbeschleunigung zu erwarten, wird die Kupplung geöffnet, der normale Betriebsmodus aktiviert und Verfahren zum Kupplungs- und Getriebeschutz angestoßen.

Erfindungsgemäß wird auch eine Vorrichtung zur Vermeidung einer vom Fahrer ungewollten Beschleunigung eines Fahrzeugs mit einem automatischen Schaltgetriebe mit mehreren Gängen und zumindest einer Getriebeeingangswelle vorgeschlagen, wobei dieses Getriebe zumindest eine zwischen Getriebeeingangswelle und einer Antriebseinheit angeordnete Kupplung mit einem Kupplungsaktor aufweist, und bei dem eine Active-Interlock-Funktionalität gegeben ist, die ermöglicht, dass bei einem Wechsel einer Wählgasse mittels einer einzigen Rotations- oder Linearbewegung das Auslegen eines alten und Einlegen eines neuen Ganges erfolgen kann, indem ein Nebenbetätigungselement den alten Gang auslegt und ein Hauptbetätigungselement den neuen Gang einlegt, wobei ein Getriebeaktor zum Einlegen und Auslegen der Gänge eine Schaltwelle mit zumindest einem Hauptbetätigungselement und zumindest einem Nebenbetätigungselement aufweist.

Durch die Vorrichtung wird das oben beschriebene Verfahren ausgeführt.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann sichergestellt werden, dass im Fall eines automatischen Schaltgetriebes insbesondere eines Parallelschaltgetriebes, in Fahrsituationen in denen die Kupplung bei eingelegter Neutralstellung – veranlasst nicht durch den Fahrer sondern durch eine Steuereinrichtung im Fahrzeug – geschlossen werden muss, eine vom Fahrer ungewollte sicherheitskritische Beschleunigung seines Fahrzeugs nicht stattfindet.

Es zeigen im Einzelnen:

1: Schematisch den erfindungsgemäßen Verfahrensverlauf.

2: Schematische Darstellung der zusammenwirkenden Komponenten.

In einem Flussdiagramm gemäß 1 ist zur Veranschaulichung des Verfahrens zur Vermeidung einer ungewollten Fahrzeugbewegung der Verfahrensverlauf schematisch dargestellt. Das Verfahren kommt im Kraftfahrzeug immer dann zum Einsatz, wenn die Kupplung bei eingelegter Neutralstellung geschlossen werden muss. Befindet sich das Fahrzeug im Normalbetrieb 21, insbesondere im Stillstand oder nahezu im Stillstand und werden vom Steuergerät vorgegebene Vorgänge 23 angefordert wie beispielsweise ein Referenzieren des Kupplungsaktors oder im Fall von zwangsweise zugedrückten Kupplungen mit hydrostatischen Kupplungsbetätigungssystemen ein Fluidausgleich – auch Schnüffeln genannt – oder ein Auslösen einer gewollten Verschleißnachstellung in der Kupplung oder im Ausrücksystem, so wird ein Aktivierungsschritt 25 ausgelöst. Durch diesen Aktivierungsschritt 25 wird der Betriebsmodus „Neutralstellungserkennung" aktiviert. Eine Gemeinsamkeit aller vorgegebenen Vorgänge ist, dass in ihrem Verlauf die Neutralstellung eingelegt und die Kupplung geschlossen wird. Das Schließen der Kupplung im Kuppelschritt 27 geschieht im Betriebsmodus „Neutralstellungserkennung" langsamer und vorsichtiger als im normalen Betriebsmodus. Dabei wird im Schritt 29 überprüft, ob es zu einer Momentenübertragung bei einsetzendem Einkuppeln auf die Getriebeausgangswelle kommt. Ist dies nicht der Fall, kann bestätigt werden, dass die Neutralstellung korrekt eingelegt ist. Im Abschlussschritt 31 wird wieder vom Betriebsmodus „Neutralstellungserkennung" in den normalen Betriebsmodus gewechselt und der Vorgang fortgesetzt. Kommt es im Schritt 29 zu einer Momentenübertragung, so kann die Neutralstellung nicht korrekt eingelegt sein. Dies kann auftreten, wenn ein mechanischer Defekt vorliegt, der durch Tasten nicht festgestellt werden kann. Beispielsweise könnte aufgrund eines gebrochenen Nebenbetätigungselements, das Auslegen eines Ganges nicht durchgeführt werden können, da die Endausgangsmechanismen durch die Nebenbetätigungselemente nicht oder nicht ausreichend bewegt werden und folglich noch ein Gang eingelegt ist. Eine andere, mögliche Ursache ist, dass ein Fehler in der Inkrementalwegsensorik vorliegt, sodass die Steuereinrichtung zwar ein Auslegen eines Ganges durch die Nebenbetätigungselemente veranlasst, dies aber nicht oder nicht korrekt geschieht. Im Meldeschritt 32 wird dem Fahrer ein Fehler gemeldet und/oder eine Eintragung in den Fehlerspeicher vorgenommen. Wird ein Moment übertragen, wird im Schritt 33 abgefragt, ob der Fahrer die Betriebsbremse betätigt. Ist dies nicht der Fall, wird im Abbruchschritt 37 die Kupplung wieder geöffnet, der normale Betriebsmodus wieder hergestellt und optional bereits bekannte Maßnahmen zum Schutz von Kupplung, Motor und Getriebe eingeleitet, wie beispielsweise im Fall eines Parallelschaltgetriebes ein Fahren mit dem anderen Teilgetriebe oder ein Begrenzen der Fahrzeuggeschwindigkeit als Berstschutz der Kupplungsscheibe des defekten Teilgetriebes. Wird im Schritt 29 Momentenübertragung erkannt und im Schritt 33 festgestellt, dass die Betriebsbremse durch den Fahrer betätigt wird, so wird im Schritt 35 überprüft, ob bei kontrolliertem, schnellem Schließen der Kupplung eine sicherheitskritische Situation entstehen wird. Unter sicherheitskritisch ist dabei zu verstehen, ob durch die kurzzeitige Beschleunigung des Fahrzeugs beim Einkuppeln und Abwürgen des Motors, in Beschleunigungsrichtung befindliche Gegenstände oder Personen beschädigt oder gefährdet werden können. Aus Messdaten einer Abstandmesseinrichtung sowie Daten aus der Betriebsdatenerfassungseinheit 53 und der Steuereinrichtung 51 (siehe 2) kann eine solche Abschätzung durchgeführt werden. Wird das Abwürgen der Antriebseinheit durch schnelles Schließen der Kupplung als sicherheitsunkritisch eingestuft, so wird dies im Abwürgeschritt 39 durchgeführt. Ergibt die Abschätzung eine sicherheitskritische Situation wird im Abbruchschritt 37 der beschriebene Ablauf eingeleitet

2 stellt schematisiert die Vorrichtung 62 zur Vermeidung einer ungewollten Fahrzeugbewegung in einem Kraftfahrzeug sowie weitere beteiligte und zusammenwirkende Fahrzeugkomponenten dar. Im Normalbetrieb 21 (siehe 1) eines Fahrzeugs treten Fahrsituationen auf, bei denen die Kupplung bei eingelegter Neutralstellung geschlossen werden muss. Solche Fahrsituationen können von der Steuereinrichtung 51 erkannt und daraufhin vorgegebene Vorgänge, in deren Verlauf auch mindestens einmal die Kupplung geschlossen wird, veranlasst werden. Beispiele für solche vorgegebenen Vorgänge sind ein Referenzieren des Kupplungsaktors, im Fall von zwangsweise zugedrückten Kupplungen mit hydrostatischen Kupplungsbetätigungssystemen ein Fluidausgleich – kurz Schnüffeln genannt – oder auch das Auslösen einer gewollten Verscheißnachstellung in Kupplung oder Ausrücksystem. Während dieser Vorgänge ist unbedingt sicherzustellen, dass die Neutralstellung auch tatsächlich eingelegt ist. Zu diesem Zweck veranlasst die Steuereinrichtung 51, wenn sie einen der vorgegebenen Vorgänge anstößt, dass der Betriebsmodus „Neutralstellungserkennung" aktiviert 25 wird. Das bewirkt, dass wenn während des Vorgangs die Kupplung durch den Kupplungsaktor 57 vom geöffneten in Richtung des geschlossenen Zustandes bewegt wird, dies, verglichen mit dem normalen Betriebsmodus, auf eine langsamere und vorsichtigere Weise geschieht, damit eine mögliche Motormomentenübertragung von der Antriebseinheit auf die Getriebeausgangswelle und die Fahrzeugräder frühzeitig durch die Steuereinrichtung 51 erkannt werden kann. Die Erkennung soll durch Beobachtung der Reaktion einer getriebeeingangsseitigen Größe wie beispielsweise der Motordrehzahl oder des Motordrehzahlgradienten oder des Motormoments und einer getriebeausgangsseitigen Größe wie beispielsweise der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder der Raddrehzahlen oder vergleichbarer oder davon abgeleiteter Betriebsgrößen erfolgen. Die genannten Betriebsgrößen können der Steuereinrichtung 51 von der Betriebsdatenerfassungseinheit 53 oder einem ABS-Steuergerät oder von Raddrehzahlsensoren geliefert werden. In der Steuereinrichtung 51 können Schwellenwerte für die jeweiligen Betriebsgrößen hinterlegt sein. Die Steuereinrichtung 51 schließt aus dem Überschreiten eines solchen Schwellenwertes, dass die Neutralstellung nicht korrekt eingelegt ist. Dem Fahrer wird ein Fehler gemeldet und/oder eine Eintragung in den Fehlerspeicher vorgenommen. Wird kein Schwellenwert überschritten, geht die Steuereinrichtung 51 davon aus, dass die Neutralstellung korrekt eingelegt ist, öffnet die Kupplung und aktiviert wieder den normalen Betriebsmodus. Erkennt die Steuereinrichtung 51 mit Hilfe der Betriebsdatenerfassungseinheit 53, dass die vorgegebene Betriebsgröße den zugehörigen Schwellenwert überschritten hat, überprüft die Steuereinrichtung 51, ob der Fahrer die Betriebsbremse gedrückt hält. Ist das nicht der Fall, veranlasst die Steuereinrichtung 51 den Kupplungsaktor 57 die Kupplung wieder zu öffnen, aktiviert wieder den normalen Betriebsmodus, bricht den Vorgang ab und stößt ein Verfahren zum Kupplungs- und Getriebeschutz an. Ermittelt die Steuereinrichtung 51, dass die Betriebsbremse durch den Fahrer aktiviert ist, macht sie eine Abschätzung, ob durch Abwürgen der Antriebseinheit durch schnelles Schließen der Kupplung eine sicherheitskritische Situation entstehen kann. Zu dieser Abschätzung kann die Steuereinrichtung 51 beispielsweise Größen wie die Masse des Fahrzeugs, seine Gesamtübersetzung durch den irrtümlich nicht ausgelegten Gang, die Stärke des Leerlaufreglers, die Größe der aktuellen Bremswirkung der Betriebsbremse und auch Abstandsinformationen aus einer Abstandsmesseinrichtung hinzuziehen, die eine Abschätzung darüber zulassen, ob Personen oder Gegenstände, die sich beim Schließen der Kupplung in Beschleunigungsrichtung befinden, gefährdet werden könnten. Ergibt die Abschätzung durch die Steuereinrichtung 51, dass die Maßnahmen sicherheitsunkritisch sind, wird die Kupplung durch die Steuereinrichtung 51 und den Kupplungsaktor 57 kontrolliert schnell geschlossen und die Antriebseinheit abgewürgt. Wird das Schließen der Kupplung durch die Steuereinrichtung 51 als sicherheitskritisch eingeschätzt, wird die Kupplung geöffnet, der normale Betriebsmodus aktiviert, der Vorgang abgebrochen und ein Verfahren zum Kupplungs- und Getriebeschutz angestoßen. In anderen Ausführungsformen können die Funktionen der Steuereinrichtung 51 auch auf zwei oder mehrere elektronische Steuereinrichtungen aufgeteilt werden und untereinander zu Informationsaustausch in der Lage sein.

21
Verfahrensschritt
23
Verfahrensschritt
25
Aktivierungsschritt
27
Kuppelschritt
29
Verfahrensschritt
31
Abschlussschritt
32
Meldeschritt
33
Verfahrensschritt
35
Verfahrensschritt
37
Abbruchschritt
39
Abwürgeschritt
51
Steuereinrichtung
53
Betriebsdatenerfassungseinheit
55
Kupplungswegmesseinrichtung
57
Kupplungsaktor
59
Getriebe-Wegmesseinrichtung
61
Getriebeaktor
62
Vorrichtung zur Verhinderung einer ungewollten Fahrzeugbewegung


Anspruch[de]
Verfahren zur Vermeidung einer vom Fahrer ungewollten Beschleunigung eines Fahrzeugs mit einem automatisierten Schaltgetriebe mit mehreren Gängen und zumindest einer Getriebeeingangswelle und einer Getriebeausgangswelle, wobei dieses Getriebe zumindest eine zwischen Getriebeeingangswelle und einer Antriebseinheit angeordnete automatisierte Kupplung mit zumindest einem Eingangsteil und mit einem Kupplungsaktor (57) zum Öffnen und Schließen der Kupplung aufweist, wobei das Getriebe einen Getriebeaktor (61) zum Einlegen und Auslegen der Gänge besitzt und vorgesehen ist, dass eine Neutralstellung des Getriebes einstellbar ist, und ferner vorgesehen ist, dass die Getriebeaktor-Bewegung und/oder -Position mittels einer Getriebe-Wegmesseinrichtung (59), überwacht wird, und dass ausgehend von einem Normalbetrieb (21) bei Auftreten einer vorgegebenen Bedingung (23) in einem Aktivierungsschritt (25) ein Betriebsmodus „Neutralstellungserkennung" aktiviert wird und in einem später erfolgenden Kuppelschritt (27) die Kupplung in Richtung Kupplung Zu bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass auf eine nicht korrekt eingelegte Neutralstellung erkannt wird, wenn während des Schließens der Kupplung eine vorgegebene Betriebsgröße einen vorgegebenen Wert überschreitet (29). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vorgegebene Bedingungen vorgegebene Vorgänge sein können, in deren Verlauf die Neutralstellung eingelegt wird oder Signale sein können, die ein Einlegen der Neutralstellung bewirken. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass vorgegebene Vorgänge Referenzieren des Kupplungsaktors oder Fluidausgleich bei zwangsweise zugedrückten Kupplungen mit hydrostatischen Kupplungsbetätigungssystemen oder das Auslösen einer gewollten Verschleißnachstellung in Kupplung oder Ausrücksystem sein können. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsmodus „Neutralstellungserkennung" sich von einem normalen Betriebsmodus dadurch unterscheidet, dass im aktivierten Zustand, ein verglichen mit dem normalen Betriebsmodus langsameres Schließen der Kupplung erfolgt. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf eine nicht korrekt eingelegte Neutralstellung erkannt wird, wenn während des Schließens der Kupplung an der Getriebeausgangswelle ein von der Antriebseinheit auf das Eingangsteil der Kupplung übertragenes Moment erfasst wird (29). Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Betriebsgröße ein übertragenes Motormoment oder eine Motordrehzahl oder ein Motordrehzahlgradient der Antriebseinheit oder eine Raddrehzahl oder eine Fahrzeuggeschwindigkeit oder eine davon abgeleitete Größe sein kann. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf eine korrekt eingelegte Neutralstellung erkannt wird, wenn während des Schließens der Kupplung die vorgegebene Betriebsgröße den vorgegebenen Wert nicht überschreitet (29). Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Abschlussschritt (31) die Kupplung wieder geöffnet und der normale Betriebsmodus wieder aktiviert wird, wenn auf eine korrekt eingelegte Neutralstellung geschlossen wird. Verfahren nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Meldeschritt (32) dem Fahrer eine Warnung gemeldet wird und/oder eine Eintragung im Fehlerspeicher erfolgt und überprüft wird, ob die Betriebsbremse betätigt ist, wenn auf eine nicht korrekt eingelegte Neutralstellung geschlossen wird. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Abbruchschritt (37) die Kupplung wieder geöffnet wird, der normale Betriebsmodus wieder aktiviert wird und/oder Verfahren zum Kupplungs- und/oder Getriebeschutz angestoßen werden, wenn festgestellt wird, dass die Betriebsbremse nicht aktiv ist. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass abgeschätzt wird, ob durch ein schnelles Schließen der Kupplung nur eine kurzzeitige, geringe, sicherheitsunkritische Fahrzeugbeschleunigung verursacht wird (35), wenn festgestellt wird, dass die Betriebsbremse aktiv ist. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Abwürgeschritt (39) die Kupplung schnell geschlossen und dadurch die Antriebseinheit abgewürgt wird, wenn die Abschätzung eine sicherheitsunkritische Fahrzeugbeschleunigung vorhersagt. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Abbruchschritt (37) die Kupplung wieder geöffnet wird, der normale Betriebsmodus wieder aktiviert wird und/oder Verfahren zum Kupplungs- und/oder Getriebeschutz angestoßen werden, wenn die Abschätzung eine sicherheitskritische Fahrzeugbeschleunigung vorhersagt. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das automatisierte Schaltgetriebe als Parallelschaltgetriebe mit zumindest zwei Teilgetrieben ausgeführt ist. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß den Ansprüchen 1 bis 14.






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