Die Erfindung betrifft eine Drehmoment-Übertragungsvorrichtung, welche im
Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zwischen einer Eingangswelle und einer
Ausgangswelle angeordnet werden kann, und welche in verschiedene Schalt
stellungen geschaltet werden kann, sowie ein Verfahren zum Betreiben einer
solchen.
Eine Drehmoment-Übertragungsvorrichtung im Sinne der vorliegenden Erfin
dung ist eine Einrichtung, welche einen Drehkennwert einer Eingangswelle in
einen gleichen oder unterschiedlichen Drehkennwert einer Ausgangswelle
wandeln kann und/oder die Ein- und Ausgangswelle koppeln und entkoppeln
kann. Eine Drehmoment-Übertragungsvorrichtung weist insbesondere eine
Getriebeeinrichtung und/oder eine Kupplungseinrichtung und/oder eine
Drehmomentwandlereinrichtung auf.
Eine Getriebeeinrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine Einrich
tung, welche gestuft oder stufenlos in unterschiedliche Schaltstellungen ge
schaltet werden kann, in denen sie ein unterschiedliches Übersetzungsverhält
nis zwischen zwei Wellen erzeugt. Die Getriebeeinrichtung kann als Wechsel
stufengetriebe oder Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe oder dergleichen
ausgebildet sein. Die Ansteuerung von Schaltvorgängen der Getriebeeinrich
tung kann automatisch oder von Hand oder teilautomatisch oder automatisiert
mit zusätzlicher Eingriffsmöglichkeit von Hand ausgebildet sein. Eine Getriebe
einrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung kann derart ausgebildet sein,
daß das Schalten zwischen zwei Schaltstellungen mit Zugkraftunterbrechung
oder ohne Zugkraftunterbrechung vorgenommen werden kann.
Bevorzugt ist die Getriebeeinrichtung als Automatengetriebe ausgebildet, wo
bei unter einem Automatengetriebe im Sinne der vorliegenden Erfindung eine
Getriebeeinrichtung zu verstehen ist, bei welcher Schaltvorgänge automatisiert
ohne Zugkraftunterbrechung gesteuert werden können, und welche ggf. ein
Planetengetriebe aufweist.
Bevorzugt ist die Getriebeeinrichtung als automatisiertes Schaltgetriebe (ASG)
ausgebildet, wobei unter einem automatisierten Schaltgetriebe insbesondere
eine Getriebeeinrichtung zu verstehen ist, bei der Schaltvorgänge automatisiert
mit Zugkraftunterbrechung angesteuert werden können.
Eine Getriebeeinrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung weist bevorzugt
eine Steuerungseinrichtung auf, welche ein Ausgangssignal an eine Betäti
gungseinrichtung aussenden kann. Die Betätigungseinrichtung weist bevorzugt
wenigstens einen Elektromotor auf.
Eine Kupplungseinrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine Ein
richtung, welche eine Reibungskupplung und/oder eine Anfahrkupplung
und/oder eine Wendesatzkupplung und/oder eine Lamellenkupplung und/oder
eine Magnetpulverkupplung und/oder eine Wandlerüberbrückungskupplung
oder dergleichen aufweist. Die Kupplungseinrichtung kann ein Drehmoment
übertragen oder nicht übertragen oder teilweise übertragen. Die Kupplungsein
richtung kann mit oder ohne Leistungsverzweigung ausgebildet sein.
Bevorzugt ist die Kupplungseinrichtung eine elektronisch gesteuerte Kupp
lungseinrichtung, wobei unter einer elektronisch gesteuerten Kupplungsein
richtung insbesondere eine Kupplungseinrichtung der Art zu verstehen ist, wie
sie von der Anmelderin unter der Bezeichnung "Elektronisches Kupplungs
Management" (EKM) beschrieben bzw. angeboten wird.
Es sind bereits Drehmoment-Übertragungsvorrichtungen bekannt, bei welchen
eine Steuerungseinrichtung Signale aussendet, welche bewirken, daß die
Drehmoment-Übertragungsvorrichtung in unterschiedliche Schaltstellungen
geschaltet werden kann.
Es ist ein automatisiertes Schaltgetriebe bekannt, bei dem von einer Steue
rungseinrichtung Schaltvorgänge der Getriebeeinrichtung automatisiert ge
steuert werden.
Es ist weiter eine elektronisch gesteuerte Kupplung bekannt, bei welcher
Schaltvorgänge der Kupplung elektronisch gesteuert werden.
Auch die Kombination aus elektronisch gesteuerter Kupplungseinrichtung und
automatisiertem Schaltgetriebe ist bekannt.
Insbesondere diese bekannten elektronisch gesteuerten oder automatisierten
Drehmoment-Übertragungsvorrichtungen ermöglichen einen hohen Fahrkom
fort in einem Kraftfahrzeug, in welchem sie angeordnet sind. Ferner ermögli
chen sie eine ökonomische Fahrweise. Betätigungsvorgänge einer Kupplungs
einrichtung und einer Getriebeeinrichtung können gut aufeinander abgestimmt
werden.
Es ist jedoch auch beobachtet worden, daß Fahrsituationen eines Kraftfahr
zeugs mit einer derartigen bekannten Drehmoment-Übertragungsvorrichtung
auftreten können, in denen der Fahrkomfort beeinträchtigt ist oder Schaltvor
gänge ausgeführt werden, welche sich negativ auf die Ökonomie der Fahrwei
se auswirken, ohne daß dies vom Fahrer eines Kraftfahrzeugs mit bekannter
Drehmoment-Übertragungsvorrichtung gewollt ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Drehmoment-
Übertragungsvorrichtung sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen zu
schaffen, welche einen verbesserten Fahrkomfort in einem Kraftfahrzeug mit
Drehmoment-Übertragungsvorrichtung ermöglicht und welche auf kostengün
stige und baulich einfache Weise die Betriebssicherheit und Flexibilität der
Drehmoment-Übertragungsvorrichtung verbessert, wobei insbesondere die
Drehmoment-Übertragungsvorrichtung bzw. das Verfahren zum Betreiben
einer solchen verbessert an Fahrsituationen, die in einem Kraftfahrzeug mit
Drehmoment-Übertragungsvorrichtung auftreten können, angepaßt wird.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Drehmoment-Übertragungsvorrichtung
gemäß Anspruch 1.
Eine erfindungsgemäße Verwendung ist Gegenstand des Anspruchs 40.
Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug ist Gegenstand des Anspruchs 41.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist Gegenstand des Anspruchs 43.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprü
che.
Erfindungsgemäß wird eine Drehmoment-Übertragungsvorrichtung vorge
schlagen, welche eine Steuerungseinrichtung und eine Betätigungseinrichtung
aufweist. Die Steuerungseinrichtung kann Ausgangssignale erzeugen und
aussenden, welche unter vorbestimmten Gegebenheiten bewirken, daß die
Drehmoment-Übertragungsvorrichtung gemäß einer vorbestimmten Charakte
ristik in eine vorbestimmte Schaltstellung geschaltet wird. Diese Ausgangs
signale werden bevorzugt unter Berücksichtigung vorbestimmter Fahrbetriebs
kennwerte des Kraftfahrzeugs oder wenigstens einer seiner Komponenten
erzeugt.
Ein Fahrbetriebskennwert im Sinne der vorliegenden Erfindung ist insbesonde
re ein Kennwert, welcher sich beim Betrieb des Kraftfahrzeugs oder eines sei
ner Komponenten oder der Drehmoment-Übertragungsvorrichtung verändern
kann. Insbesondere kann diese Änderung am oder im Kraftfahrzeug oder sei
nen Komponenten festgestellt werden.
Die Betätigungseinrichtung kann die Ausgangssignale der Steuerungseinrich
tung empfangen und unter Berücksichtigung dieser Ausgangssignale eine
Schalteinrichtung betätigen.
Die Schalteinrichtung kann mechanisch oder hydraulisch oder elektrisch aus
gebildet sein.
Die Betätigungseinrichtung ist vorzugsweise elektrisch oder hydraulisch aus
gebildet.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Steuerungseinrichtung Eingangs
signale empfangen kann, welche von einer fahrzeugexternen Sendeeinrichtung
ausgesandt werden können. Eine fahrzeugexterne Sendeeinrichtung ist insbe
sondere eine Sendeeinrichtung, welche unabhängig vom Kraftfahrzeug ist,
also insbesondere das Kraftfahrzeug nicht berührt bzw. nicht am oder im
Kraftfahrzeug montiert ist. Insbesondere können diese Eingangssignale berüh
rungslos empfangen werden.
Unter Berücksichtigung dieser empfangenen Eingangssignale erzeugt die
Steuerungseinrichtung wenigstens zeitweise die Ausgangssignale.
Insbesondere können die Eingangssignale von der Steuerungseinrichtung
ausgewertet werden, wobei diese Auswerteergebnisse bei der Erzeugung der
Ausgangssignale von der Steuerungseinrichtung berücksichtigt werden.
Die externe Sendeeinrichtung kann eine beliebige Einrichtung sein oder von
einer beliebigen Einrichtung umfaßt sein.
Insbesondere kann die Sendeeinrichtung Informationen bereitstellen, welche
sie über die ausgesendeten Signale übermitteln kann. Bevorzugt weist die
Sendeeinrichtung oder eine Einrichtung, von der die Sendeeinrichtung umfaßt
ist, eine Speichereinrichtung zur Speicherung dieser Informationen auf. Be
sonders bevorzugt weist diese Einrichtung, die die Sendeeinrichtung aufweist,
bzw. die Sendeeinrichtung eine Auswerteeinrichtung auf, welche Daten aus
werten kann, wobei insbesondere diese Auswerteergebnisse als Signal an die
Steuerungseinrichtung übermittelt werden können.
Bevorzugt ist die Sendeeinrichtung eine Telematikeinrichtung oder eine Navi
gationseinrichtung oder von einer derartigen umfaßt. Die Sendeeinrichtung
kann insbesondere fahrzeugexterne Kennwerte, also Kennwerte, die sich auf
Gegebenheiten beziehen, die außerhalb eines Kraftfahrzeugs gegeben sind,
welches die erfindungsgemäße Drehmoment-Übertragungsvorrichtung auf
weist, bereitstellen bzw. als Signal an die Steuerungseinrichtung übermitteln.
Unter einer Navigationseinrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung ist
insbesondere eine Einrichtung zu verstehen; welche Kennwerte eines Strecken
profils, auf welchem ein Kraftfahrzeug mit erfindungsgemäßer Drehmo
ment-Übertragungsvorrichtung bewegt werden kann, bereitstellt und diese
Kennwerte bzw. die entsprechenden Informationen an eine Empfangseinrich
tung, insbesondere die Steuerungseinrichtung, übermitteln kann.
Die Begriffe "Strecke", "Fahrstrecke", "Streckenprofil" und dergleichen bezie
hen sich im Sinne dieser Erfindung auf vorbestimmte Wege, Straßen oder
dergleichen oder allgemein auf den Untergrund, auf welchem ein Kraftfahrzeug
mit erfindungsgemäßer Drehmoment-Übertragungsvorrichtung positioniert sein
kann. Insbesondere beziehen sich diese Begriffe auf Wege, den Fahrzeugun
tergrund oder dergleichen, auf dem ein Kraftfahrzeug aktuell positioniert ist
oder ein bewegtes Kraftfahrzeug in näherer Zukunft positioniert sein kann oder
wird.
Unter einem Telematiksystem im Sinne der vorliegenden Erfindung ist insbe
sondere eine Einrichtung zu verstehen, welche Kennwerte gespeichert hat
und/oder bereitstellen kann, die eine Strecke, also insbesondere einen potenti
ellen Fahrzeuguntergrund oder eine Straße oder dergleichen betreffen, und die
im wesentlichen nicht das Profil dieser Strecke betreffen. Insbesondere kann
eine Telematikeinrichtung Kennwerte des Streckenzustands, wie insbesondere
die Verkehrsdichte einer Strecke oder die zulässige oder ratsame Höchstge
schwindigkeit auf dieser Strecke oder eine Glättegefahr auf dieser Strecke
oder dergleichen bereitstellen.
Die Navigationseinrichtung kann insbesondere durch Berge oder dergleichen
bedingte Neigungen bzw. Steigungen von Fahrstrecken oder Kurven im Stra
ßenverlauf oder dergleichen anzeigen und diese Kennwerte bzw. Informatio
nen mit einem Signal an die Steuerungseinrichtung übermitteln.
Bevorzugt kann die Steuerungseinrichtung die Eingangssignale von einem
Satelliten oder von an oder über den Straßen angeordneten Sendeeinrichtun
gen empfangen.
Eine Sendeeinrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung kann insbesonde
re ein sogenanntes Verkehrsleitsystem sein.
Bevorzugt kann die Steuerungseinrichtung sowohl von einer Navigationsein
richtung als auch von einer Telematikeinrichtung Eingangssignale empfangen.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist die Steuerungseinrichtung insbeson
dere eine Einrichtung, die nur zur Steuerung der Drehmoment-
Übertragungsvorrichtung oder nur zur Steuerung einer Kupplungseinrichtung
oder nur zur Steuerung einer Getriebeeinrichtung oder zur Steuerung einer
Drehmoment-Übertragungsvorrichtung und weiterer Fahrzeugkomponenten
vorgesehen ist.
Bevorzugt ist insbesondere auch, daß die Steuerungseinrichtung unter Be
rücksichtigung der Eingangssignale, welche sie von einer externen Sendeein
richtung empfangen kann, Ausgangssignale an die Antriebseinrichtung, wie
Brennkraftmaschine, eines Fahrzeugs mit Drehmoment-
Übertragungsvorrichtung übermitteln kann, welche bewirken, daß die Betäti
gung der Antriebseinrichtung unter Berücksichtigung der Kennwerte bzw. der
Eingangssignale, welche die Steuerungseinrichtung von der Sendeeinrichtung
empfängt, vorgenommen wird.
Die Erfindung ist insofern vorteilhaft, als die Berücksichtigung von fahrzeugex
ternen Kennwerten beim Betreiben eines Kraftfahrzeugs bzw. beim Betreiben
einer Getriebeeinrichtung oder einer Kupplungseinrichtung oder einer An
triebseinrichtung eines Kraftfahrzeugs eine Verbesserung des Komforts für den
Fahrer eines Kraftfahrzeugs bewirken kann. Überdies läßt sich ein Kraftfahr
zeug mit erfindungsgemäßer Drehmoment-Übertragungsvorrichtung ökonomi
scher betreiben. So können beispielsweise in Abhängigkeit der externen
Kennwerte die Schaltpunkte bzw. Schaltzeitpunkte oder die Motordrehzahlen
oder die Raddrehzahlen oder dergleichen bestimmt bzw. gegenüber einer vor
bestimmten Normalreferenzfahrt korrigiert werden. Insbesondere wird erfin
dungsgemäß ermöglicht, daß die Steuerungseinrichtung Eingangssignale
empfängt, welche externe Kennwerte repräsentieren, die sich auf das Strec
kenprofil der sich vor einem Kraftfahrzeug erstreckenden Fahrstrecke bezie
hen. Das Streckenprofil umfaßt insbesondere die Neigung des Fahruntergrun
des oder den Verlauf einer Straße. So können beispielsweise sich vor dem
Kraftfahrzeug erstreckende Kurven von der Steuerungseinrichtung bei der
Ansteuerung der Antriebseinrichtung oder der Getriebeeinrichtung oder der
Kupplungseinrichtung berücksichtigt werden. Insbesondere wird erfindungs
gemäß ermöglicht, daß in Kurvenfahrten, da die Kurven rechtzeitig anhand der
Eingangssignale der Steuerungseinrichtung erkannt werden können, die Mo
tordrehzahl konstant gehalten wird oder Schaltvorgänge des Getriebes unter
drückt werden oder dergleichen.
In bekannten Kraftfahrzeugen wird üblicherweise in oder vor Kurven die Mo
tordrehzahl abgesenkt, bevor sie nach der Kurve wieder erhöht wird. Unter
vorbestimmten Gegebenheiten kann bei einem Kraftfahrzeug mit erfindungs
gemäßer Drehmoment-Übertragungsvorrichtung die Motordrehzahl in Kurven
fahrten konstant gehalten werden, da bekannt ist, daß eine Kurvenfahrt bevor
steht.
Ferner ermöglicht die Erfindung, daß in vorbestimmten Fahrsituationen, bei
denen die Getriebeeinrichtung einer Drehmoment-Übertragungsvorrichtung in
vorbestimmten Schaltstellungen geschaltet wird, die Drehmoment-
Übertragungsvorrichtung auf modifizierte Weise geschaltet wird oder gar nicht
geschaltet wird.
In Kraftfahrzeugen mit bekannter automatisierter Getriebeeinrichtung wird bei
spielsweise bei einer Entlastung des Gaspedals unter vorbestimmten Gege
benheiten in einen nächsthöheren Gang geschaltet, da die Steuerungsein
richtung die Entlastung des Gaspedals dahingehend deutet, daß der Fahrer
dieses Kraftfahrzeugs eine weniger sportliche Fahrweise wünscht, also insbe
sondere eine Fahrweise, bei der die Beschleunigungen des Kraftfahrzeugs
reduziert sind und/oder der Kraftstoffverbrauch verringert ist.
Das Schalten in einer höhere Gangstufe kann bei einer Bergauffahrt jedoch
nachteilig und vom Fahrer ungewünscht sein. Wenn ein Fahrer vor einer Kurve
das Gaspedal entlastet, kann in bekannten automatisierten Schaltgetrieben
eine Hochschaltung in einen höheren Gang bewirkt werden. Dies ist häufig
ungewünscht, da der Fahrer häufig nach einer Kurve in der gleichen Gangstufe
oder einer niedrigeren Gangstufe weiterfahren möchte. Bekannte Anordnun
gen weisen somit eine Vielzahl von Schaltvorgängen auf, die durch die erfin
dungsgemäße Drehmoment-Übertragungsvorrichtung zumindest reduziert
werden können.
So ist insbesondere bevorzugt, daß die Steuerungseinrichtung vor oder wäh
rend einer Kurvenfahrt, die anhand der von der Sendeeinrichtung übermittelten
Eingangssignale erkannt werden können, Schaltungen in einer höhere Gang
stufe unter vorbestimmten Gegebenheiten unterdrückt werden, insbesondere
unterdrückt werden, wenn das Kraftstoffbemessungsglied nicht zunehmend
belastet wird.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die
Steuerungseinrichtung eine Bremseinrichtung, welche von einem Kraftfahrzeug
mit erfindungsgemäßer Drehmoment-Übertragungsvorrichtung umfaßt ist, un
ter Berücksichtigung der Eingangssignale, die die Steuerungseinrichtung von
der Sendeeinrichtung empfängt, betätigen. Beispielsweise kann die Steue
rungseinrichtung die Bremseinrichtung betätigen, wenn das Kraftfahrzeug auf
eine Kurve zufährt und während dieser Kurvenfahrt die Kraftstoffbemessungs
einrichtung unverändert betätigt wird, oder wenn der Steuerungseinrichtung
eine Geschwindigkeitsbegrenzung angezeigt wird und die Fahrzeuggeschwin
digkeit größer als diese Geschwindigkeitsbegrenzung ist. Gemäß einer beson
ders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Steuerungsein
richtung Eingangssignale empfangen, welche die Neigung des Fahrzeugunter
grunds eines Kraftfahrzeugs mit erfindungsgemäßer Drehmoment-
Übertragungsvorrichtung oder eine bevorstehende Neigung in Fahrtrichtung
dieses Untergrunds oder die Höhe über Meeresspiegel, in welcher das Kraft
fahrzeug mit Drehmoment-Übertragungsvorrichtung positioniert ist, anzeigen.
Diese Kennwerte können von der Steuerungseinrichtung berücksichtigt wer
den, wenn diese ein Ausgangssignal zur Betätigung der Antriebseinrichtung
und/oder der Bremseinrichtung und/oder der Kupplungseinrichtung und/oder
der Getriebeeinrichtung erzeugt.
Bevorzugt kann die Steuerungseinrichtung an die Antriebseinrichtung und/oder
die Bremseinrichtung und/oder die Kupplungseinrichtung und/oder die Getrie
beeinrichtung eines Kraftfahrzeugs ein Ausgangssignal gemäß einer Höhen
anfahrcharakteristik aussenden, welche berücksichtigt, daß vorbestimmte
Fahrbetriebskennwerte in Abhängigkeit der Höhe des Kraftfahrzeugs über dem
Meeresspiegel unterschiedliche Werte annehmen sollen. Insbesondere ist
bevorzugt, daß die Motordrehzahl derart bestimmt wird, daß sich in Abhängig
keit der Zuglast eine optimale Zugkraft einstellt, wobei diese Kennwerte von
der Höhe des Kraftfahrzeugs über dem Meeresspiegel abhängen. Die Höhe
des Kraftfahrzeugs über dem Meeresspiegel kann insbesondere von einer
Navigationseinrichtung an die Steuerungseinrichtung übermittelt werden.
Die Erfindung ist insofern vorteilhaft, als berücksichtigt werden kann, daß we
gen des sinkenden Luftdrucks mit der Höhe das Motormoment abnimmt, wobei
die Motorleistung im wesentlichen konstant ist. Erfindungsgemäß kann die
Motordrehzahl an diese veränderten Gegebenheiten angepaßt werden. Erfin
dungsgemäß kann somit ermöglicht werden, daß stets der optimale Be
triebspunkt des Motors erreicht wird. In bekannten Kraftfahrzeugen ist beob
achtet worden, daß der Punkt des maximalen Drehmoments in größeren Hö
hen über dem Meeresspiegel nicht mehr erreicht werden konnte, weil der Mo
tor bereits vorher aufgrund des reduzierten Motormoments eingebremst wurde.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Steue
rungseinrichtung von der Sendeeinrichtung Eingangssignale empfangen, wel
che Gefahrgegebenheiten auf einer unmittelbar bevorstehenden Fahrstrecke
oder auf der Fahrstrecke, auf der sich das Kraftfahrzeug positioniert ist, oder
auf einer weiter entfernten Fahrstrecke anzeigen. Insbesondere können die
Eingangssignale anzeigen, daß auf der Fahrstrecke Glatteis ist oder eine Ge
schwindigkeitsbegrenzung vorgesehen ist. Die Eingangssignale können auch
anzeigen, daß eine bestimmte Verkehrsdichte gegeben ist. In Abhängigkeit
dieser Eingangssignale kann die Steuerungseinrichtung Ausgangssignale zur
Steuerung der Bremseinrichtung oder der Antriebseinrichtung oder der Getrie
beeinrichtung oder der Kupplungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs erzeugen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Drehmo
ment-Übertragungsvorrichtung eine Getriebeeinrichtung auf, welche in unter
schiedliche Schaltstufen geschaltet werden kann, bei welchen eine unter
schiedliche Übersetzung gegeben ist, wobei die Schaltstufen und/oder die
Schaltpunkte bzw. die Zeitpunkte, zu denen geschaltet wird, von der Steue
rungseinrichtung unter Berücksichtigung der von der Sendeeinrichtung emp
fangenen Eingangssignale bestimmt und geschaltet werden können.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist unter einer Schaltstufe eine
Schaltstufe eines gestuften Getriebes, bei der eine vorbestimmte Übersetzung
gegeben ist, oder eine Schaltstufe eines stufenlosen Getriebes, bei der eine
vorbestimmte Übersetzung gegeben ist, gemeint. Der Begriff "Schaltstufe" soll
insbesondere keine Beschränkung auf ein Stufengetriebe darstellen. Gemäß
einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist ein Kraft
fahrzeug, welches eine Drehmoment-Übertragungsvorrichtung aufweist, eine
Antriebseinrichtung, wie eine Brennkraftmaschine oder einen Motor, auf, wobei
die Motordrehzahl und/oder das Motordrehmoment gemäß einer vorbestimm
ten Charakteristik unter Berücksichtigung wenigstens eines Eingangssignals,
welches die Steuerungseinrichtung von der Sendeeinrichtung empfängt, von
der Steuerungseinrichtung mit einem Ausgangssignal eingestellt werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Steue
rungseinrichtung von der fahrzeugexternen Sendeeinrichtung Eingangssignale
empfangen und unter Berücksichtigung dieser Eingangssignale Ausgangs
signale erzeugen, welche bewirken, daß die Geschwindigkeit eines Kraftfahr
zeugs, in welchem eine erfindungsgemäße Drehmoment-
Übertragungsvorrichtung angeordnet ist, gemäß einer vorbestimmten Charak
teristik auf einen vorbestimmten Wert eingestellt oder gesteuert wird.
Bevorzugt ist ferner, daß diese Kraftfahrzeuggeschwindigkeit mittels des Aus
gangssignals der Steuerungseinrichtung auf einen vorbestimmten Wert be
grenzt werden kann, so daß das Kraftfahrzeug nicht schneller als diese vorbe
stimmte Grenzgeschwindigkeit fahren kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Steue
rungseinrichtung eine Bremseinrichtung eines Kraftfahrzeugs mit Drehmoment-
Übertragungsvorrichtung mit einem Ausgangssignal betätigen, wobei insbe
sondere die Bremskraft und/oder die Bremszeitpunkte unter vorbestimmten
Gegebenheiten unter Berücksichtigung des Eingangssignals, welches die
Steuerungseinrichtung von einer fahrzeugexternen Sendeeinrichtung empfan
gen kann, betätigt wird.
Insbesondere kann die Steuerungseinrichtung unter Berücksichtigung des
Eingangssignals ein Ausgangssignal erzeugen, welches die Bremskraft der
Bremseinrichtung auf einen vorbestimmten Wert beschränkt, so daß eine ma
ximale Bremskraft vorgegeben wird, die unterschiedlich von der maximalen
Bremskraft sein kann, die die Bremseinrichtung aus technischen Gründen auf
bringen kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Steue
rungseinrichtung von der Sendeeinrichtung ein Eingangssignal empfangen,
welches anzeigt, welche Neigung der Untergrund aufweist, auf dem das Fahr
zeug mit Drehmoment-Übertragungsvorrichtung positioniert ist oder welchen
das Fahrzeug in näherer Zukunft erreichen wird oder grundsätzlich erreichen
kann, wobei die Steuerungseinrichtung unter Berücksichtigung dieser Ein
gangssignale, also insbesondere unter Berücksichtigung der Neigung des
Fahrzeuges die Schaltstufen und/oder die Schaltzeitpunkte der Kupplungsein
richtung und/oder der Getriebeeinrichtung bestimmt und diese Einrichtungen
gemäß dieser Bestimmung zumindest teilweise betätigt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Steue
rungseinrichtung das Fahrzeuggewicht ermitteln. Besonders bevorzugt erzeugt
die Steuerungseinrichtung in Abhängigkeit dieses ermittelten Fahrzeugge
wichts Ausgangssignale zur Ansteuerung der Bremseinrichtung und/oder An
triebseinrichtung und/oder Kupplungseinrichtung und/oder Getriebeeinrichtung.
Die Steuerungseinrichtung kann das Gewicht des Kraftfahrzeugs insbesondere
dadurch ermitteln, daß sie von der Sendeeinrichtung Eingangssignale emp
fängt, welche die Neigung des Fahrzeuguntergrundes des Fahrzeugs mit
Drehmoment-Übertragungsvorrichtung anzeigen. Ferner unter Berücksichti
gung wenigstens eines Fahrbetriebskennwerts wird anschließend das Gewicht
des Fahrzeugs ermittelt. Insbesondere ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß
anhand des Momentenbedarfs beim Beschleunigen und anhand der Neigung
des Fahrzeuguntergrunds das Fahrzeuggewicht ermittelt wird.
Unter Fahrzeuggewicht im Sinne der vorliegenden Erfindung ist insbesondere
das Gewicht bzw. unter Vernachlässigung der Erdbeschleunigung die Masse
des Kraftfahrzeugs zu verstehen, die während einer Fahrt bewegt werden
muß. Das Fahrzeuggewicht bzw. die Fahrzeugmasse umfaßt im Sinne der
vorliegenden Erfindung insbesondere auch die Masse bzw. das Gewicht von
Aufbauten oder Anhängern oder dergleichen.
Die Erfindung ist insofern vorteilhaft, als vorbestimmte Fahrbetriebskennwerte
in Abhängigkeit dieses Fahrzeuggewichts von der Steuerungseinrichtung be
stimmt und eingestellt werden können, wodurch insbesondere eine ökonomi
schere Fahrweise und/oder ein verbessertes Beschleunigungsverhalten oder
dergleichen des Kraftfahrzeugs ermöglicht wird.
So läßt sich erfindungsgemäß insbesondere unterscheiden, ob ein Kraftfahr
zeug einen Anhänger aufweist oder sich auf einer Bergfahrt befindet oder bei
de dieser Gegebenheiten gegeben sind. Bei Anhängerbetrieb kann das Aus
gangssignal der Steuerungseinrichtung beispielsweise derart modifiziert wer
den, daß zu einem früheren Zeitpunkt als bei Betrieb ohne Anhänger eine Ge
triebeeinrichtung nach lang, also in einen höheren Gang geschaltet wird bzw.
Schaltungen in den Overdrive-Betrieb bei einem CVT vorgenommen werden.
Bevorzugt erzeugt die Steuerungseinrichtung unter vorbestimmten Gegeben
heiten ein Ausgangssignal zur Betätigung der Drehmoment-
Übertragungsvorrichtung und/oder der Antriebseinrichtung und/oder der Brem
seinrichtung eines Kraftfahrzeugs unter Berücksichtigung eines von einer Sen
deeinrichtung empfangenen Eingangssignals und unter Berücksichtigung einer
fahrerindividuellen Betriebsart des Kraftfahrzeugs. Die fahrerindividuelle Be
triebsart kann insbesondere eine sportliche Betriebsart, also eine Betriebsart,
bei der hochtourig gefahren wird, oder eine ökonomische Betriebsart oder eine
sonstige fahrerindividuelle Betriebsart sein. Die Betriebsart kann insbesondere
von der Steuerungseinrichtung anhand der Schnittstellen zwischen Fahrer und
Kraftfahrzeug oder über einen vom Fahrer betätigbaren Schalter ermittelt wer
den. Insbesondere kann der Fahrer eine vorbestimmte Betriebsart wählen,
oder die Steuerungseinrichtung kann anhand des zeitlichen Verlaufs, mit dem
der Fahrer eine Kraftstoffbemessungseinrichtung und/oder die Bremseinrich
tung betätigt, ermittelt werden. Insbesondere kann anhand eines detektierten
starken und häufigen Durchtretens des Gaspedals darauf geschlossen wer
den, daß der Fahrer eine sportliche Fahrweise wünscht.
In Abhängigkeit dieser gewünschten Fahrweise können dann insbesondere
Schaltvorgänge an der Getriebeeinrichtung vorgenommen werden.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die
Steuerungseinrichtung ein Eingangssignal von der Sendeeinrichtung empfan
gen, welches eine sich vor dem Kraftfahrzeug erstreckende Kurve der Fahr
bahn und/oder deren Krümmung und Länge anzeigt. Unter Berücksichtigung
dieses Signals bzw. der die Kurve und/oder den Kurvenverlauf betreffenden
Kennwerte kann die Steuerungseinrichtung ein Ausgangssignal zur Betätigung
der Drehmoment-Übertragungsvorrichtung und/oder der Antriebseinrichtung
und/oder der Bremseinrichtung aussenden.
Besonders bevorzugt erzeugt die Steuerungseinrichtung Ausgangssignale,
welche bewirken, daß der Betriebspunkt des Kraftfahrzeugs bzw. der Antriebs
einrichtung des Kraftfahrzeugs vor und nach einer Kurve im wesentlichen iden
tisch ist, wenn die Sendeeinrichtung ein Eingangssignal an die Steuerungsein
richtung übermittelt hat, welches diese Kurve bzw. eine bevorstehende Kurve,
vor bzw. in der das Kraftfahrzeug positioniert ist, anzeigt.
Bevorzugt wird von der Steuerungseinrichtung das Aussenden vorbestimmter
Ausgangssignale an die Drehmoment-Übertragungsvorrichtung und/oder die
Antriebseinrichtung und/oder die Bremseinrichtung vermieden, welche gemäß
einer vorbestimmten Fahrcharakteristik in Abhängigkeit vorbestimmter, er
kannter Fahrparameter bei einer Geradeausfahrt des Kraftfahrzeugs ausge
sendet werden würden, wenn die Sendeeinrichtung durch ein Eingangssignal
der Steuerungseinrichtung anzeigt, daß das Kraftfahrzeug mit Drehmoment-
Übertragungsvorrichtung in oder unmittelbar vor einer Kurve positioniert ist.
Anstelle dieser vermiedenen Ausgangssignale können andere oder keine Aus
gangssignale erzeugt werden. Bevorzugt ist insbesondere, daß die Motordreh
zahl nicht abgesenkt wird, wenn eine bevorstehende Kurve erkannt wird, und
zwar auch, wenn das Gaspedal zumindest teilweise entlastet wird.
Bevorzugt ist auch, daß Ausgangssignale, welche Schaltvorgänge in eine hö
here Schaltstufe der Getriebeeinrichtung bewirken würden, vermieden werden,
wenn das Gaspedal eines Kraftfahrzeugs mit Drehmoment-
Übertragungsvorrichtung zumindest teilweise entlastet wird und der Steue
rungseinrichtung angezeigt wird, daß eine Kurve im Fahrbahnverlauf unmittel
bar bevorsteht oder sich das Kraftfahrzeug in einer Kurve befindet.
Insbesondere ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß zumindest teilweise sol
che Ausgangssignale vermieden werden, die eine Veränderung eines Kenn
werts, wie beispielsweise des Motordrehmoments, bewirken würden, wenn
dieser Kennwert nach der Kurvenfahrt gemäß einer vorbestimmten Fahrcha
rakteristik wieder gewünscht ist. Erfindungsgemäß kann somit vermieden wer
den, daß überflüssige Schaltvorgänge oder ungewünschte Schaltvorgänge der
Getriebeeinrichtung oder der Kupplungseinrichtung vermieden werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erzeugt die Steue
rungseinrichtung ein Ausgangssignal, welches bewirkt, daß die Motordrehzahl
des Motors eines Kraftfahrzeugs mit Getriebeeinrichtung oder ein sonstiger
Kennwert während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs durch eine Kurve im we
sentlichen konstant ist, wenn die fahrzeugexterne Sendeeinrichtung diese Kur
ve der Steuerungseinrichtung durch ein Eingangssignal angezeigt hat.
In der Sendeeinrichtung sind insbesondere die Verläufe und Lagen von Stra
ßen, Feldwegen und sonstigen mit einem Kraftfahrzeug befahrbaren Strecken
abgespeichert, insbesondere unter Zuweisung der jeweiligen Höhe über dem
Meeresspiegel.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bewirken
die Ausgangssignale der Steuerungseinrichtung, daß vorbestimmte Fahrbe
triebskennwerte, wie beispielsweise die Motordrehzahl, gemäß einer vorbe
stimmten Charakteristik unabhängig von der Stellung einer Kraftstoffbemes
sungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs mit Drehmoment-
Übertragungsvorrichtung eingestellt werden, wenn die Sendeeinrichtung an
zeigt, daß das Kraftfahrzeug unmittelbar vor einer Kurve positioniert ist
und/oder in einer Kurve positioniert ist, wobei diese Ausgangssignale außer
halb einer Kurvenfahrt bzw. wenn der Steuerungseinrichtung nicht angezeigt
ist, daß das Kraftfahrzeug in oder unmittelbar vor einer Kurve positioniert ist, in
Abhängigkeit der Stellung der Kraftstoffbemessungseinrichtung erzeugt wer
den. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird
in der Steuerungseinrichtung die Fahrtrichtung beim Aussenden von Aus
gangssignalen berücksichtigt.
Bevorzugt wird unter vorbestimmten Gegebenheiten die Getriebeeinrichtung
und/oder die Kupplungseinrichtung und/oder die Antriebseinrichtung und/oder
die Bremseinrichtung wenigstens teilweise unabhängig von den Eingangs
signalen betätigt, welche die fahrzeugexterne Sendeeinrichtung an die Steue
rungseinrichtung übermittelt, und zwar insbesondere, wenn das Fahrzeug,
welches die Drehmoment-Übertragungsvorrichtung aufweist, im Kick-down-
Betrieb betrieben wird.
Hierdurch wird erfindungsgemäß sichergestellt, daß in bestimmten Fahrsitua
tionen, wie beispielsweise bei Überholvorgängen, wo der Kick-down-Betrieb
aus Sicherheitsgründen erforderlich ist, dieser auch in jedem Fall durchgeführt
werden kann.
Der Kick-down-Betrieb kann insbesondere anhand der Geschwindigkeitsände
rung einer Kraftstoffbemessungseinrichtung ermittelt werden.
Die Steuerungseinrichtung kann ein zentrales Steuerungsgerät sein, welches
mehrere Steuerungsfunktionen im Kraftfahrzeug übernimmt, oder eine Anord
nung aus einer Mehrzahl von dezentralen Steuerungsgeräten, welche jeweils
ein oder mehrere Einrichtungen im Kraftfahrzeug, wie Kupplungseinrichtung
oder Getriebeeinrichtung oder Antriebseinrichtung oder dergleichen, steuert.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Verwendung gemäß Anspruch 42.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 43
oder Anspruch 44 sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch 45.
Es sei darauf hingewiesen, daß das Zusammenwirken der einzelnen erfin
dungsgemäßen Merkmale in jeder beliebigen Kombination bevorzugt ist. Ins
besondere sind auch die durch die unabhängigen Ansprüche offenbarten
Merkmalskombinationen unter Weglassung eines oder mehrerer Merkmale
jeweils bevorzugt. Die erfindungsgemäßen Verfahren sind auch in Kombination
bevorzugt.
Es sei ferner darauf hingewiesen, daß die Ausführungen zu allen bekannten
Anordnungen, die sich nicht auf bestimmte Druckschriften beziehen, in erster
Linie dem Anmelder bzw. dem Erfinder bekannt sind, so daß sich der Erfinder
Schutz für diese vorbehält, sofern sie nicht auch der Öffentlichkeit bekannt
sind.
Es sei angemerkt, daß bei Verknüpfungen von Merkmalen durch "oder" dieses
"oder" jeweils einerseits als mathematisches "oder" und andererseits als die
jeweils andere Möglichkeit ausschließendes "oder" zu verstehen ist.
Es sei ferner darauf hingewiesen, daß der Begriff des Steuerns sowie davon
abgeleitete Begriffe im Sinne der Erfindung weit gefaßt zu verstehen ist. Er
umfaßt insbesondere ein Regeln und/oder Steuern im Sinne der DIN.
Für den Fachmann ist ersichtlich, daß über die hier dargestellten Ausführungs
beispiele der Erfindung hinaus eine Vielzahl weiterer Modifikationen und Aus
führungen denkbar sind, die von der Erfindung erfaßt sind. Die Erfindung be
schränkt sich insbesondere nicht nur auf die hier dargestellten Ausführungs
formen.
Im folgenden wird nun die Erfindung anhand beispielhafter, nicht beschrän
kender Ausführungsformen näher erläutert.
Dabei zeigt:
Fig. 1 eine erste beispielhafte Ausführungsform der Erfindung in sche
matischer, teilgeschnittener Ansicht; und
Fig. 2 eine zweite beispielhafte Ausführungsform der Erfindung in
schematischer, teilgeschnittener Ansicht.
Die Fig. 1 zeigt schematisch ein Fahrzeug 1 mit einer Antriebseinheit 2, wie
Motor oder Brennkraftmaschine. Weiterhin ist im Antriebsstrang des Fahrzeu
ges ein Drehmomentübertragungssystem 3 und ein Getriebe 4 dargestellt. In
diesem Ausführungsbeispiel ist das Drehmomentübertragungssystem 3 im
Kraftfluß zwischen Motor und Getriebe angeordnet, wobei ein Antriebsmoment
des Motors über das Drehmomentübertragungssystem an das Getriebe und
von dem Getriebe 4 abtriebsseitig an eine Abtriebswelle 5 und an eine nach
geordnete Achse 6 sowie an die Räder 6a übertragen wird.
Das Drehmomentübertragungssystem 3 ist als Kupplung, wie Reibungskupp
lung, Lamellenkupplung, Magnetpulverkupplung oder Wandlerüberbrückungs
kupplung ausgestaltet, wobei die Kupplung eine selbsteinstellende, eine ver
schleißausgleichende Kupplung sein kann. Das Getriebe 4 ist als Handschalt
getriebe, wie Wechselstufengetriebe, dargestellt. Entsprechend des erfin
dungsgemäßen Gedankens kann das Getriebe aber auch ein automatisiertes
Schaltgetriebe sein, welches mittels zumindest eines Aktors automatisiert ge
schaltet werden kann. Als automatisiertes Schaltgetriebe ist im weiteren ein
automatisiertes Getriebe zu verstehen, welches mit einer Zugkraftunterbre
chung geschaltet wird und der Schaltvorgang der Getriebeübersetzung mittels
zumindest eines Aktors angesteuert durchgeführt wird.
Weiterhin kann auch ein Automatgetriebe Verwendung finden, wobei ein Au
tomatgetriebe ein Getriebe im wesentlichen ohne Zugkraftunterbrechung bei
den Schaltvorgängen ist und das in der Regel durch Planetengetriebestufen
aufgebaut ist.
Weiterhin kann ein stufenlos einstellbares Getriebe, wie beispielsweise Kegel
scheibenumschlingungsgetriebe eingesetzt werden. Das Automatgetriebe kann
auch mit einem abtriebsseitig angeordneten Drehmomentübertragungssystem
3, wie Kupplung oder Reibungskupplung, ausgestaltet sein. Das Drehmo
mentübertragungssystem kann weiterhin als Anfahrkupplung und/oder Wende
satzkupplung zur Drehrichtungsumkehr und/oder Sicherheitskupplung mit ei
nem gezielt ansteuerbaren übertragbaren Drehmoment ausgestaltet sein. Das
Drehmomentübertragungssystem kann eine Trockenreibungskupplung oder
eine naß laufende Reibungskupplung sein, die beispielsweise in einem Fluid
läuft. Ebenso kann sie ein Drehmomentwandler sein.
Das Drehmomentübertragungssystem 3 weist eine Antriebsseite 7 und eine
Abtriebsseite 8 auf, wobei ein Drehmoment von der Antriebsseite 7 auf die
Abtriebsseite 8 übertragen wird, indem die Kupplungsscheibe 3a mittels der
Druckplatte 3b, der Tellerfeder 3c und dem Ausrücklager 3e sowie dem
Schwungrad 3d kraftbeaufschlagt wird. Zu dieser Beaufschlagung wird der
Ausrückhebel 20 mittels einer Betätigungseinrichtung, wie Aktor, betätigt.
Die Ansteuerung des Drehmomentübertragungssystems 3 erfolgt mittels einer
Steuereinheit 13, wie Steuergerät; welches die Steuerelektronik 13a und den
Aktor 13b umfassen kann. In einer anderen vorteilhaften Ausführung kann der
Aktor und die Steuerelektronik auch in zwei unterschiedlichen Baueinheiten,
wie Gehäusen, angeordnet sein.
Die Steuereinheit 13 kann die Steuer- und Leistungselektronik zur Ansteuerung
des Elektromotors 12 des Aktors 13b enthalten. Dadurch kann beispielsweise
vorteilhaft erreicht werden, daß das System als einzigen Bauraum den Bau
raum für den Aktor mit Elektronik benötigt. Der Aktor besteht aus einem An
triebsmotor 12, wie Elektromotor, wobei der Elektromotor 12 über ein Getriebe,
wie Schneckengetriebe oder Stirnradgetriebe oder Kurbelgetriebe oder Gewin
despindelgetriebe, auf einen Geberzylinder 11 wirkt. Diese Wirkung auf den
Geberzylinder kann direkt oder über ein Gestänge erfolgen.
Die Bewegung des Ausgangsteiles des Aktors, wie des Geberzylinderkolbens
11a, wird mit einem Kupplungswegsensor 14 detektiert, welcher die Position
oder Stellung oder die Geschwindigkeit oder die Beschleunigung einer Größe
detektiert, welche proportional zur Position bzw. Einrückposition respektive der
Geschwindigkeit oder Beschleunigung der Kupplung ist. Der Geberzylinder 11
ist über eine Druckmittelleitung 9, wie Hydraulikleitung, mit dem Nehmerzylin
der 10 verbunden. Das Ausgangselement 10a des Nehmerzylinders ist mit
dem Ausrückhebel oder Ausrückmittel 20 wirkverbunden, so daß eine Bewe
gung des Ausgangsteiles 10a des Nehmerzylinders 10 bewirkt, daß das Aus
rückmittel 20 ebenfalls bewegt oder verkippt wird, um das von der Kupplung 3
übertragbare Drehmoment anzusteuern.
Der Aktor 13b zur Ansteuerung des übertragbaren Drehmoments des
Drehmomentübertragungssystems 3 kann druckmittelbetätigbar sein, d. h., es
kann mittels Druckmittelgeber- und Nehmerzylinder ausgerüstet sein. Das
Druckmittel kann beispielsweise ein Hydraulikfluid oder ein Pneumatikmedium
sein. Die Betätigung des Druckmittelgeberzylinders kann elektromotorisch vor
gesehen sein, wobei der Elektromotor 12 elektronisch angesteuert werden
kann. Das Antriebselement des Aktors 13b kann neben einem elektromotori
schen Antriebselement auch ein anderes, beispielsweise druckmittelbetätigtes
Antriebselement sein. Weiterhin können Magnetaktoren verwendet werden, um
eine Position eines Elementes einzustellen.
Bei einer Reibungskupplung erfolgt die Ansteuerung des übertragbaren
Drehmomentes dadurch, daß die Anpressung der Reibbeläge der Kupplungs
scheibe zwischen dem Schwungrad 3d und der Druckplatte 3b gezielt erfolgt.
Über die Stellung des Ausrückmittels 20, wie Ausrückgabel oder Zentralaus
rücker, kann die Kraftbeaufschlagung der Druckplatte respektive der Reibbelä
ge gezielt angesteuert werden, wobei die Druckplatte dabei zwischen zwei
Endpositionen bewegt und beliebig eingestellt und fixiert werden kann. Die
eine Endposition entspricht einer völlig eingerückten Kupplungsposition und die
andere Endposition einer völlig ausgerückten Kupplungsposition. Zur Ansteue
rung eines übertragbaren Drehmomentes, welches beispielsweise geringer ist
als das momentan anliegende Motormoment, kann beispielsweise eine Positi
on der Druckplatte 3b angesteuert werden, die in einem Zwischenbereich zwi
schen den beiden Endpositionen liegt. Die Kupplung kann mittels der gezielten
Ansteuerung des Ausrückmittels 20 in dieser Position fixiert werden. Es kön
nen aber auch übertragbare Kupplungsmomente angesteuert werden, die defi
niert über den momentan anstehenden Motormomenten liegen. In einem sol
chen Fall können die aktuell anstehenden Motormomente übertragen werden,
wobei die Drehmoment-Ungleichförmigkeiten im Antriebsstrang in Form von
beispielsweise Drehmomentspitzen gedämpft und/oder isoliert werden.
Zur Ansteuerung, wie Steuerung oder Regelung, des Drehmomentübertra
gungssystems werden weiterhin Sensoren verwendet, die zumindest zeitweise
die relevanten Größen des gesamten Systems überwachen und die zur Steue
rung notwendigen Zustandsgrößen, Signale und Meßwerte liefern, die von der
Steuereinheit verarbeitet werden, wobei eine Signalverbindung zu anderen
Elektronikeinheiten, wie beispielsweise zu einer Motorelektronik oder einer
Elektronik eines Antiblockiersystems (ABS) oder einer Antischlupfregelung
(ASR) vorgesehen sein kann und bestehen kann. Die Sensoren detektieren
beispielsweise Drehzahlen, wie Raddrehzahlen, Motordrehzahlen, die Position
des Lasthebels, die Drosselklappenstellung, die Gangposition des Getriebes,
eine Schaltabsicht und weitere fahrzeugspezifische Kenngrößen.
Die Fig. 1 zeigt, daß ein Drosselklappensensor 15, ein Motordrehzahlsensor
16, sowie ein Tachosensor 17 Verwendung finden und Meßwerte bzw. Infor
mationen an das Steuergerät weiterleiten. Die Elektronikeinheit, wie Compu
tereinheit, der Steuereinheit 13a verarbeitet die Systemeingangsgrößen und
gibt Steuersignale an den Aktor 13b weiter.
Das Getriebe ist als Stufenwechselgetriebe ausgestaltet, wobei die Überset
zungsstufen mittels eines Schalthebels gewechselt werden oder das Getriebe
mittels dieses Schalthebels betätigt oder bedient wird. Weiterhin ist an dem
Bedienhebel, wie Schalthebel 18, des Handschaltgetriebes zumindest ein
Sensor 19b angeordnet, welcher die Schaltabsicht und/oder die Gangposition
detektiert und an das Steuergerät weiterleitet. Der Sensor 19a ist am Getriebe
angelenkt und detektiert die aktuelle Gangposition und/oder eine Schaltab
sicht. Die Schaltabsichtserkennung unter Verwendung von zumindest einem
der beiden Sensoren 19a, 19b kann dadurch erfolgen, daß der Sensor ein
Kraftsensor ist, welcher die auf den Schalthebel wirkende Kraft detektiert.
Weiterhin kann der Sensor aber auch als Weg- oder Positionssensor ausge
staltet sein, wobei die Steuereinheit aus der zeitlichen Veränderung des Positi
onssignals eine Schaltabsicht erkennt.
Das Steuergerät steht mit allen Sensoren zumindest zeitweise in Signalverbin
dung und bewertet die Sensorsignale und Systemeingangsgrößen in der Art
und Weise, daß in Abhängigkeit des aktuellen Betriebspunktes die Steuerein
heit Steuer- oder Regelungsbefehle an den zumindest einen Aktor ausgibt.
Das Antriebselement 12 des Aktors, wie Elektromotor, erhält von der Steuer
einheit, welche die Kupplungsbetätigung ansteuert, eine Stellgröße in Abhän
gigkeit von Meßwerten und/oder Systemeingangsgrößen und/oder Signalen
der angeschlossenen Sensorik. Hierzu ist in dem Steuergerät ein Steuerpro
gramm als Hard- und/oder als Software implementiert, das die eingehenden
Signale bewertet und anhand von Vergleichen und/oder Funktionen und/oder
Kennfeldern die Ausgangsgrößen berechnet oder bestimmt.
Das Steuergerät 13 hat in vorteilhafter Weise eine Drehmomentbestimmungs
einheit, eine Gangpositionsbestimmungseinheit, eine Schlupfbestimmungsein
heit und/oder eine Betriebszustandsbestimmungseinheit implementiert oder sie
steht mit zumindest einer dieser Einheiten in Signalverbindung. Diese Einhei
ten können durch Steuerprogramme als Hardware und/oder als Software im
plementiert sein, so daß mittels der eingehenden Sensorsignale das Drehmo
ment der Antriebseinheit 2 des Fahrzeuges 1, die Gangposition des Getriebes
4 sowie der Schlupf, welcher im Bereich des Drehmomentübertragungssy
stems herrscht und der aktuelle Betriebszustand des Fahrzeuges bestimmt
werden kann. Die Gangpositionsbestimmungseinheit ermittelt anhand der Si
gnale der Sensoren 19a und 19b den aktuell eingelegten Gang. Dabei sind die
Sensoren am Schalthebel und/oder an getriebeinternen Steilmitteln, wie bei
spielsweise einer zentralen Schaltwelle oder Schaltstange, angelenkt und die
se detektieren, beispielsweise die Lage und/oder die Geschwindigkeit dieser
Bauteile. Weiterhin kann ein Lasthebelsensor 31 am Lasthebel 30, wie Gaspe
dal, angeordnet sein, welcher die Lasthebelposition detektiert. Ein weiterer
Sensor 32 kann als Leerlaufschalter fungieren, d. h. bei betätigtem Gaspedal,
wie Lasthebel, ist dieser Leerlaufschalter 32 eingeschaltet und bei einem nicht
betätigten Signal ist er ausgeschaltet, so daß durch diese digitale Information
erkannt werden kann, ob der Lasthebel, wie Gaspedal, betätigt wird. Der La
sthebelsensor 31 detektiert den Grad der Betätigung des Lasthebels.
Die Fig. 1 zeigt neben dem Gaspedal 30, wie Lasthebel, und den damit in Ver
bindung stehenden Sensoren ein Bremsenbetätigungselement 40 zur Betäti
gung der Betriebsbremse oder der Feststellbremse, wie Bremspedal, Hand
bremshebel oder hand- oder fußbetätigtes Betätigungselement der Feststell
bremse. Zumindest ein Sensor 41 ist an dem Betätigungselement 40 angeord
net und überwacht dessen Betätigung. Der Sensor 41 ist beispielsweise als
digitaler Sensor, wie Schalter, ausgestaltet, wobei dieser detektiert, daß das
Betätigungselement betätigt ist oder nicht betätigt ist. Mit diesem Sensor kann
eine Signaleinrichtung, wie Bremsleuchte, in Signalverbindung stehen, welche
signalisiert, daß die Bremse betätigt ist. Dies kann sowohl für die Betriebs
bremse als auch für die Feststellbremse erfolgen. Der Sensor kann jedoch
auch als analoger Sensor ausgestaltet sein, wobei ein solcher Sensor, wie
beispielsweise ein Potentiometer, den Grad der Betätigung des Betätigungs
elementes ermittelt. Auch dieser Sensor kann mit einer Signaleinrichtung in
Signalverbindung stehen.
Die Fig. 2 zeigt schematisch einen Antriebsstrang eines Fahrzeuges mit einer
Antriebseinheit 100, einem Drehmomentübertragungssystem 102, einem Ge
triebe 103, einem Differential 104 sowie Antriebsachsen 109 und Rädern 106.
Das Drehmomentübertragungssystem 102 ist auf oder an einem Schwungrad
102a angeordnet oder befestigt, wobei das Schwungrad in der Regel einen
Anlasserzahnkranz 102b trägt. Das Drehmomentübertragungssystem weist
eine Druckplatte 102d, einen Kupplungsdeckel 102e, eine Tellerfeder 102f und
eine Kupplungsscheibe 102c mit Reibbelägen auf. Zwischen der Kupplungs
scheibe 102d und dem Schwungrad 102a ist die Kupplungsscheibe 102c ge
gebenenfalls mit einer Dämpfungseinrichtung angeordnet. Ein Kraftspeicher,
wie Tellerfeder 102f, beaufschlagt die Druckplatte in axialer Richtung auf die
Kupplungsscheibe hin, wobei ein Ausrücklager 109, wie beispielsweise druck
mittelbetätigter Zentralausrücker, zur Betätigung des Drehmomentübertra
gungssystems vorgesehen ist. Zwischen dem Zentralausrücker und den Tel
lerfederzungen der Tellerfeder 102f ist ein Ausrücklager 110 angeordnet.
Durch eine axiale Verlagerung des Ausrücklagers wird die Tellerfeder beauf
schlagt und rückt die Kupplung aus. Die Kupplung kann weiterhin als gedrückte
oder als gezogene Kupplung ausgebildet sein.
Der Aktor 108 ist ein Aktor eines automatisierten Schaltgetriebes, welcher
ebenfalls die Betätigungseinheit für das Drehmomentübertragungssystem be
inhaltet. Der Aktor 108 betätigt getriebeinterne Schaltelemente, wie beispiels
weise eine Schaltwalze oder Schaltstangen oder eine zentrale Schaltwelle des
Getriebes, wobei durch die Betätigung die Gänge in beispielsweise sequenti
eller Reihenfolge oder auch in beliebiger Reihenfolge eingelegt oder heraus
genommen werden können. Über die Verbindung 111 wird das Kupplungsbe
tätigungselement 109 betätigt. Die Steuereinheit 107 ist über die Signalverbin
dung 112 mit dem Aktor verbunden, wobei die Signalverbindungen 113 bis 115
mit der Steuereinheit in Verbindung stehen, wobei die Leitung 114 eingehende
Signale verarbeitet, die Leitung 113 Steuersignale von der Steuereinheit verar
beitet und die Verbindung 115 beispielsweise mittels eines Datenbusses eine
Verbindung zu anderen Elektronikeinheiten herstellt.
Zum Anfahren oder zum Starten des Fahrzeuges im wesentlichen aus dem
Stand oder aus einer langsamen Rollbewegung, wie Kriechbewegung, das
heißt zum gezielten fahrerseitig eingeleiteten Beschleunigen des Fahrzeuges,
bedient der Fahrer im wesentlichen nur das Gaspedal, wie den Lasthebel 30,
wobei die gesteuerte oder geregelte automatisierte Kupplungsbetätigung mit
tels des Aktors das übertragbare Drehmoment des Drehmomentübertragungs
systems bei einem Anfahrvorgang steuert. Durch die Betätigung des Lasthe
bels wird mittels des Lasthebelsensors 31 der Fahrerwunsch nach einem mehr
oder weniger starken oder schnellen Anfahrvorgang detektiert und anschlie
ßend von der Steuereinheit entsprechend angesteuert. Das Gaspedal und die
Sensorsignale des Gaspedals werden als Eingangsgrößen zur Steuerung des
Anfahrvorgangs des Fahrzeuges herangezogen.
Bei einem Anfahrvorgang wird während des Anfahrens das übertragbare
Drehmoment, wie Kupplungsmoment Mksoll im wesentlichen mittels einer vor
gebbaren Funktion oder anhand von Kennlinien oder Kennfeldern beispiels
weise in Abhängigkeit von der Motordrehzahl bestimmt, wobei die Abhängigkeit
von der Motordrehzahl oder von anderen Größen, wie dem Motormoment, in
vorteilhafter Weise über ein Kennfeld oder eine Kennlinie realisiert wird.
Wird bei einem Anfahrvorgang, im wesentlichen aus dem Stand oder aus ei
nen Ankriechzustand, bei geringer Geschwindigkeit der Lasthebel bzw. das
Gaspedal auf einen bestimmten Wert a betätigt, so wird mittels einer Motor
steuerung 40 ein Motormoment angesteuert. Die Steuereinheit der automati
sierten Kupplungsbetätigung 13 steuert entsprechend vorgebbarer Funktionen
oder Kennfelder das übertragbare Drehmoment des Drehmomentübertra
gungssystems an, so daß sich ein stationärer Gleichgewichtszustand zwischen
dem angesteuerten Motormoment und dem Kupplungsmoment einstellt. Der
Gleichgewichtszustand charakterisiert sich in Abhängigkeit von der Lasthebel
stellung a durch eine definierte Anfahrdrehzahl, ein Anfahr- oder Motormoment
sowie ein definiertes übertragbares Drehmoment des Drehmomentübertra
gungssystem und ein auf die Antriebsräder übertragendes Drehmoment, wie
beispielsweise Antriebsmoment. Der funktionale Zusammenhang des Anfahr
moments als Funktion der Anfahrdrehzahl wird im folgenden als Anfahrkennli
nie bezeichnet. Die Lasthebelstellung a ist proportional zur Stellung der Dros
selklappe des Motors.
Die Fig. 2 zeigt neben dem Gaspedal 122, wie Lasthebel, und einem damit in
Verbindung stehenden Sensor 123 ein Bremsenbetätigungselement 120 zur
Betätigung der Betriebsbremse oder der Feststellbremse, wie Bremspedal,
Handbremshebel oder hand- oder fußbetätigtes Betätigungselement der Fest
stellbremse. Zumindest ein Sensor 121 ist an dem Betätigungselement 120
angeordnet und überwacht dessen Betätigung. Der Sensor 121 ist beispiels
weise als digitaler Sensor, wie Schalter, ausgestaltet, wobei dieser detektiert,
daß das Betätigungselement betätigt ist oder nicht betätigt ist. Mit diesem Sen
sor kann eine Signaleinrichtung, wie Bremsleuchte, in Signalverbindung ste
hen, welche signalisiert, daß die Bremse betätigt ist. Dies kann sowohl für die
Betriebsbremse als auch für die Feststellbremse erfolgen. Der Sensor kann
jedoch auch als analoger Sensor ausgestaltet sein, wobei ein solcher Sensor,
wie beispielsweise ein Potentiometer, den Grad der Betätigung des Betäti
gungselementes ermittelt. Auch dieser Sensor kann mit einer Signaleinrichtung
in Signalverbindung stehen.
Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvor
schläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die
Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung
und/oder Zeichnungen offenbarte Merkmalskombination zu beanspruchen.
In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere
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 Merkma
lskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
Da die Gegenstände der Unteransprüche im Hinblick auf den Stand der Tech
nik am Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, be
hält die Anmelderin sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche
oder Teilungserklärungen zu machen. Sie können weiterhin auch selbständige
Erfindungen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden
Unteransprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.
Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu ver
stehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche
Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten,
Elemente und Kombinationen 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. Elemen
ten oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der
Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen
Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen
führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.