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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Notbremsen eines Kraftfahrzeugs mittels eines Doppelkupplungsgetriebes eines Antriebsstrangs des Kraftfahrzeugs, wobei das Doppelkupplungsgetriebe eine erste betätigbare Kupplungseinheit und eine von der ersten Kupplungseinheit unabhängig betätigbare zweite Kupplungseinheit sowie zwei Teilgetriebe aufweist, wobei eine jeweilige der Kupplungseinheiten einerseits mit einem jeweiligen der Teilgetriebe und andererseits mit einer Eingangswelle des Doppelkupplungsgetriebes gekoppelt ist, um die Eingangswelle abhängig von einem jeweiligen Kupplungszustand mit dem jeweiligen der Teilgetriebe zu koppeln, und die Teilgetriebe abtriebsseitig mit einer Ausgangswelle des Doppelkupplungsgetriebes gekoppelt sind, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Empfangen eines Notsignals zum Auslösen des Notbremsens außerhalb eines Stillstands des Kraftfahrzeugs, Deaktivieren einer Antriebseinheit des Antriebsstrangs, die eine Antriebseinheitswelle aufweist, die mit der Eingangswelle des Doppelkupplungsgetriebes gekoppelt ist, und Aktivieren der ersten und der zweiten Kupplungseinheit, um mittels der jeweiligen Kupplungseinheit zumindest teilweise eine Kopplung zwischen der Eingangswelle und dem jeweiligen Teilgetriebe herzustellen, wobei wenigstens eine der Kupplungseinheiten einen Kupplungsschlupf bereitstellt. Die Erfindung betrifft ferner eine Steuereinrichtung zum Notbremsen eines Kraftfahrzeugs mittels eines Doppelkupplungsgetriebes eines Antriebsstrangs des Kraftfahrzeugs, wobei das Doppelkupplungsgetriebe eine erste betätigbare Kupplungseinheit und eine von der ersten Kupplungseinheit unabhängig betätigbare zweite Kupplungseinheit sowie zwei Teilgetriebe aufweist, wobei eine jeweilige der Kupplungseinheiten einerseits mit einem jeweiligen der Teilgetriebe und andererseits mit einer Eingangswelle des Doppelkupplungsgetriebes gekoppelt ist, um die Eingangswelle abhängig von einem jeweiligen Kupplungszustand mit dem jeweiligen der Teilgetriebe zu koppeln, und die Teilgetriebe abtriebsseitig mit einer Ausgangswelle des Doppelkupplungsgetriebes gekoppelt sind, wobei die Steuereinrichtung ausgebildet ist, ein Notsignal zum Auslösen des Notbremsens außerhalb eines Stillstands des Kraftfahrzeugs zu empfangen, eine Antriebseinheit des Antriebsstrangs, die eine Antriebseinheitswelle aufweist, die mit der Eingangswelle des Doppelkupplungsgetriebes gekoppelt ist, zu deaktivieren, und die erste und die zweite Kupplungseinheit zu aktivieren, um mittels der jeweiligen Kupplungseinheit zumindest teilweise eine Kopplung zwischen der Eingangswelle und dem jeweiligen Teilgetriebe herzustellen, wobei wenigstens eine der Kupplungseinheiten einen Kupplungsschlupf bereitstellt. Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug mit einem Antriebsstrang, der eine Antriebseinheit mit einer Antriebswelle und ein Doppelkupplungsgetriebe mit einer mit der Antriebswelle gekoppelten Eingangswelle aufweist, und mit wenigstens einem mittels des Antriebsstrangs über eine Ausgangswelle des Doppelkupplungsgetriebes antreibbaren Rades des Kraftfahrzeugs, wobei das Doppelkupplungsgetriebe eine erste betätigbare Kupplungseinheit und eine von der ersten Kupplungseinheit unabhängig betätigbare zweite Kupplungseinheit sowie zwei Teilgetriebe aufweist, wobei eine jeweilige der Kupplungseinheiten einerseits mit einem jeweiligen der Teilgetriebe und andererseits mit der Eingangswelle des Doppelkupplungsgetriebes gekoppelt ist, um die Eingangswelle abhängig von einem jeweiligen Kupplungszustand mit dem jeweiligen der Teilgetriebe zu koppeln, und die Teilgetriebe abtriebsseitig mit der Ausgangswelle des Doppelkupplungsgetriebes gekoppelt sind, und mit einer Steuereinrichtung zum Notbremsen des Kraftfahrzeugs mittels des Doppelkupplungsgetriebes.
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Verfahren der gattungsgemäßen Art, gattungsgemäße Steuereinrichtungen sowie gattungsgemäße Kraftfahrzeuge sind im Stand der Technik umfänglich bekannt, sodass es dem Grunde nach eines gesonderten druckschriftlichen Nachweises hierfür nicht bedarf. Das Kraftfahrzeug verfügt in der Regel über den Antriebsstrang, mittels dem wenigstens ein Rad des Kraftfahrzeugs während des bestimmungsgemäßen Fahrbetriebs angetrieben werden kann. Zu diesem Zweck umfasst der Antriebsstrang neben der Antriebseinheit, die beispielsweise durch eine Verbrennungskraftmaschine, eine elektrische Maschine und/oder dergleichen gebildet sein kann, ein Doppelkupplungsgetriebe, welches eine Eingangswelle aufweist, die mit einer Antriebswelle der Antriebseinheit gekoppelt ist, um ein durch die Antriebseinheit bereitgestelltes Drehmoment auf das Doppelkupplungsgetriebe übertragen zu können. Das Doppelkupplungsgetriebe weist ferner eine Ausgangswelle auf, über die ein sich abhängig von einem Übersetzungsverhältnis ergebendes Drehmoment bereitgestellt werden kann. Die Ausgangswelle ist mit dem anzutreibenden Rad des Kraftfahrzeugs gekoppelt, sodass die gewünschte Antriebsfunktion erreicht werden kann. Zweispurige Kraftfahrzeuge weisen in der Regel wenigstens eine Achse mit wenigstens zwei Rädern auf, die quer zu einer Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs beabstandet zueinander angeordnet sind und die mittels des Antriebsstrangs gemeinsam angetrieben werden.
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Neben einer den bestimmungsgemäßen Fahrbetrieb aufrechterhaltenden Kraft kann mittels der Antriebseinheit in der Regel auch ein Verzögern des Kraftfahrzeugs erreicht werden. Jedoch erweist sich das hierdurch erreichbare Drehmoment, insbesondere wenn es sich um eine Antriebseinheit handelt, die als Verbrennungskraftmaschine ausgebildet ist, als begrenzt, sodass die hierdurch erreichbare Bremswirkung für einen Notbremsbetrieb nicht ausreicht. Das Kraftfahrzeug kann hierdurch nicht in einer gewünschten kurzen Zeit und/oder mit einem gewünschten kurzen Bremsweg zum Stillstand gebracht werden. Während des bestimmungsgemäßen Betriebs des Kraftfahrzeugs übernimmt diese Funktion daher in der Regel eine Betriebsbremseinrichtung, die beispielsweise unter Nutzung von hydraulischen Bremsen oder dergleichen realisiert sein kann.
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Liegt eine Störung beim Kraftfahrzeug vor, beispielsweise in Bezug auf die Betriebsbremseinrichtung, besteht Bedarf an einer zusätzlichen Sicherheitsfunktionalität beziehungsweise Redundanz in Bezug auf das Abbremsen des Kraftfahrzeugs. Als besonders relevant erweist sich dies, wenn das Kraftfahrzeug zumindest teilweise automatisiert geführt wird, beispielsweise unter Nutzung eines Fahrerassistenzsystems oder dergleichen. Aber auch Bremssysteme, die unter Nutzung von X-by-Wire realisiert sind, kann eine Störung zum Ausfall des Betriebsbremssystems führen. Um die Sicherheit bei der Nutzung des Kraftfahrzeugs im bestimmungsgemäßen Betrieb verbessern zu können, ist es daher erwünscht, eine redundante Bremsfunktionalität, insbesondere für den Fall des Notbremsens, bereitstellen zu können. Im Stand der Technik kann hierzu vorgesehen sein, dass eine separate, unabhängige Bremseinrichtung zu diesem Zweck installiert sein kann. Dies ist jedoch mit großem Aufwand und Kosten verbunden.
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Aus der
EP 1 658 454 B1 ist es bekannt, eine Notbremsung des Kraftfahrzeugs mithilfe eines Getriebes über ein definiertes Schalten von Reizschaltelementen zum Stillstand zu bringen. Ein Moment soll als Funktion einer Bremspedalbetätigungskraft beziehungsweise eines ACC-Radarsensors in Verbindung mit einer tatsächlichen Fahrzeugverzögerung bestimmt werden. In diesem Zusammenhang offenbart die
DE 10 2013 102 706 A1 , dass zum Abbremsen des Kraftfahrzeugs ein Doppelkupplungsgetriebe genutzt werden kann, indem bei eingelegten Gängen jeweiliger Teilgetriebe die entsprechenden Kupplungen gegenseitig verspannt werden. Die
DE 10 2014 016 470 A1 nutzt dieses Verspannen zum Abbremsen des Kraftfahrzeugs, wenn die Betriebsbremseinrichtung einen Defekt aufweist. Ferner offenbart die
DE 10 2008 045 627 A1 ein Verfahren zur Steuerung eines Doppelkupplungsgetriebes. Schließlich offenbart die
DE 10 2012 212 282 A1 ein Verfahren zum Abbremsen eines Kraftfahrzeugs mit einem Doppelkupplungsgetriebe.
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Auch wenn sich dieser Stand der Technik bewährt hat, so zeigen sich dennoch Nachteile. Durch die Nutzung des Doppelkupplungsgetriebes zum Abbremsen des Kraftfahrzeugs kann eine große Bremswirkung erreicht werden, die dazu führen kann, dass das wenigstens eine angetriebene Rad blockiert oder einem großen Schlupf gegenüber einer Fahrbahn ausgesetzt ist. Dadurch ergeben sich Nachteile in Bezug auf einen Bremsweg und/oder eine Lenkbarkeit des Fahrzeugs.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren, eine gattungsgemäße Steuereinrichtung sowie ein gattungsgemäßes Kraftfahrzeug dahingehend weiterzubilden, dass beim Notbremsen ein möglichst kurzer Bremsweg und/oder eine Lenkbarkeit erreicht werden kann.
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Als Lösung werden mit der Erfindung ein Verfahren, eine Steuereinrichtung sowie ein Kraftfahrzeug gemäß den unabhängigen Ansprüchen vorgeschlagen.
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Weitere vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich durch Merkmale der abhängigen Ansprüche.
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In Bezug auf ein gattungsgemäßes Verfahren wird mit der Erfindung insbesondere vorgeschlagen, dass wenigstens ein Drehzahlsprung und/oder wenigstens ein Radschlupf wenigstens eines mittels des Antriebsstrangs über die Ausgangs-welle angetriebenen Rades des Kraftfahrzeugs erfasst wird, und ein Drehmoment der Ausgangswelle mittels der ersten und/oder der zweiten Kupplungseinheit abhängig vom wenigstens einen erfassten Drehzahlsprung und/oder wenigstens einen erfassten Rad-schlupf reduziert wird.
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In Bezug auf eine gattungsgemäße Steuereinrichtung wird mit der Erfindung insbesondere vorgeschlagen, dass die Steuereinrichtung ferner ausgebildet ist, wenigstens einen Drehzahlsprung und/oder wenigstens einen Radschlupf wenigstens eines mittels des Antriebsstrangs über die Ausgangswelle antreibbaren Rades des Kraftfahrzeugs zu erfassen, und ein Drehmoment der Ausgangswelle mittels der ersten und/oder der zweiten Kupplungseinheit abhängig vom wenigstens einen erfassten Drehzahlsprung und/oder wenigstens einen erfassten Rad-schlupf zu reduzieren.
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In Bezug auf ein gattungsgemäßes Kraftfahrzeug wird mit der Erfindung insbesondere vorgeschlagen, dass die Steuereinrichtung gemäß der Erfindung ausgebildet ist.
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Die Erfindung nutzt unter anderem den Gedanken, dass die mittels des Doppelkupplungsgetriebes erreichbare Bremswirkung durch gleichzeitiges Betätigen der Kupplungseinheiten des Doppelkupplungsgetriebes variierend eingestellt werden kann. Wenigstens eine der Kupplungseinheiten kann mit einem variablen Kupplungszustand betrieben werden. Das heißt, dass neben einem entkuppelten Kupplungszustand, in dem die Kopplung unterbrochen ist, und einem eingekuppelten Kupplungszustand, in dem die Kopplung vollständig hergestellt ist, ein Zwischenzustand eingestellt werden kann, in dem eine Kupplung nur teilweise erfolgt, sodass ein Kupplungsschlupf vorliegt. Dieser Kupplungsschlupf kann vorzugsweise eingestellt werden. Dadurch kann auch ein über die jeweilige Kupplungseinheit übertragenes Drehmoment eingestellt werden. Dies erlaubt es, die Bremswirkung, die hierdurch erreicht werden kann, während eines jeweiligen Bremsvorgangs bedarfsweise einstellen zu können.
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Dabei kann vorteilhaft berücksichtigt werden, dass die Bremswirkung möglichst groß gewählt werden sollte, um den Bremsweg möglichst kurz zu halten. Zugleich soll jedoch erreicht werden, dass ein Blockieren des angetriebenen Rads möglichst verhindert wird und/oder der Radschlupf nicht größer als ein vorgegebener Vergleichswert wird. Dadurch kann einerseits ein kurzer Bremsweg und andererseits eine Lenkbarkeit während des Abbremsens erreicht werden. Insbesondere kann das im Stand der Technik auftretende Blockieren des angetriebenen Rads erkannt und mit der Erfindung weitgehend vermieden werden. Darüber hinaus kann auch erreicht werden, dass ein zu großer Radschlupf dazu führen kann, dass das Fahrzeug nicht mehr optimal abgebremst wird und/oder nicht mehr hinreichend gelenkt werden kann.
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Die Erfindung ermöglicht es daher, ein redundantes Bremssystem bereitzustellen, welches unabhängig von einer Betriebsbremseinrichtung betätigt werden kann. Dadurch können auch besondere Sicherheitsanforderungen erfüllt werden, wie sie beispielsweise durch die ISO 26262 vorgegeben sind. Insgesamt kann somit die Sicherheit beim Führen des Kraftfahrzeugs, insbesondere in Bezug auf ein Notbremsen, verbessert werden.
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Damit die gewünschte Wirkung durch das Doppelkupplungsgetriebe realisiert werden kann, ist vorzugsweise vorgesehen, dass in jedem der Teilgetriebe zumindest ein Gang eingelegt ist, also eine mechanische Kopplung zwischen der Ausgangswelle des Doppelkupplungsgetriebes und der jeweiligen, dem Teilgetriebe zugeordneten Kupplungseinheit hergestellt ist. Zumindest kann jedoch vorgesehen sein, dass mit dem Notsignal ein entsprechend geeigneter Gang in den Teilgetrieben eingelegt wird, besonders wenn kein Gang eingelegt ist.
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Die Kupplungseinheit kann Trockenkupplung oder auch als hydraulische Kupplung oder dergleichen aufweisen. Aktivieren der Kupplungseinheit meint im Sinne dieser Offenbarung, dass die Kupplung zwischen an ihr angeschlossenen Elementen, beispielsweise Wellen oder dergleichen, ein Drehmoment überträgt. Das Aktivieren der Kupplung umfasst daher nicht nur den Kupplungszustand, bei dem ein Drehmoment im Wesentlichen vollständig übertragen wird, sondern auch einen teilgekuppelten Kupplungszustand, bei dem lediglich ein Teil des Drehmoments übertragen wird. Hierbei handelt es sich somit um eingekuppelte Kupplungszustände. Dagegen ist bei einem ausgekuppelten Kupplungszustand eine Drehmomentübertragung durch die Kupplungseinheit unterbrochen.
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Deaktivieren der Antriebseinheit bedeutet, dass die Antriebseinheit kein Drehmoment mehr bereitstellt, welches dem Vortrieb des Kraftfahrzeugs dient. Vorzugsweise stellt die Antriebseinheit kein Drehmoment oder ein Drehmoment bereit, welches dem Abbremsen des Kraftfahrzeugs dient, dieses beispielsweise unterstützt oder dergleichen. Bei einer Verbrennungskraftmaschine als Antriebseinheit kann zu diesem Zweck eine Zündung deaktiviert und/oder eine Kraftstoffzufuhr unterbrochen sein.
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Der Kupplungsschlupf entsteht, wenn die Kupplung im aktivierten Zustand das zugeführte Drehmoment nur teilweise überträgt. Kupplungseingangsseitig und kupplungsausgangsseitig sind in diesem Fall die Drehzahlen voneinander verschieden, obwohl ein Drehmoment übertragen wird. In diesem Kupplungszustand wird im Vergleich zum deaktivierten Kupplungszustand und zum vollständig gekuppelten Kupplungszustand eine große Wärmeleistung erzeugt, die entsprechend abzuführen ist.
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Der Radschlupf bezeichnet eine Größe, deren Wert von einer tatsächlichen momentanen Drehzahl des angetriebenen Rades und einer einer momentanen Bewegung des Kraftfahrzeugs zuordenbaren Drehzahl des angetriebenen Rades abhängig ist. Entspricht die momentane Drehzahl des angetriebenen Rades der Drehzahl, die einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs momentan zuordenbar ist, ist der Radschlupf null. Bei starken Beschleunigungen beziehungsweise Verzögerungen kann der Radschlupf dagegen sehr groß sein. Der Radschlupf kann darüber hinaus auch von Eigenschaften der Fahrbahn abhängig sein, auf der das angetriebene Rad bewegt wird. Der Drehzahlsprung tritt dagegen auf, wenn zwischen der Fahrbahnoberfläche und einer Oberfläche des angetriebenen Rades eine Gleitreibung auftritt und infolgedessen eine Drehzahl des Rades im Wesentlichen null wird. Dies kann auch als Blockieren des Rades bezeichnet werden. Mittels einer Sensoreinheit, die die momentane Drehzahl des angetriebenen Rades erfasst, können diese vorgenannten Ereignisse erfasst werden, indem das entsprechende Sensorsignal entsprechend ausgewertet wird. Zu diesem Zweck kann eine geeignete Auswertevorrichtung vorgesehen sein. Die Auswertevorrichtung kann Bestandteil einer Steuereinrichtung sein, die zum Notbremsen des Kraftfahrzeugs mittels des Doppelkupplungsgetriebes dient.
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Das Drehmoment der Ausgangswelle wird mittels der ersten und/oder der zweiten Kupplungseinheit abhängig von wenigstens dem erfassten Drehzahlsprung und/oder wenigstens dem erfassten Radschlupf reduziert. Dadurch kann erreicht werden, dass ein blockiertes Rad wieder für eine Rotation freigegeben wird oder eine ausreichende Rotation des angetriebenen Rades sichergestellt wird, damit ein Vergleichswert für den Radschlupf nicht überschritten wird. Zu diesem Zweck kann vorgesehen sein, dass die erste und die zweite Kupplungseinheit mittels der Steuereinrichtung in geeigneter Weise gesteuert werden, sodass das Drehmoment, welches an der Ausgangswelle bereitgestellt wird, so eingestellt wird, dass das angetriebene Rad nicht blockiert beziehungsweise ein vorgegebener maximaler Radschlupf nicht überschritten wird. Zu diesem Zweck kann vorgesehen sein, dass eine der beiden Kupplungseinheiten im aktivierten Zustand ein vollständiges Kuppeln bereitstellt, bei dem das zugeführte Drehmoment im Wesentlichen vollständig übertragen werden kann. In einem derartigen Betriebszustand des Doppelkupplungsgetriebes kann dann durch geeignetes Steuern der jeweiligen anderen Kupplungseinheit die gewünschte Einstellung erreicht werden. Dem Grunde nach besteht jedoch auch die Möglichkeit, beide Kupplungseinheiten gemeinsam zum Einstellen des Drehmoments zu nutzen. Dies ist jedoch bezüglich der Steuerung aufwendiger, insbesondere unter Berücksichtigung von Stabilitätsbedingungen.
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Insgesamt ermöglicht es die Erfindung somit, bei einem Notbremsen den Bremsweg möglichst kurz zu halten und/oder eine Lenkfähigkeit des Kraftfahrzeugs während des Notbremsens zu erhalten.
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Es wird ferner vorgeschlagen, dass zum Erfassen des wenigstens einen Drehzahlsprungs und/oder des wenigstens einen Radschlupfes ein Rotieren des angetriebenen Rades mit einem Rotieren eines freilaufenden Rades verglichen wird. Dabei kann unter anderem davon ausgegangen werden, dass das freilaufende Rad aufgrund einer geringen Bremsbeteiligung beim Notbremsen als Indikator dafür dienen kann, welche momentane Drehzahl auch das angetriebene Rad aufweisen müsste. Dadurch kann das nicht angetriebene beziehungsweise freilaufende Rad als Referenz in Bezug auf die Rotation genutzt werden. Dem Grunde nach kann das freilaufende Rad natürlich auch zur Bremswirkung beitragen. Vorzugsweise ist dabei jedoch vorgesehen, dass die Bremswirkung geringer ist, sodass Erscheinungen wie der Drehzahlsprung und/oder der Radschlupf deutlich später auftreten als beim angetriebenen Rad. Dadurch kann auch dieses Rad zur Bremswirkung bei der Notbremsung beitragen, zugleich jedoch auch als Referenz für die Rotation des angetriebenen Rades dienen. Insgesamt kann hierdurch eine Regelung in Bezug auf das Rotieren des angetriebenen Rads erreicht werden, sodass eine möglichst große Bremswirkung und/oder eine Lenkbarkeit erreicht werden können.
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Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass der Kupplungsschlupf und/oder ein übertragenes Drehmoment der ersten und/oder der zweiten Kupplungseinheit abhängig von einer zuletzt erfassten Drehzahl vor dem Erfassen des Drehzahlsprungs und/oder abhängig von einer Drehzahldifferenz zwischen dem angetriebenen Rad und dem freilaufenden Rad eingestellt wird. Diese Ausgestaltung erlaubt es, das Notbremsen durch eine Regelungsfunktion bezüglich der Bremswirkung weiter zu verbessern. Aus der Drehzahldifferenz kann beispielsweise ein Schlupf zwischen dem Rad und der Fahrbahn, auf der das Rad abrollt, ermittelt werden. Auf Basis dieses Schlupfs kann eine Vergleichsfunktionalität realisiert werden, die den ermittelten Radschlupf mit einem Vergleichswert für den Radschlupf vergleicht. Sobald der Radschlupf größer als der Vergleichswert ist, können die erste und/oder die zweite Kupplungseinheit entsprechend betätigt werden, um ein Übertragen des Drehmoments zu reduzieren. Dies kann durch eine Vergrößerung des Kupplungsschlupfes wenigstens einer der beiden Kupplungseinheiten erreicht werden. Die Bremswirkung braucht also nicht vollständig aufgegeben zu werden, sondern kann geeignet angepasst werden, sodass ein Drehzahlsprung beim angetriebenen Rad weitgehend vermieden werden kann.
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Es kann natürlich auch vorgesehen sein, dass der Kupplungsschlupf abhängig von der zuletzt erfassten Drehzahl vor dem Erfassen des Drehzahlsprungs eingestellt wird. Der Kupplungsschlupf kann dann beispielsweise so verändert werden, dass die Bremswirkung kurzzeitig aussetzt. Es kann aber auch so eingestellt werden, dass durch Einstellen des Kupplungsschlupfes die Bremswirkung so reduziert wird, dass eine Wirkung wie kurz vor dem Drehzahlsprung erreicht wird. Dadurch kann erreicht werden, dass das angetriebene Rad vom Gleiten gegenüber der Fahrbahn wieder in ein Rollen übergeht und somit die Bremswirkung wieder aktiviert werden kann.
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Vorzugsweise umfasst das Aktiveren der Kupplungseinheiten, dass eine der Kupplungseinheiten die Eingangswelle mit dem jeweiligen Teilgetriebe schlupflos kuppelt. Dadurch besteht eine drehfeste Kopplung zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle des Doppelkupplungsgetriebes über das vorgenannte Teilgetriebe mit der zugehörigen Kupplungseinheit. Die Bremswirkung kann dann mittels des Kupplungsschlupfes der jeweiligen anderen Kupplungseinheit entsprechend eingestellt werden. Dies reduziert Aufwand für den Regelvorgang und erlaubt es, bereits mit einer einfachen Regelung eine stabilisierte Notbremsfunktion zu realisieren. Insbesondere die Gefahr einer Instabilität der Regelung kann dadurch klein gehalten werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass das Aktivieren der Kupplungseinheiten umfasst, dass die Kupplungseinheiten zwischen einem Kuppeln mit Kupplungsschlupf und einem Kuppeln ohne Kupplungsschlupf wechselweise betrieben werden. Diese Weiterbildung hat den Vorteil, dass die beim Kupplungsschlupf auftretende Wärmeenergie auf die Kupplungseinheiten verteilt werden kann. Dadurch ist es möglich, die Bremswirkung auch bei einer großen Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs zuverlässig bis zum Stillstand ausführen zu können, wobei Schäden am Doppelkupplungsgetriebe weitgehend vermieden werden können. Die thermische Belastung und die mechanische Belastung der Kupplungseinheiten können somit gleichmäßiger realisiert werden.
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Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass das Wechseln abhängig von einer Temperatur einer oder beider der Kupplungseinheiten erfolgt. Zu diesem Zweck können die Kupplungseinheiten Temperatursensoren aufweisen, die mit der Steuereinrichtung entsprechend gekoppelt sind. Die Steuereinrichtung kann die erfassten Temperaturen auswerten und bei Überschreiten einer vorgegebenen Temperaturdifferenz zwischen den beiden Kupplungseinheiten ein Wechseln des Kuppelns mit Kupplungsschlupf und ohne Kupplungsschlupf einstellen. Darüber hinaus kann das Wechseln natürlich auch von weiteren Parametern abhängig sein, beispielsweise einem Abnutzungszustand einer jeweiligen der Kupplungseinheiten, dem jeweils eingelegten Gang eines jeweiligen der Teilgetriebe und/oder dergleichen.
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Gemäß einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass in einem Übergangszeitraum während des Wechselns beide Kupplungseinheiten in einem Koppeln mit Kupplungsschlupf betrieben werden. Dies hat den Vorteil, dass die Bremswirkung auch während des Übergangszeitraums für das Notbremsen aufrechterhalten werden kann. Der Übergangszeitraum kann beispielsweise etwa eine Sekunde oder auch weniger, vorzugsweise weniger als 0,1 s, besonders bevorzugt weniger als 0,01 s aufweisen. Der Übergangszeitraum kann jedoch auch größer als eine Sekunde gewählt sein, wenn ein sanftes Überkoppeln von der einen Kupplungseinheit zur anderen Kupplungseinheit erfolgen soll. Dies kann Vorteile in Bezug auf die Beanspruchung der weiteren Komponenten haben.
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Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das Bereitstellen des Notsignals von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs und/oder einem Fahrassistenzsystem des Kraftfahrzeugs ausgelöst wird. Dies hat den Vorteil, dass sowohl der Fahrer als auch das Fahrassistenzsystem, vorzugsweise unabhängig voneinander, das Notsignal auslösen können und somit das Notbremsen gemäß der Erfindung einleiten können. Zu diesem Zweck kann vorgesehen sein, dass der Fahrer ein Betätigungselement betätigt, beispielsweise ein Bremspedal bis zu einem vorgegebenen Bereich durchtritt oder dergleichen. Darüber hinaus kann natürlich auch ein separates Betätigungselement vorgesehen sein, um die Notbremsung auslösen zu können, beispielsweise ein Schaltelement am Lenkrad oder dergleichen. Darüber hinaus besteht natürlich auch die Möglichkeit, dass das Fahrassistenzsystem das Notsignal auslöst, beispielsweise wenn aufgrund einer Analyse der Fahrzeugumgebung ein Unfall, insbesondere eine Kollision mit einem kraftfahrzeugfremden Gegenstand, kurz bevorzustehen scheint. Darüber hinaus kann das Notbremssignal natürlich auch ausgelöst werden, wenn das Fahrassistenzsystem oder eine übergeordnete Fahrzeugsteuerung des Kraftfahrzeugs bezüglich eines wichtigen Einrichtungsgegenstands wie beispielsweise der Betriebsbremseinrichtung eine Fehlermeldung abgibt.
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Die zum erfindungsgemäßen Verfahren angegebenen Vorteile und Wirkungen gelten natürlich gleichermaßen auch für die erfindungsgemäße Steuereinrichtung sowie das mit der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung ausgerüstete Kraftfahrzeug und umgekehrt. Verfahrensmerkmale können deshalb auch als Vorrichtungsmerkmale und umgekehrt formuliert sein.
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Zu der Erfindung gehört auch die Steuereinrichtung für das Kraftfahrzeug. Die Steuereinrichtung weist eine Prozessoreinrichtung auf, die dazu eingerichtet ist, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Die Prozessoreinrichtung kann hierzu zumindest einen Mikroprozessor und/oder zumindest einen Mikrocontroller und/oder zumindest einen FPGA (Field Programmable Gate Array) und/oder zumindest einen DSP (Digital Signal Processor) aufweisen. Des Weiteren kann die Prozessoreinrichtung Programmcode aufweisen, der dazu eingerichtet ist, bei Ausführen durch die Prozessoreinrichtung die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Der Programmcode kann in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung gespeichert sein.
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Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung hier nicht noch einmal beschrieben.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet.
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Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.
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Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1 in einer schematischen Seitenansicht ein verbrennungsmotorbetriebenes Kraftfahrzeug mit einem Antriebsstrang, der einen Verbrennungsmotor und einen Doppelkupplungsgetriebe umfasst, einer Steuereinrichtung für das Doppelkupplungsgetriebe sowie zwei mittels des Antriebsstrangs über die Ausgangswelle antreibbare Räder und zwei antriebslose Räder des Kraftfahrzeugs;
- 2 eine schematische Flussdiagrammdarstellung für ein Notbremsen des Kraftfahrzeugs gemäß 1; und
- 3 eine schematische Blockdarstellung des Antriebsstrangs des Kraftfahrzeugs gemäß 1.
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Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
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1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht ein verbrennungsmotorbetriebenes Kraftfahrzeug 50. Das Kraftfahrzeug 50 weist einen Antriebsstrang 52 auf, der eine Verbrennungskraftmaschine 58 zum Antreiben des Kraftfahrzeugs 50 in einem bestimmungsgemäßen Fahrbetrieb umfasst. Der Antriebsstrang 52 umfasst ferner ein Doppelkupplungstriebe 56, das eine Eingangswelle 20 aufweist, die mit einer ebenfalls Antriebswelle 54 der Verbrennungskraftmaschine 58 drehfest verbunden ist (3). Weiterhin umfasst das Doppelkupplungstriebe 56 eine Ausgangswelle 22, die antriebstechnisch mit Rädern 40 einer Vorderachse 44 des Kraftfahrzeugs 50 gekoppelt ist. Zu diesem Zweck kann zum Beispiel ergänzend ein Differentialgetriebe vorgesehen sein. Das Kraftfahrzeug 50 umfasst ferner zwei Räder 42 einer Hinterachse 46, die antriebslos sind. Weiterhin umfasst das Kraftfahrzeug 50 eine Steuereinrichtung 10, die dem Steuern des Doppelkupplungsgetriebes 56 dient.
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3 zeigt in einer schematischen Blockdarstellung den Antriebsstrang 52 des Kraftfahrzeugs 50 gemäß 1. Aus 3 ist ersichtlich, dass der Antriebsstrang 52 die Verbrennungskraftmaschine 58 als Antriebseinheit aufweist, die ihre Antriebsleistung an der Antriebswelle 54 bereitstellt. Der Antriebsstrang 52 umfasst ferner das Doppelkupplungsgetriebe 56, welches die Eingangswelle 20 aufweist, die mit der Antriebswelle 54 drehfest verbunden ist. Das Doppelkupplungsgetriebe 56 umfasst ferner die Ausgangswelle 22, die in nicht dargestellter Weise mit den angetriebenen Rädern 40 des Kraftfahrzeugs 50 der Vorderachse 44 gekoppelt ist.
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Das Doppelkupplungsgetriebe 56 weist eine erste betätigbare Kupplungseinheit 24 und eine von der ersten Kupplungseinheit 24 unabhängig betätigbare zweite Kupplungseinheit 26 sowie zwei Teilgetriebe 28, 30 auf. Mittels der ersten Kupplungseinheit 24 kann das erste der Teilgetriebe 28 mit der Eingangswelle 20 abhängig vom Kupplungszustand der ersten Kupplungseinheit 24 gekoppelt werden. Entsprechend kann mittels der zweiten Kupplungseinheit 26 das zweite der Teilgetriebe 30 abhängig von deren Kupplungszustand mit der Eingangswelle 20 gekoppelt werden. Beide Teilgetriebe 28, 30 sind ferner drehfest mit der Ausgangswelle 22 des Doppelkupplungsgetriebes 56 gekoppelt. Dadurch ist es möglich, die Eingangswelle 20 abhängig von jeweiligen Kupplungszuständen der Kupplungseinheiten 24, 26 mit dem jeweiligen der Teilgetriebe 28, 30 zu koppeln.
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In der vorliegenden Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Kupplungseinheiten 24, 26 basierend auf Trockenkupplungen ausgebildet sind. In alternativen Ausgestaltungen kann dies natürlich auch anders sein, beispielsweise können für die Kupplungseinheiten 24, 26 auch hydraulische Kupplungseinheiten oder dergleichen vorgesehen sein. Dem Grunde nach brauchen die beiden Kupplungseinheiten 24, 26 auch nicht gleich ausgebildet zu sein.
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2 zeigt nun in einem schematischen Flussdiagramm eine Verfahrensführung für das Notbremsen des Kraftfahrzeugs 50, wie es durch die Steuereinrichtung 10 ausgeführt wird. In einem ersten Schritt 12 empfängt die Steuereinrichtung 10 ein Notsignal zum Auslösen des Notbremsens außerhalb eines Stillstands des Kraftfahrzeugs 50. Dieses Notsignal kann vorliegend durch ein nicht dargestelltes Fahrassistenzsystem bereitgestellt werden, welches die Funktion des Kraftfahrzeugs während des bestimmungsgemäßen Betriebs überwacht. Alternativ oder ergänzend kann dies auch eine Fahrzeugsteuerung sein, die zum Beispiel eine Betriebsbremseinrichtung des Kraftfahrzeugs 50 überwacht. Dem Grunde nach kann das Notbremssignal jedoch auch durch einen Fahrer des Kraftfahrzeugs 50 ausgelöst werden.
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In einem zweiten Schritt 14 wird ein Warnsignal durch das Kraftfahrzeug 50 abgegeben, welches zum Beispiel durch Aktivieren einer Warnblinkanlage und/oder eines Hupsignals realisiert sein kann. Natürlich können auch mehrere entsprechende Warnsignale durch das Kraftfahrzeug 50 abgegeben werden.
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In einem dritten Schritt 16 erfolgt dann das Deaktivieren der Verbrennungskraftmaschine 58. Die Steuereinrichtung 10 liefert ein Steuersignal an die Fahrzeugsteuerung, die daraufhin die Verbrennungskraftmaschine 58 des Antriebsstrangs 52 deaktiviert. Zu diesem Zweck kann eine Zündung und/oder eine Kraftstoffzufuhr deaktiviert werden. Zugleich wird festgestellt, ob in dem ersten und in dem zweiten Teilgetriebe 28, 30 ein Gang eingelegt ist. Ist in einem der Teilgetriebe 28, 30 kein Gang eingelegt, so wird dies automatisiert durchgeführt, indem ein entsprechend geeigneter Gang eingelegt wird.
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Die Steuereinrichtung 10 erfasst nun mittels eines in den Fig. nicht dargestellten Drehzahlsensors eine Drehzahl der Räder 40, 42. Durch Auswerten der erfassten Drehzahlen kann ein Drehzahlsprung und/oder wenigstens ein Radschlupf der angetriebenen Räder 40 des Kraftfahrzeugs 50 ermittelte werden. In der vorliegenden Ausgestaltung ist vorgesehen, dass insbesondere auch die Drehzahlen der nicht angetriebenen Räder 40 erfasst werden.
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Die Steuereinrichtung 10 stellt dann in einem Vergleichsschritt 38 zunächst fest, ob das Kraftfahrzeug 50 einen Stillstand erreicht hat. Ist das Kraftfahrzeug 50 zum Stillstand gekommen, endet die Verfahrensführung im Schritt 48.
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Ist hingegen das Kraftfahrzeug 50 bislang noch nicht zum Stillstand gekommen, wird in einem Vergleichsschritt 34 festgestellt, ob der Radschlupf, der durch Differenzbildung der Drehzahlen der Räder 42 im Vergleich mit den jeweiligen Rädern 40 ermittelt werden kann, einen vorgegebenen Vergleichswert erreicht oder überschreitet. Alternativ oder ergänzend kann auch lediglich festgestellt werden, ob die Drehzahl eines der angetriebenen Räder 40 einen Drehzahlsprung aufweist, sodass die Drehzahl zu null wird.
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Ist dies nicht der Fall, verzweigt die Verfahrensführung und wird im Schritt 32 fortgeführt.
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Ist die Bedingung gemäß Schritt 34 erfüllt, wird die Verfahrensführung im Schritt 36 fortgeführt. Im vorliegenden Fall ist hier vorgesehen, dass die erste Kupplungseinheit 24 im vollständig gekuppelten Kupplungszustand ist, sodass die Eingangswelle 20 mit dem ersten Teilgetriebe 28 fest gekuppelt ist. Die zweite Kupplungseinheit 26 ist hingegen in einem teilgekuppelten Zustand, der einen Kupplungsschlupf über die zweite Kupplungseinheit 26 erlaubt. Durch Einstellen des Kupplungsschlupfes der zweiten Kupplungseinheit 26 kann nun die Bremsfunktion beim Notbremsen gesteuert werden. Dadurch ist es möglich, dass das Bremsmoment im Schritt 36, welches für die Räder 40 bereitgestellt wird, reduziert wird. Die Reduzierung wird derart gewählt, dass, wenn der Radschlupf für die Einstellung berücksichtigt wird, das derart reduziert wird, dass der Vergleichswert unterschritten bleibt. In Bezug auf den Drehzahlsprung wird das Bremsmoment derart reduziert, dass beide Räder 40 wieder rotieren. Die Verfahrensführung wird dann im Schritt 32 fortgeführt.
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Das Verfahren wird solange wiederholt, bis das Kraftfahrzeug 50 den Stillstand erreicht, welcher im Schritt 38 festgestellt wird.
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Das Notsignal kann zum Beispiel über eine Fahrzeugumfeldsensorik aktiviert werden, beispielsweise über eine Präsenz-Funktion, aber auch über eine normale Abstandssensorik, beispielsweise in Verbindung mit einem Parkassistenten oder dergleichen. Vorzugsweise wird die Umfeldsensorik berücksichtigt, um eine möglichst objektive genaue Entscheidung zu erhalten, ob eine kritische Situation vorliegt, die ein Notbremsen erfordern würde.
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Nicht dargestellt ist, dass die Steuereinrichtung 10 ferner eine Temperatur der ersten und der zweiten Kupplungseinheit 24, 26 erfasst. Abhängig von den erfassten jeweiligen Temperaturen können die Kupplungszustände der beiden Kupplungseinheiten 24, 26 getauscht beziehungsweise gewechselt werden, sodass eine thermische Beanspruchung der Kupplungseinheiten 24, 26 während des Notbremsens auf beide der Kupplungseinheiten 24, 26 verteilt werden kann.
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Schließlich kann nach Erreichen des Stillstands durch das Kraftfahrzeug 50 eine Feststellbremse oder dergleichen genutzt werden, um das Fahrzeug gegen Wegrollen zu sichern. Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass zum Sichern des Kraftfahrzeugs 50 gegen Wegrollen nach Erreichen des Stillstands eine der beiden Kupplungseinheiten 24, 26 in den entkuppelten Kupplungszustand verbracht wird, wobei die andere der beiden Kupplungseinheiten 24, 26 im vollständig eingekuppelten Zustand verbleibt. Auf der freien Eingangswelle können dann zwei Gänge eingelegt werden und beide Kopplungseinheiten 24, 26 können dann in den entkuppelten Kupplungszustand gewechselt werden.
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Die voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele dienen ausschließlich der Erläuterung der Erfindung und sollen diese nicht beschränken.