DE102010017867A1

DE102010017867A1 - Sichere Tastpunktermittlung

Info

Publication number: DE102010017867A1
Application number: DE102010017867A
Authority: DE
Inventors: Heiko Dr. Priller; Andreas Maxon; Jürgen Dr. Eich
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-05-05
Filing date: 2010-04-22
Publication date: 2010-11-18
Also published as: US8463518B2; US20100286863A1

Abstract

Realisierung einer Sicherheitsfunktion, die die für Doppelkupplungssysteme wichtige Größe Tastpunkt gegen Falschbestimmung absichert. Sie ist Teil eines Sicherheitssystems, das die funktionale Sicherheit für Doppelkupplungssysteme gewährleistet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 16 sowie eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 17.
Die DE 102 48 195 A1 offenbart ein Verfahren zur Überwachung einer Funktion einer Steuereinheit eines Kraftfahrzeugs.
Der Einsatzbereich der Erfindung ist die Steuerung von Doppelkupplungssystemen und verwandten, automatisierten Kupplungssystemen in Automobilen. Die Erfindung ist eine Sicherheitsfunktion und dient als Bestandteil eines Sicherheitssystems der Gewährleistung der funktionalen Sicherheit von Doppelkupplungssystemen und verwandten, automatisierten Kupplungssystemen.
Sicherheitsfunktionen sind im Prinzip derart aufgebaut, dass solange durch die Sicherheitsfunktion kein Fehler angezeigt wird, auch kein Fehler in dem Verfahren, welches durch die Sicherheitsfunktion durchgeführt und/oder überwacht wird und dem System, mit welchem das Verfahren ausgeführt wird, vorliegt, da alle Aktionen oder Reaktionen des Systems bezüglich des Verfahrens berücksichtigt sind.
In modernen Kraftfahrzeugen werden zunehmend automatisierte, d. h. von einem Aktor betätigte Kupplungen eingesetzt. Die Stellung eines Betätigungsgliedes der Kupplung bzw. des Aktors wird dabei meistens mit Hilfe eines Inkrementzählers erfasst, der unmittelbar nur Informationen über gerade zurückgelegte Stellwege liefert, jedoch keine Informationen über die Absolutstellung des Betätigungsgliedes. Um die Absolutstellung herauszufinden, ist eine Referenzierung erforderlich, bei der eine vorbestimmte Betätigungsstellung der Kupplung von dem Aktor angefahren wird und der jeweilige Zählstand des Inkrementzählers ausgelesen wird.
Dieselbe Problematik stellt sich auch bei Aktoren mit einer Absolutwegmessung und ist nicht zwangsläufig an die Inkrementalwegmessung gekoppelt.
Ein grundlegendes Problem solcher Inkrementalwegmessungen ist ihre Abhängigkeit von der genauen Ermittlung der Referenzstellung. Dieses Problem verschärft sich dadurch, dass bei Fahrzeugbetrieb grundsätzlich mit dem Eintreten von Fehlerereignissen gerechnet werden muss, die dazu führen können, dass die Absolutstellung des Kupplungsaktors bzw. des Betätigungsgliedes der Kupplung und damit auch das durch den Aktor eingestellte Kupplungsmoment in der elektronischen Steuereinrichtung nicht mehr bekannt sind. Daraus können sicherheitskritische Ereignisse resultieren, beispielsweise ein Anfahren ohne Fahrwunsch. Besonders sicherheitskritisch ist eine genaue Kenntnis der jeweiligen Betätigungsstellung der Kupplung bei einem Doppelkupplungsgetriebe, bei dem zwei Kupplungen in genau zueinander koordinierter Weise betätigt werden müssen.
Bei der Steuerung von automatisierten Kupplungssystemen, wie beispielsweise automatisierten Schaltgetrieben mit einfacher Kupplung oder Doppelkupplungssystemen ist der sogenannte Tastpunkt eine zentrale Größe. Er beschreibt die Position einer Kupplung, ab der diese beginnt, ein definiertes, kleines Moment – üblicherweise werden etwa 5 Nm gewählt – zu übertragen. Unter anderem deswegen ist diese Position bei der Gewährleistung der funktionalen Sicherheit von Bedeutung.
Der Tastpunkt wird während der Erst-Inbetriebnahme von jedem der beiden Kupplungssysteme im Doppelkupplungssystem gelernt und im System gespeichert. Dieses einmalige Lernen würde aber weder den Komfort- noch den Sicherheitsansprüchen an das System genügen, da der Tastpunkt durch System- und Umgebungsbedingungen schon innerhalb eines Fahrzyklus schwanken kann und sich auch langfristig über die Lebensdauer des Systems verändert. Deswegen gibt es in der Steuerungssoftware von Doppelkupplungssystemen komplexe Adaptions- und Kompensationsstrategien, die das Ziel haben, den aktuellen Tastpunkt möglichst genau zu bestimmen.
Würden diese Strategien zu einer Fehlbestimmung des Tastpunktes führen, kann dies im schlimmsten Fall zu sicherheitskritischen Situationen führen. Die Kupplung würde am Tastpunkt ein anderes Moment übertragen, als angenommen. Die funktionale Sicherheit für das Doppelkupplungssystem wäre in Frage gestellt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Möglichkeiten anzugeben, wie die Sicherheit der Kupplungsbetätigung verbessert werden kann.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1, durch ein Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen gemäß Anspruch 16 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 17 gelöst.
Ein möglicher Lösungsansatz, solch eine Fehlbestimmung zu verhindern, wäre, die gesamten, komplexen Adaptions- und Kompensationsstrategien – mit den damit verbundenen, erhöhten Anforderungen an Entwicklung, Test und Dokumentation – als Sicherheitsfunktion im Rahmen eines Sicherheitssystems zu realisieren. Komplexität und Sicherheit sind aber konkurrierende Systemeigenschaften und dies allein spricht – neben den durch die Komplexität bedingten Kosten – gegen diesen Ansatz.
Dieser Ansatz wird nur der Vollständigkeit wegen erwähnt.
Die Erfindung beschreibt einen alternativen Lösungsansatz: Fehlbestimmungen des Tastpunkts werden mit Hilfe einer zusätzlichen, einfachen und kostengünstigeren Sicherheitsfunktion auf ein vertretbares Maß reduziert und so die funktionale Sicherheit für Doppelkupplungssysteme in diesem Zusammenhang gewährleistet.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht die Ermittlung und Überwachung eines Tastpunktes einer Kupplung vor, welche zwischen Antriebmotor und Getriebe eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Das Kraftfahrzeug weist eine Steuereinrichtung auf, wobei der Tastpunkt mittels einer Adaptionsstrategie, die als Nicht-Sicherheitsfunktion (220) ausgeführt ist, ermittelt wird. Die Überwachung des ermittelten Tastpunkts (230) erfolgt mit Hilfe eines Überwachungsmoduls, das als Sicherheitsfunktion (250) ausgeführt ist, wobei der Sicherheitsfunktion (250) der ermittelte Tastpunkt (230) zur Verfügung steht, und mindestens ein Band (120, 130) in Abhängigkeit von zeitlich zuvor ermittelten Tastpunkten und/oder einer vorgegebene Zeitskala und/oder einer vorgegebenen Toleranz ermittelt wird. Es wird auf einen nicht-plausiblen Zustand der Kupplung erkannt, wenn der ermittelte Tastpunkt außerhalb mindestens eines Bandes liegt.
Ein Band wird derart ermittelt, dass ein zeitlicher Mittelwert aus den während eines vorgegebenen Zeitraums zeitlich unmittelbar zuvor ermittelten Tastpunkten ermittelt wird und Werte die betragsmäßig vom Mittelwert um weniger als eine vorgegebene Toleranz abweichen, als zum Band gehörig gewertet werden.
Ein kurzfristiges Band wird bevorzugt mit einem vorgegeben Zeitraum von 5 Sekunden ermittelt.
Ein mittelfristiges Band wird bevorzugt mit einem vorgegeben Zeitraum von 1 Minute ermittelt.
Ein langfristiges Band wird bevorzugt mit einem vorgegeben Zeitraum von 1 Stunde ermittelt.
Als Toleranz wird ein Wert zwischen 0,01 Millimeter bis 10 Millimeter, bevorzugt 0,1 Millimeter bis 5 Millimeter vorgegeben.
Der Wert für die Toleranz ist vorteilhafterweise in Abhängigkeit von der Bauart der Kupplung vorgegeben.
Der Wert für die Toleranz ist vorteilhafterweise in Abhängigkeit vom vorgegebenen Zeitraum vorgegeben.
Der Mittelwert wird als arithmetisches Mittel der während des vorgegebenen Zeitraums zeitlich unmittelbar zuvor ermittelten Tastpunkte ermittelt.
Alternativ wird der Mittelwert als gewichtetes Mittel der während des vorgegebenen Zeitraums zeitlich unmittelbar zuvor ermittelten Tastpunkte ermittelt, wobei die zeitlich weiter zurückliegenden Werte für den Tastpunkt schwächer gewichtet werden als die dem aktuellen Wert des Tastpunktes zeitlich nähergelegenen Werte für den Tastpunkt.
Alternativ wird der Mittelwert als gewichtetes Mittel zeitlich zuvor ermittelten Tastpunkte ermittelt, wobei die zeitlich weiter zurückliegenden Werte für den Tastpunkt schwächer gewichtet werden als die dem aktuellen Wert des Tastpunktes zeitlich nähergelegenen Werte für den Tastpunkt.
Die Gewichtung ist linear abfallend.
Alternativ ist die Gewichtung exponentiell abfallend.
Alternativ wird der Mittelwert rekursiv, beispielsweise in einem Filteralgorithmus berechnet, um den Speicher- und Rechenaufwand in der Kupplungs- bzw. Getriebesteuerung gering zu halten.
Nach einem weiteren alternativen Lösungsansatz wird der Mittelwert während eines Fahrzyklus konstant auf einen zuletzt abgespeicherten plausiblen Tastpunkt gesetzt.
Bevorzugt wird der Mittelwert dem aktuellen Tastpunkt nur mit einem dem Betrag nach maximalen Wert nachgeführt.
Das Überwachungsmodul mit Sicherheitsfunktion (250) erkennt auf einen nicht-plausiblen Zustand der Kupplung, wenn die Änderungsgeschwindigkeit des Tastpunkts einen Geschwindigkeitsgrenzwert übersteigt.
Erfindungsgemäß wird auch ein Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm vorgeschlagen, das Softwaremittel zur Durchführung der oben genannten Verfahren aufweist, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird. Ein solcher Computer kann Teil der Steuereinrichtung sein.
Erfindungsgemäß wird auch eine Vorrichtung zur Ermittlung und Überwachung eines Tastpunktes einer Kupplung welche zwischen Antriebmotor und Getriebe eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist, vorgeschlagen. Die Vorrichtung weist auch eine Steuereinrichtung auf, wobei die Steuereinrichtung dazu vorgesehen ist, dass der Tastpunkt mittels einer Adaptionsstrategie, die als Nicht-Sicherheitsfunktion (220) ausgeführt ist, ermittelbar ist, wobei die Überwachung des ermittelten Tastpunkts (230) mit Hilfe eines Überwachungsmoduls, das als Sicherheitsfunktion (250) ausgeführt ist, erfolgt. Die Steuereinrichtung ist auch dazu vorgesehen, dass der Sicherheitsfunktion (250) der ermittelte Tastpunkt (230) zur Verfügung steht und mindestens ein Band (120, 130) in Abhängigkeit von zeitlich zuvor ermittelten Tastpunkten und/oder einer vorgegebene Zeitskala und/oder einer vorgegebenen Toleranz ermittelbar ist. Die Sicherheitsfunktion (250) erkennt auf einen nicht-plausiblen Zustand der Kupplung, wenn der ermittelte Tastpunkt außerhalb mindestens eines Bandes liegt.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Figuren sowie deren Beschreibung.
Es zeigen im Einzelnen:
1 ein Blockschaltbild eines in seinem Aufbau an sich bekannten Doppelkupplungsgetriebes mit zugehöriger elektronischer Steuereinrichtung
2 erfindungsgemäßes Verfahren
3 Beispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens
Gemäß 1 weist ein an sich bekanntes Doppelkupplungs- bzw. Parallelschaltgetriebe mit einer beispielsweise von einer Brennkraftmaschine angetriebenen Antriebswelle 6 auf, die wahlweise mit zwei Eingangswellen 8 und 10 drehfest verbindbar ist. Der Drehmomentfluss von der Antriebswelle 6 in die Eingangswellen 8 und 10 ist über je eine Kupplung K1 und K2 wahlweise steuerbar. Zwischen der Eingangswelle 8 und einer Ausgangswelle 12 sind über Radpaarungen, von denen nur eine dargestellt ist, verschiedene Übersetzungen schaltbar. Ebenso sind zwischen der Eingangswelle 10 und der Ausgangswelle 12 verschiedene Radpaarungen schaltbar, von denen nur eine dargestellt ist. Zum Betätigen der Kupplungen K1 und K2 sind Aktoren 14 und 16 vorgesehen. Zum Schalten der Radpaarungen, beispielsweise zum Herstellen einer drehfesten Verbindung zwischen dem auf der Eingangswelle 8 oder 10 angeordneten Rad mit der jeweiligen Eingangswelle 8 oder 10, das mit einem jeweiligen, mit der Ausgangswelle 12 ständig drehfest verbundenen Rad kämmt, sind Aktoren 18 und 20 vorgesehen, die beispielsweise jeder einen Schaltaktor und einen Wählaktor enthalten können. Insgesamt bilden die Eingangswelle 8 und die Ausgangswelle 12 sowie die Eingangswelle 10 und die Ausgangswelle 12 je ein Teilgetriebe 22 bzw. 24 des Doppelkupplungsgetriebes.
Zur Ansteuerung der Aktoren 14, 16, 18 und 20 dient eine elektronische Steuereinrichtung 26 mit Mikroprozessor und zugehörigen Programm- und Datenspeichern, deren Ausgänge jeweils einen der Aktoren ansteuern und deren Eingänge 28 mit Sensoren 30, 32 bzw. 34 verbunden sind, die die Drehzahl der Antriebswelle 6, der Eingangswelle 8 und der Eingangswelle 10 erfassen, sowie weiteren Sensoren zur Erfassung von Betriebsparametern des Fahrzeugantriebsstrangs, beispielsweise einem Sensor zur Erfassung der Drehzahl der angetriebenen Fahrzeugräder, einem Sensor zur Erfassung der Stellung eines Getriebewählhebels, einem Sensor zur Erfassung der Stellung eines Fahrpedals usw. Die dargestellte Steuereinrichtung 26 kann über ein Bus-System mit weiteren Steuergeräten des Fahrzeugs verbunden sein, beispielsweise einem Motorsteuergerät, mit dem ein Leistungsstellglied des Motors ge steuert wird. Die Aktoren können beispielsweise als Hebelaktoren gestaltet sein, die beispielsweise elektromotorisch angesteuert werden, wobei die Umdrehung jedes Elektromotors von einem Inkrementzähler (nicht dargestellt) erfasst wird.
Für die Funktion einer Kupplung ist das jeweils von der Kupplung übertragbare Moment wichtig und ist in einem Speicher der Steuereinrichtung 26 als Kurve abgelegt, die das übertragbare Kupplungsmoment abhängig von der Stellung eines Kupplungsstellgliedes, beispielsweise eines Kupplungshebels, angibt. Bei einer Änderung des Funktionszustandes der Kupplung durch Verschleiß und Ähnliches muss die Kennlinie aktualisiert werden, was durch Adaptionsverfahren erfolgt, wozu beispielsweise der Tastpunkt der Kupplung im Fahrbetrieb überprüft und an sich gegebenenfalls ergebende Veränderungen der Kupplungseigenschaften angepasst werden muss.
Bei dem in 1 dargestellten Doppelkupplungsgetriebe kann in dem jeweiligen Teilgetriebe 22 oder 24, dessen Kupplung offen ist, jeweils ein Gang eingelegt werden, während die wirksame Übersetzung des Getriebes durch dasjenige (aktive) Teilgetriebe bestimmt wird, dessen Kupplung geschlossen ist. Wenn im Teilgetriebe 22 beispielsweise ein Gang eingelegt ist und die Kupplung K1 geschlossen ist, dann ist dieser Gang für die Übersetzung zwischen der Antriebswelle 6 und der Ausgangswelle 12 wirksam. Gleichzeitig kann in dem anderen Teilgetriebe 24 ein neu zu schaltender Gang eingelegt werden. Beim Schalten des Getriebes von dem aktuell eingelegten Gang in den neu eingelegten Gang muss die Kupplung K1 geöffnet und, für eine zugkraftunterbrechungsfreie Verbindung zwischen der Antriebswelle 6 und der Ausgangswelle 12, die Kupplung K2 überschneidend geschlossen werden. Wenn die Kupplung K2 die Drehmomentübertragung übernimmt, würde, wenn nicht zumindest eine der Kupplungen K1, K2 gleichzeitig rutscht, das Getriebe durch Überbestimmung der Übersetzungen zerstört. Daher wird zumindest zeitweise, wenn beide Kupplungen K1, K2 gleichzeitig über ihren Tastpunkt hinaus geschlossen sind, wobei als Tastpunkt derjenige Punkt definiert ist, ab dem die Kupplung bei zunehmendem Schließen Drehmoment überträgt (im Tastpunkt wird ein Drehmoment von allenfalls wenigen Newtonmetern übertragen) ein schlupfender Zustand hergestellt, bei dem wenigstens eine der beiden Kupplungen K1, K2 schlupft.
Der erfindungsgemäße Lösungsansatz sieht folgendermaßen aus:
Es werden übliche, komplexe Adaptionsstrategien zur Bestimmung des Tastpunktes verwendet, die nach dem Stand der Technik als Verfahren bereits bekannt sind. Im erfin dungsgemäßen Ansatz – in 2 dargestellt – sind diese allerdings nicht als Sicherheitsfunktion realisiert, so dass der Aufwand für ihre Erstellung deutlich geringer ausfällt. Zusätzlich wird ein Überwachungsmodul mit Sicherheitsfunktion 250 zur Bestimmung des sicheren Tastpunktes 260 implementiert. Diese Sicherheitsfunktion 250 liest den Tastpunkt 230 ein, der als Ausgangssignal durch die komplexe Adaptionsstrategie der Nicht-Sicherheitsfunktion 220 bestimmt worden ist, und prüft seine zeitliche Veränderung auf Plausibilität.
Sie berechnet dazu ein oder mehrere Bänder 120, 130 – in 3 dargestellt –, in denen der Tastpunkt 110 sich verändern darf und seine Veränderung als plausibel eingestuft wird. Diese Bänder weisen verschiedene Zeitskalen – beispielweise kurzfristig 120, mittelfristig, langfristig 130 – auf und können verschiedene Toleranzen – beispielsweise +/–0.2 mm oder +/–1 mm – haben.
Die Breiten der Bänder 120, 130 orientieren sich an der Bauart der Kupplung und basieren auf langjährigen Erfahrungen. Diese reflektieren, wie sich der Tastpunkt aufgrund unterschiedlichster Systemeigenschaften und Umgebungsbedingungen auf der jeweiligen Zeitskala – also beispielweise kurzfristig 120, mittel- oder langfristig 130 verändern kann. Für die Gewährleistung der funktionalen Sicherheit ist dabei wichtig, dass die maximale Änderungsgeschwindigkeit des Tastpunktes, die sich aus diesen Überlegungen ergibt, ein bestimmtes Maß nicht übersteigt. Sie darf nur so groß sein, dass ein fälschliches Adaptieren des Tastpunktes mit dieser Geschwindigkeit vom Fahrer beherrscht werden kann. Alle schnelleren Änderungen des Tastpunktes werden durch die Sicherheitsfunktion als fehlerhaft eingestuft.
Zunächst wird durch die Sicherheitsfunktion 250 der zeitliche Mittelwert des Tastpunktes ermittelt. Dies kann auf verschiedene Arten erfolgen. Charakteristisch dafür ist der vorgegebene Zeitraum – beginnend vom Zeitpunkt zu dem der aktuelle Tastpunkt bestimmt wurde – über den man den Mittelwert über alle innerhalb des Zeitraums zuvor bestimmten Werte für den Tastpunkt bestimmt. Der aktuelle Tastpunkt kann dabei alternativ mit in die Mittelung einbezogen werden oder nur die zuvor ermittelten Werte für den Tastpunkt innerhalb des vorgegebenen Zeitraums umfassen. Im Rahmen dieser Schrift wird der Zeitraum auch als Zeitskala bezeichnet.
Als Zeitraum werden beispielsweise die letzten 5 Sekunden als kurzfristige Zeitskala oder die letzte 1 Minute als mittelfristige Zeitskala oder die letzte 1 Stunde als langfristige Zeitskala oder andere Werte vorgegeben.
Von diesem Mittelwert der Tastpunkte die dem aktuellen Tastpunkt zugeordnet ist wird anschließend eine Toleranz in beide Richtungen um den Mittelwert vorgegeben, woraus sich die Breite des Bades ergibt. Als Toleranz wird beispielsweise plus/minus 0,2 Millimeter oder plus/minus 1 Millimeter oder plus/minus 3 Millimeter oder andere Werte gewählt. Die Größe der vorgegebenen Toleranz orientiert sich der zugehörigen Zeitskala sowie an der Bauart der Kupplung und basiert auf langjährigen Erfahrungen.
Dies wird für jeden neuen aktuellen Tastpunkt wiederholt, sodass sich ein Band ergibt.
Überschreitet der aktuelle Tastpunkt die Toleranz um den berechneten Mittelwert, ist der Tastpunkt nicht mehr als plausibel zu werten.
Zur Bestimmung des Mittelwerts des Tastpunktes innerhalb einer bestimmten Zeitskala gibt es verschiedene Möglichkeiten.
Am Beispiel einer Zeitskala von einer Sekunde wird der Mittelwert als arithmetisches Mittel der zuvor ermittelten Tastpunkte der letzten Sekunde ermittelt. Bei einem System mit 10 Millisekunden Taktfrequenz wird der Mittelwert als arithmetisches Mittel der letzen 100 Werte des Tastpunktes ermittelt.
Alternativ wird ein gewichtetes Mittel der Tastpunkte ermittelt, bei der die zeitlich weiter zurückliegenden Tastpunkte schwächer gewichtet werden, als die zeitlich näheren Tastpunkte.
Eine solche Gewichtung kann exponentiell abfallend sein.
Alternativ wird die Gewichtung linear abfallend gewählt.
Die Berechnung des Mittelwertes kann auch nach anderen Rechenvorschriften, insbesondere rekursive Algorithmen wie digitale Filter, erfolgen.
Alternativ wird zusätzlich eine dem Betrag nach maximale Differenz zwischen zwei unmittelbar nacheinander ermittelten Mittelwerten vorgesehen. Übersteigt die Differenz zwischen dem neu ermittelten Mittelwert und dem unmittelbar zuvor ermittelten Mittelwerten einen vorgegebene Grenzwert, wird der neue Mittelwert aus dem unmittelbar zuvor ermittelten Mittelwerten addiert mit dem Grenzwert errechnet sodass der neu errechnete Mittelwert um den Grenzwerte größer ist als der zuvor ermittelte Mittelwert. Unterschreitet die Differenz zwischen dem neu ermittelten Mittelwert und dem unmittelbar zuvor ermittelten Mittelwerten einen vorgegebenen negativen Grenzwert, wird der neue Mittelwert aus dem unmittelbar zuvor ermittelten Mittelwerten addiert mit dem negativen Grenzwert errechnet, sodass der neu errechnete Mittelwert um den Betrag des negativen Grenzwerte kleiner ist als der zuvor ermittelte Mittelwert. Das heißt, der Mittelwert wird dem aktuellen Tastpunkt nur mit einem dem Betrag nach maximalen Gradienten nachgeführt.
Läuft der Tastpunkt außerhalb eines der plausiblen Bänder 120, 130, wird dies durch das Überwachungsmodul mit Sicherheitsfunktion 250 als ein Fehler in der komplexen Adaptionsstrategie eingestuft. Hierbei ist die Überwachung mit einem kurzfristigen Band 120 vor allem dazu geeignet, singuläre Fehler – wie beispielweise Rechenfehler – zu detektieren. Das langfristige Band 130 kann dagegen unzulässige Driftbewegungen aufspüren. Bei beiden Überwachungen löst die Sicherheitsfunktion 250 eine Fehlerreaktion aus. Diese bringt das Doppelkupplungssystem in einen sicheren Zustand beispielweise durch Öffnen beider Kupplungen.
Ein mögliches Beispiel ist in 3 dargestellt. Es zeigt die Veränderung des Tastpunktes 110 über der Zeit. In diesem Fall gibt es zwei plausible Bänder, ein kurzfristiges 120 und ein langfristiges 130. In 3 sind mehrere Fehler der Adaptionsstrategie 220 sichtbar, zwei davon sind durch Pfeile markiert 140, 150. Im ersten Fall wird das kurzfristige Band verletzt, ein Kurzfrist-Fehler 140 liegt vor, im zweiten Fall auch das langfristige Band – ein Langfrist-Fehler 150 liegt vor. In beiden Fällen würde die Sicherheitsfunktion 250 eine Fehlerreaktion auslösen und das Doppelkupplungssystem in einen sicheren Zustand bringen.
Die Erfindung beschreibt eine einfache und kostengünstige Realisierung einer Sicherheitsfunktion, die die für Doppelkupplungssysteme wichtige Größe „Tastpunkt” gegen Falschbestimmung absichert. Sie ist Teil eines Sicherheitssystems, das die funktionale Sicherheit für Doppelkupplungssysteme gewährleistet.

6: Antriebswelle
8: Eingangswelle
10: Eingangswelle
12: Ausgangswelle
14: Aktor
16: Aktor
18: Aktor
20: Aktor
22: Teilgetriebe
24: Teilgetriebe
26: Steuereinrichtung
28: Eingänge
30: Sensor
32: Sensor
34: Sensor
K1: Kupplung
K2: Kupplung
210: Eingangssignale
220: komplexe Adaptionsstrategie des Tastpunktes als Nicht-Sicherheitsfunktion
230: Tastpunkt
240: Eingangssignale
250: Überwachungsmodul mit Sicherheitsfunktion
260: sicherer Tastpunkt
110: Tastpunkt
120: kurzfristiges Band
130: langfristiges Band
140: Kurzfrist-Fehler
150: Langfrist-Fehler

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 10248195 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur Ermittlung und Überwachung eines Tastpunktes einer automatisierten Kupplung in einem Kraftfahrzeug, wobei das Kraftfahrzeug eine Steuereinrichtung aufweist, wobei der Tastpunkt mittels einer Adaptionsstrategie, die als Nicht-Sicherheitsfunktion (220) ausgeführt ist, ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachung des ermittelten Tastpunkts (230) mit Hilfe eines Überwachungsmoduls, das als Sicherheitsfunktion (250) ausgeführt ist, erfolgt, wobei der Sicherheitsfunktion (250) der ermittelte Tastpunkt (230) zur Verfügung steht, und mindestens ein Band (120, 130) in Abhängigkeit von zeitlich zuvor ermittelten Tastpunkten und/oder einer vorgegebene Zeitskala und/oder einer vorgegebenen Toleranz ermittelt und auf einen nicht-plausiblen Zustand der Kupplung erkennt, wenn der ermittelte Tastpunkt außerhalb mindestens eines Bandes liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Band derart ermittelt wird, dass ein zeitlicher Mittelwert aus den während eines vorgegebenen Zeitraums zeitlich unmittelbar zuvor ermittelten Tastpunkten ermittelt wird und Werte die betragsmäßig vom Mittelwert um weniger als eine vorgegebene Toleranz abweichen, als zum Band gehörig gewertet werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein kurzfristiges Band mit einem vorgegeben Zeitraum von 5 Sekunden ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein mittelfristiges Band mit einem vorgegeben Zeitraum von 1 Minute ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein langfristiges Band mit einem vorgegeben Zeitraum von 1 Stunde ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Toleranz ein Wert zwischen 0,01 Millimeter bis 10 Millimeter, bevorzugt 0,1 Millimeter bis 5 Millimeter vorgegeben ist.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert für die Toleranz in Abhängigkeit von der Bauart der Kupplung vorgegeben ist.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert für die Toleranz in Abhängigkeit vom vorgegebenen Zeitraum vorgegeben ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelwert als arithmetisches Mittel der während des vorgegebenen Zeitraums zeitlich unmittelbar zuvor ermittelten Tastpunkte ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelwert als gewichtetes Mittel der während des vorgegebenen Zeitraums zeitlich unmittelbar zuvor ermittelten Tastpunkte ermittelt wird, wobei die zeitlich weiter zurückliegenden Werte für den Tastpunkt schwächer gewichtet werden als die dem aktuellen Wert des Tastpunktes zeitlich nähergelegenen Werte für den Tastpunkt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelwert als gewichtetes Mittel zeitlich zuvor ermittelten Tastpunkte ermittelt wird, wobei die zeitlich weiter zurückliegenden Werte für den Tastpunkt schwächer gewichtet werden als die dem aktuellen Wert des Tastpunktes zeitlich nähergelegenen Werte für den Tastpunkt.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewichtung linear abfallend ist.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewichtung exponentiell abfallend ist.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelwert dem aktuellen Tastpunkt nur mit einem dem Betrag nach maximalen Wert nachgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelwert mittels eines digitalen Filters aus dem zeitlichen Verlauf der adaptierten Tastpunkte errechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelwert innerhalb eines Fahrzyklus konstant auf den letzten plausiblen Tastpunkt aus vorhergehenden Fahrzyklen gesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Überwachungsmodul mit Sicherheitsfunktion (250) auf einen nicht-plausiblen Zustand der Kupplung erkannt wird, wenn die Änderungsgeschwindigkeit des Tastpunkts einen Geschwindigkeitsgrenzwert übersteigt.
Vorrichtung zur Ermittlung und Überwachung eines Tastpunktes einer automatisierten Kupplung, welche in einem Kraftfahrzeug angeordnet ist, wobei das Kraftfahrzeug eine Steuereinrichtung aufweist, in der der Tastpunkt mittels einer Adaptionsstrategie, die als Nicht-Sicherheitsfunktion (220) ausgeführt ist, ermittelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachung des ermittelten Tastpunkts (230) mit Hilfe eines Überwachungsmoduls, das als Sicherheitsfunktion (250) ausgeführt ist, erfolgt, wobei der Sicherheitsfunktion (250) der ermittelte Tastpunkt (230) zur Verfügung steht, und mindestens ein Band (120, 130) in Abhängigkeit von zeitlich zuvor ermittelten Tastpunkten und/oder einer vorgegebene Zeitskala und/oder einer vorgegebenen Toleranz ermittelbar ist und auf einen nicht-plausiblen Zustand der Kupplung erkennt, wenn der ermittelte Tastpunkt außerhalb mindestens eines Bandes liegt.