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Die Erfindung betrifft eine Strategie zum Betreiben eines Antriebsstrangs in einem Kraftfahrzeug in einem Getriebe-Notbetrieb, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein mit dieser Strategie betriebenes Automatgetriebe sowie ein Kraftfahrzeug umfassend ein mittels dieser Strategie betriebenes Automatgetriebe.
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Moderne Kraftfahrzeuge, deren Antriebsstrang einen Verbrennungsmotor, einen Elektromotor und ein von diesem beiden Motoren antreibbares automatisch schaltendes Getriebe - auch Automatgetriebe genannt - umfasst, sind aus dem Stand der Technik vielfältig bekannt. Dabei wird ein Automatgetriebe mit integriertem Elektromotor üblicherweise als Hybridgetriebe bezeichnet. Üblicherweise ist zumindest der Verbrennungsmotor mittels einer Trennkupplung von der Getriebeeingangswelle des Automatgetriebes abkoppelbar. Aufgrund der spezifischen Ansteuererfordernisse zum Betreiben von Verbrennungsmotor, Elektromotor und Automatgetriebe sind für diese Aggregate zumeist unterschiedliche Steuergeräte vorgesehen, nämlich ein elektronisches Motorsteuergerät für den Verbrennungsmotor, ein elektronisches Hybridsteuergerät inklusive einer Leistungselektronik für den auch als Generator nutzbaren Elektromotor, sowie ein elektronisches Getriebesteuergerät für das Automatgetriebe, dessen Gangwechsel üblicherweise von einem elektrohydraulischen Steuergerät des Automatgetriebes nach Vorgabe des elektronisches Getriebesteuergerät initiiert werden.
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Üblicherweise umfasst das elektronische Getriebesteuergerät ein Diagnosesystem zur Überwachung der getriebeseitigen Funktionen, insbesondere zur Überwachung der Ansteuerung von Trennkupplung und Gangwechselvorrichtung, sodass das elektronische Getriebesteuergerät im Fehlerfall dem jeweiligen Fehler angemessene Maßnahmen initiieren kann. Üblicherweise initiiert das elektronische Getriebesteuergerät bei erkannten minderschweren Fehlern im Automatgetriebe, bei denen ein Gangwechsel im Automatgetriebe noch möglich ist, auf den spezifischen Fehler abgestimmte Ersatzfunktionen, sodass ein weiterer Betrieb des Automatgetriebes unter Inkaufnahme geringer Einschränkungen weiterhin möglich ist. Bei erkannten schwerwiegenden Fehlern im Automatgetriebe hingegen, insbesondere bei erkannten Fehlern, welche die Gangwechsel im Automatgetriebe unmöglich machen, initiert das elektronische Getriebesteuergerät üblicherweise ein Notprogramm mit zumindest stark eingeschränkter Fahrbarkeit des Kraftfahrzeugs, um das Automatgetriebe vor einer weiteren Zerstörung zu retten. Beispiele für gängige Notprogramme für Automatgetriebe ergeben sich aus der
DE 101 11 830 A1 , der
EP 0 316 358 B1 , der
EP 1 431 626 A1 und der
DE 198 58 540 A1 .
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So schlägt die
DE 101 11 830 A1 als Notprogramm für ein stufenloses Automatgetriebe mit Umschlingungs-Variator und elektrohydraulischer Steuerung vor, beim Auftreten des das Notprogramm auslösenden Ereignisses die Anfahrkupplung des Automatgetriebes zu öffnen, sodass das Kraftfahrzeug infolge der Kraftschlussunterbrechung ausrollt. Beim ersten nachfolgenden Motorneustart und weiterhin vorhandenem Fehler erfolgt dann ein hydraulischer Reset des zum Ansteuern der Anfahrkupplung vorgesehenen Ventils in dem elektrohydraulischen Steuergerät, verbunden mit einer Druckbeaufschlagung des zum Einstellen der Getriebeübersetzungen vorgesehenen Variators mit einem hydraulisch voreingestellten Druckverhältnis zwischen Primär- und Sekundärseite des Variators.
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Als Notprogramm für ein Stufen-Automatgetriebe mit elektrohydraulischer Steuerung schlägt die
EP 0 316 358 B1 vor, das Automatgetriebe beim Auftreten des das Notprogramm auslösenden Ereignisses in seinen höchsten Gang zu schalten. Bei einem nachfolgenden Motorneustart und weiterhin vorhandenem Fehler legt das Automatgetriebe beim Gangeinlegen wiederum den höchsten Gang hydraulisch ein und verbleibt auch in diesem höchsten Gang. Abweichend hierzu sieht das Notprogramm des in der
EP 1 431 626 A1 beschriebenen 6-Gang-Automatgetriebe als Notgang den fünften Vorwärtsgang vor. Hierdurch wird ein Überdrehen des Antriebsmotors verhindert, da bei dem hier vorliegenden Automatgetriebe der sechste Vorwärtsgang eine Overdrive-Übersetzung aufweist.
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Ein differenzierteres Notprogramm für ein Stufen-Automatgetriebe ist aus der
DE 198 58 540 A1 bekannt. Hier wird beim Auftreten des das Notprogramm auslösenden Ereignisses im Automatgetriebe ein Notgang eingelegt, der von dem zum Zeitpunkt des Fehlers tatsächlich eingelegten Gangs abhängt. Bei einem nachfolgenden Motorneustart und weiterhin vorhandenem Fehler wird in dem Automatgetriebe beim Gangeinlegen hydraulisch ein vordefinierter Notgang eingelegt, der von seiner Übersetzung her ermöglicht, mit dem Kraftfahrzeug eine parkhausübliche Steigung zu bewältigen. Dabei verbleibt das Automatgetriebe in diesem Notgang solange wie der das Notprogramm begründende Fehler vorhanden ist.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass in dem zuvor beschrieben Antriebsstrang ein eingeschränkter Notbetrieb des Automatgetriebes in einem fest vordefiniertem Notgang in Verbindung mit der Möglichkeit des elektromotorischen Antriebs problematisch ist, sollte sich die im Kraftfluss zwischen Verbrennungsmotor und Automatgetriebe vorgesehene Trennkupplung nicht vollständig öffnen lassen.
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Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ausgehend von dem genannten Stand der Technik eine verbesserte Notbetriebsstrategie für einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, welcher mehrere Antriebsmaschinen und ein von diesen Antriebsmaschinen antreibbares Automatgetriebe umfasst und bei dem im Kraftfluss zwischen einer ersten Antriebsmaschine und dem Automatgetriebe eine Trennkupplung angeordnet ist. Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe durch eine Notbetriebsstrategie mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.
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Dabei geht die Erfindung aus von einer Notbetriebsstrategie für einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs umfassend mehrere Antriebsmaschinen und ein von diesen Antriebsmaschinen selektiv, parallel oder seriell antreibbares Automatgetriebe, bei dem im Kraftfluss zwischen einer Antriebswelle einer ersten Antriebsmaschine und einer Getriebeeingangswelle des Automatgetriebe eine Trennkupplung angeordnet ist. Dabei werden sowohl diese Trennkupplung als auch eine Gangwechselvorrichtung des Automatgetriebes von einem elektrohydraulischen Steuergerät des Automatgetriebes aufgrund von Vorgaben eines elektronischen Steuergerätes des Automatgetriebes angesteuert, wobei das elektronische Steuergerät des Automatgetriebes die Ansteuerung von Trennkupplung und Gangwechselvorrichtung hinsichtlich Zulässigkeit und ordnungsgemäßer Durchführung überwacht und im Fehlerfall situativ reagiert.
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Die erste Antriebsmaschine ist vorzugsweise als ein Verbrennungsmotor ausgebildet, die zweite Antriebsmaschine hingegen als ein Elektromotor, dessen Antriebswelle ständig mit der Getriebeeingangswelle des Automatgetriebes verbunden oder wirkverbunden ist. Auf diese Weise ist das Automatgetriebe von Verbrennungsmotor und Elektromotor selektiv oder parallel antreibbar.
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Sodann kann vorgesehen sein, dass der Antriebsstrang eine dritte Antriebsmaschine aufweist, welche als eine elektrischen Maschine ausgebildet ist, deren Antriebswelle entweder ständig mit der Antriebswelle der ersten Antriebsmaschine verbunden oder wirkverbunden ist oder aber mit der Antriebswelle der ersten Antriebsmaschine verbindbar oder wirkverbindbar ist, sodass das Automatgetriebe von der ersten und der dritten Antriebsmaschine seriell antreibbar ist.
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Auch kann vorgesehen sein, dass eine zusätzliche Antriebsmaschine aufweist, die als eine elektrische Maschine ausgebildet ist, deren Antriebswelle ständig mit einer Getriebeausgangswelle des Automatgetriebes verbunden oder wirkverbunden ist.
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Erfindungsgemäß generiert das elektronische Getriebesteuergerät im Fehlerfall eine von einer Fehlerschwere abhängige Sendebotschaft und übermittelt diese Sendebotschaft an andere elektronische Steuergeräte im Kraftfahrzeug, wobei in der Sendebotschaft Maßnahmen definiert sind, die je nach Fehlerschwere von unterschiedlichen elektronischen Steuergeräten abzuarbeiten sind.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung hierzu weist die Notbetriebsstrategie dabei drei nach Fehlerschwere gestaffelte Eskalationsstufen auf.
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Als schwerstwiegende dieser drei Eskalationsstufen wird vorgeschlagen, dass dann, wenn das elektronische Getriebesteuergerät einen schwerwiegenden Fehler an der Trennkupplung oder bei der Ansteuerung der Trennkupplung erkennt, der ein sicheres Öffnen der Trennkupplung verhindert, als Maßnahme ein Abschalten aller Antriebsmaschinen des Automatgetriebes definiert ist.
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Alternativ hierzu oder auch ergänzend hierzu kann in der schwerstwiegenden Eskalationsstufe auch dann, wenn das elektronische Steuergerät des Automatgetriebes einen schwerwiegenden Fehler erkennt, der einen differenzierten Antrieb des Automatgetriebes mit den Antriebsmaschinen verhindert, als Maßnahme ein Abschalten aller Antriebsmaschinen des Automatgetriebes definiert ist.
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Vorzugsweise wird die Ausführung aller in der schwerstwiegenden Eskalationsstufe definierten Maßnahmen von einem elektronischen Steuergerät initiiert und gegebenenfalls auch überwacht, welches zumindest einer der Antriebsmaschinen des Kraftfahrzeugs zugeordnet ist, beispielsweise von einem elektronischen Steuergerät der zweiten Antriebsmaschine.
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Als mittleren der drei Eskalationsstufen der Notbetriebsstrategie wird vorgeschlagen, dass dann, wenn das elektronische Steuergerät des Automatgetriebes einen mittelschweren Fehler erkennt, bei dem ein eingeschränkter Betrieb des Automatgetriebes ohne Gangwechsel noch möglich ist, als Maßnahme ein Einlegen eines vordefinierten Notgangs im Automatgetriebe definiert ist.
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Vorzugsweise wird hierbei die Ausführung das Einlegen des Notgangs von dem elektronischen Steuergerät des Automatgetriebes initiiert. Jede auf Belange des Automatgetriebes hin erforderliche Ansteuerung einer Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs hingegen wird vorzugsweise von einem elektronischen Steuergerät initiiert und gegebenenfalls auch überwacht, welches zumindest einer der Antriebsmaschinen des Kraftfahrzeugs zugeordnet ist, beispielsweise von dem elektronischen Steuergerät der zweiten Antriebsmaschine.
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Als minderschwere oder geringst bedeutsame der drei Eskalationsstufen der Notbetriebsstrategie wird vorgeschlagen, dass dann, wenn das elektronische Steuergerät des Automatgetriebe einen Fehler erkennt, bei dem ein eingeschränkter Betrieb des Automatgetriebes mit zumindest einigen der im Normalbetrieb des Automatgetriebes möglichen Gangwechseln noch möglich ist, als Maßnahme ein Auslösen einer fehlerspezifisch vordefinierten Ersatzfunktion definiert ist, welche in dem elektronischen Steuergerät des Automatgetriebes implementiert ist. Aktivierung und Ausführung dieser Ersatzfunktion werden dabei von dem elektronischen Steuergerät des Automatgetriebes erledigt. Dabei wird auch jede auf Belange des Automatgetriebes hin erforderliche Ansteuerung einer Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs weiterhin von dem elektronischen Steuergerät des Automatgetriebes initiiert und gegebenenfalls auch überwacht.
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Ein Automatgetriebe für einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit mehreren Antriebsmaschinen zum Antrieb dieses Automatgetriebe, welches eine Getriebeeingangswelle, eine Getriebeausgangswelle, eine im Kraftfluss zwischen Getriebeeingangswelle und einer Antriebswelle einer ersten der Antriebsmaschinen angeordnete Trennkupplung, eine im Kraftfluss zwischen Getriebeeingangswelle und Getriebeausgangswelle angeordnete Gangwechselvorrichtung, ein elektrohydraulisches Steuergerät zum Ansteuern vom Trennkupplung und Gangwechselvorrichtung sowie ein datentechnisch mit den Antriebsmaschinen kommunizierendes elektronisches Steuergerät zum Ansteuern des elektrohydraulischen Steuergerätes umfasst und in dessen elektronischem Steuergerät die erfindungsgemäße Notbetriebsstrategie implementiert ist, ist Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 14.
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Ein mit der erfindungsgemäßen Notbetriebsstrategie betriebenes Kraftfahrzeug mit einem Antriebsstrang umfassend mehrere Antriebsmaschinen) und ein von diesen Antriebsmaschinen antreibbares Automatgetriebe, dessen Getriebeeingangswelle über eine Trennkupplung mit einer Antriebswelle einer ersten dieser Antriebsmaschinen verbindbar ist, ist Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 15.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 ein beispielhaftes Blockschaltbild eines Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs mit einem von mehreren Antriebsmaschinen antreibbaren Automatgetriebe; und
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1 ein beispielhaftes Funktionsablaufdiagramm für eine erfindungsgemäße Notbetriebsstrategie mit drei nach Fehlerschwere gestaffelten Eskalationsstufen.
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Nachfolgend und bezugnehmend auf das in 1 dargestellte Blockschaltbild wird zunächst ein Ausführungsbeispiel für einen Antriebsstrang eines modernen Kraftfahrzeugs mit Hybridantrieb näher beschrieben. Das Kraftfahrzeug ist hier mit Bezugszeichen 1 versehen, der Antriebsstrang mit Bezugszeichen 2. Dieser auf eine Antriebsachse 3 des Kraftfahrzeugs 1 wirkende Antriebsstrang 2 umfasst insgesamt (und beispielhaft) vier verschiedene Antriebsmaschinen, von denen die erste Antriebsmaschine 10 als Verbrennungsmotor ausgebildet ist, wohingegen die zweite, dritte und vierte Antriebsmaschine 20, 50, 60 alle als Elektromotor ausgebildet sind. Weiterhin umfasst der Antriebsstrang 2 ein Automatgetriebe 30 beliebiger Bauart sowie ein der Antriebsachse 3 zugeordnetes Achsgetriebe 40. Zur Energieversorgung des Verbrennungsmotors 10 ist in dem Kraftfahrzeug 1 ein Kraftstofftank 8 vorgesehen, zur Energieversorgung der drei Elektromotoren 20, 50, 60 eine Hochvolt-Batterie 5, zur Energieversorgung aller anderen elektrischen Verbraucher eine Niedervolt-Batterie 4. Dabei sind Hochvolt-Spannungsversorgung und Niedervolt-Spannungsversorgung über einen DC/DC-Spannungswandler elektrisch miteinander verbunden.
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Das Automatgetriebe 30 ist selektiv oder parallel von Verbrennungsmotor 10 und Elektromotor 20 antreibbar. Hierzu ist eine Antriebswelle 12 - auch Kurbelwelle genannt - des Verbrennungsmotors 10 über eine Trennkupplung 34 mit einer Getriebeeingangswelle 32 des Automatgetriebes 30 verbindbar, wohingegen eine Antriebswelle 22 - auch Rotorwelle genannt - des Elektromotors 20 ständig mit der Getriebeeingangswelle 32 verbunden ist. Dabei können Trennkupplung 34 und Elektromotor 20 baulich integraler Bestandteil des Automatgetriebes 30 sein, also räumlich innerhalb eines Gehäuses des Automatgetriebes 30 angeordnet sein. Der Elektromotor 50 als dritte Antriebsmaschine des Antriebsstrangs 2 ist mit seiner Antriebswelle 52 ständig mit der Kurbelwelle 12 des Verbrennungsmotors 10 wirkverbunden, hier beispielhaft über einen Kettentrieb 54. Somit ist das Automatgetriebe 30 seriell von Verbrennungsmotor 10 und Elektromotor 50 antreibbar.
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Der Elektromotor 60 als zusätzliche vierte Antriebsmaschine ist der Antriebsachse 2 des Kraftfahrzeugs 1 zugeordnet. Hierzu ist eine Antriebswelle dieses Elektromotors 60 sowohl mit einer Eingangswelle des Achsgetriebes 40 als auch mit einer Getriebeausgangswelle 33 des Automatgetriebes 30 ständig verbunden. In üblicher Weise ist im Kraftfluss zwischen Getriebeeingangswelle 32 und Getriebeausgangswelle 33 eine Gangwechselvorrichtung 35 vorgesehen, sodass das Automatgetriebe 30 die Antriebsleistung von Verbrennungsmotor 10 und den Elektromotoren 20 und 50 je nach Bauart des Automatgetriebes 30 in diskreten Gangstufen oder kontinuierlich variablen Übersetzung auf die Antriebsachse 3 des Kraftfahrzeugs 1 übertragen kann.
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In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist für jede der vier Antriebsmaschinen 10, 20, 50, 60 ein eigenes elektronisches Steuergerät 11, 21, 51, 61 vorgesehen. Das elektronische Steuergerät 11 der Verbrennungsmotors 10 wird vereinfacht oft auch als Motorsteuergerät bezeichnet. Das elektronische Steuergerät 21 des Elektromotors 20 wird vereinfacht oft auch als Hybridsteuergerät bezeichnet, auch dann, wenn der Elektromotor 20 baulich in das Automatgetriebe 30 integriert ist. Das elektronische Steuergerät 31 des Automatgetriebes 30 wird vereinfacht oft auch als Getriebesteuergerät bezeichnet. Dabei dient dieses elektronische Steuergerät 31 zur situativen Ansteuerung eines elektrohydraulischen Steuergerätes 36 des Automatgetriebes 30, wobei dieses elektrohydraulische Steuergerät 36 seinerseits die Trennkupplung 34 und die Gangwechselvorrichtung 35 des Automatgetriebes 30 ansteuert. Die entsprechenden Steuerleitungen 9 sind in dem Blockschaltbild als gestrichete Linien angedeutet, hier zur Vereinfachung ohne Unterscheidung von hydraulischen und elektrischen Leitungen.
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Da die Elektromotoren 20, 50 und 60 im vorliegenden Ausführungsbeispiel alle als Hochvolt-Wechselstrom-Maschine ausgebildet sind, ist zwischen dem jeweiligen elektronischen Steuergerät 21, 51, 61 und dem jeweiligen Elektromotor 20, 50, 60 jeweils ein DC/AC-Spannungswandler 23, 53, 63 elektrisch zwischengeschaltet. Das elektronische Steuergerät 11 des Verbrennungsmotors 10 sowie das elektronische Steuergerät 31 des Automatgetriebes 30 hingegen sind konventionell an die Niedervolt-Spannungsversorgung des Kraftfahrzeugs 1 angeschlossen.
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Wesentlich ist, dass alle diese elektronischen Steuergeräte 11, 21, 31, 51, 61 über einen im Kraftfahrzeug 1 vorgesehen Datenbus 8 datentechnisch miteinander kommunizieren können. Neben dem üblichen Austausch von Messgrößen, die von mehreren dieser elektronischen Steuergeräte 11, 21, 31, 51, 61 funktionell und in individueller Ausprägung Verwendung finden, ermöglicht diese Kommunikationsleitung auch, dass Steuerungsaufgaben nach Vorgabe eines dieser elektronischen Steuergeräte 11, 21, 31, 51, 61 an ein anderen dieser elektronischen Steuergeräte delegiert werden können. Diesen Umstand macht sich die vorliegende Erfindung im Rahmen der erfindungsgemäßen Notbetriebsstrategie zunutze.
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Nachfolgend und bezugnehmend auf das in 2 dargestellte Funktionsablaufdiagramm wird nun ein Ausführungsbeispiel für eine solche erfindungsgemäße Notbetriebsstrategie für den in 1 gezeigten Antriebsstrang 2 näher beschrieben. Als Softwaremodul in dem elektronischen Getriebesteuergerät 31 implementiert, ist diese Notbetriebsstrategie in den Funktionsablauf zur Ansteuerung von Trennkupplung 34 und Gangwechselvorrichtung 35 eingebunden. Entsprechend markiert der Startpunkt S1 in dem in Figur dargestellten Ablaufdiagramm die Initialisierung aller in dem elektronischen Getriebesteuergerät 31 implementierten Softwaremodule, inklusive dem Softwaremodul „Notbetriebsstrategie“ mit seinen drei Eskalationsstufen für die Behandlung von getrieberelevanten Fehlern.
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Der dem Startpunkt S1 nach erfolgreicher Initialisierung der Software folgende erste Verfahrensschritt V1 bezeichnet die kontinuierliche Bearbeitung eines üblichen Diagnosemoduls. Beispielsweise werden im Rahmen dieser Bearbeitung alle im Automatgetriebe 30 verbauten Sensoren, Aktuatoren, elektrischen und elektronischen Komponenten auf ordnungsgemäßes Funktionieren hin geprüft, die von der Software eingelesenen Fremdsignale hinsichtlich ihrer Plausibilität überprüft und jede situativ vorgenommene Ansteuerung von Trennkupplung 34 und Gangwechselvorrichtung 35 hinsichtlich Zulässigkeit, korrekter Auslösung und ordnungsgemäßer Durchführung Auslösung überwacht wird.
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In einer dem Verfahrensschritt V1 nachfolgenden oder in die kontinuierliche Diagnose im Verfahrensschritt V1 eingebundenen ersten Abfrage A1 wird geprüft, ob ein für das Automatgetriebe 30 relevanter Fehler vorliegt oder nicht. Ist dies nicht der Fall, erfolgt ein Rücksprung vor den ersten Verfahrensschritt V1, sodass die kontinuierliche Diagnose fortgesetzt wird. Wird bei der Abfrage A1 hingegen ein relevanter Fehler erkannt, wird das Verfahren nun als erfindungsgemäße Notbetriebsstrategie fortgesetzt, gekennzeichnet durch den Funktionsblock S2. Dabei kennt die erfindungsgemäße Notbetriebsstrategie drei nach Fehlerschwere gestaffelte Eskalationsstufen, nämlich „minderschwer“, „mittelschwer“ und „schwerstwiegend“.
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Nach dem Start der erfindungsgemäßen Notbetriebsstrategie im Funktionsblock S2 erfolgt eine zweite Abfrage A2, in der geprüft wird, ob es sich bei dem in der ersten Abfrage A1 erkannten Fehler um einen schwerwiegenden Fehler handelt, der ein sicheres Öffnen der Trennkupplung 34 verhindert oder der einen differenzierten Antrieb des Automatgetriebes 30 mit dem Verbrennungsmotor 10 und den beiden Elektromotoren 20, 50 verhindert.
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Ein Beispiel für einen solchen schwerwiegenden Fehler ist folgendes:
- Die Getriebediagnose hat erkannt, dass die Trennkupplung 34, die entsprechend dem in 1 dargestellten Antriebsstrang 2 im Kraftfluss zwischen der Kurbelwelle 12 des Verbrennungsmotors 10 und der Rotorwelle 22 des Elektromotors 20 angeordnet ist, nicht mehr richtig schließen kann, beispielsweise wegen verschlissenem Reibbelag. Als praktikable Reaktion auf diesen Einzelfehler wird nun die schadhafte Trennkupplung 34 geöffnet, um anschließend mittels des am Getriebeeingang angeordneten Elektromotors 10 rein elektrisch weiterfahren zu können. Tritt nun als zweiter Fehler ein elektrischer Kurzschluss in der Spannungsversorgung des elektrohydraulischen Steuergerätes 36 des Automatgetriebes 30 oder ein elektrischer Kurzschluss an dem im elektrohydraulischen Steuergerät 36 zur Ansteuerung des Trennkupplung 34 vorgesehenen elektrohydraulischen Steuerventils auf, führt dies hier automatisch zu einer hydraulischen Ansteuerung der Trennkupplung 34 in zum Kupplungsschließen führender Richtung. Diese Fehlerreaktion jedoch steht nicht nur in krassem Widerspruch zu der bereits ausgelösten Fehlerreaktion „Trennkupplung öffnen“, sondern verursacht auch einen unbeabsichtigten Wechsel vom rein elektrischen Betrieb zu einem parallel-hybridischen Betrieb, bei dem ja ein gleichzeitiger elektromotorischen und verbrennungsmotorischen Antrieb prinzipiell zulässig ist. Mit einer aus dem Stand der Technik bekannten Notbetriebsstrategie ist eine solche Fehlerkombination nicht zufriedenstellend beherrschbar.
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Zurückkommend auf das in Figur dargestellte Funktionsablaufdiagramm, wird dann, wenn in der zweiten Abfrage A2 das Vorhandensein eines Fehlers der Kategorie „schwerwiegend“ erkannt, das Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Notbetriebsstrategie mit einem zweiten Verfahrensschritt V2 fortgesetzt, in dem die Eskalationsstufe auf „schwerstwiegend“ gesetzt wird. Gemäß der Erfindung ist in dieser Eskalationsstufe „schwerstwiegend“ als Maßnahme gegen den erkannten Fehler definiert, dass alle auf die Getriebeeingangswelle 32 wirkenden Antriebsmaschinen 10, 20, 50 schnellstmöglich abzuschalten sind. Zudem wird ein späterer Neustart der Antriebsmaschinen 10, 20, 50 solange verboten, bis der in Abfrage A2 festgestellte Fehler nicht mehr vorhanden ist.
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Zudem kann in der Eskalationsstufe „schwerstwiegend“ als ergänzende Maßnahme eine in der Abschaltphase wirkende Drehmomentbegrenzung für die Antriebsmaschinen 10, 20, 50 definiert sein, um die Drehmomentbelastung an der Trennkupplung 34 sofort zu reduzieren.
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Entsprechend werden in einem dem zweiten Verfahrensschritt V2 nachfolgenden dritten Verfahrensschritt V3 alle im vorigen Verfahrensschritt V2 gesetzte Maßnahmen als Sendebotschaft codiert und in den Datenbus 8 des Kraftfahrzeugs 1 eingespeist. Dabei ist diese Sendebotschaft beispielhaft an das elektronische Steuergerät 21 des Elektromotors 20 adressiert, mit der Folge, dass dieses Steuergerät 21 die Sendebotschaft decodiert und daraufhin die zum Schutz des Automatgetriebes 30 erforderlichen Maßnahmen initiiert und die Ausführung dieser Vorgaben auch überwacht. Sollte das dem Elektromotor 20 zugeordnete Steuergerät 21 keinen unmittelbaren Zugriff auf den Verbrennungsmotor 10 haben, muss das Steuergerät 21 den Befehl zum Abstellen des Verbrennungsmotos 10 und gegebenenfalls auch den Befehl zur Begrenzung des Drehmomentes an der Antriebswelle 11 des Verbrennungsmotors 10 an das (funktionsfähige) elektronische Steuergerät 11 des Verbrennungsmotors 10 delegieren. Gleiches gilt sinngemäß für diejenigen Maßnahmen, die einzig von dem elektronischen Steuergerät 51 des Elektromotors 50 durchgeführt werden können.
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Liefert die zweite Abfrage A2 hingegen ein negatives Ergebnis, ist also der in der ersten Abfrage A1 erkannte Fehler nicht der schwerstwiegenden Eskalationsstufe der Notbetriebsstrategie zuzuordnen, erfolgt eine dritte Abfrage A3, in der geprüft wird, ob es sich bei dem in der ersten Abfrage A1 erkannten Fehler um einen mittelschweren Fehler handelt. Als mittelschwerer Fehler gilt hier eine Fehlfunktion, die zwar eine signifikante Beeinträchtigung der vollen Funktionalität des Automatgetriebes 30 verursacht und insbesondere ordnungsgemäße Gangwechsel unmöglich macht, aber die Trennkupplung 34 nicht gefährdet. Ist aktuell ein solcher Fehler erkannt worden, wird das Verfahren mit einem vierten Verfahrensschritt V4 fortgesetzt, in dem die Eskalationsstufe auf „mittelschwer“ gesetzt wird. In dieser Eskalationsstufe „mittelschwer“ ist als Maßnahme gegen den erkannten Fehler definiert, dass in dem Automatgetriebe 30 ein vordefinierter Notgang einzulegen ist, in dem das Kraftfahrzeug 1 noch fahrbar ist, wenn auch stark eingeschränkt. Dieser Notgang wäre auch bei einem späteren Gangeinlegen in dem Automatgetriebe 30 einzulegen, sofern der in Abfrage A3 festgestellte Fehler noch vorhanden ist.
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Zudem ist in der Eskalationsstufe „mittelschwer“ als ergänzende Maßnahme eine Drehmomentbegrenzung für die Antriebsmaschinen 10, 20, 50 definiert, um einerseits die drehmomentführenden Bauteile im Automatgetriebe 30 - insbesondere die Getriebeeingangswelle 32 - vor einer Drehmomentspitze beim Schalten in den Notgang zu schützen und andererseits die Drehmomentbelastung des Automatgetriebes 30 beim Fahren im Notgang insgesamt zu reduzieren.
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Entsprechend werden in einem dem vierten Verfahrensschritt V4 nachfolgenden fünften Verfahrensschritt V5 alle im vorigen Verfahrensschritt V4 gesetzten Maßnahmen als Sendebotschaft codiert und in den Datenbus 8 des Kraftfahrzeugs 1 eingespeist. Dabei ist diese Sendebotschaft beispielhaft sowohl an das elektronische Getriebesteuergerät 31 selber als auch an das elektronische Steuergerät 21 des Elektromotors 20 adressiert, derart, dass das elektronische Getriebesteuergerät 31 die Schaltung der Gangwechselvorrichtung 35 in den vordefinierten Notgang initiiert, wohingegen das elektronische Steuergerät 21 die zum Schutz des Automatgetriebes 30 notwendigen Drehmomentbegrenzungen für die verschiedenen Antriebsmaschinen 10, 20, 50 initiiert und gegebenenfalls auch überwacht.
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Liefert die dritte Abfrage A3 hingegen ein negatives Ergebnis, ist also der in der ersten Abfrage A1 erkannte Fehler auch nicht der mittleren bzw. mittlelschweren Eskalationsstufe der Notbetriebsstrategie zuzuordnen, erfolgt eine vierte Abfrage A4, in der geprüft wird, ob es sich bei dem in der ersten Abfrage A1 erkannten Fehler um einen minderschweren Fehler handelt. Als minderschwerer Fehler gilt hier eine Fehlfunktion, die zwar die Funktionalität des Automatgetriebes 30 beeinträchtigen, aber einen eingeschränkten Betrieb des Automatgetriebes 30 mit zumindest einigen der im Normalbetrieb möglichen Gangwechsel erlaubt. Ist aktuell ein solcher Fehler erkannt worden, wird das Verfahren mit einem sechsten Verfahrensschritt V6 fortgesetzt, in dem die Eskalationsstufe auf „minderschwer“ - gleichbedeutend mit „am wenigsten bedeutsam“ - gesetzt wird. In dieser Eskalationsstufe „minderschwer“ ist als Maßnahme gegen den erkannten Fehler definiert, dass in dem Automatgetriebe 30 eine auf den erkannten Fehler zugeschnittene Ersatzfunktion, die zusammen mit anderen fehlerspezifisch vordefinierten Ersatzfunktion in der zum Betreiben des Automatgetriebes 30 vorgesehenen Software des elektronischen Getriebesteuergerätes 31 implementiert ist, zu aktivieren ist.
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Entsprechend werden in einem dem sechsten Verfahrensschritt V6 nachfolgenden siebten Verfahrensschritt V7 die im vorigen Verfahrensschritt V6 gesetzte Maßnahme als Sendebotschaft codiert und - rein informativ - in den Datenbus 8 des Kraftfahrzeugs 1 eingespeist. Dabei ist der Inhalt dieser Sendebotschaft primär an das elektronische Getriebesteuergerät 31 selbst adressiert. Vorliegend nämlich wird die zum Schutz des Automatgetriebes 30 erforderliche fehlerspezifische Ersatzfunktion von dem elektronischen Getriebesteuergerät 31 aktiviert und abgearbeitet. Dabei wird auch jede auf Belange des Automatgetriebes 30 hin erforderliche Ansteuerung des Verbrennungsmotors 10 und der Elektromotoren 20, 50 weiterhin von dem elektronischen Getriebesteuergerät 31 initiiert und gegebenenfalls auch überwacht.
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Liefert die vierte Abfrage A4 hingegen ein negatives Ergebnis, ist also der in der ersten Abfrage A1 erkannte Fehler auch nicht der kleinsten bzw. minderschweren Eskalationsstufe der Notbetriebsstrategie zuzuordnen, so bedarf der zuvor erkannte Fehler keiner weiteren Beachtung oder existiert inzwischen nicht mehr. Aus diesem Grund wird das Verfahren fortgesetzt mit einem neunten Verfahrensschritt V9, in welchem eine Löschung etwaiger Daten erfolgt, die im Rahmen der vorigen Abfragen A1 bis A4 möglicherweise zwischengespeichert werden mussten. Anschließend erfolgt ein Rücksprung vor den ersten Verfahrensschritt V1, sodass die kontinuierliche Diagnose fortgesetzt wird.
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Ausgehend von der Bearbeitung der Verfahrensschritte V3, V5 und V7, also nachdem die jeweiligen Maßnahmen entsprechend der jeweiligen Eskalationsstufe bei den dafür zuständigen Steuergeräten in Umsetzung sind, wird das Verfahren bzw. die Notbetriebsstrategie mit einem achten Verfahrensschritt V8 fortgesetzt. Dieser Verfahrensschritt V8 markiert den Start einer Fehler-Rückfilterung, deren Parameter fehlerspezifisch vordefiniert sind. Entsprechend erfolgt in einer dem Verfahrensschritt V8 nachfolgenden fünften Abfrage A5, ob der zuvor in der ersten Abfrage A1 festgestellte Fehler aktuell noch als relevant gilt. Bei einem positiven Abfrageergebnis ist die fehlerindividuelle Fehler-Rückfilterung noch nicht abgearbeitet, weshalb ein Rücksprung vor den Abfrageblock A5 erfolgt. Erst bei einem negativen Ergebnis der Abfrage A5 ist eine Rückkehr in den Normalbetrieb des Automatgetriebes 30 möglich.
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Entsprechend wird bei einem negativen Ergebnis der Abfrage A5 das Verfahren mit einem Funktionsblock S3 fortgesetzt, welcher das Ende der Notbetriebsstrategie und gleichzeitig den Übergang zum Normalbetrieb des Automatgetriebes 30 markiert, bevor das Verfahren mit dem bereits beschriebenen neunten Verfahrensschritt V9 fortgesetzt wird, gefolgt von dem Rücksprung vor den Diagnose-Verfahrensschritt V1.
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Im ganzen gesehen ermöglicht der in 2 vorgeschlagene Verfahrensablauf für die erfindungsgemäße Notbetriebsstrategie bei angemessener Aufrechterhaltung der Verfügbarkeit eine höchstmögliche Sicherheit für das Automatgetriebe 30 inklusive der dem Automatgetriebe 30 in Richtung Verbrennungsmotor 10 vorgeschalteten Trennkupplung 34 gegen eine fortschreitende Zerstörung nach einem erkannten Fehler im Automatgetriebe 30 und/oder an der Trennkupplung 34.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs
- 3
- Antriebsachse des Kraftfahrzeugs
- 4
- Niedervolt-Batterie
- 5
- Hochvolt-Batterie
- 6
- DC/DC-Spannungswandler
- 7
- Kraftstofftank
- 8
- Datenbus
- 9
- Steuerleitung
- 10
- erste Antriebsmaschine; Verbrennungsmotor;
- 11
- elektronisches Steuergerät der ersten Antriebsmaschine
- 12
- Antriebswelle der ersten Antriebsmaschine; Kurbelwelle des Verbrennungsmotors
- 20
- zweite Antriebsmaschine; Elektromotor
- 21
- elektronisches Steuergerät der zweiten Antriebsmaschine
- 22
- Antriebswelle der zweiten Antriebsmaschine; Rotorwelle des Elektromotors
- 23
- DC/AC-Spannungswandler der zweiten Antriebsmaschine
- 30
- Automatgetriebe
- 31
- elektronisches Steuergerät des Automatgetriebes
- 32
- Getriebeeingangswelle
- 33
- Getriebeausgangswelle
- 34
- Trennkupplung
- 35
- Gangwechselvorrichtung
- 36
- elektrohydraulisches Steuergerät des Automatgetriebes
- 40
- Achsgetriebe
- 50
- dritte Antriebsmaschine
- 51
- elektronisches Steuergerät der dritten Antriebsmaschine
- 52
- Antriebswelle der dritten Antriebsmaschine
- 53
- DC/AC-Spannungswandler der dritten Antriebsmaschine
- 54
- Kettentrieb
- 60
- zusätzliche Antriebsmaschine
- 61
- elektronisches Steuergerät der zusätzlichen Antriebsmaschine
- 62
- Antriebswelle der zusätzlichen Antriebsmaschine
- 63
- DC/AC-Spannungswandler der zusätzlichen Antriebsmaschine
- S1
- Funktionsstart; Initialisierung der Software im elektronischen Steuergerät des Automatgetriebes
- S2
- Start der Notbetriebsstrategie
- S3
- Ende der Notbetriebsstrategie
- A1
- erste Abfrage; Erkennung eines Fehlers
- A2
- zweite Abfrage; Erkennung eines schwerwiegenden Fehlers
- A3
- dritte Abfrage; Erkennung eines mittelschweren Fehlers
- A4
- vierte Abfrage; Erkennung eines minderschweren Fehlers
- A5
- fünfte Abfrage; Erkennung Fehlerreset
- V1
- erster Verfahrensschritt; Diagnose
- V2
- zweiter Verfahrensschritt; Setzen der schwerstwiegenden Eskalationsstufe
- V3
- dritter Verfahrensschritt; Adressieren der Maßnahmen an Motorsteuerung
- V4
- vierter Verfahrensschritt; Setzen der mittleren Eskalationsstufe
- V5
- fünfter Verfahrensschritt; Adressieren der Maßnahmen differenziert an Getriebesteuerung und Motorsteuerung
- V6
- sechster Verfahrensschritt; Setzen der kleinsten Eskalationsstufe
- V7
- siebter Verfahrensschritt; Adressieren der Maßnahmen an Getriebesteuerung
- V8
- achter Verfahrensschritt; Start Fehlerrückfilterung
- V9
- neunter Verfahrensschritt; Datenlöschung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10111830 A1 [0003, 0004]
- EP 0316358 B1 [0003, 0005]
- EP 1431626 A1 [0003, 0005]
- DE 19858540 A1 [0003, 0006]
