DE10036601B4 - Vorrichtung zur Steuerung eines Kraftfahrzeuggetriebes - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zur Steuerung eines Kraftfahrzeuggetriebes mit
– einem Bedienelement- und Getriebesteuergeräteteil (2, 3; 8) und
– einem oder mehreren, vom Bedienelement- und Getriebesteuergeräteteil angesteuerten Aktoren (4) zur Getriebebetätigung,
dadurch gekennzeichnet, dass
– der oder die Aktoren als mechatronische Aktoren (4) ausgebildet sind und über einen eigenständigen Getriebe-Datenbus (1) mit dem Bedienelement- und Getriebesteuergeräteteil (1, 2; 8) in Verbindung stehen, der als Gateway zu wenigstens einem weiteren fahrzeugseitigen Datenbus (5) fungiert.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Steuerung eines Kraftfahrzeuggetriebes, d. h. eines im Antriebstrang eines Kraftfahrzeugs befindlichen Getriebes, die einen Bedienelement- und Getriebesteuergeräteteil und wenigstens einen davon angesteuerten Aktor zur Getriebebetätigung umfasst. Der Begriff "Steuerung" ist hierbei vorliegend in seinem allgemeinen auch Regelungen umfassenden Sinne zu verstehen.
  • Aus der DE 40 39 005 A1 ist ein Datenbus für Fahrzeuge zur Übertragung von Signalen verschiedener Steuereinheiten an verschiedene Aktoren in Form von Stelleinheiten bekannt.
  • Insbesondere eignet sich die Erfindung für sogenannte automatisierte Schaltgetriebe (AST) und kontinuierlich verstellbare Getriebe (CVT). Derartige Fahrzeuggetriebe kommen derzeit vermehrt zum Einsatz, um dem Wunsch nach Kraftstoffverbrauchs- und Abgasreduzierung durch Verwendung eines automatisierten Antriebsstranges mit neuartigen Funktionen, wie Start/Stopp-Automatik, sowie dem Wunsch nach mehr Komfort durch freie, ergonomische Gestaltung und Platzierung der zugehörigen Bedienelemente, nach neuen Konzepten zum Starten und Abstellen des Fahrzeugs sowie nach Wahlfreiheit des Bedienelementes nachzukommen. In dieser Hinsicht zukunftsträchtige Lösungen sind die Automatisierung der Kupplungsbetätigung durch einen Kupplungsaktor, des Gangstufenwechsels durch einen Schaltaktor und/oder des Übersetzungswechsels durch einen Verstellaktor, wobei diese Aktoren elektromotorische/elektromechanische Stellantriebe beinhalten.
  • Als Aktoren finden zunehmend sogenannte intelligente Aktoren auch in Fahrzeugen Verwendung, wobei in solchen intelligenten Aktoren Steuerungselektronik und elektromotorische/elektromechanische Stellaktorik sowie gegebenenfalls Sensorik eine kompakte Baueinheit bilden, speziell als sogenanntes mechatro nisches Aktorsystem. In Fahrzeugsystemen sind solche intelligenten Aktoren z. B. zur Spiegelverstellung und für Türschloßsysteme in Gebrauch. Dazu wurden sogenannte Super-Smart-Power Chips entwickelt, die über einen Mikrocontroller mit RAM, ROM und EEPROM, über Spannungsregler mit Power-On-Reset, Watchdogtimer, AD-Wandler, Fahrzeugbus-Controller mit Transceiver z. B. für CAN-Bus, Standard-E/A-Schnittstellen und voll geschützte Leistungsendstufen (Motorbrücke) verfügen.
  • Es ist bekannt, Fahrzeugkomponenten von Motor, Getriebe, Kupplung, Fahrwerk und zugehörigen Bedienelementen an einen gemeinsamen Fahrzeug-Datenbus, z. B. einen CAN-Bus, anzukoppeln. Dies schafft hinsichtlich der Getriebesteuerung auch die Möglichkeit einer nicht-mechanischen Kopplung von Getriebe und zugehörigem Bedienelement, sogenanntes Shift-by-Wire. Dabei kann insbesondere bei Systemen zur Automatisierung von Schaltgetrieben oder kontinuierlich verstellbaren Getrieben vorgesehen sein, die Aktoren von einem zentralen Getriebesteuergerät anzusteuern, worunter vorliegend der Einfachheit halber neben einem eigentlichen Getriebesteuergerät auch ein Antriebsstrangsteuergerät verstanden werden soll. Getriebesteuerungen dieser und ähnlicher Art sind in der Patentschrift US 5.251.733 und den Offenlegungsschriften EP 0 916 548 A2 , WO 97/44210 A1 , EP 0 641 959 A2 , DE 199 04 022 A1 und DE 197 36 931 A1 offenbart.
  • Bekannt sind auch Fahrzeug-Bussysteme, bei denen ein Motor- und ein Getriebesteuergerät sowie eventuell ein Kupplungs- und Fahrwerksteuergerät, wie für ein Antiblockiersystem (ABS) oder eine Fahrdynamikregeleinrichtung (ESP), an einen gemeinsamen Datenbus, insbesondere einen sogenannten Motorbus, angekoppelt sind und die Aktoren von Kupplung und/oder Getriebe direkt von den entsprechenden Steuergeräten, wie Getriebe- oder Kupplungssteuergerät, angesteuert werden, siehe die Offenlegungsschriften DE 198 23 762 A1 , DE 199 04 022 A1 und WO 96/10492 A2 .
  • Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung einer Getriebesteuerungsvorrichtung der eingangs genannten Art zugrunde, mit der sich ein elektromotorisch/elektromechanisch betätigtes Getriebe, gegebenenfalls mit Kupplung, komfortabel und mit hohem Sicherheitsniveau steuern lässt.
  • Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung einer Getriebesteuerungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Diese Getriebesteuerungsvorrichtung umfasst einen eigenständigen Getriebe-Datenbus, an den mechatronisch ausgelegte Getriebeaktoren sowie der Bedienelement-/Getriebesteuergeräteteil angekoppelt sind, wobei der Bedienelement-/Getriebesteuergeräteteil gleichzeitig als Gateway zwischen dem Getriebe-Datenbus und einem weiteren Fahrzeug-Datenbus fungiert, wie einem Motor-Datenbus. Unter mechatronischen Aktoren sind intelligente Aktoren mit Elektronikteil, eventueller Sensorik und dem eigentlichen elektromotorischen/elektromechanischen Aktorteil zu verstehen.
  • Die dergestalt ausgelegte Getriebesteuerungsvorrichtung ermöglicht eine vergleichsweise einfache und zuverlässige Verbindungstechnik der beteiligten Komponenten durch deren Anbindung an den eigenständigen Getriebe-Datenbus, nachfolgend auch einfach Getriebebus bezeichnet, sowie eine hohe Funktionssicherheit und -zuverlässigkeit durch die auf die Aktoren und den Bedienelement-/Getriebesteuergeräteteil verteilte und über die Busvernetzung miteinander kommunizierende Steuerungsintelligenz. Die Verteilung der Getriebesteuerungsintelligenz zum Teil auf die Aktoren ermöglicht weitergehende Vorteile, wie eine Ermittlung und Abspeicherung von Getriebeadaptionsparametern, z. B. von Greifpunkten der Kupplungen, Synchronisationspunkten der Schaltelemente sowie Nullpunkt und Offset von Getriebesensoren, vor Ort, so dass nach Austausch des Getriebes oder einzelner Komponenten nicht das gesamte Getriebesystem neu adaptiert zu werden braucht, sondern nur der oder die betreffenden Komponenten.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 ist der Bedienelement-/Getriebesteuergeräteteil von einer intelligenten Bedienelementeinheit und einem Getriebesteuergerät als getrennten Bauteilen gebildet, wobei letzteres die Gateway-Funktion zu dem weiteren Fahrzeug-Datenbus enthält. Unter einem intelligenten Bedienelement ist dabei ein mechatronisches Bedienelement zu verstehen, das über einen Mikrocontroller verfügt, der Fahrereingaben erfasst und auswertet. Je nach implementierter weiterer Getriebesteuerungsintelligenz kann das intelligente Bedienelement entsprechende weitere Funktionalitäten erfüllen, z. B. für die Realisierung einer Rückwärtsgangsperre, einer Parksperre und der sogenannten Shift-Lock-Funktion. Als weitere Funktionalität für die intelligente Bedienelementeinheit kann eine Überwachung der übrigen, an den Getriebebus angeschlossenen Komponenten vorgesehen sein. Des weiteren kann eine solche intelligente Bedienelementeinheit bei Ausfall des Getriebesteuergerätes eine Notfunktion erfüllen, in welcher es die Getriebeaktoren mit eingeschränktem Funktionsumfang ansteuert.
  • In einer weiteren Ausgestaltung dieser getrennten Realisierung von intelligentem Bedienelement und Getriebesteuergerät ist gemäß Anspruch 3 das intelligente Bedienelement so ausgelegt, dass es bei einem Ausfall des Getriebesteuergerätes dessen Grundfunktionalität übernimmt, wozu mindestens die Ansteuerung der Aktoren gehört, z. B. auf der Basis eines manuellen Schaltprogramms. Dadurch lässt sich in dieser Situation ein Notbetrieb aufrecht erhalten.
  • Bei einer nach Anspruch 4 weitergebildeten Vorrichtung ist der Getriebe-Datenbus als Ringstruktur von und zum Bedienelement und Steuergeräteteil realisiert, der zu diesem Zweck über zwei Getriebebusanschlüsse verfügt. Dies ermöglicht einen uneingeschränkten Datenbusbetrieb auch bei einem am Getriebebus auftretenden Einfachfehler.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 5 ist vorgesehen, dass sich die an den Getriebebus angeschlossenen Komponenten durch Austausch entsprechender Informationen zyklisch gegenseitig auf ihre fehlerfreie Funktion überwachen, so dass ein Komponentenausfall vom System selbsttätig erkannt werden kann. In einer Ausgestaltung dieser Maßnahme berechnet gemäß Anspruch 6 die intelligente Bedienelementeinheit die Sollvorgaben für die anzusteuernden Aktoren nach der gleichen Berechnungsvorschrift wie das Getriebesteuergerät, vergleicht beide Sollvorgaben und generiert bei fehlender Übereinstimmung eine Fehlermeldung.
  • Bei einer nach Anspruch 7 weitergebildeten Vorrichtung werden getriebebezogene Sensorsignale direkt vom Bedienelement und Getriebesteuergeräteteil und/oder von intelligent ausgelegten Aktoren erfasst, die sie über den Getriebe-Datenbus an den Bedienelement- und Getriebesteuergeräteteil weiterleiten.
  • Bei einer nach Anspruch 8 weitergebildeten Vorrichtung sind die Aktoren dergestalt als intelligente Aktoren ausgelegt, dass sie Getriebeadaptionsparameter, wie Greifpunkte der Kupplungen, Synchronisationspunkte der Schaltelemente, Nullpunkt und Offset, ermitteln und abspeichern. Dies hat den Vorteil, dass bei einem Austausch des Getriebes oder einzelner Komponenten nicht das gesamte Getriebesystem, sondern lediglich die ausgetauschten Komponenten neu adaptiert werden müssen.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 9 sind die Aktoren dergestalt als intelligente Aktoren ausgelegt, dass sie bei einem Ausfall des Getriebe-Datenbusses untereinander Informationen, wie Kupplungsposition, eingelegte Gangstufe etc., derart austauschen, dass ein Notlaufbetrieb aufrecht erhalten werden kann.
  • Alternativ zu einer getrennten Realisierung von intelligenter Bedieneinheit und Getriebesteuergerät sind in einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 10 die Bedienelementfunktion und die Getriebesteuerungsfunktion in einem gemeinsamen Bauteil in Form einer kombinierten Bedienelement-/Getriebesteuereinheit realisiert.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Hierbei zeigen:
  • 1 eine schematische, blockdiagrammatische Darstellung einer Getriebesteuerungsvorrichtung mit intelligentem Bedienelement und Getriebesteuergerät sowie intelligenten Getriebeaktoren,
  • 2 eine blockdiagrammatische Darstellung eines der in 1 verwendeten, intelligenten Getriebeaktoren,
  • 3 eine schematische, blockdiagrammatische Darstellung einer Getriebesteuerungsvorrichtung mit Bedienelement- und Getriebesteuergeräteteil als einem einzigen Bauteil und
  • 4 eine schematische, blockdiagrammatische Darstellung einer Getriebesteuerungsvorrichtung mit ringförmigem Getriebebus.
  • 1 zeigt schematisch eine Getriebesteuerungsvorrichtung mit einem eigenen Getriebe-Datenbus 1, kurz Getriebebus, an den als hier besonders interessierende und daher explizit gezeigte Vorrichtungskomponenten ein Getriebesteuergerät 2, ein intelligentes Bedienelement 3 und mehrere intelligente Aktoren 4 angekoppelt sind. Das Getriebesteuergerät 2 fungiert als Gateway zwischen dem Getriebebus 1 und einem Motor-Datenbus 5, kurz Motorbus, herkömmlichen Typs, an den unter anderem ein Motorsteuergerät 6 angekoppelt ist und über den letzteres einen Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs steuert. Der Getriebebus 1 und der Motorbus 5 sind von einem beliebigen herkömmlichen Bustyp, wie CAN, VAN, TTP etc.
  • Das Getriebesteuergerät 2 ist mit einem gängigen Mikrocontroller ausgestattet und überwacht die fehlerfreie Funktion der anderen, an den Getriebebus 1 angekoppelten Komponenten, insbe sondere des Bedienelementes 3 und der Aktoren 4, durch zyklischen Austausch von entsprechenden Informationen, wie Sensorwerten, Berechnungsergebnissen, Watchdog-Worten, Alive-Zähler etc. Wird der Ausfall eines Aktors erkannt, versucht das Getriebesteuergerät 2 so weit wie möglich, mit den verbleibenden Aktoren einen Notlaufbetrieb mit reduzierter Funktionalität aufrechtzuerhalten. Wird ein Ausfall des Bedienelementes 3 erkannt, so stellt das Getriebesteuergerät 2 entweder einen Automatik-Modus für die Getriebesteuerung ein oder es aktiviert über den Motorbus 5 und über eine Gateway-Funktion eines an den Motorbus 5 angekoppelten Kombiinstrumentes ein alternatives Bedienelement, z. B. ein Multifunktionslenkrad oder ein Bedienelement einer Geschwindigkeits- oder Abstandsregeleinrichtung. Gleichzeitig wird der Fahrzeugführer über ein Display entsprechend informiert und instruiert.
  • Die Auslegung des Getriebesteuergerätes 2 ist so gewählt, dass es Einzelfehler sicher erkennt und im Fehlerfall in einen fehlersicheren Zustand übergeht. Im Normalbetrieb generiert es im Automatik-Modus unter Berücksichtigung von Motordaten, wie Drehzahl und Moment, und/oder Umgebungsdaten, wie Steigung, Gefälle und Beladung, Ansteuerinformationen für die Aktoren 4. Im Manuell-Modus werden die Fahrereingaben am intelligenten Bedienelement 3 direkt in Ansteuerinformationen für die Aktoren 4 umgesetzt. Lediglich bei Überdrehung oder drohendem Abwürgen des Motors wird automatisch eingegriffen und/oder eine Schaltempfehlung auf ein Display im Kombiinstrument ausgegeben. Aufwendige Redundanzen brauchen für das Getriebesteuergerät 2 nicht vorgesehen werden.
  • Das verwendete Getriebe-Bedienelement 3 ist als intelligentes Bedienelement ausgelegt, worunter zu verstehen ist, dass es eine mechatronische Einheit bildet, die Fahrereingaben mittels eines Mikrorechners erfasst, auf Plausibilität prüft und auf dem Getriebebus 1 zur Verfügung stellt, insbesondere für das Getriebesteuergerät 2. Bei Bedarf kann das intelligente Bedienelement herkömmliche Getriebefunktionen wie Rückwärtsgangsper re, Parksperre und Shift-Lock-Funktion übernehmen und gegebenenfalls eine Gangstufenanzeige, eine Fahrerwarnung und/oder eine Grundbeleuchtung ansteuern. Zusätzlich zu diesen grundlegenden Funktionalitäten überwacht das Bedienelement 3 die fehlerfreie Funktion der anderen Komponenten auf dem Getriebebus 1, insbesondere des Getriebesteuergerätes 2 und der Aktoren 4, wiederum durch zyklischen Austausch von entsprechenden Informationen, wie Sensorwerten, Berechnungsergebnissen, Watchdog-Worten, Alive-Zähler etc.
  • Speziell berechnet das intelligente Bedienelement 3 zur Überwachung der fehlerfreien Funktion des Getriebesteuergerätes 2 die Sollvorgaben für die Aktoren 4 nach der gleichen Berechnungsvorschrift wie das Getriebesteuergerät 2. Hierzu erhält es über die Gateway-Funktion des Getriebesteuergerätes 2 die notwendigen Eingangsdaten und Parameter vom Motorbus 5, wie Motordrehzahl, Motormoment, Steigung, Gefälle, Beladung etc. Wird ein Ausfall des Getriebesteuergerätes 2 erkannt, so übernimmt das Bedienelement 3 dessen Grundfunktionen, insbesondere die Ansteuerung der Aktoren 4, d. h. die Sollwertvorgabe für selbige über den Getriebebus 1. Da in diesem Fall die Motordaten, wie Drehzahl, Moment etc., und Umgebungsdaten, wie Steigung, Gefälle, Beladung etc., nicht mehr zur Verfügung stehen, erfolgt die Getriebesteuerung in einer eingeschränkten Form, z. B. in einem Manuell-Modus mit manuellem Schaltprogramm. Dazu übernimmt eine noch funktionierende Reststeuerung die Motor- und Getriebesynchronisation (Doppelkupplung), oder der Fahrer trägt durch Gaswegnehmen während eines Handschaltvorgangs zur Getriebesynchronisation bei, wozu er über eine Anzeige am Kombiinstrument entsprechend instruiert werden kann.
  • Die Aktoren 4 sind als intelligente Aktoren ausgelegt, speziell als mechatronische Aktoren, bei denen die Elektronik und die eigentliche elektromotorische/elektromechanische Aktuatorik sowie gegebenenfalls eine Sensorik in einer kompakten Baueinheit integriert sind. Die Aktoren 4 sind vorzugsweise am zu steuernden Getriebe 7 an geeigneter Stelle angeordnet, um die ihnen jeweils zugedachte Getriebebetätigungsfunktion auszuüben. Bevorzugt sind mindestens ein Kupplungsaktor, ein Schaltaktor und/oder ein Verstellaktor vorgesehen. Das Getriebe 7 ist vorzugsweise ein automatisiertes Schaltgetriebe (ASG) oder ein kontinuierlich verstellbares Getriebe (CVT).
  • 2 zeigt den typischen Aufbau der verwendeten, intelligenten, mechatronischen Aktoren. Wie daraus ersichtlich, beinhaltet jeder Aktor einen Mikrocontroller mit Signalaufbereitung, eine Spannungsversorgung, diverse Speicher, eine Leistungsendstufe, eine serielle Busschnittstelle, die eigentliche elektromotorische/elektromechanische Aktuatoreinheit, optionale Sensorikkomponenten und periphere Komponenten, wie Watchdog, Wake-Up und Reset.
  • Die intelligenten Aktoren 4 setzen die vom Getriebesteuergerät 2 über den Getriebebus 1 zugeführten Sollvorgaben in entsprechende Kupplungs-, Schalt- oder Verstellbetätigungen des Getriebes 7 um und melden die aktuellen Einstellungen, wie Kupplungsposition, aktuell eingelegte Gangstufe, Variatorposition etc., zurück. Über den Getriebebus 1 tauschen die intelligenten Aktoren 4 zyklisch mit dem Getriebesteuergerät 2 und/oder dem intelligenten Bedienelement 3 hinsichtlich Fehlerkennung aussagekräftige Informationen aus, wie Sensorwerte, Berechnungsergebnisse, Watchdog-Worte, Alive-Zähler etc., und überwachen sich auf diese Weise gegenseitig. Erkennt die Elektronik eines Aktors 4 einen Fehler, so versetzt sie, falls möglich, den Aktor in seine Grundstellung, und die Endstufe wird abgeschaltet. Je nach Fehlerart kann nach Ausfall des Getriebebusses 1 durch Informationsaustausch der intelligenten Aktoren 4 untereinander, z. B. über Kupplungsposition und eingelegte Gangstufe von den Aktoren 4 eigenständig ein Notlaufbetrieb mit abgestufter Funktionsreduzierung aufrechterhalten werden.
  • Bevorzugt bilden die Aktoren 4 eine Bau- und Funktionseinheit mit dem Getriebe 7. Alternativ können einzelne Aktoren, insbesondere für die Kupplungsbetätigung aus Platzgründen auch an anderen Freiräumen im Fahrzeug angeordnet sein und sind dann nicht mehr fest mit dem Getriebe 7 verbunden.
  • Des weiteren können die intelligenten Aktoren 4 so ausgelegt sein, dass sie zusätzliche Sensorsignale, wie Drehzahlen und/oder Temperaturen, erfassen und über den Getriebebus 1 an das Getriebesteuergerät 2 übertragen. Alternativ können derartige Sensorsignale direkt vom Getriebesteuergerät 2 erfaßt werden. Bevorzugt sind die intelligenten Aktoren 4 dafür eingerichtet, Adaptionsparameter des Getriebes 7, wie Greifpunkte der Kupplungen, Synchronisationspunkte der Schaltelemente, Nullpunkt, Offset etc., zu ermitteln und abzuspeichern. Dies hat gegenüber einer herkömmlichen Ermittlung und Abspeicherung der Getriebeadaptionsparameter im zentralen Getriebesteuergerät den Vorteil, dass bei Austausch des Getriebes oder einzelner Getriebesteuerungskomponenten, wie Getriebesteuergerät, Sensoren und Aktoren, nicht das gesamte Getriebesystem, sondern lediglich die betreffende, ausgetauschte Komponente neu adaptiert werden muß.
  • Das Getriebesteuergerät 2 bildet ein sogenanntes Wegbausteuergerät, was bedeutet, dass es eine eigenständige Baueinheit darstellt, die an beliebiger Stelle im Fahrzeug platziert werden kann. Dadurch brauchen keine besonderen Anforderungen an die Betriebstemperatur, Dichtigkeit oder Vibrationsfestigkeit gestellt werden. Obwohl das Getriebesteuergerät 2 ein Wegbausteuergerät ist, kann das Getriebe-/Kupplungsmodul 7 aufgrund der Verwendung der intelligenten Aktoren 4 als eigenständiges Modul getestet bzw. geprüft werden.
  • 3 zeigt eine Variante des Ausführungsbeispiels nach 1, wobei für funktionell gleiche Komponenten der Übersichtlichkeit halber gleiche Bezugszeichen verwendet sind. Die Realisierung gemäß 3 unterscheidet sich von derjenigen der 1 darin, dass die Funktionen von Getriebesteuergerät und intelligentem Bedienelement in eine kombinierte Bedienelement-/Getriebesteuereinheit 8 und damit in ein einziges Bauteil integriert sind. Diese kombinierte Bedienelement- und Getriebesteuereinheit 8 entsteht auf der Basis des intelligenten Bedienelementes 3 von 1 dadurch, dass in letzteres zusätzlich die Funktionen des Getriebesteuergerätes 2 von 1 implementiert werden, speziell die Generierung der Ansteuerinformationen für die Aktoren 4 abhängig von den Motor- und/oder Umgebungsdaten im Automatik-Modus sowie die direkte Umsetzung der Fahrereingaben in Ansteuerinformationen für die Aktoren im Manuell-Modus mit Ausgabe von Schaltempfehlungen auf ein Display im Kombiinstrument und die Option eines automatischen Eingriffs bei drohender Überdrehung oder drohendem Abwürgen des Motors. Weiter wird das Bedienelement 3 von 1 zur Realisierung der kombinierten Bedienelement-/Getriebesteuerungseinheit 8 mit einem zweiten Busanschluß versehen, so dass es einerseits an den Getriebebus 1 und andererseits an den Motorbus 5 angeschlossen ist und dadurch auch die entsprechende Gateway-Funktion erfüllt.
  • Eine wesentliche Bedeutung in Fahrzeugelektroniksystemen haben Sicherheit und Zuverlässigkeit insbesondere bezüglich des oder der verwendeten Datenbusse. Bei einer Unterbrechung oder einem Kurzschluß einer oder mehrerer Busleitungen droht die Gefahr, dass das gesamte Fahrzeugelektroniksystem lahmgelegt wird. Wenn beide Busleiter der üblichen Zweileiter-Datenbusse unterbrochen sind, was z. B. durch abgequetschte Leitungen oder Steckverbinderprobleme auftritt, ist ein Übergang von der differenziellen Datenübertragung auf eine Eindrahtübertragung nicht mehr möglich. Unter diesem Aspekt günstig ist eine Auslegung des Getriebebusses als Ring, wie dies im Ausführungsbeispiel von 4 realisiert ist.
  • In 4 sind funktionell gleiche Komponenten wie im Beispiel von 1 wiederum mit denselben Bezugszeichen versehen, und es kann insoweit auf die obigen Ausführungen zu den 1 und 3 verwiesen werden. Wie aus 4 zu erkennen, sind die Getriebesteuerungskomponenten, d. h. das Getriebesteuergerät 2, das intelligente Bedienelement 3 und die intelligenten Aktoren 4, an einen ringförmigen Getriebebus 1a angekoppelt, der von einem ersten Busanschluß des Getriebesteuergerätes 2 abgeht und über die Aktoren 4 zum Bedienelement 3 und wieder zurück zum Getriebesteuergerät 2 führt, wo er an einen zweiten Getriebebusanschluß des Getriebesteuergerätes 2 angeschlossen ist. Über einen dritten Busanschluß ist das Getriebesteuergerät 2 an den Motorbus 5 angekoppelt.
  • Im Betrieb überwacht das Getriebesteuergerät 2, ob die über den ersten Getriebebusanschluß ausgesendeten Daten am zweiten Getriebebusanschluß empfangen werden. Ist dies nicht der Fall, sendet das Getriebesteuergerät 2 über den zweiten Getriebebusanschluß zeitsynchron dieselben Daten aus, wie mit den vom zweiten zum ersten Getriebebusanschluß führenden Datenflusspfeilen 9 symbolisiert. Auf diese Weise sind selbst dann, wenn ein Einfachfehler in Form einer Unterbrechung des Getriebebusses 1a an beliebiger Stelle vorliegt, weiterhin alle Getriebebusteilnehmer vom Getriebesteuergerät 2 über dessen beide Getriebebusanschlüsse erreichbar. Wenn vom Getriebebus 1a eine Stichleitung zu einem jeweiligen Busteilnehmer, wie z. B. zu einem der intelligenten Aktoren 4, führt, gilt dies jedenfalls dann, wenn kein Unterbrechungsfehler einer solchen Stichleitung vorliegt. Dieses Problem lässt sich gegebenenfalls dadurch umgehen, dass der zugehörige Getriebebusknoten in den Steckverbinder des Busteilnehmers platziert wird.
  • Wie die gezeigten und oben erläuterten Ausführungsbeispiele deutlich machen, ermöglicht die erfindungsgemäße Getriebesteuerungsvorrichtung eine Steuerung bzw. Regelung eines elektromotorisch/elektromechanisch betätigten Getriebes mit oder ohne Kupplung auf hohem Sicherheitsniveau. Durch die einfache und damit zuverlässigere Verbindungstechnik in Form des Getriebebusses sowie durch die verteilte und über den Getriebebus miteinander kommunizierende Intelligenz von Getriebesteuergerät, intelligentem Bedienelement und intelligenten Aktoren lässt sich die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Systems entscheidend verbessern. Das erfindungsgemäße Konzept der modularen Getriebesteuerungselektronik ist hinsichtlich der Darstellung ei nes zentralen Antriebsmanagements mit intelligenter Sensorik und Aktorik und/oder hinsichtlich der Integration eines Startergenerators offen.

Claims (10)

  1. Vorrichtung zur Steuerung eines Kraftfahrzeuggetriebes mit – einem Bedienelement- und Getriebesteuergeräteteil (2, 3; 8) und – einem oder mehreren, vom Bedienelement- und Getriebesteuergeräteteil angesteuerten Aktoren (4) zur Getriebebetätigung, dadurch gekennzeichnet, dass – der oder die Aktoren als mechatronische Aktoren (4) ausgebildet sind und über einen eigenständigen Getriebe-Datenbus (1) mit dem Bedienelement- und Getriebesteuergeräteteil (1, 2; 8) in Verbindung stehen, der als Gateway zu wenigstens einem weiteren fahrzeugseitigen Datenbus (5) fungiert.
  2. Getriebesteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der Bedienelement- und Getriebesteuergeräteteil aus einem intelligent ausgelegten Bedienelement (3) und einem Getriebesteuergerät (2) als separate Baueinheiten besteht, wobei das Getriebesteuergerät zum einen an den Getriebe-Datenbus (1) und zum anderen an den wenigstens einen weiteren fahrzeugseitigen Datenbus (5) angekoppelt ist.
  3. Getriebesteuerungsvorrichtung nach Anspruch 2, weiter dadurch gekennzeichnet, dass das intelligent ausgelegte Bedienelement (3) dafür eingerichtet ist, bei Ausfall des Getriebesteuergerätes (2) dessen Grundfunktionalität zu übernehmen.
  4. Getriebesteuerungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, weiter dadurch gekennzeichnet, dass das intelligente Bedienelement (3) Sollvorgaben für den oder die Aktoren (4) nach der gleichen Berechnungsvorschrift wie das Getriebesteuergerät (2) berechnet, die selbst berechneten Sollvorgaben mit denjenigen vergleicht, die das Getriebesteuergerät über den Getriebe-Datenbus (1) an den oder die Aktoren übermittelt, und bei Nichtübereinstimmung eine Fehlermeldung generiert.
  5. Getriebesteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der Bedienelement- und Getriebesteuergeräteteil aus einer kombinierten Bedienelement-/Getriebesteuereinheit (8) besteht, in der die Bedienelementfunktion und die Getriebesteuerungsfunktion integriert sind.
  6. Getriebesteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebe-Datenbus (1a) eine im Bedienelement- und Getriebesteuergeräteteil (1, 2; 8) beginnende und endende Ringstruktur aufweist.
  7. Getriebesteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die an den Getriebe-Datenbus (1) angeschlossenen Komponenten wenigstens teilweise dafür ausgelegt sind, sich durch Austausch vorgebbarer Überwachungsinformationen zyklisch gegenseitig auf Funktionsfähigkeit zu überwachen.
  8. Getriebesteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, weiter dadurch gekennzeichnet, dass getriebebezogene Sensorsignale direkt vom Bedienelement- und Getriebesteuergeräteteil und/oder von intelligent ausgelegten Aktoren (4), die sie über den Getriebe-Datenbus (1) an den Bedienelement- und Getriebesteuergeräteteil übertragen, erfasst werden.
  9. Getriebesteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Aktoren als intelligente Aktoren (4) ausgelegt sind, die Getriebeadaptionsparameter selbst ermitteln und abspeichern.
  10. Getriebesteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Aktoren als intelligente Aktoren (4) derart ausgelegt sind, dass sie nach einem Ausfall des Getriebe-Datenbusses (1) untereinander Notlaufbetrieb-Informationen austauschen und eigenständig einen Notlaufbetrieb aufrechterhalten.
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