DE19957151A1 - Schaltvorrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Schaltvorrichtung mit einer Eingabeeinheit zur Aufnahme von Eingabedaten, die über zumindest eine Datenleitung mit einem ersten Steuergerät verbunden ist, über das eine Aktuatoreinheit zur Einstellung eines Getriebes steuerbar ist, insbesondere eines Automatikgetriebes eines Kraftfahrzeugs, und mit zumindest einem vom ersten Steuergerät unabhängigen zweiten Steuergerät. DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, daß neben dem ersten Steuergerät das zweite Steuergerät über zumindest eine Datenleitung mit der Eingabeeinheit verbunden ist und bei einem Störfall des ersten Steuergeräts die Aktuatoreinheit mit dem zweiten Steuergerät zumindest teilweise entsprechend dem ersten Steuergerät steuerbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung nach dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1.

Die Anforderungen an Schaltvorrichtungen bezüglich Komfort, Zuverlässigkeit, Bauraum, Gewicht und hinsichtlich der Unter­ stützung eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs werden bei moder­ nen Kraftfahrzeugen immer höher. Ein vorteilhafter Effekt kann häufig erreicht werden, indem mechanische Bauteile oder Bau­ gruppen durch elektronische Bauteile und Baugruppen ersetzt werden.

Eine Schaltvorrichtung besitzt in der Regel eine Eingabeein­ heit zur Aufnahme von Eingabedaten bzw. eines Fahrerwunsches. Die Eingabeeinheit ist meistens als Schalthebel ausgeführt, der über ein Gestänge mit einem Getriebe verbunden ist.

Aus der US 4 790 204 ist eine gattungsbildende Schaltvorrich­ tung bekannt, bei der eine mechanische Verbindung zwischen ei­ ner Eingabeeinheit und einem Automatikgetriebe durch eine elektronische Baugruppe ersetzt ist. Es können dadurch Bautei­ le, Gewicht, Bauraum und Montageaufwand reduziert werden. Die Eingabeeinheit besitzt ein Eingabegerät mit Druckknöpfen, mit denen verschiedene Schaltstellungen eingegeben werden können, wie beispielsweise eine Parkstellung P, eine Leerlaufstellung N, eine Fahrstellung D usw. Das Eingabegerät ist über ein Steuergerät mit einer Stelleinheit elektrisch verbunden, die an einer Außenseite eines Getriebegehäuses befestigt ist und auf einen Stellhebel wirkt.

Ferner besitzt die Schaltvorrichtung ein zweites Steuergerät, das beim vollständigen Durchdrücken eines Gaspedals ein Signal aufnimmt und über das ein Kick-Down-Hebel am Getriebe mit der Stelleinheit ansteuerbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsbildende Vorrichtung weiterzuentwickeln und insbesondere die Zuverläs­ sigkeit zu erhöhen und den Komfort zu steigern. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteran­ sprüchen.

Die Erfindung geht aus von einer Schaltvorrichtung mit einer Eingabeeinheit zur Aufnahme von Eingabedaten, die über zumin­ dest eine Datenleitung mit einem ersten Steuergerät verbunden ist, über das eine Aktuatoreinheit zur Einstellung eines Ge­ triebes steuerbar ist, insbesondere eines Automatikgetriebes eines Kraftfahrzeugs, und mit zumindest einem vom ersten Steu­ ergerät unabhängigen zweiten Steuergerät.

Es wird vorgeschlagen, daß neben dem ersten Steuergerät das zweite Steuergerät über zumindest eine Datenleitung mit der Eingabeeinheit verbunden ist und bei einem Störfall des ersten Steuergeräts die Aktuatoreinheit mit dem zweiten Steuergerät zumindest teilweise entsprechend dem ersten Steuergerät steu­ erbar ist. Es kann durch das zweite Steuergerät eine hohe Zu­ verlässigkeit ohne eine zusätzliche mechanische Baugruppe er­ reicht werden. Besonders vorteilhaft wird das zweite Steuerge­ rät zudem dazu genutzt, das erste Steuergerät zu überwachen, indem dieses zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig dieselben Eingangsdaten wie das erste Steuergerät aufnimmt und zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig dieselbe Auswer­ tung durchführt und zur Überwachung die Ausgangsgrößen ver­ gleicht. Eine zusätzliche Überwachungseinheit kann eingespart werden.

Ferner wird vorgeschlagen, daß in einem Störfall bei einer un­ zulässigen Abweichung der Ausgangsgrößen das zweite Steuerge­ rät das erste Steuergerät deaktiviert und zumindest teilweise die Funktion des ersten Steuergeräts übernimmt, wodurch eine zusätzliche Einheit zum Abschalten des ersten Steuergeräts vermieden werden kann. Dabei sind die Steuergeräte vorteilhaft über Tristate-Leitungen mit der Aktuatoreinheit verbunden. Über die Leitungen können Informationen und elektrische Ener­ gie für die Aktuatoreinheit geleitet werden. Eine direkte Da­ tenleitung zwischen den Steuergeräten ist vermeidbar. Ferner können die Tristate-Leitungen vorteilhaft dazu genutzt werden durch das zweite Steuergerät das erste Steuergerät zu deakti­ vieren, und zwar indem die Tristate-Leitungen der Steuergeräte untereinander verbunden sind und im Störfall das zweite Steu­ ergerät zumindest eine Tristate-Leitung kurzschließt und da­ durch das erste Steuergerät über eine Strombegrenzungseinheit deaktiviert. Eine in der Regel bereits vorhandene Strombegren­ zungseinheit kann zusätzlich genutzt werden, das erste Steuer­ gerät abzuschalten, wobei die Strombegrenzungseinheit im Steu­ ergerät integriert oder auch als separate Einheit ausgeführt sein kann.

Nimmt die Aktuatoreinheit im Störfall in einem deaktivierten Zustand der Steuergeräte bzw. des ersten Steuergeräts eine Stellung ein oder behält eine Stellung bei, in der ein Kraft­ fluß zwischen dem Getriebe und einer Brennkraftmaschine unter­ brochen ist, kann stets ein sicherer Zustand für das Getriebe und insbesondere für das Kraftfahrzeug und dessen Insassen er­ reicht werden. Dies kann mit verschiedenen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Aktuatoren erreicht werden, beispiels­ weise mit einem hydraulischen Aktuator, der durch eine Feder­ kraft im deaktivierten Zustand in eine Ausgangsstellung fährt oder vorteilhaft mit einem elektromagnetischen Aktuator mit einem Federmechanismus, der beim deaktivierten Zustand einen Anker in einer Neutralstellung zwischen zwei Polflächen von Elektromagneten hält. Ausgehend von einem sicheren Zustand kann anschließend das zweite Steuergerät die Steuerung der Ak­ tuatoreinheit übernehmen.

Die Steuergeräte sind vorteilhaft mit einem Datennetz des Kraftfahrzeugs verbunden, wodurch bei der Steuerung der Aktua­ toreinheit Fahrzeugdaten, wie Geschwindigkeit, Geschwindig­ keitsrichtung, Temperatur usw. berücksichtigt werden können. Es können vorhandene Sensoren genutzt und zusätzliche Sensoren zumindest weitgehend vermieden werden. Über das Datennetz kön­ nen ferner Informationen von den Steuergeräten an andere Steu­ ergeräte übermittelt werden, beispielsweise kann vorteilhaft in einem deaktivierten Zustand der Aktuatoreinheit die Lei­ stung der Brennkraftmaschine reduziert werden, um ungewünschte hohe Leerlaufdrehzahlen zu vermeiden.

Neben den Steuerfunktionen des Getriebes können ein oder beide Steuergeräte zu weiteren Funktionen genutzt werden, beispiels­ weise zu einer Motorsteuerung usw., wodurch zusätzliche Bau­ teile und Bauraum eingespart werden können.

Ferner wird vorgeschlagen, daß die Aktuatoreinheit zumindest einen ersten Aktuator und einen vom ersten Aktuator unabhängi­ gen zweiten Aktuator aufweist, wobei im Normalbetrieb der er­ ste Aktuator zur Einstellung einer Fahrstellung und einer Leerlaufstellung am Getriebe und der zweite Aktuator in einer Parkstellung des Getriebes zur Betätigung einer Parksperre eingesetzt ist. Bei einem Automatikgetriebe kann vorteilhaft ein Wählschieber anstatt mit vier Stellungen mit nur drei Stellungen ausgeführt und es können dadurch Kosten und Bauraum eingespart werden. Ferner ergeben sich zusätzliche Freiheits­ grade bei der Ansteuerung und bei der Anordnung der Aktuato­ ren. Die Aktuatoren können bei verschiedenen Situationen vor­ teilhaft unabhängig voneinander angesteuert werden, beispiels­ weise kann beim Anfahren an einer Steigung mit dem ersten Ak­ tuator eine Fahrstellung D oder R am Getriebe eingestellt und erst ab einer bestimmten Motorleistung die Parksperre über den zweiten Aktuator gelöst werden. Eine Rollbewegung des Kraft­ fahrzeugs in eine ungewünschte Richtung kann verhindert und es kann Energie eingespart und der Verschleiß reduziert werden.

Der zweite Aktuator kann beispielsweise elektromotorisch oder elektrohydraulisch ausgestaltet sein.

Ist der zweite Aktuator in einem Gehäuse des Getriebes ange­ ordnet, kann eine kompakte Baugruppe erreicht werden, die se­ parat gefertigt und auf ihre Funktionen überprüft werden kann. Der zweite Aktuator und insbesondere die Parksperre können je­ doch auch vorteilhaft außerhalb des Getriebegehäuses angeord­ net werden, wodurch daß Getriebe besonders platzsparend aus­ führbar ist. Der zweite Aktuator kann dabei in einer Radnabe des Kraftfahrzeugs integriert oder vorteilhaft an einem Karos­ serieteil befestigt sein. Eine Kraftfahrzeugkarosserie ist in der Regel über ein Federsystem mit Rädern des Kraftfahrzeugs verbunden, wodurch die Maße des am Karosserieteil befestigten zweiten Aktuators vorteilhaft zur gefederten Maße gehört.

Ferner kann mit einem zweiten Aktuator, der außerhalb des Ge­ triebegehäuses angeordnet ist, vorzugsweise eine Feststell­ bremse betätigt werden. Es kann ein Aktuator zur Betätigung der Feststellbremse und der Parksperre genutzt und dadurch ein Aktuator eingespart werden. In einer erfindungsgemäßen Ausge­ staltung wird weiter vorgeschlagen, daß die Parksperre und die Feststellbremse einstückig ausgeführt sind, wodurch Bauteile, Bauraum, Montageaufwand und Kosten eingespart werden können.

Um das abgestellte Kraftfahrzeug ohne Energieaufwand im abge­ stellten Zustand sicher zu halten, ist die Parksperre vorzugs­ weise selbsthemmend ausgeführt. Dies kann konstruktiv einfach mit einer Backenbremse erreicht werden. Um die Parksperre zu­ dem als Bremseinheit während der Fahrt des Kraftfahrzeugs mit größeren Fahrgeschwindigkeiten nutzen zu können, ist diese je­ doch vorteilhaft erst unterhalb einer bestimmten Fahrgeschwin­ digkeit selbsthemmend, beispielsweise unter 3 km/h.

Die Parksperre kann ferner als Parksperrenklinke ausgestaltet sein.

In einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß bei einem Störfall des ersten Aktuators das Getriebe zumindest be­ grenzt über den zweiten Aktuator verstellbar ist, wodurch die Zuverlässigkeit ohne zusätzlichen Aktuator erhöht werden kann.

Der erste Aktuator ist vorteilhaft in einem Gehäuse des Ge­ triebes angeordnet, wodurch dieser vor äußeren Einflüssen ge­ schützt ist, wie beispielsweise vor Spritzwasser, vor einer Wärmeabstrahlung einer Abgasanlage, vor großen Temperatur­ schwankungen usw. Ferner kann ein noch vorhandener Bauraum im Getriebegehäuse genutzt und zusätzlicher Bauraum vermieden werden.

Die verschiedenen Schaltstellungen eines Automatikgetriebes werden in der Regel über einen Hydraulikschieber eingestellt, über den Volumenströme entsprechend gesteuert werden können. Der erste Aktuator kann über ein Gestänge mit dem Hydraulik­ schieber verbunden sein oder kann vorteilhaft direkt auf den Hydraulikschieber wirken, wodurch ein Gestänge vermieden und Bauraum eingespart werden kann. Um auf möglichst viele Stan­ dardbauteile zurückgreifen zu können, wird der erste Aktuator an bestehende Getriebe bzw. Getriebegehäuse und Hydraulikein­ heiten angepaßt.

Ferner wird vorgeschlagen, daß die Eingabeeinheit zumindest ein erstes Eingabegerät und ein vom ersten Eingabegerät unab­ hängiges zweites Eingabegerät aufweist und in einem Störfall des ersten Eingabegeräts zumindest teilweise für das erste Eingabegerät vorgesehene Eingabedaten über das zweite Eingabe­ gerät eingebbar sind, wodurch die Zuverlässigkeit weiter er­ höht werden kann.

Das zweite Eingabegerät kann von verschiedenen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Geräten gebildet sein. Es wird je­ doch vorzugsweise ein Eingabegerät verwendet, das im Normalbe­ trieb eine vom ersten Eingabegerät abweichende Funktion be­ sitzt, wodurch ein zusätzliches Eingabegerät eingespart werden kann. Besonders vorteilhaft werden Eingabegeräte verwendet, die im Normalbetrieb für das Fahrverhalten keine Bedeutung ha­ ben und deren Funktion in einem Notfahrbetrieb leicht zu ent­ behren sind, wie beispielsweise ein Eingabegerät zur Regelung einer Klimaanlage, eines GPS (GPS: Global positioning system), eines Radio-Kassettensystems usw. Der Fahrer wird bei der An­ wendung des zweiten Eingabegeräts vorzugsweise über ein Menü geführt, beispielsweise optisch über ein Display oder aku­ stisch über Lautsprecher.

Das zweite Eingabegerät kann an verschiedenen Stellen in einem Fahrgastraum angeordnet sein. Vorzugsweise ist das zweite Ein­ gabegerät jedoch im Bereich eines Lenkrads des Kraftfahrzeugs angeordnet und ist besonders vorteilhaft im Lenkrad inte­ griert. Beim Eingabevorgang kann ein Fahrer des Kraftfahrzeugs das Lenkrad mit beiden Händen halten, wodurch eine hohe Fahr­ sicherheit und ein hoher Komfort erreicht werden kann.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird vorge­ schlagen, daß in die Eingabeeinheit Eingabedaten akustisch eingebbar sind. Hierzu können vorteilhaft vorhandene Mikropho­ ne und/oder vorhandene Spracherkennungsmodule in Hard- und Software verwendet werden, beispielsweise einer Freisprechan­ lage eines Telefons, eines GPS usw. Zusätzlicher Bauraum kann eingespart und der Komfort kann weiter gesteigert werden.

Die Aufnahmebereitschaft kann mit einer Taste und/oder vor­ teilhaft mit einem akustischen Codewort aktiviert werden, bei­ spielsweise indem mit dem Begriff "Schaltung" die Aufnahmebe­ reitschaft aktiviert und anschließend das Getriebe durch be­ stimmte Begriffe gesteuert werden kann, wie beispielsweise "Vorwärts", "Rückwärts", "Leerlauf", "Parken" usw.

Informationen zum Getriebe, beispielsweise welche Überset­ zungsstufe gewählt ist usw., werden häufig über ein Display ausgegeben. Es kann jedoch in verschiedenen Situationen sinn­ voll sein, bestimmte Informationen akustisch auszugeben; und zwar insbesondere Informationen, die den Fahrer auf eine Ge­ fahr hinweisen und/oder über eine bestimmte Zeit im Display übersehen wurden, wie beispielsweise fehlende Parkstellung nach dem Abstellen des Kraftfahrzeugs, hohe Drehzahlen der Brennkraftmaschine usw. Um zusätzliche Lautsprecher zu vermei­ den, werden vorzugsweise bereits vorhanden Lautsprecher ver­ wendet, beispielsweise eines Radio-Kassettensystems, eines GPS usw.

Ferner kann der Komfort weiter gesteigert werden, indem zumin­ dest eines der Steuergeräte mit einem Fahrerassistenzsystem direkt und/oder über ein Datennetz des Kraftfahrzeugs verbun­ den ist. Möglich ist auch, ein Fahrerassistenzsystem in eines der beiden Steuergeräte zu integrieren.

Der Fahrer des Kraftfahrzeugs kann in verschiedenen, dem Fach­ mann als sinnvoll erscheinenden Aufgaben unterstützt werden. Hierfür ist es meist erforderlich, den Wunsch des Fahrers zu erkennen. Dies kann häufig erreicht werden, indem mehrere Pa­ rameter erfaßt und im Zusammenhang ausgewertet werden, wie beispielsweise Fahrgeschwindigkeit, Steigung einer Fahrbahn, Gaspedalstellung, Stellung des Getriebes, Drehzahl der Brenn­ kraftmaschine usw.

Es wird vorgeschlagen, daß beim Abstellen des Kraftfahrzeugs die Aktuatoreinheit automatisch eine Parksperre schließt und/oder die Aktuatoreinheit beim erkannten Startwunsch die Parksperre automatisch öffnet. Wird erkannt, daß der Fahrer einen Stillstand des Kraftfahrzeugs wünscht, beispielsweise indem über eine gewisse Zeit im Stillstand des Kraftfahrzeugs das Gaspedal unbetätigt ist, kann die Aktuatoreinheit vorteil­ haft automatisch einen Kraftfluß zwischen dem Getriebe und der Brennkraftmaschine unterbrechen und dadurch den Energiever­ brauch und den Verschleiß reduzieren.

Ferner wird in einer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschla­ gen, daß bei einem drohenden Aufprall des Kraftfahrzeugs auf einen Gegenstand das Steuergerät und/oder das Fahrerassistenz­ system in die Fahrzeugsteuerung eingreift und dem Aufprall entgegenwirkt, und zwar insbesondere beim Einparken des Kraft­ fahrzeugs. Durch das Steuergerät und/oder das Fahrerassistenz­ system kann in die Steuerung der Fahrzeugrichtung und insbe­ sondere in die Steuerung der Fahrzeuggeschwindigkeit einge­ griffen werden, beispielsweise kann mit dem Steuergerät durch den ersten Aktuator der Kraftfluß zwischen dem Getriebe und der Brennkraftmaschine unterbrochen und das Kraftfahrzeug durch den zweiten Aktuator über eine Bremseinheit bzw. durch die Parksperre vor dem Gegenstand verzögert und gestoppt wer­ den. Der drohende Aufprall kann vorteilhaft mit Ultraschall­ sensoren erfaßt werden, die bereits in vielen Kraftfahrzeugen als Einparkhilfen vorhanden sind.

Ferner kann mit dem zweiten Aktuator automatisch eine Bewegung des Kraftfahrzeugs in eine ungewünschte Richtung verhindert werden, beispielsweise beim Anfahren an einer Steigung.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbe­ schreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Er­ findung dargestellt. Die Beschreibung und die Ansprüche ent­ halten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.

Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 ein Blockdiagramm eines ersten Steuergeräts,

Fig. 3 ein Blockdiagramm eines zweiten Steuergeräts,

Fig. 4 einen Aktuator zur Betätigung einer Parksperre in einem Getriebegehäuse,

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Schnitts entlang der Linie V-V in Fig. 4,

Fig. 6 einen in einer Radnabe eingebauten Aktuator zur Betäti­ gung einer Parksperre,

Fig. 7 einen an einer Karosserie befestigten Aktuator zur Be­ tätigung einer Parksperre in einer Radnabe,

Fig. 8 einen schematischen Ausschnitt einer Hydraulikplatte eines Automatikgetriebes mit einem Aktuator zur Ein­ stellung des Getriebes,

Fig. 9 einen Aktuator aus Fig. 8 in ausgebautem Zustand und

Fig. 10 ein weiteres Ausgestaltungsbeispiel eines Aktuators zur Betätigung einer Parksperrenklinke.

Fig. 1 zeig eine schematische Darstellung einer erfindungsge­ mäßen Schaltvorrichtung eines Kraftfahrzeugs mit einer Einga­ beeinheit 18 zur Aufnahme von Eingabedaten R, N, D, P, wobei R für eine Rückwärtsfahrstellung, N für eine Leerlaufstellung, D für eine Vorwärtsfahrstellung und P für eine Parkstellung steht. Die Eingabeeinheit 18 ist über Datenleitungen 60, 62 mit einem ersten Steuergerät 10 verbunden, über das eine Ak­ tuatoreinheit 20 zur Einstellung eines Automatikgetriebes 28 steuerbar ist.

Erfindungsgemäß besitzt die Schaltvorrichtung ein vom ersten Steuergerät 10 unabhängiges zweites Steuergerät 12, das über Datenleitungen 14, 16 mit der Eingabeeinheit 18 verbunden ist. Bei einem Störfall des ersten Steuergeräts 10 kann die Aktua­ toreinheit 20 mit dem zweiten Steuergerät 12 entsprechend dem ersten Steuergerät 10 gesteuert und dadurch eine hohe Zuver­ lässigkeit erreicht werden.

Das erste und das zweite Steuergerät 10, 12 sind über Daten­ leitungen 68, 70 und über ein weiteres Steuergerät 72 mit ei­ nem. Datennetz 32 verbunden. Die aus dem Datennetz 32 erfaßten Fahrzeugdaten F_D sind insbesondere Fahrgeschwindigkeit und Fahrtrichtung. Das zweite Steuergerät 12 nimmt zur gleichen Zeit wie das erste Steuergerät 10 die Eingabedaten R, N, D, P von der Eingabeeinheit 18 und die Fahrzeugdaten F_D aus dem Da­ tennetz 32 des Kraftfahrzeugs bzw. von dem Steuergerät 72 auf. Das zweite Steuergerät 12 führt dieselben Auswertungen wie das erste Steuergerät 10 durch und vergleicht zur Überwachung des ersten Steuergeräts 10 die ausgewerteten Ausgangsgrößen. Wird vom zweiten Steuergerät 12 ein Störfall des ersten Steuerge­ räts 10 durch eine unzulässige Abweichung der ausgewerteten Ausgangsgrößen erkannt, deaktiviert das zweite Steuergerät 12 das erste Steuergerät 10 und übernimmt dessen Funktion.

Die Steuergeräte 10, 12 sind jeweils über Tristate-Leitungen 22, 24, 26 mit der Aktuatoreinheit 20 verbunden, über die Steuersignale und elektrische Energie zur Betätigung der Ak­ tuatoreinheit 20 geleitet werden können. Die Tristate- Leitungen 22, 24, 26 werden über Treiberstufen 64, 66 in den Steuergeräten 10, 12 angesteuert und sind untereinander ver­ bunden. Tritt ein Störfall des ersten Steuergeräts 10 auf, wird die Tristate-Leitung 22, 24, 26 durch das zweite Steuer­ gerät 12 kurzgeschlossen, welche das falsche Signal zur Aktua­ toreinheit 20 weiterleiten würde. Das erste Steuergerät 10 wird dadurch über eine nicht näher dargestellte Strombegren­ zungseinheit deaktiviert.

Neben der Getriebesteuerungsfunktion besitzt das erste Steuer­ gerät 10 eine Funktion zur Steuerung einer Brennkraftmaschine 30. Das erste Steuergerät 10 wird in dieser Funktion entspre­ chend der Getriebesteuerungsfunktion vom zweiten Steuergerät 12 überwacht und kann in einem Störfall vom zweiten Steuerge­ rät 12 ersetzt werden. Hierfür sind beide Steuergeräte 10, 12 mit untereinander verbundenen Tristate-Leitungen 74, 76 mit der Brennkraftmaschine 30 verbunden.

Die Aktuatoreinheit 20 besitzt einen ersten elektromagneti­ schen Aktuator 34 und einen vom ersten Aktuator 34 unabhängi­ gen zweiten Aktuator 36, wobei im Normalbetrieb der erste Ak­ tuator 34 zur Einstellung einer Fahrstellung R, D und einer Leerlaufstellung N am Automatikgetriebe 28 und der zweite Ak­ tuator 36 in einer Parkstellung P des Automatikgetriebes 28 zur Betätigung einer Parksperre 42 eingesetzt ist. In einem deaktivierten Zustand nimmt der erste Aktuator 34 die Leer­ laufstellung N ein, in der ein Kraftfluß zwischen dem Automa­ tikgetriebe 28 und der Brennkraftmaschine 30 unterbrochen ist. Der erste Aktuator 34 ist jeweils über zwei Tristate-Leitungen 22, 24 mit den Steuergeräten 10, 12 verbunden, wobei mit einer Tristate-Leitung 22 die Rückwärtsfahrstellung R und mit einer Tristate-Leitung 24 die Vorwärtsfahrstellung D am Automatikge­ triebe 28 einstellbar ist.

Jede Tristate-Leitung 22, 24, 26, 74, 76 kann auf drei Arten angesteuert werden, und zwar in dem am Ausgang des Steuerge­ räts 10, 12 eine Spannung anliegt, sogenannter aktiver Zustand 1, indem am Ausgang keine Spannung anliegt und das Steuergerät 10, 12 über die Aktuatoreinheit 20 mit Masse verbunden ist, sogenannter inaktiver Zustand i, und indem die Tristate- Leitung 22, 24, 26, 74, 76 gegen Masse kurzgeschlossen ist, sogenannter blockierter Zustand 0.

Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm des ersten Steuergeräts 10 zur Ansteuerung des ersten Aktuators 34. In einer ersten Abfrage wird überprüft, ob das erste Steuergerät 10 in einem aktivier­ ten Zustand A ist. Wird dies negativ beantwortet, sind beide Tristate-Leitungen 22, 24, d. h. die Fahrstellungen R und D ausgehend vom ersten Steuergerät 10 in einem inaktiven Zustand i. Wird die Abfrage positiv beantwortet, wird in einer zweiten Abfrage überprüft, ob vom Fahrer des Kraftfahrzeugs die Fahr­ stellung D gewählt wurde. Wird dies positiv festgestellt, wird die Tristate-Leitung 24 für die Fahrstellung D vom ersten Steuergerät 10 in einen aktiven Zustand 1 versetzt. Anschlie­ ßend wird überprüft, ob die Tristate-Leitung 22 für die Fahr­ stellung R aktiviert ist. Ist diese durch das zweite Steuerge­ rät 12 aktiviert, wird die Tristate-Leitung 22 für die Fahr­ stellung R vom ersten Steuergerät 10 blockiert. Ist die Tri­ state-Leitung 22 nicht aktiviert, kann die Tristate-Leitung 22 vom ersten Steuergerät 10 in den inaktiven Zustand i gesetzt werden.

Wurde vom Fahrer die Fahrstellung D nicht gewählt, wird über­ prüft, ob die Fahrstellung R gewählt wurde. Wird dies positiv festgestellt, wird die Tristate-Leitung 22 durch das erste Steuergeräte 10 in den aktiven Zustand 1 versetzt. Anschlie­ ßend wird überprüft, ob die Tristate-Leitung 24 für die Fahr­ stellung D durch das zweite Steuergerät 12 aktiviert ist. Ist dies der Fall, wird die Tristate-Leitung 24 durch das erste Steuergerät 10 blockiert, ist die Tristate-Leitung 24 nicht aktiviert, wird die Tristate-Leitung 24 vom ersten Steuergerät 10 in den inaktiven Zustand i gesetzt.

Wurde vom Fahrer weder die Fahrstellung R noch D gewählt, wird in einer weiteren Abfrage überprüft, ob die Tristate-Leitung 22 für die Fahrstellung R durch das zweite Steuergerät 12 ak­ tiviert ist. Ist die Tristate-Leitung 22 aktiviert, wird diese durch das erste Steuergerät 10 blockiert, ist die Tristate- Leitung 22 nicht aktiviert, wird die Tristate-Leitung 22 vom ersten Steuergerät 10 in den inaktiven Zustand i gesetzt. An­ schließend wird überprüft, ob die Tristate-Leitung 24 für die Fahrstellung D durch das zweite Steuergerät 12 aktiviert ist. Ist die Tristate-Leitung 24 aktiviert, wird diese durch das erste Steuergerät 10 blockiert, ist die Tristate-Leitung 24 nicht aktiviert, wird die Tristate-Leitung 24 vom ersten Steu­ ergerät 10 in den inaktiven Zustand i gesetzt.

Fig. 3 zeigt ein Blockdiagramm des zweiten Steuergeräts 12 zur Überwachung des ersten Steuergeräts 10 und zur Ansteuerung des ersten Aktuators 34 in einem Störfall. In einer ersten Abfrage wird überprüft, ob das zweite Steuergerät 12 in einem akti­ vierten Zustand A ist. Wird dies negativ beantwortet, sind beide Tristate-Leitungen 22, 24, d. h. die Fahrstellungen R und D ausgehend vom zweiten Steuergerät 12 in einem inaktiven Zu­ stand i. Wird die Abfrage positiv beantwortet, wird in einer zweiten Abfrage überprüft, ob vom Fahrer des Kraftfahrzeugs die Fahrstellung D gewählt wurde. Wird dies positiv festge­ stellt, wird in einer weiteren Abfrage überprüft, ob die Tri­ state-Leitung 22 der Fahrstellung R durch das erste Steuerge­ rät 10 aktiviert ist. Wird eine aktivierte Tristate-Leitung 22 festgestellt, wird diese durch das zweite Steuergerät 12 blok­ kiert und dabei das erste Steuergerät 10 durch eine Strombe­ grenzungseinheit deaktiviert. Wird keine aktivierte Tristate- Leitung 22 festgestellt, wird ausgehend vom zweiten Steuerge­ rät 12 die Tristate-Leitung 22 in einen inaktiven Zustand i gesetzt.

Anschließend wird geprüft, ob die Tristate-Leitung 24 für die Fahrstellung D vom ersten Steuergerät 10 aktiviert ist. Liegt eine aktivierte Tristate-Leitung 24 vor, kann die Tristate- Leitung 24 vom zweiten Steuergerät 12 in einen inaktiven Zu­ stand i gesetzt werden, da bereits eine Spannung anliegt. Ist die Tristate-Leitung 24 für die Fahrstellung D nicht akti­ viert, wird diese durch das zweite Steuergerät 12 in einen ak­ tiven Zustand 1 versetzt.

Wurde vom Fahrer die Fahrstellung D nicht gewählt, wird über­ prüft, ob die Fahrstellung R gewählt wurde. Wird dies positiv festgestellt, wird in einer weiteren Abfrage überprüft, ob die Tristate-Leitung 24 der Fahrstellung D durch das erste Steuer­ gerät 10 aktiviert ist. Wird eine aktivierte Tristate-Leitung 24 festgestellt, wird diese durch das zweite Steuergerät 12 blockiert und dabei das erste Steuergerät 10 durch eine Strom­ begrenzungseinheit deaktiviert. Wird keine aktivierte Trista­ te-Leitung 24 festgestellt, wird ausgehend vom zweiten Steuer­ gerät 12 die Tristate-Leitung 24 in einen inaktiven Zustand i gesetzt.

Anschließend wird geprüft, ob die Tristate-Leitung 22 für die Fahrstellung R aktiviert ist. Liegt eine aktivierte Tristate- Leitung 22 vor, kann die Tristate-Leitung 22 vom zweiten Steu­ ergerät 12 in einen inaktiven Zustand i gesetzt werden, da be­ reits eine Spannung anliegt. Ist die Tristate-Leitung 22 für die Fahrstellung R nicht aktiviert, wird diese durch das zwei­ te Steuergerät 12 in einen aktiven Zustand 1 versetzt.

Wurde vom Fahrer weder die Fahrstellung R noch D gewählt, wird in einer ersten Abfrage überprüft, ob die Tristate-Leitung 22 für die Fahrstellung R durch das erste Steuergerät 10 akti­ viert ist. Ist die Tristate-Leitung 22 aktiviert, wird diese durch das zweite Steuergerät 12 blockiert, ist die Tristate- Leitung 22 nicht aktiviert, wird die Tristate-Leitung 22 vom zweiten Steuergerät 12 in den inaktiven Zustand i gesetzt. An­ schließend wird überprüft, ob die Tristate-Leitung 24 für die Fahrstellung D durch das erste Steuergerät 10 aktiviert ist. Ist die Tristate-Leitung 24 aktiviert, wird diese durch das zweite Steuergerät 12 blockiert, ist die Tristate-Leitung 24 nicht aktiviert, wird die Tristate-Leitung 24 vom zweiten Steuergerät 12 in den inaktiven Zustand i gesetzt.

Der erste Aktuator 34 ist in einem Getriebegehäuse 48 des Au­ tomatikgetriebes 28 angeordnet (Fig. 8 u. 9). Der Aktuator ist auf einer Hydraulikplatte 50 befestigt und wirkt direkt auf einen Hydraulikschieber 52, über den ein Volumenstrom im Auto­ matikgetriebe 28 entsprechend den drei Stellungen R, N und D gesteuert werden kann. Ist der erste Aktuator 34 auf die Fahr­ stellung D eingestellt, kann über separat angesteuerte Ventile kein Volumenstrom in der Art geleitet werden, daß das Automa­ tikgetriebe 28 auf die Fahrstellung R umstellt und umgekehrt.

Der zweite Aktuator 36 ist ebenfalls mit der Parksperre 42 im Gehäuse 48 des Automatikgetriebes 28 angeordnet (Fig. 4 u. 5). Der zweite Aktuator 36 ist an der als Backenbremse ausgeführ­ ten Parksperre 42 befestigt und bildet mit dieser eine Bau­ gruppe, die separat gefertigt, auf ihre Funktion überprüft und als Modul montiert werden kann. Fällt der erste Aktuator 34 aus, kann das Automatikgetriebe 28 vom zweiten Aktuator 36 über eine Hydraulikleitung 78 verstellt werden, so daß das Kraftfahrzeug zumindest zur Reparatur in eine nächste Werk­ statt gefahren werden kann.

In einer nicht näher dargestellten weiteren Ausgestaltungsform kann ein Automatikgetriebe von einem zweiten Aktuator über ei­ ne mechanische Verbindung Verstellt werden, so daß das Kraft­ fahrzeug zumindest zur Reparatur in eine nächste Werkstatt ge­ fahren werden kann.

In Fig. 6 und 7 sind alternative Aktuatoren 38, 40 zur Betäti­ gung von Parksperren 44, 46 dargestellt, die außerhalb des Ge­ triebegehäuses 48 angeordnet sind. Im wesentlichen gleichblei­ bende Bauteile sind in den Ausführungsbeispielen grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen beziffert. Der zweite Aktuator 38 ist mit der als Backenbremse ausgeführten Parksperre 44 in einer Radnabe 80 des Kraftfahrzeugs befestigt. Der zweite Ak­ tuator 40 ist an einem Karosserieteil 82 des Kraftfahrzeugs befestigt und wirkt über ein Gestänge 84 auf einen Verstellhe­ bel 90 der in der Radnabe 80 des Kraftfahrzeugs als Backen­ bremse ausgeführten Parksperre 46. Beide Parksperren 44, 46 sind einstückig mit Feststellbremsen ausgeführt. Die Parksper­ ren 44, 46 sind infolge einer nicht näher dargestellten Flieh­ kraftkupplung erst unterhalb einer Fahrgeschwindigkeit von 3 km/h selbsthemmend und können auch über einer Fahrgeschwindig­ keit von 3 km/h durch den zweiten Aktuator 38, 40 zur Verzöge­ rung des Kraftfahrzeugs genutzt werden.

Die Eingabeeinheit 18 besitzt ein erstes Eingabegerät 54 und ein vom ersten Eingabegerät 54 unabhängiges zweites Eingabege­ rät 56, wobei in einem Störfall beim ersten Eingabegerät 54 für das erste Eingabegerät 54 vorgesehene Eingabedaten R, N, D, P über das zweite Eingabegerät 56 eingegeben werden können (Fig. 1). Das zweite Eingabegerät 56 dient im Normalbetrieb zur Regelung eines Radio-Kassettensystems und ist in einem nicht näher dargestellten Lenkrad des Kraftfahrzeugs inte­ griert. Im Notfahrprogramm, d. h. bei ausgefallenem ersten Ein­ gabegerät 54, wird der Fahrer des Kraftfahrzeugs über ein Menü bei der Eingabe der Eingabedaten R, N, D, P in das zweite Ein­ gabegerät 56 geführt, und zwar visuell über ein Display des Radio-Kassettensystems und wenn gewünscht, akustisch über Lautsprecher 58 des Radio-Kassettensystems.

Neben einer Eingabe über Bedienelemente des ersten und des zweiten Eingabegeräts 54, 56 können zudem die Eingabedaten R, N, D, P akustisch in die Eingabeeinheit 18 eingegeben werden, und zwar über ein Mikrophon 86 einer Freisprechanlage einer Mobiltelefonanlage. Die akustischen Daten werden über ein Spracherkennungsmodul 88 in ein für die Eingabeeinheit 18 bzw. für die Steuergeräte 10, 12 verwertbares Format gewandelt. Die Aufnahmebereitschaft der Eingabeeinheit 18 kann über eine Ta­ ste am Lenkrad und über ein vom Fahrer wählbares akustisches Codewort aktiviert werden.

Informationen zum Automatikgetriebe 28 werden über ein Display ausgegeben, wie beispielsweise die gewählte Fahrstellung. Fer­ ner werden einzelne Informationen akustisch über die Lautspre­ cher 58 ausgegeben, und zwar wird der Fahrer beim Abstellen des Kraftfahrzeugs darauf hingewiesen, die Fahrstellung P ein­ zulegen. Vorteilhaft kann der Fahrer die Sprachausgabe auch deaktivieren.

Über daß Steuergerät 72 und über das Datennetz 32 sind die Steuergeräte 10, 12 mit einem nicht näher dargestellten Fah­ rerassistenzsystem verbunden. Ist das Fahrerassistenzsystem aktiviert, betätigt beim Abstellen des Kraftfahrzeugs der zweite Aktuator 36, 38, 40 automatisch die Parksperre 42, 44, 46 und löst diese bei einem erkannten Startwunsch.

Figr. 10 zeigt in einem weiteren Ausgestaltungsbeispiel einen zweiten Aktuator 100 zum Betätigen einer Parksperre 110. Bei dieser Parksperre 110 ist ein Parksperrenrad 120 mittels einer Parksperrenklinke 130 festlegbar.

Claims (30)

1. Schaltvorrichtung mit einer Eingabeeinheit zur Aufnahme von Eingabedaten, die über zumindest eine Datenleitung mit einem ersten Steuergerät verbunden ist, über das eine Aktuatorein­ heit zur Einstellung eines Getriebes steuerbar ist, insbeson­ dere eines Automatikgetriebes eines Kraftfahrzeugs, und mit zumindest einem vom ersten Steuergerät unabhängigen zweiten Steuergerät, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem ersten Steuergerät (10) das zweite Steuergerät (12) über zumindest eine Datenleitung (14, 16) mit der Eingabe­ einheit (18) verbunden ist und bei einem Störfall des ersten Steuergeräts (10) die Aktuatoreinheit (20) mit dem zweiten Steuergerät (12) zumindest teilweise entsprechend dem ersten Steuergerät (10) steuerbar ist.

2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Steuergerät (12) zumindest teilweise dieselben Eingangsdaten (R, N, D, P, F_D) aufnimmt wie das erste Steuerge­ rät (10) und zumindest teilweise dieselbe Auswertung durchführt und zur Überwachung des ersten Steuergeräts (10) eingesetzt ist.

3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Störfall bei einer unzulässigen Abweichung von ei­ ner ausgewerteten Ausgangsgröße des ersten Steuergeräts (10) und einer ausgewerteten Ausgangsgröße des zweiten Steuergeräts (12) das zweite Steuergerät (12) das erste Steuergerät (10) de­ aktiviert und zumindest teilweise die Funktion des ersten Steu­ ergeräts (10) übernimmt.

4. Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuergeräte (10, 12) jeweils über Tristate-Leitungen (22, 24, 26) mit der Aktuatoreinheit (20) verbunden sind.

5. Schaltvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tristate-Leitungen (22, 24, 26) der Steuergeräte (10, 12) untereinander verbunden sind und das zweite Steuergerät (12) im Störfall zumindest eine Tristate-Leitung (22, 24, 26) kurzschließt und dadurch das erste Steuergerät (10) über eine Strombegrenzungseinheit deaktiviert.

6. Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktuatoreinheit (20) im Störfall in einem deaktivier­ ten Zustand der Steuergeräte (10, 12) eine Stellung einnimmt oder beibehält, in der ein Kraftfluß zwischen dem Getriebe (28) und einer Brennkraftmaschine (30) unterbrochen ist.

7. Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuergeräte (10, 12) mit einem Datennetz (32) des Kraftfahrzeugs verbunden sind.

8. Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der beiden Steuergeräte (10, 12) neben den Steuerfunktionen des Getriebes (28) zumindest zu einer weite­ ren Steuerfunktion nutzbar ist.

9. Schaltvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktuatoreinheit (20) zumindest einen ersten Aktuator (34) und einen vom ersten Aktuator (34) unabhängigen zweiten Aktuator (36, 38, 40) aufweist, wobei im Normalbetrieb der er­ ste Aktuator (34) zur Einstellung einer Fahrstellung (R, D) und einer Leerlaufstellung (N) am Getriebe (28) und der zweite Aktuator (36, 38, 40) in einer Parkstellung (P) des Getriebes (28) zur Betätigung einer Parksperre (42, 44, 46) eingesetzt ist.

10. Schaltvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Aktuator (34) in einem Getriebegehäuse (48) an­ geordnet ist.

11. Schaltvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Aktuator (34) direkt auf einen Hydraulikschieber (52) wirkt.

12. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Aktuator (36) in einem Getriebegehäuse (48) an­ geordnet ist.

13. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Aktuator (38, 40) außerhalb einem Getriebege­ häuse (48) angeordnet ist und mit dem zweiten Aktuator (38, 40) eine Feststellbremse betätigbar ist.

14. Schaltvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Parksperre (44, 46) und die Feststellbremse einstückig ausgeführt sind.

15. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Parksperre (44, 46) erst unterhalb einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit selbsthemmend ist.

16. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß über den zweiten Aktuator (38, 40) eine Bremseinheit zur Verzögerung des Kraftfahrzeugs aus größeren Geschwindigkeiten betätigbar ist.

17. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Störfall des ersten Aktuators (34) das Getriebe (28) zumindest begrenzt über den zweiten Aktuator (36) ver­ stellbar ist.

18. Schaltvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabeeinheit (18) zumindest ein erstes Eingabegerät (54) und ein vom ersten Eingabegerät (54) unabhängiges zweites Eingabegerät (56) aufweist und in einem Störfall beim ersten Eingabegeräts (54) zumindest teilweise für das erste Eingabe­ gerät (54) vorgesehene Eingabedaten (R, N, D, P) über das zweite Eingabegerät (56) eingebbar sind.

19. Schaltvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Eingabegerät (56) im Normalbetrieb eine vom er­ sten Eingabegerät (54) abweichende Funktion besitzt.

20. Schaltvorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Eingabegerät (56) in einem Lenkrad des Kraft­ fahrzeugs integriert ist.

21. Schaltvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die Eingabeeinheit (18) Eingabedaten (R, N, D, P) akustisch eingebbar sind.

22. Schaltvorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer Taste und/oder mit einem speziellen akustischen Begriff die Aufnahmebereitschaft der Eingabeeinheit (18) akti­ vierbar ist.

23. Schaltvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Informationen zum Getriebe (28) akustisch über Lautspre­ cher (58) ausgebbar sind.

24. Schaltvorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Lautsprecher (58) einstückig mit Lautsprechern eines weiteren Systems ausgeführt sind.

25. Schaltvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Steuergerät (10, 12) mit einem Fahrerassi­ stenzsystem verbunden ist.

26. Schaltvorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß beim Abstellen des Kraftfahrzeugs die Aktuatoreinheit (18) automatisch eine Parksperre (42, 44, 46) schließt.

27. Schaltvorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem erkannten Startwunsch die Aktuatoreinheit (18) automatisch die Parksperre (42, 44, 46) löst.

28. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem gewünschten Stillstand des Kraftfahrzeugs die Aktuatoreinheit (18) einen Kraftfluß zwischen dem Getriebe (28) und einer Brennkraftmaschine (30) unterbricht.

29. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem drohenden Aufprall des Kraftfahrzeugs auf einen Gegenstand das Steuergerät (10, 12) und/oder das Fahrerassi­ stenzsystem in die Fahrzeugsteuerung eingreifen und dem Auf­ prall entgegenwirken.

30. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Bewegung des Kraftfahrzeugs in ungewünschter Richtung die Aktuatoreinheit (36, 38, 40) über eine Parksperre (42, 44, 46) die Bewegung verhindert.