DE4218708C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Beeinflussung des Startens der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit elektronisch gesteuertem Getriebe nach der Gattung des Anspruchs 1.

In derzeit in Serie befindlichen Fahrzeugen mit automati­ schem Getriebe ist eine Anlaßsperre vorgesehen, die ver­ hindern soll, daß der Motor in irgend einer der Fahrstel­ lungen "R", "D", "3", "2" oder "1" des Wählhebels des automatischen Getriebes gestartet werden kann. Gemäß Fig. 4 wird hierzu die vom Zündschloß 17 kommende Startsteuerleitung 18 für den Magnetschalter 14 des An­ lassers 13 üblicherweise zu einem sog. Anlaßsperrschal­ ter 20 geführt, der nur in den Wählhebelstellungen "P" und "N" geschlossen ist. Vom Anlaßsperrschalter 20 führt die Starteranzugsleitung 22 durch eine Dichtstelle 23 in den Motorraum zum Magnetschalter 14 des Anlassers 13. Derselbe kann somit nur ausgelöst und die Brennkraftma­ schine folglich nur gestartet werden, wenn dieser Schal­ ter geschlossen ist, d. h. der Wählhebel in einer der letztgenannten Positionen sich befindet.

Üblicherweise sitzt der Anlaßsperrschalter am Schaltbock des Wählhebels oder am automatischen Getriebe. Die Anord­ nung am Getriebe hat den Vorteil, daß Übertragungstoleranzen zwischen Wählhebel und Getriebebetätigung nicht zum Starten in einer Fahrstellung des Getriebes führen kön­ nen. Es sind auch Anlaßsperrschalter bekannt, die direkt an der Schaltplatte im automatischen Getriebe angeordnet sind, wodurch auch noch Übertragungstoleranzen zwischen der Getriebebetätigung und den gangbestimmenden Elementen der Schaltplatte als mögliche Ursache für ein fehlerhaf­ tes Starten der Brennkraftmaschine unter Kraftschluß im Antriebsstrang ausgeschlossen werden können.

Problematisch ist hierbei jedoch, wenn besagter Schalter defekt wird, beispielsweise indem seine Kontaktelemente verschweißen. Ein solchermaßen dann dauernd "geschlosse­ ner" Schalter führt dann letztlich dazu, daß ein Starten der Brennkraftmaschine bei kraftschlüssigem Getriebe mög­ lich ist. Dieser Zustand ist besonders kritisch, da der Fehler erst entdeckt werden kann, wenn die gefährliche Situation bereits eingetreten ist (sog. schlafender Feh­ ler). Auch resultiert hinsichtlich der Elektroinstalla­ tion im Fahrzeug das Erfordernis, eine relativ starke Leitung, die den hohen Strom des Magnetschalters am Starter zu tragen vermag, vom Zündschloß aus der Fahr­ gastzelle zum Getriebe bzw. seiner Wählsteuerung zu verlegen. Da hierbei Schwingungszonen überbrückt wer­ den müssen, erfordert die Verlegung einer entsprechen­ den Leitung umso mehr Aufmerksamkeit und Zeit, je stär­ ker und folglich steifer sie ist. Im Falle der fehler­ tolerantesten Variante, bei der besagter Schalter im Getriebe angeordnet ist, muß diese somit bis in das Getriebe geschleifte Leitung besonders aufwendig gegen Kurz- bzw. Masseschluß geschützt werden.

Die US 12 31 637 beschreibt eine mechanisch wirkende Ein­ richtung zur Vermeidung einer gleichzeitigen kraftschlüs­ sigen Verbindung zwischen Brennkraftmaschine und Trieb­ strang und Brennkraftmaschine und Anlasser, bei welcher folglich ein Eingriff des Anlassers unmöglich ist, wenn die erstgenannte Verbindung hergestellt ist.

Die US 40 33 311 beschreibt ein elektronisches Zündsystem für die Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, welches ein Anlassen der Brennkraftmaschine verhindert, sofern die Kupplung, das Getriebe, die Bremse oder eine ähnliche Einrichtung nicht in einer sicheren Stellung bezüglich des Startvorganges sind. Dabei sind im Zündstrompfad liegende und in Abhängigkeit von der Kupplungsstellung bzw. der Lastkopplung betätigte Sicherheitsschalter vor­ gesehen, die in Serie geschaltet und geschlossen sind, wenn ein Anlassen der Brennkraftmaschine gefahrlos mög­ lich ist.

Die US 51 01 802 beschreibt ein elektronisches Zündsystem für eine wahlweise motorisch oder manuell startbare Brennkraftmaschine mit Magnetzündung, bei welchem ein Sicherheitsschalter in Serie mit dem Masseanschluß der Magnetspule beispielsweise nur in einer Neutralstellung des Getriebewahlschalters geschlossen ist, so daß eine anfängliche Induktion der Zündspannung nur in der ge­ nannten Getriebestellung möglich ist.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung zur Beeinflussung des Startens der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit elektronisch gesteuertem Getriebe zu schaffen, welche zum einen eine hohe immanente Sicher­ heit gegen unzulässiges Starten der Brennkraftmaschine aufweist, und zum anderen zu einer Vereinfachung der elektrischen Installation am Fahrzeug führt.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.

Demnach umfaßt die Einrichtung als Bestandteil ein elek­ tronisches Steuergerät für die Zündung und/oder die Zu­ messung des Kraftstoffs, welches mit der elektronischen Getriebesteuerung kommuniziert. Die Versorgung des elek­ tromagnetischen Ausrückschalters am Anlasser mit Batterie­ strom erfolgt auf direktem Wege vom Zündschloßschalter aus, d. h. ohne Zwischenschaltung eines Sperrschalters. Es sind Mittel vorhanden, um die Position eines den Schalt­ status des Getriebes beeinflussenden Elements zu erfassen und ein entsprechendes Signal an die Getriebesteuerung zu übermitteln. Dem elektronischen Motorsteuergerät wird wenigstens über besagte kummunikative Verbindung von der Getriebesteuerung ein Signal zur Unterdrückung der Zün­ dung und/oder der Zumessung des Kraftstoffes zugeführt, wenn besagtes Element eine Position innehat, die einen Antriebskraftschluß durch das Getriebe normalerweise bewirkt.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind gemäß Lehre der rückbe­ zogenen Ansprüche 2 bis 9 gegeben.

So kann das die Sperrung der Zünd- und/oder Kraftstoff­ zumessung auslösende Signal innerhalb eines seriellen Zweidraht- oder Licht-Busprotokolls als ein die Brenn­ kraftmaschine regelmäßig außer Betrieb setzendes Datum übertragen werden. Sowohl der vom Fahrzeugführer betätig­ bare Wählhebel als auch ein getriebeseitiges Steuerele­ ment, vermittels dessen Positionsveränderung Änderungen des Schaltstatus des Getriebes zwangsläufig unmittelbar ausgelöst werden, kann abgefragt werden. Als Mittel hier­ zu kann ein insoweit elektrisch nur gering belasteter Schalter dienen.

Über eine zusätzliche und in der Praxis nahezu aufwandlos realisierbare zusätzliche Sperrstatusleitung zwischen der Getriebesteuerung und dem elektronischen Motorsteuergerät kann ein separates Sperrsignal redundant zu und unabhän­ gig von der vorerwähnten seriellen Busverbindung zwischen Getriebesteuerung und elektronischem Motorsteuergerät an letzteres übertragen werden. Dadurch wird nicht nur die Sicherheit, sondern auch die Fehlererkennbarkeit erhöht.

Erfindungsgemäß ist auch vorgesehen, daß im Falle der Nichtausgabe wenigstens eines Sperrsignals an das elek­ tronische Motorsteuergerät das Getriebe jedenfalls in seinen neutralen Schaltstatus "N" gesteuert wird.

Erfindungsgemäß kann auf besagte separate Sperrstatus­ leitung auch verzichtet werden, wenn bei Vorliegen eines Schaltstatus des Getriebes mit Antriebskraftschluß am ste­ henden Fahrzeug (also nicht "P" oder "N") ein normaler­ weise den Schaltstatus an die Getriebesteuerung rückmel­ dender Signalwert etwa mittels eines entsprechenden Schal­ ters in einen ungültigen Signalwert verändert wird, der durch geeignete Mittel in der Getriebsteuerung diskri­ miniert und zu einem an das elektronische Motorsteuer­ gerät abgebbaren Sperrsignal aufbereitet wird.

Vier Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Einrich­ tung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nach­ folgend beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 das schematische Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels;

Fig. 2 das schematische Blockschaltbild eines zweiten und dritten Ausführungsbeispiels;

Fig. 3 das schematische Blockschaltbild eines vierten Ausführungsbeispiels;

Fig. 4 eine bekannte Einrichtung nach dem derzeitigen Stand der Technik.

Gemäß Fig. 1 ist bei der erfindungsgemäßen Einrichtung die Startsteuerleitung 18 nicht zum Getriebe 21, sondern vom Zündschloßschalter 17 direkt zum Magnetschalter 14 des Anlassers 13 verlegt. Die elektronische Getriebesteuerung 27 empfängt über den Befehlsweg 26 die Stellung des Wähl­ hebels 25. Von der Getriebesteuerung 27 führt der Steuer­ pfad 28 über eine Steckverbindung 19 zum Getriebe 21; über diesen Pfad werden die Regel- und Schaltventile im Getrie­ be 21 angesteuert.

Die Getriebesteuerung 27 steht über einen Kommunikations­ pfad 29, vorzugsweise etwa vom CAN-Bus-Typ, mit dem Motor­ steuergerät 30 in Verbindung, letztwelches über den Kon­ trollpfad 31 die elektronische Zündung bzw. die Einspritz­ pumpe 32 der nicht gezeigten Brennkraftmaschine steuert.

Die elektronische Getriebesteuerung 27 trägt einerseits die Stellung des Wählhebels 25 laufend ab, und übermittelt andererseits die aktuelle Wählhebelstellung oder ein dar­ aus abgeleitetes Status-Signal über den Kommunikationspfad 29 an das Motorsteuergerät 30, welches die Zündung und/ oder Kraftstoffeinspritzung nur freigibt, wenn der Wählhebel in einer der Stellungen "P" und "N", d. h. in keiner der Stellungen "R", "D", "3", "2" und "1" sich befindet. Das Getriebe wird hierbei jedenfalls auf seiner hydrauli­ schen Grundstellung "N" gehalten bzw. in diese geschaltet. Es kann hier also in Kauf benommen werden, daß der Anlas­ ser beim Betätigen des Zündschlosses durchdreht, da bei unzulässiger Wählhebelstellung die Kraftstoffzufuhr und/oder -zündung unterbunden wird.

Diese einfachste Möglichkeit einer erfindungsgemäßen Anlaßsperre beseitigt also auch das Problem einer aus­ reichenden Hochstromzuverlässigkeit der Steckverbindung 19 am Getriebe, indem über diese Steckverbindung nunmehr nur noch verhältnismäßig schwache Steuerströme für Steuer- und Schaltventile etc. (ggfs. ins Getriebeinnere) laufen. Sofern die Übertragungsstrecke Wählhebel-Wählschieber am Getriebe nur mit einem geringen, ein maximales Maß nicht überschreitenden Toleranzspiel ausgeführt werden kann, kann ein "schlafender Fehler" der eingangs beschriebenen Art nicht auftreten.

Falls jedoch Toleranzen oder Fehlverstellungen zwischen dem Wählhebel und dem Wählschieber am Getriebe oder den den Gang bestimmenden Elementen (z. B. Wählhebel auf "P" oder "N", Wählschieber jedoch bereits auf "D" oder "R") nicht innerhalb garantierbarer Schranken liegen, wären unkontrollierte Fahrzeugbewegungen nicht ganz ausschließ­ bar.

Die Lösung gemäß Fig. 2 räumt auch dieses Problem aus. Es ist hierbei ebenfalls ein durch die Stellung des Wähl­ schiebers bzw. der den Gang bestimmenden Elemente beinfluß­ ter Schalter 20A vorgesehen, der insoweit den aktuell tat­ sächlich wirksamen Schaltstatus hinsichtlich eines exi­ stierenden bzw. nicht existierenden Antriebskraftschlus­ ses (tatsächlicher Wirkschaltstatus "P" oder "N") aus­ liest. Eine zusätzliche Wirkstatusleitung 33 führt von diesem Schalter über besagte Steckverbindung 19 zur elektronischen Getriebesteuerung 27.

Im Gegensatz zu bekannten Lösungen ist hier der Schalter 20A nicht auf Stromtragfähigkeit beansprucht, da er die Getriebesteuerung 27 praktisch stromlos mit einem Poten­ tial beaufschlagt. Ein Defekt dieses Schalters durch Ver­ schweißen seiner Kontaktelemente ist insoweit ausgeschlos­ sen. Zusätzlich bietet dieser Schalter die Möglichkeit, Ungenauigkeiten oder Stellungsdiskrepanzen zwischen der elektronisch abgetasteten Wählhebelstellung und der tat­ sächlich erreichten und tatsächlich wirksamen Stellung des den Schalter betätigenden Wählschiebers am Getriebe (d. h. dessen Wirkschaltstatus) zu erfassen, d. h. eine größer bzw. zu groß werdende Wählunschärfe insoweit frühestmög­ lich aktiv zu erkennen und als Fehler zur Anzeige zu bringen.

Dieser Vorzug muß allerdings durch die zusätzliche Wirk­ statusleitung 33 und eine entsprechend höhere Polzahl der Steckverbindung 19 erkauft werden; die Wirkstatusleitung 33 kann in praxi jedoch erheblich flexibler und mit gerin­ gerer Steckkraft verbindbar ausgeführt werden als nach der eingangs erläuterten Lösung nach dem Stande der Technik.

Ein solcher Mehraufwand kann jedoch dadurch einfach ver­ mieden werden, daß ein Signal, welches auf dem auch bi­ direktional betreibbaren Steuerpfad 28 zwischen dem Ge­ triebe 21 und der Getriebesteuerung 27 ausgetauscht wird und in den Stellungen "P" und "N" nicht oder nur unwesent­ lich zur Getriebesteuerung beiträgt bzw. benötigt wird, vermittels des Anlaßsperrschalters 20A einen unplausiblen Wert annimmt, welcher von der Getriebesteuerung 27 detek­ tiert und zu einem entsprechenden Sperrsignal an das Motorsteuergerät 30 aufbereitet wird.

Bei den beiden vorerwähnten Ausführungsbeispielen wäre im Falle einer Störung des Kommunikationspfades 29 zwischen der Getriebesteuerung 27 und dem Motorsteuergerät 30 eine Startbarkeit der Brennkraftmaschine unter bestimmten, sehr außergewöhnlichen Umständen nicht ausgeschlossen.

Erfindungsgemäß kann dem gemäß Fig. 3 abgeholfen werden, indem parallel zu dem jedenfalls erforderlichen Kommunika­ tionspfad 29, beispielsweise vom seriellen CAN-Bus-Typ, eine Sperrstatusleitung 34 vorgesehen wird, die ein von der Getriebesteuerung 27 ausgegebenes Sperrsignal parallel zum Kommunikationspfad 29 an das Motorsteuergerät 30 redundant überträgt. Auf diese Weise kann eine Sperrung der Zündung und/oder Kraftstoffzumessung der Brennkraftmaschine in Ab­ hängigkeit von einem tatsächlich bestehenden Antriebskraft­ schluß durch das Getriebe sehr sicher realisiert werden.

Da der Entwicklungstrend dahin geht, eine Vielzahl von elektronischen Steuergeräten, also auch das Motorsteuer­ gerät und das Getriebesteuergerät, in einer gemeinsamen Schutzummantelung unterzubringen, kann innerhalb einer solchen die zusätzliche Sperrstatusleitung 34 in der Pra­ xis sehr kurz und vorzugsweise als Leiterbahn z. B. einer Verbindungsplatine oder eines Flexverbinders und insoweit besonders kostengünstig realisiert werden. Ein Maximum an Sicherheit wird hier also mit vergleichsweise sehr gerin­ gem Aufwand erreicht.

Claims (10)

1. Einrichtung zur Beeinflussung des Startens der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit elektronisch gesteuertem Getriebe, mit einer elektrisch wirkenden Sper­ re zur Verhinderung der Ingangsetzung der Brennkraftma­ schine, wenn ein einen Antriebskraftschluß bewirkender Getriebestatus angewählt ist, wobei der elektromagne­ tische Ausrückschalter des Anlassers vom Zündschloß während dessen Betätigung mit Batteriestrom versorg­ bar ist, dadurch gekennzeichnet,

• - daß sie als funktionalen Bestandteil ein elektro­ nisches Steuergerät (30) für die Zündung und/oder die Zumessung des Kraftstoffs mitumfaßt, welches mit der elektronischen Getriebesteuerung (27) kommunikativ verbunden (29) ist;
• - daß die Versorgung des elektromagnetischen Ausrück­ schalters (14) am Anlasser (13) der Brennkraftmaschine mit Batteriestrom (10) auf direktem Wege (18) vom Zündschloß­ schalter (17) aus, d. h. ohne Zwischenschaltung eines Sperrschalters möglich ist;
• - daß Mittel (25; 20A) vorhanden sind, um die Posi­ tion eines den Schaltstatus des Getriebes beeinflussenden Elements zu erfassen und ein entsprechendes Signal an die Getriebesteuerung (27) zu übermitteln (26; 33);
• - daß das elektronische Motorsteuergerät (30) über besagte kommunikative Verbindung (29) von der Getrie­ besteuerung (27) aus im Sinne einer Sperrung der Zünd- und/oder Kraftstoffzumessung (32) beaufschlagbar ist, wenn besagtes Element eine Position innehat, die einen Antriebskraftschluß durch das Getriebe (21) normaler­ weise bewirkt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorhanden sind, die es ermöglichen, daß das besagte Sperrung der Zünd- und/oder Kraft­ stoffzumessung auslösende Signal über besagte kommu­ nikative Verbindung (29) innerhalb eines seriellen Busprotokolls als ein die Brennkraftmaschine regel­ mäßig außer Betrieb setzendes Datum übertragbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei besagtem Element um den vom Fahrzeugführer betätigbaren Wählhebel handelt.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei besagtem Element um ein getriebe­ seitiges Steuerelement handelt, vermittels dessen Posi­ tionsveränderung Änderungen des Schaltstatus des Getrie­ bes zwangsläufig unmittelbar ausgelöst werden.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Mitteln zur Erfassung der Position eines den Schaltstatus des Getriebes (21) beeinflussenden Elements um einen Schalter (20A) han­ delt, über welchen in Abhängigkeit von seiner Schalt­ stellung ein Eingang der Getriebesteuerung (27) mit einem vorbestimmten Potential verbindbar (33) ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Getriebesteuerung und dem elektronischen Motorsteuergerät eine zusätzliche Sperrstatusleitung (34) vorgesehen ist, über welche redundant zu und unabhängig von einer kommunikativen Busverbindung (29) zwischen der Getriebesteuerung (27) und dem elektronischen Motorsteuergerät (30) ein Sperrsignal an letzteres übertragbar ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorhanden sind, die das im wesentlichen zeitgleiche Anliegen am elektronischen Motorsteuergerät (30) eines ersten Sperrsignals über besagte Busverbindung (29) und eines zweiten Sperrsignals auf der zusätzlichen Sperrstatusleitung (34) überwachen und bei Fehlen eines der beiden Signale wenigstens eine Fehleranzeige akti­ vieren.

8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle der Nichtausgabe wenigstens eines Sperrsignals an das elektronische Motorsteuergerät das Getriebe jedenfalls in seinen neutralen Schalt­ status "N" steuerbar ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Signalpfad (28) zwischen Getriebe­ steuerung (27) und Getriebe (21) und wenigstens eine Lei­ tung (33), über die wenigstens ein Eingang der Getriebe­ steuerung (27) mit besagtem Potential beaufschlagbar ist, über ein- und dieselbe Steckverbindung (19) am Getriebe (21) geführt sind.

10. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorliegen am ruhenden Fahrzeug eines Schalt­ status des Getriebes mit Antriebskraftschluß (also nicht im Status "P" oder "N") ein normalerweise den Schaltstatus an die Getriebesteuerung rückmeldender Signalwert in einen ungültigen Signalwert veränderbar ist, und Mittel in der Ge­ triebsteuerung vorhanden sind, die den insoweit unzuläs­ sigen Signalwert diskriminieren und zu einem an das elek­ tronische Motorsteuergerät übermittelbaren Sperrsignal aufbereiten.