WO2014206408A1 - Steuergerät mit detektion der unterbrechung einer stromführenden leitung - Google Patents

Steuergerät mit detektion der unterbrechung einer stromführenden leitung Download PDF

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WO2014206408A1
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control unit
control device
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Jürgen GERHART
Martin Zimmermann
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Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B9/02—Safety arrangements electric
    • G05B9/03—Safety arrangements electric with multiple-channel loop, i.e. redundant control systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/12—Detecting malfunction or potential malfunction, e.g. fail safe; Circumventing or fixing failures
    • F16H2061/1256—Detecting malfunction or potential malfunction, e.g. fail safe; Circumventing or fixing failures characterised by the parts or units where malfunctioning was assumed or detected
    • F16H2061/1292—Detecting malfunction or potential malfunction, e.g. fail safe; Circumventing or fixing failures characterised by the parts or units where malfunctioning was assumed or detected the failing part is the power supply, e.g. the electric power supply

Definitions

  • the invention relates to a control device having the features according to the preamble of claim 1.
  • the invention thus relates to a control device which is connected to an external power supply by means of a first current-carrying line and parallel to the first current-carrying line, a second current-carrying line between the power supply and the control unit is connected, which automatically switched on interruption of the first current-carrying line or is automatically usable.
  • a control unit can be used for example in an automated manual transmission in a motor vehicle.
  • the automated manual transmission may be a parallel-shift transmission (PSG) - also referred to as dual-clutch transmission - with two sub-drive trains, each with a partial transmission with multiple, switchable by one or more gear actuators gears, each sub-drive train is assigned a friction clutch, the is actuated by a clutch actuator.
  • PSG parallel-shift transmission
  • clutch actuators are controlled by one or more of the control devices according to the invention.
  • control devices are also provided for fail-safe control of other electrically operated actuators, for example for controlling clutch and / or transmission actuators in automated clutch systems, for example in EKM systems (electronic clutch management), clutch-by-wire systems and all types of automated manual transmissions ( ASG, PSG).
  • these control units for fail-safe operation of the actuators of disconnect couplings in hybrid vehicles and for operating parking brake actuators in motor vehicles and for controlling other actuators in motor vehicles, such as actuators for actuating switching elements in the drive train of a vehicle such as jaw clutches provided.
  • a parallel shift transmission is known.
  • Such parallel gearboxes are used in drive trains of motor vehicles and have two sub-drive trains, each associated with a friction clutch.
  • the friction clutches are actuated independently of one another by an actuator.
  • the actuation is controlled by a control unit by means of a control and driver unit.
  • the control unit will powered by an external power source by means of a first current-carrying line with electrical energy.
  • a second current-carrying line is present parallel to the first current-carrying line, which is automatically switched on when the first line is interrupted.
  • the second current-carrying line is interrupted by means of a relay actively switched by a transistor. If a voltage comparison between the first and the second line indicates an interruption of the first line, the microprocessor executes an interrupt, which leads to a shutdown of the relay.
  • the invention is based on the object, provides a reliable function of the control unit in case of disturbances in the supply voltage.
  • the object is thus achieved by a control device in that in the first current-carrying line for supplying power to the control device, a first current testing unit is arranged, by means of which the interruption of the first current-carrying line can be detected.
  • the current testing unit can be easily determined whether the first live line is interrupted. That is, if the first current-carrying line fails due to a cable break, a drop of the plug or a defect of the fuse, the second current-carrying line ensures the voltage supply of the control unit without delay.
  • a second current testing unit is arranged in the second current-carrying line.
  • both the first and the second current-carrying line can be independently monitored for a defect.
  • the first and the second current-carrying line by means
  • each current testing unit is arranged behind an input of the control unit, in which the respective plug connection engages.
  • the control unit must be retrofitted with only two or four (including the review of the ground lines) Stromprüföen behind the input of the control unit for safe monitoring of the power supply, which is a particularly cost-effective option.
  • each current testing unit as a current measuring unit comprises a shunt resistor.
  • a shunt resistor is a very cost-effective component, which can be easily integrated into the control unit.
  • each Stromprüfache comprises as a current measuring element a reverse polarity protection.
  • a polarity reversal protection which is present in the control unit, so that it is connected both in the first and the second energy supply path, but a voltage interruption can also be reliably detected in this case.
  • each voltage test unit contains a comparator which compares the voltages occurring before and after the current measuring element and whose output is connected to a microprocessor of the control device which activates the actuator.
  • the microprocessor receives information about which of the current-carrying lines possibly has an interruption.
  • An interruption is characterized in that the comparator detects a difference signal which is smaller in the case of a defect than in the case of a correct voltage supply. If there is a defect in the current-carrying line, the comparator outputs a switching signal to the microprocessor.
  • a corresponding control routine may, for example, a limited gear selection and in the case of a parallel transmission circuits with interruption of traction, and generally provide a limitation of the dynamics of the actuator, limiting the current of the actuator and / or the like.
  • the driver is warned by, for example, a maintenance notice is output visually and / or acoustically and / or haptically.
  • a suitably initiated emergency mode via an information network, such as a CAN bus, other control devices be communicated so that they too, if necessary, respond to the emergency mode by, for example, a moment intervention is made in the internal combustion engine to limit the moment.
  • the actuator is controlled by the control unit such that the power consumption of the actuator is limited, for example, by limiting the electrical power provided to the actuator, so that a line failure of second live line is very unlikely.
  • the control unit also does not initiate safety-critical measures such as overlapping circuits in the case of a dual-clutch transmission.
  • Fig. 1 an embodiment of a control device according to the invention with a redundant power supply by way of example in a parallel transmission.
  • the control unit 1 operates an actuator 2 with two electric motors 3 for actuating a double clutch of a parallel gearbox, which contains two friction clutches.
  • the actuator 2 is formed from two individual components, each comprising an electric motor 3. The components and lines for controlling and powering the actuator 2 are omitted for clarity. Only a driver 4 and an output stage 5 are shown schematically.
  • the control unit 1 is connected to the on-board network of the motor vehicle by means of a first current-carrying line 7, in particular the so-called “terminal 30" (input battery plus.)
  • the ground line 8 belonging to the first line 7 is connected to the so-called “terminal 31" (return line) Battery negative or ground) connected.
  • the control unit 1 is supplied with energy.
  • the line 7 is secured by means of a fuse F1. Prior to the fuse F1 branches off a second current-carrying line 9, which is secured by a fuse F2.
  • a second ground line 10 is connected to "terminal 31".
  • the first and the second current-carrying line 7 and 9 and the ground lines 8 and 10 are connected via not shown separate connectors with the control unit 1.
  • a shunt resistor 15, 16, 17, 18 is provided for each line 7, 8, 9, 10 respectively.
  • the outputs of the shunt resistors 15, 17 of the first and second current-carrying lines 7, 9 lead to a polarity reversal protection 19, while the ground lines 8, 10 are guided behind the shunt resistor 16, 18 to ground.
  • the respective shunt resistor 15, 17, 16, 18 of a respective comparator 20, 21, 22, 23 bridged.
  • the comparator 20 measures the voltage which is applied in front of the shunt resistor 15 and which, after the shunt resistor 15, in the first current-carrying line 7.
  • the comparator 20 will detect a difference> 0 in the voltages before and after the shunt resistor 15. But if a line break, a failure of the fuse F1 or a plug failure has occurred, the comparator 20 will detect no voltage difference from the voltages before and after the shunt resistor 15.
  • the monitoring can only be carried out when the output stage 5 of the electric motors 3 is energized in order to set the detection threshold so that possible measuring tolerances have no decisive influence on the detection. Since the comparator 20 leads with its output to an input AnaJnO of the microprocessor 6, the microprocessor 6 can determine whether a defect of the first line 7 is present.
  • Comparators 21, 22, 23 is applied to a separate input Ana_ln1 to Ana_ln3 of the microprocessor 6, which supports the microprocessor 6 in the distinction of the individual lines 7, 8, 9, 10.
  • the secured by the fuse F3 line 24 is one of the position of the fuse F3 line 24
  • Ignition switch dependent live line which activates the control unit 1 with the ignition switched on. If the control unit 1 operates according to "ignition on” during normal operation, then the control unit 1 is connected to the battery supply via two supply lines 7, 9 and associated two ground lines 8, 10. In the event of a fault, for example if the fuse F1 of the first line 7 burns out If the supply line breaks or the plug connection of the supply line drops, the voltage across the shunt resistor 15 also drops.
  • the microprocessor 6 can diagnose at its inputs AnaJnO-3, which supply input of the Control unit 1 has failed and locks the power amplifier 5 or at least reduces the power, so that the control unit 1 is not overloaded. This has the consequence that no or only a reduced current flow to the electric motors 3 takes place.
  • the supply of the control unit 1 can be made without delay. This makes it possible to avoid safety-critical conditions.
  • the system can be brought into a state in order to enable the driver to drive in a limp home mode even without a redundant supply line in order to reach his destination in this case as well. This can be achieved if, for example, both clutches of the dual-clutch transmission are actuated sequentially, which corresponds to switching with traction interruption.
  • the actuator is caused to be controlled by the control unit such that the power consumption of the actuator is limited by limiting the electrical power provided to the actuator, so that a line failure of the second live line 9 is very unlikely.
  • the control unit also does not initiate safety-critical measures such as overlapping circuits in the case of a dual-clutch transmission.
  • control unit 1 is unintentionally de-energized.
  • An active control unit can recognize a critical situation via the functional software and resolve or prevent it by taking suitable measures.
  • Such an inventive control device can not only advantageous in parallel transmission (PSG) but also in other automated transmissions (ASG) and / or automated clutch systems (EKM, clutch-by-wire, starting clutches) with controlled by the control unit gear actuators and / or clutch actuators be used in a motor vehicle.
  • PSG parallel transmission
  • ASG automated transmissions
  • EKM clutch-by-wire, starting clutches
  • control devices according to the invention can advantageously for fail-safe operation of the actuators of separating clutches in hybrid vehicles for the separation of internal combustion engine and electric motor, and for operating parking brake actuators in motor vehicles, as well as for controlling other actuators in motor vehicles that are to be operated as fail-safe such as actuators are used to actuate other switching elements in the drive train of a vehicle such as jaw clutches.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Steuergerät zur Steuerung eines Aktors, wobei das Steuergerät mit einer externen Energieversorgung mittels einer ersten stromführenden Leitung verbunden ist und parallel zu der ersten stromführenden Leitung eine zweite stromführende Leitung zwischen der externen Energieversorgung und dem Steuergerät angeschlossen ist, welche bei einer Unterbrechung der ersten stromführenden Leitung selbsttätig zuschaltbar oder automatisch nutzbar ist. Bei einem Parallel-Schaltgetriebe, dessen Funktion auch bei einer Störung der Energieversorgung gewährleistet wird, ist in der ersten stromführenden Leitung eine erste Stromprüfeinheit angeordnet, mittels welcher die Unterbrechung der ersten stromführenden Leitung detektierbar ist.

Description

STEUERGERÄT MIT DETEKTION DER UNTERBRECHUNG
EINER STROMFÜHRENDEN LEITUNG
Die Erfindung betrifft ein Steuergerät mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 . Die Erfindung betrifft also ein Steuergerät, welches mit einer externen Energieversorgung mittels einer ersten stromführenden Leitung verbunden ist und parallel zu der ersten stromführenden Leitung eine zweite stromführende Leitung zwischen der Energieversorgung und dem Steuergerät angeschlossen ist, welche bei einer Unterbrechung der ersten stromführenden Leitung selbsttätig zuschaltbar oder automatisch nutzbar ist. Ein derartiges Steuergerät kann beispielsweise in einem automatisierten Schaltgetriebe in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden. Bei dem automatisierten Schaltgetriebe kann es sich beispielsweise um ein Parallel-Schaltgetriebe (PSG) - auch als Doppelkupplungsgetriebe bezeichnet - mit zwei Teilantriebssträngen mit jeweils einem Teilgetriebe mit mehreren, von einem oder mehreren Getriebeaktoren schaltbaren Gängen handeln, wobei jedem Teilantriebsstrang eine Reibungskupplung zugeordnet ist, die von einem Kupplungsaktor betätigt wird. Die beteiligten Getriebeaktoren sowie Kupplungsaktoren werden von einem oder mehreren der erfindungsgemäßen Steuergeräte gesteuert.
Die erfindungsgemäßen Steuergeräte sind auch zur ausfallsicheren Steuerung anderer elektrisch betriebener Aktoren vorgesehen, beispielsweise zur Steuerung von Kupplungsund/oder Getriebeaktoren in automatisierten Kupplungssystemen, beispielsweise in EKM- Systemen (elektronisches Kupplungsmanagement), Clutch-by-wire-Systemen sowie allen Arten von automatisierten Schaltgetrieben (ASG, PSG). Weiterhin sind diese Steuergeräte zum ausfallsicheren Betreiben der Aktoren von Trennkupplungen in Hybrid-Fahrzeugen sowie zum Betreiben von Parkbremsen-Aktoren in Kraftfahrzeugen sowie zur Steuerung sonstiger Aktoren in Kraftfahrzeugen, wie beispielsweise Aktoren zur Betätigung von Schaltelementen im Antriebsstrang eines Fahrzeugs wie beispielsweise von Klauenkupplungen vorgesehen.
Aus der DE 10 2008 050 289 A1 ist ein Parallel-Schaltgetriebe bekannt. Solche Parallel- Schaltgetriebe sind in Antriebsträngen von Kraftfahrzeugen eingesetzt und besitzen zwei Teilantriebstränge, denen jeweils eine Reibungskupplung zugeordnet ist. Die Reibungskupplungen werden dabei von einem Aktor unabhängig voneinander betätigt. Die Betätigung wird von einem Steuergerät mittels einer Steuer- und Treibereinheit gesteuert.
Um zu verhindern, dass bei einem Leitungsbruch, einem Durchbrennen der Sicherung oder einem Abfallen des Steckers die Stromversorgung des Steuergerätes ausfällt, wird das Steu- ergerät von einer externen Energiequelle mittels einer ersten stromführenden Leitung mit elektrischer Energie versorgt. Zusätzlich ist parallel zur ersten stromführenden Leitung eine zweite stromführende Leitung vorhanden, die bei Unterbrechung der ersten Leitung automatisch zugeschaltet wird. Um dies zu realisieren, ist bei nicht unterbrochener erster Leitung die zweite stromführende Leitung mittels eines von einem Transistor aktiv geschalteten Relais unterbrochen. Zeigt ein Spannungsvergleich zwischen der ersten und der zweiten Leitung eine Unterbrechung der ersten Leitung an, führt der Mikroprozessor einen Interrupt aus, der zu einer Abschaltung des Relais führt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine sichere Funktion des Steuergerätes bei Störungen in der Versorgungsspannung bereitstellt.
Diese Aufgabe wird durch ein Steuergerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe also durch ein Steuergerät dadurch gelöst, dass in der ersten stromführenden Leitung zur Spannungsversorgung des Steuergerätes eine erste Stromprüfeinheit angeordnet ist, mittels welcher die Unterbrechung der ersten stromführenden Leitung detektierbar ist. Mittels der Stromprüfeinheit kann einfach festgestellt werden, ob die erste stromführende Leitung unterbrochen ist. D.h., wenn die erste stromführende Leitung durch einen Kabelbruch, einen Abfall des Steckers oder einen Defekt der Sicherung ausfällt, stellt die zweite stromführende Leitung verzögerungsfrei die Spannungsversorgung des Steuergerätes sicher. Durch die Stromprüfeinheit wird allein der an der ersten stromführenden Leitung fließende Strom detektiert, ein Vergleich mit der zweiten stromführenden Leitung entfällt.
Vorteilhafterweise ist in der zweiten stromführenden Leitung eine zweite Stromprüfeinheit angeordnet. Dadurch können sowohl die erste als auch die zweite stromführende Leitung unabhängig voneinander auf einen Defekt hin überwacht werden.
In einer Ausgestaltung sind die erste und die zweite stromführende Leitung mittels
verschiedener Steckverbindungen mit dem Steuergerät verbunden. Durch die separaten Steckverbindungen, mit dem jede stromführende Leitung für sich mit dem Steuergerät verbunden ist, wird sichergestellt, dass bei einem Defekt bzw. Abfall einer Steckverbindung die andere stromführende Leitung immer noch ordnungsgemäß mit dem Steuergerät zu dessen Energieversorgung verbunden ist. ln einer Variante jede Stromprüfeinheit hinter einem Eingang des Steuergerätes angeordnet, in welchen die jeweilige Steckverbindung eingreift. Das Steuergerät muss zur sicheren Überwachung der Energieversorgung lediglich mit zwei bzw. vier (einschließlich der Überprüfung der Masseleitungen) Stromprüfeinheiten hinter dem Eingang des Steuergerätes nachgerüstet werden, was eine besonders kostengünstige Variante darstellt.
Insbesondere umfasst jede Stromprüfeinheit als Strommesseinheit einen Shunt- Widerstand. Ein solcher Shunt-Widerstand stellt ein sehr kostengünstiges Bauteil dar, welches sich einfach in das Steuergerät integrieren lässt.
Alternativ umfasst jede Stromprüfeinheit als Strommesselement einen Verpolschutz. Dabei macht es sich zwar notwendig, einen an sich in dem Steuergerät vorhandenen Verpolschutz mehrfach auszuführen, so dass es sowohl in dem ersten als auch in den zweiten Energieversorgungspfad geschaltet ist, eine Spannungsunterbrechung ist aber auch in diesem Fall zuverlässig zu erkennen.
In einer Weiterbildung enthält jede Spannungsprüfeinheit einen Komparator, welcher die vor und nach dem Strommesselement auftretenden Spannungen vergleicht und dessen Ausgang mit einem, den Aktor ansteuernden Mikroprozessor des Steuergerätes verbunden ist. Auf diese Art und Weise erhält der Mikroprozessor eine Information darüber, an welcher der stromführenden Leitungen evtl. eine Unterbrechung vorliegt. Eine Unterbrechung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Komparator ein Differenzsignal detektiert, welches bei einem Defekt kleiner ist als bei einer korrekten Spannungszuführung. Liegt an der stromführenden Leitung ein Defekt vor, gibt der Komparator ein Schaltsignal an den Mikroprozessor aus.
Vorteilhafterweise wird bei einem Betrieb des Steuergerätes mittels der zweiten stromführenden Leitung, im Falle, dass das Steuergerät einen oder mehrere Aktoren eines automatisierten Schaltgetriebes insbesondere eines Parallel-Schaltgetriebes steuert, das Schaltgetriebe in einem Notlauf betrieben. Eine entsprechende Steuerroutine kann beispielsweise eine eingeschränkte Gangauswahl und im Falle eines Parallelschaltgetriebes Schaltungen mit Zugkraftunterbrechung, und allgemein eine Begrenzung der Dynamik des Aktors, eine Begrenzung des Stroms des Aktors und/oder dergleichen vorsehen. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Fahrer gewarnt wird, indem beispielsweise ein Wartungshinweis optisch und/oder akustisch und/oder haptisch ausgegeben wird. Auch kann ein entsprechend eingeleiteter Notfahrmodus über ein Informationsnetzwerk, beispielsweise einen CAN-Bus, anderen Steuergeräten mitgeteilt werden, so dass auch diese gegebenenfalls auf den Notfahrmodus reagieren, indem beispielsweise ein Momenteneingriff in die Brennkraftmaschine zur Begrenzung des Momentes vorgenommen wird.
Bei einem Betrieb des Steuergerätes in einem Notfahrmodus - auch als Notlauf bezeichnet - wird veranlasst, dass der Aktor vom Steuergerät derart gesteuert wird, dass die Leistungsaufnahme des Aktors beispielsweise durch Begrenzung der zur Verfügung gestellten elektrischen Leistung für den Aktor begrenzt ist, sodass ein Leitungsausfall der zweiten stromführenden Leitung sehr unwahrscheinlich wird. Darüber hinaus kann im Notbetrieb vorgesehen sein, dass das Steuergerät auch keine sicherheitskritischen Maßnahmen wie beispielsweise Überschneidungsschaltungen im Fall eines Doppelkupplungsgetriebes veranlasst.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figur näher erläutert werden. Es zeigt:
Fig. 1 : ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Steuergerätes mit einer redundanten Stromversorgung beispielhaft in einem Parallel-Schaltgetriebe.
Gemäß Fig. 1 betreibt das Steuergerät 1 einen Aktor 2 mit zwei Elektromotoren 3 zur Betätigung einer, zwei Reibungskupplungen enthaltenden Doppelkupplung eines Parallel- Schaltgetriebes. Der Aktor 2 ist dabei aus zwei einzelnen, jeweils einen Elektromotor 3 umfassenden Bauteilen gebildet. Die Bauelemente und Leitungen zur Steuerung und Stromversorgung des Aktors 2 sind der Übersichtlichkeit halber weggelassen. Lediglich ein Treiber 4 und eine Endstufe 5 sind schematisch dargestellt. Ein Mikroprozessor 6, der an der Klemme GND auf Masse liegt, übernimmt die Steuer- und Rechenvorgänge des Steuergerätes 1.
Das Steuergerät 1 ist mittels einer ersten stromführenden Leitung 7 an das Bordnetz des Kraftfahrzeuges, insbesondere die sogenannte„Klemme 30" (Eingang Batterie Plus), angeschlossen. Die zur ersten Leitung 7 gehörende Masseleitung 8 ist an die sogenannte„Klemme 31 " (Rückleitung ab Batterie Minus oder Masse) angeschlossen. Mittels dieser Leitungen 7, 8 wird das Steuergerät 1 mit Energie versorgt. Die Leitung 7 ist mittels einer Sicherung F1 abgesichert. Vor der Sicherung F1 zweigt eine zweite stromführende Leitung 9 ab, die mittels einer Sicherung F2 abgesichert ist. Eine zweite Masseleitung 10 ist mit„Klemme 31 " verbunden. Die erste und die zweite stromführende Leitung 7 und 9 bzw. die Masseleitungen 8 und 10 sind dabei über nicht weiter dargestellte separate Steckverbindungen mit dem Steuergerät 1 verbunden. Hinter dem jeweiligen Eingang 1 1 , 12, 13, 14 des Steuergerätes 1 ist für jede Leitung 7, 8, 9, 10 jeweils ein Shunt-Widerstand 15, 16, 17, 18 vorgesehen. Beim vorliegenden Beispiel führen die Ausgänge der Shunt-Widerstände 15, 17 der ersten und der zweiten stromführenden Leitungen 7, 9 auf einen Verpolschutz 19, während die Masseleitungen 8, 10 hinter dem Shunt-Widerstand 16, 18 auf Masse geführt sind. In jeder der Leitungen 7, 8, 9, 10 ist der jeweilige Shunt-Widerstand 15, 17, 16, 18 von jeweils einem Komparator 20, 21 , 22, 23 überbrückt. So misst beispielsweise der Komparator 20 die Spannung, welche vor dem Shunt- Widerstand 15 und welche nach dem Shunt-Widerstand 15 in der ersten stromführenden Leitung 7 anliegt. Liegt keine Unterbrechung in der ersten Leitung 7 vor, so wird der Komparator 20 eine Differenz > 0 in den Spannungen vor und nach dem Shunt- Widerstand 15 erkennen. Ist aber ein Leitungsbruch, ein Ausfall der Sicherung F1 oder ein Steckerausfall aufgetreten, so wird der Komparator 20 keine Spannungsdifferenz aus den Spannungen vor und nach dem Shunt-Widerstand 15 detektieren.
Alternativ kann die Überwachung nur dann durchgeführt werden, wenn die Endstufe 5 der Elektromotoren 3 bestromt ist, um damit die Erkennungsschwelle so einzustellen, dass mögliche Messtoleranzen keinen entscheidenden Einfluss auf die Erkennung haben. Da der Komparator 20 mit seinem Ausgang an einen Eingang AnaJnO des Mikroprozessors 6 führt, kann der Mikroprozessor 6 feststellen, ob ein Defekt der ersten Leitung 7 vorliegt.
Die Komparatoren 21 , 22, 23 in den Leitungen 8, 9, 10 arbeiten analog. Jeder der
Komparatoren 21 , 22, 23 liegt an einem separaten Eingang Ana_ln1 bis Ana_ln3 des Mikroprozessors 6 an, was den Mikroprozessor 6 bei der Unterscheidung der einzelnen Leitungen 7, 8, 9, 10 unterstützt.
Die mittels der Sicherung F3 abgesicherte Leitung 24 ist eine von der Stellung des
Zündschalters abhängige stromführende Leitung, die das Steuergerät 1 bei eingeschalteter Zündung aktiviert. Arbeitet das Steuergerät 1 nach„Zündung ein" im Normalbetrieb, so ist das Steuergerät 1 über zwei Versorgungsleitungen 7, 9 und dazugehörige zwei Masseleitungen 8, 10 mit der Batterieversorgung verbunden. Im Fehlerfall, wenn beispielsweise die Sicherung F1 der ersten Leitung 7 durchbrennt, die Zuleitung bricht oder die Steckverbindung der Zuleitung abfällt, fällt auch die Spannung über dem Shunt-Widerstand 15 ab. Der Mikroprozessor 6 kann an seinen Eingängen AnaJnO - 3 diagnostizieren, welcher Versorgungseingang des Steuergerätes 1 ausgefallen ist und sperrt die Endstufe 5 oder reduziert zumindest den Strom, so dass das Steuergerät 1 nicht überlastet wird. Dies hat die Folge, dass keiner bzw. nur ein reduzierter Stromfluss zu den Elektromotoren 3 erfolgt. Aufgrund der zweiten stromführenden Versorgungsleitung 9 kann, nachdem das Steuergerät 1 einen Defekt detektiert hat, die Versorgung des Steuergerätes 1 verzögerungsfrei vorgenommen werden. Damit besteht die Möglichkeit, sicherheitskritische Zustände zu vermeiden. Darüber hinaus kann das System in einen Zustand gebracht werden, um auch ohne redundante Versorgungsleitung dem Fahrer ein Fahren in einem Limp home Modus zu ermöglichen, um auch in diesem Fall sein Ziel zu erreichen. Dies kann erreicht werden, wenn beispielsweise beide Kupplungen des Doppelkupplungsgetriebes sequentiell betätigt werden, was einem Schalten mit Zugkraftunterbrechung entspricht. Bei einem Betrieb des Steuergerätes mittels der zweiten stromführenden Leitung 9 in einem Notlauf wird veranlasst, dass der Aktor vom Steuergerät derart gesteuert wird, dass die Leistungsaufnahme des Aktors durch Begrenzung der zur Verfügung gestellten elektrischen Leistung für den Aktor begrenzt ist, sodass ein Leitungsausfall der zweiten stromführenden Leitung 9 sehr unwahrscheinlich wird. Darüber hinaus kann im Notbetrieb vorgesehen sein, dass das Steuergerät auch keine sicherheitskritischen Maßnahmen wie beispielsweise Überschneidungsschaltungen im Fall eines Doppelkupplungsgetriebes veranlasst.
Mittels der vorgeschlagenen Lösung werden Zustände eliminiert, in denen das Steuergerät 1 ungewollt stromlos wird. Ein aktives Steuergerät kann über die Funktionssoftware eine kritische Situation erkennen und durch geeignete Maßnahmen auflösen oder verhindern.
Ein derartiges erfindungsgemäßes Steuergerät kann nicht nur vorteilhaft in Parallel- Schaltgetriebe (PSG) sondern auch in anderen automatisierten Schaltgetrieben (ASG) und/oder automatisierten Kupplungssystemen (EKM, Clutch-by-wire, Anfahrkupplungen) mit durch das Steuergerät gesteuerten Getriebeaktoren und/oder Kupplungsaktoren in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden.
Weiterhin können die erfindungsgemäßen Steuergeräte vorteilhaft zum ausfallsicheren Betreiben der Aktoren von Trennkupplungen in Hybrid-Fahrzeugen zur Trennung von Verbrennungsmotor und E-Motor, sowie zum Betreiben von Parkbremsen-Aktoren in Kraftfahrzeugen, sowie zur Steuerung sonstiger Aktoren in Kraftfahrzeugen, die möglichst ausfallsicher betrieben werden sollen, wie beispielsweise Aktoren zur Betätigung von anderen Schaltelementen im Antriebsstrang eines Fahrzeugs wie beispielsweise von Klauenkupplungen eingesetzt werden. Bezugszeichenliste
Steuergerät
2 Aktor
3 Elektromotor
4 Treiber
5 Endstufe
6 Mikroprozessor
7 Stromführende Leitung
8 Masseleitung
9 Stromführende Leitung
10 Masseleitung
1 1 Eingang des Steuergerätes
12 Eingang des Steuergerätes
13 Eingang des Steuergerätes
14 Eingang des Steuergerätes
15 Shunt-Widerstand
16 Shunt-Widerstand
17 Shunt-Widerstand
18 Shunt-Widerstand
19 Verpolschutz
20 Komparator
21 Komparator
22 Komparator
23 Komparator
24 Leitung
F1 Sicherung
F2 Sicherung
F3 Sicherung
Ana-InO Eingang des Mikroprozessors
Ana-In1 Eingang des Mikroprozessors
Ana-In2 Eingang des Mikroprozessors
Ana-In3 Eingang des Mikroprozessors

Claims

Patentansprüche
1 . Steuergerät (1 ) zur Steuerung eines Aktors (2), wobei das Steuergerät (1 ) mit einer externen Energieversorgung mittels einer ersten stromführenden Leitung (7) verbunden ist und parallel zu der ersten stromführenden Leitung (7) eine zweite stromführende Leitung (9) zwischen der externen Energieversorgung und dem Steuergerät (1 ) angeschlossen ist, welche bei einer Unterbrechung der ersten stromführenden Leitung (7) selbsttätig zuschaltbar oder automatisch nutzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten stromführenden Leitung (7) eine erste Stromprüfeinheit (15, 20) angeordnet ist, mittels welcher die Unterbrechung der ersten stromführenden Leitung (7) detektier- bar ist.
2. Steuergerät (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten stromführenden Leitung (9) eine zweite Stromprüfeinheit (17, 21 ) angeordnet ist.
3. Steuergerät (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite stromführende Leitung (7, 9) mittels verschiedener Steckverbindungen mit dem Steuergerät (1 ) verbunden sind.
4. Steuergerät (1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Stromprüfeinheit (15, 20; 17, 21 ) hinter einem Eingang (1 1 , 12, 13, 14) des Steuergerätes (1 ) angeordnet ist, in welche die jeweilige Steckverbindung eingreift.
5. Steuergerät (1 ) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Stromprüfeinheit (15, 20; 17, 21 ) als Spannungsmesseinheit einen Shunt- Widerstand (15, 17) umfasst.
6. Steuergerät (1 ) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede Stromprüfeinheit (15, 20; 17, 21 ) als Strommesselement einen Verpolschutz (19) umfasst.
7. Steuergerät (1 ) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Stromprüfeinheit (15, 20; 17, 21 ) einen Komparator (20, 21 ) enthält, welcher die vor und nach der Spannungsmesseinheit (15, 17) auftretenden Spannungen vergleicht, und dessen Ausgang mit einem, den Aktor (2) ansteuernden Mikroprozessor (6) des Steuergerätes (1 ) verbunden ist.
8. Steuergerät (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Betrieb des Steuergerätes (1 ) mittels der zweiten stromführenden Leitung (9) das Steuergerät (1 ) in einem Notlauf betrieben wird, bei dem ein Leitungsausfall der zweiten stromführenden Leitung (9) sehr unwahrscheinlich ist.
9. Steuergerät (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (1 ) sowie der Aktor (2) in einem automatisierten Kupplungssystem und/oder in einem automatisierten Schaltgetriebe angeordnet sind und/oder der Aktor (2) als Getriebeaktor und/oder als Kupplungsaktor ausgeführt ist und/oder Steuergerät (1 ) sowie Aktor (2) in einem Hybrid-Fahrzeug zur Betätigung einer Trennkupplung zur Trennung eines Verbrennungsmotors von einem E-Motor angeordnet sind und/oder Steuergerät (1 ) sowie Aktor (2) zum Betätigung einer Parkbremse in einem Kraftfahrzeug angeordnet sind, und/oder Steuergerät (1 ) sowie Aktor (2) zur Betätigung von anderen Schaltelementen in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs wie bei- sielsweise einer Klauenkupplung im Antriebsstrang angeordnet sind.
10. Steuergerät (1 ) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Notlauf eine Begrenzung der Dynamik des Aktors (2) und/oder eine Begrenzung des Stroms des Aktors (2) beinhaltet, wobei der Notlauf in einem automatisierten Schaltgetriebe eine eingeschränkte Gangauswahl vorsieht und/oder wobei der Notlauf in einem Paral- lel-Schaltgetriebe eine eingeschränkte Gangauswahl mit Schaltungen mit Zugkraftunterbrechung vorsieht.
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