DE10036601A1 - Vorrichtung zur Steuerung eines Kraftfahrzeuggetriebes - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Steuerung eines Kraftfahrzeuggetriebes, die einen Bedienelement- und Getriebesteuergeräteteil und einen oder mehrere davon angesteuerte Aktoren zur Getriebebetätigung aufweist. DOLLAR A Erfindungsgemäß sind mechatronische Aktoren zur Getriebebetätigung vorgesehen, die über einen eigenständigen Getriebe-Datenbus mit dem Bedienelement- und Getriebesteuergeräteteil in Verbindung stehen, der seinerseits als Gateway zu wenigstens einem weiteren fahrzeugseitigen Datenbus fungiert. DOLLAR A Verwendung z. B. zur Steuerung von automatisierten Schaltgetrieben und kontinuierlich verstellbaren Getrieben in Automobilen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Steuerung eines Kraftfahrzeuggetriebes, d. h. eines im Antriebstrang eines Kraftfahrzeugs befindlichen Getriebes, die einen Bedienelement- und Getriebesteuergeräteteil und wenigstens einen davon ange­ steuerten Aktor zur Getriebebetätigung umfasst. Der Begriff "Steuerung" ist hierbei vorliegend in seinem allgemeinen auch Regelungen umfassenden Sinne zu verstehen.

Insbesondere eignet sich die Erfindung für sogenannte automati­ sierte Schaltgetriebe (AST) und kontinuierlich verstellbare Ge­ triebe (CVT). Derartige Fahrzeuggetriebe kommen derzeit ver­ mehrt zum Einsatz, um dem Wunsch nach Kraftstoffverbrauchs- und Abgasreduzierung durch Verwendung eines automatisierten An­ triebsstranges mit neuartigen Funktionen, wie Start/Stopp-Auto­ matik, sowie dem Wunsch nach mehr Komfort durch freie, ergono­ mische Gestaltung und Plazierung der zugehörigen Bedienelemen­ te, nach neuen Konzepten zum Starten und Abstellen des Fahr­ zeugs sowie nach Wahlfreiheit des Bedienelementes nachzukommen. In dieser Hinsicht zukunftsträchtige Lösungen sind die Automa­ tisierung der Kupplungsbetätigung durch einen Kupplungsaktor, des Gangstufenwechsels durch einen Schaltaktor und/oder des Über­ setzungswechsels durch einen Verstellaktor, wobei diese Aktoren elektromotorische/elektromechanische Stellantriebe beinhalten.

Als Aktoren finden zunehmend sogenannte intelligente Aktoren auch in Fahrzeugen Verwendung, wobei in solchen intelligenten Aktoren Steuerungselektronik und elektromotorische/elektro­ mechanische Stellaktorik sowie gegebenenfalls Sensorik eine kompakte Baueinheit bilden, speziell als sogenanntes mechatro­ nisches Aktorsystem. In Fahrzeugsystemen sind solche intelli­ genten Aktoren z. B. zur Spiegelverstellung und für Türschloß­ systeme in Gebrauch. Dazu wurden sogenannte Super-Smart-Power Chips entwickelt, die über einen Mikrocontroller mit RAM, ROM und EEPROM, über Spannungsregler mit Power-On-Reset, Watchdog­ timer, AD-Wandler, Fahrzeugbus-Controller mit Transceiver z. B. für CAN-Bus, Standard-E/A-Schnittstellen und voll geschützte Leistungsendstufen (Motorbrücke) verfügen.

Es ist bekannt, Fahrzeugkomponenten von Motor, Getriebe, Kupp­ lung, Fahrwerk und zugehörigen Bedienelementen an einen gemein­ samen Fahrzeug-Datenbus, z. B. einen CAN-Bus, anzukoppeln. Dies schafft hinsichtlich der Getriebesteuerung auch die Möglichkeit einer nicht-mechanischen Kopplung von Getriebe und zugehörigem Bedienelement, sogenanntes Shift-by-Wire. Dabei kann insbeson­ dere bei Systemen zur Automatisierung von Schaltgetrieben oder kontinuierlich verstellbaren Getrieben vorgesehen sein, die Ak­ toren von einem zentralen Getriebesteuergerät anzusteuern, wor­ unter vorliegend der Einfachheit halber neben einem eigentli­ chen Getriebesteuergerät auch ein Antriebsstrangsteuergerät verstanden werden soll. Getriebesteuerungen dieser und ähnli­ cher Art sind in der Patentschrift US 5.251.733 und den Offen­ legungsschriften EP 0 916 548 A2, WO 97/44210 A1, EP 0 641 959 A2, DE 199 04 022 A1 und DE 197 36 931 A1 offenbart.

Bekannt sind auch Fahrzeug-Bussysteme, bei denen ein Motor- und ein Getriebesteuergerät sowie eventuell ein Kupplungs- und Fahr­ werksteuergerät, wie für ein Antiblockiersystem (ABS) oder eine Fahrdynamikregeleinrichtung (ESP), an einen gemeinsamen Datenbus, insbesondere einen sogenannten Motorbus, angekoppelt sind und die Aktoren von Kupplung und/oder Getriebe direkt von den entsprechenden Steuergeräten, wie Getriebe- oder Kupplungs­ steuergerät, angesteuert werden, siehe die Offenlegungsschrif­ ten. DE 198 23 762 A1, DE 199 04 022 A1 und WO 96/10492 A2.

Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung einer Getriebesteuerungsvorrichtung der eingangs genannten Art zugrunde, mit der sich ein elektromotorisch/elektromechanisch betätigtes Getriebe, gegebenenfalls mit Kupplung, komfortabel und mit hohem Sicherheitsniveau steuern lässt.

Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung ei­ ner Getriebesteuerungsvorrichtung mit den Merkmalen des An­ spruchs 1. Diese Getriebesteuerungsvorrichtung umfasst einen eigenständigen Getriebe-Datenbus, an den mechatronisch ausge­ legte Getriebeaktoren sowie der Bedienelement-/Getriebesteuer­ geräteteil angekoppelt sind, wobei der Bedienelement-/Getriebe­ steuergeräteteil gleichzeitig als Gateway zwischen dem Getrie­ be-Datenbus und einem weiteren Fahrzeug-Datenbus fungiert, wie einem Motor-Datenbus. Unter mechatronischen Aktoren sind intel­ ligente Aktoren mit Elektronikteil, eventueller Sensorik und dem eigentlichen elektromotorischen/elektromechanischen Aktor­ teil zu verstehen.

Die dergestalt ausgelegte Getriebesteuerungsvorrichtung ermög­ licht eine vergleichsweise einfache und zuverlässige Verbin­ dungstechnik der beteiligten Komponenten durch deren Anbindung an den eigenständigen Getriebe-Datenbus, nachfolgend auch ein­ fach Getriebebus bezeichnet, sowie eine hohe Funktionssicher­ heit und -zuverlässigkeit durch die auf die Aktoren und den Be­ dienelement-/Getriebesteuergeräteteil verteilte und über die Busvernetzung miteinander kommunizierende Steuerungsintelli­ genz. Die Verteilung der Getriebesteuerungsintelligenz zum Teil auf die Aktoren ermöglicht weitergehende Vorteile, wie eine Er­ mittlung und Abspeicherung von Getriebeadaptionsparametern, z. B. von Greifpunkten der Kupplungen, Synchronisationspunkten der Schaltelemente sowie Nullpunkt und Offset von Getriebesen­ soren, vor Ort, so dass nach Austausch des Getriebes oder ein­ zelner Komponenten nicht das gesamte Getriebesystem neu adap­ tiert zu werden braucht, sondern nur der oder die betreffenden Komponenten.

In einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 ist der Bedienelement-/Getriebesteuergeräteteil von einer intelligenten Bedienelementeinheit und einem Getriebesteuergerät als getrenn­ ten Bauteilen gebildet, wobei letzteres die Gateway-Funktion zu dem weiteren Fahrzeug-Datenbus enthält. Unter einem intelligen­ ten Bedienelement ist dabei ein mechatronisches Bedienelement zu verstehen, das über einen Mikrocontroller verfügt, der Fah­ rereingaben erfasst und auswertet. Je nach implementierter wei­ terer Getriebesteuerungsintelligenz kann das intelligente Be­ dienelement entsprechende weitere Funktionalitäten erfüllen, z. B. für die Realisierung einer Rückwärtsgangsperre, einer Par­ ksperre und der sogenannten Shift-Lock-Funktion. Als weitere Funktionalität für die intelligente Bedienelementeinheit kann eine Überwachung der übrigen, an den Getriebebus angeschlosse­ nen Komponenten vorgesehen sein. Des weiteren kann eine solche intelligente Bedienelementeinheit bei Ausfall des Getriebesteu­ ergerätes eine Notfunktion erfüllen, in welcher es die Getrie­ beaktoren mit eingeschränktem Funktionsumfang ansteuert.

In einer weiteren Ausgestaltung dieser getrennten Realisierung von intelligentem Bedienelement und Getriebesteuergerät ist ge­ mäß Anspruch 3 das intelligente Bedienelement so ausgelegt, dass es bei einem Ausfall des Getriebesteuergerätes dessen Grundfunktionalität übernimmt, wozu mindestens die Ansteuerung der Aktoren gehört, z. B. auf der Basis eines manuellen Schalt­ programms. Dadurch lässt sich in dieser Situation ein Notbe­ trieb aufrecht erhalten.

Bei einer nach Anspruch 4 weitergebildeten Vorrichtung ist der Getriebe-Datenbus als Ringstruktur von und zum Bedienelement und Steuergeräteteil realisiert, der zu diesem Zweck über zwei Getriebebusanschlüsse verfügt. Dies ermöglicht einen uneinge­ schränkten Datenbusbetrieb auch bei einem am Getriebebus auf­ tretenden Einfachfehler.

In einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 5 ist vorge­ sehen, dass sich die an den Getriebebus angeschlossenen Kompo­ nenten durch Austausch entsprechender Informationen zyklisch gegenseitig auf ihre fehlerfreie Funktion überwachen, so dass ein Komponentenausfall vom System selbsttätig erkannt werden kann. In einer Ausgestaltung dieser Maßnahme berechnet gemäß Anspruch 6 die intelligente Bedienelementeinheit die Sollvorga­ ben für die anzusteuernden Aktoren nach der gleichen Berech­ nungsvorschrift wie das Getriebesteuergerät, vergleicht beide Sollvorgaben und generiert bei fehlender Übereinstimmung eine Fehlermeldung.

Bei einer nach Anspruch 7 weitergebildeten Vorrichtung werden getriebebezogene Sensorsignale direkt vom Bedienelement und Ge­ triebesteuergeräteteil und/oder von intelligent ausgelegten Ak­ toren erfasst, die sie über den Getriebe-Datenbus an den Be­ dienelement- und Getriebesteuergeräteteil weiterleiten.

Bei einer nach Anspruch 8 weitergebildeten Vorrichtung sind die Aktoren dergestalt als intelligente Aktoren ausgelegt, dass sie Getriebeadaptionsparameter, wie Greifpunkte der Kupplungen, Synchronisationspunkte der Schaltelemente, Nullpunkt und Off­ set, ermitteln und abspeichern. Dies hat den Vorteil, dass bei einem Austausch des Getriebes oder einzelner Komponenten nicht das gesamte Getriebesystem, sondern lediglich die ausgetausch­ ten Komponenten neu adaptiert werden müssen.

In einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 9 sind die Aktoren dergestalt als intelligente Aktoren ausgelegt, dass sie bei einem Ausfall des Getriebe-Datenbusses untereinander Infor­ mationen, wie Kupplungsposition, eingelegte Gangstufe etc., de­ rart austauschen, dass ein Notlaufbetrieb aufrecht erhalten werden kann.

Alternativ zu einer getrennten Realisierung von intelligenter Bedieneinheit und Getriebesteuergerät sind in einer Weiterbil­ dung der Erfindung nach Anspruch 10 die Bedienelementfunktion und die Getriebesteuerungsfunktion in einem gemeinsamen Bauteil in Form einer kombinierten Bedienelement-/Getriebesteuereinheit realisiert.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeich­ nungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine schematische, blockdiagrammatische Darstellung ei­ ner Getriebesteuerungsvorrichtung mit intelligentem Be­ dienelement und Getriebesteuergerät sowie intelligenten Getriebeaktoren,

Fig. 2 eine blockdiagrammatische Darstellung eines der in Fig. 1 verwendeten, intelligenten Getriebeaktoren,

Fig. 3 eine schematische, blockdiagrammatische Darstellung ei­ ner Getriebesteuerungsvorrichtung mit Bedienelement- und Getriebesteuergeräteteil als einem einzigen Bauteil und

Fig. 4 eine schematische, blockdiagrammatische Darstellung ei­ ner Getriebesteuerungsvorrichtung mit ringförmigem Ge­ triebebus.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Getriebesteuerungsvorrichtung mit einem eigenen Getriebe-Datenbus 1, kurz Getriebebus, an den als hier besonders interessierende und daher explizit gezeigte Vor­ richtungskomponenten ein Getriebesteuergerät 2, ein intelligen­ tes Bedienelement 3 und mehrere intelligente Aktoren 4 angekop­ pelt sind. Das Getriebesteuergerät 2 fungiert als Gateway zwi­ schen dem Getriebebus 1 und einem Motor-Datenbus 5, kurz Motor­ bus, herkömmlichen Typs, an den unter anderem ein Motorsteuer­ gerät 6 angekoppelt ist und über den letzteres einen Antriebs­ motor des Kraftfahrzeugs steuert. Der Getriebebus 1 und der Mo­ torbus 5 sind von einem beliebigen herkömmlichen Bustyp, wie CAN, VAN, TTP etc.

Das Getriebesteuergerät 2 ist mit einem gängigen Mikrocontrol­ ler ausgestattet und überwacht die fehlerfreie Funktion der an­ deren, an den Getriebebus 1 angekoppelten Komponenten, insbe­ sondere des Bedienelementes 3 und der Aktoren 4, durch zykli­ schen Austausch von entsprechenden Informationen, wie Sensor­ werten, Berechnungsergebnissen, Watchdog-Worten, Alive-Zähler etc. Wird der Ausfall eines Aktors erkannt, versucht das Ge­ triebesteuergerät 2 so weit wie möglich, mit den verbleibenden Aktoren einen Notlaufbetrieb mit reduzierter Funktionalität aufrechtzuerhalten. Wird ein Ausfall des Bedienelementes 3 er­ kannt, so stellt das Getriebesteuergerät 2 entweder einen Auto­ matik-Modus für die Getriebesteuerung ein oder es aktiviert über den Motorbus 5 und über eine Gateway-Funktion eines an den Motorbus 5 angekoppelten Kombiinstrumentes ein alternatives Be­ dienelement, z. B. ein Multifunktionslenkrad oder ein Bedienele­ ment einer Geschwindigkeits- oder Abstandsregeleinrichtung. Gleichzeitig wird der Fahrzeugführer über ein Display entspre­ chend informiert und instruiert.

Die Auslegung des Getriebesteuergerätes 2 ist so gewählt, dass es Einzelfehler sicher erkennt und im Fehlerfall in einen feh­ lersicheren Zustand übergeht. Im Normalbetrieb generiert es im Automatik-Modus unter Berücksichtigung von Motordaten, wie Drehzahl und Moment, und/oder Umgebungsdaten, wie Steigung, Ge­ fälle und Beladung, Ansteuerinformationen für die Aktoren 4. Im Manuell-Modus werden die Fahrereingaben am intelligenten Be­ dienelement 3 direkt in Ansteuerinformationen für die Aktoren 4 umgesetzt. Lediglich bei Überdrehung oder drohendem Abwürgen des Motors wird automatisch eingegriffen und/oder eine Schalt­ empfehlung auf ein Display im Kombiinstrument ausgegeben. Auf­ wendige Redundanzen brauchen für das Getriebesteuergerät 2 nicht vorgesehen werden.

Das verwendete Getriebe-Bedienelement 3 ist als intelligentes Bedienelement ausgelegt, worunter zu verstehen ist, dass es ei­ ne mechatronische Einheit bildet, die Fahrereingaben mittels eines Mikrorechners erfasst, auf Plausibilität prüft und auf dem Getriebebus 1 zur Verfügung stellt, insbesondere für das Getriebesteuergerät 2. Bei Bedarf kann das intelligente Bedien­ element herkömmliche Getriebefunktionen wie Rückwärtsgangsper­ re, Parksperre und Shift-Lock-Funktion übernehmen und gegebe­ nenfalls eine Gangstufenanzeige, eine Fahrerwarnung und/oder eine Grundbeleuchtung ansteuern. Zusätzlich zu diesen grundle­ genden Funktionalitäten überwacht das Bedienelement 3 die feh­ lerfreie Funktion der anderen Komponenten auf dem Getriebebus 1, insbesondere des Getriebesteuergerätes 2 und der Aktoren 4, wiederum durch zyklischen Austausch von entsprechenden Informa­ tionen, wie Sensorwerten, Berechnungsergebnissen, Watchdog- Worten, Alive-Zähler etc.

Speziell berechnet das intelligente Bedienelement 3 zur Überwa­ chung der fehlerfreien Funktion des Getriebesteuergerätes 2 die Sollvorgaben für die Aktoren 4 nach der gleichen Berechnungs­ vorschrift wie das Getriebesteuergerät 2. Hierzu erhält es über die Gateway-Funktion des Getriebesteuergerätes 2 die notwendi­ gen Eingangsdaten und Parameter vom Motorbus 5, wie Motordreh­ zahl, Motormoment, Steigung, Gefälle, Beladung etc. Wird ein Ausfall des Getriebesteuergerätes 2 erkannt, so übernimmt das Bedienelement 3 dessen Grundfunktionen, insbesondere die An­ steuerung der Aktoren 4, d. h. die Sollwertvorgabe für selbige über den Getriebebus 1. Da in diesem Fall die Motordaten, wie Drehzahl, Moment etc., und Umgebungsdaten, wie Steigung, Ge­ fälle, Beladung etc., nicht mehr zur Verfügung stehen, erfolgt die Getriebesteuerung in einer eingeschränkten Form, z. B. in einem Manuell-Modus mit manuellem Schaltprogramm. Dazu über­ nimmt eine noch funktionierende Reststeuerung die Motor- und Getriebesynchronisation (Doppelkupplung), oder der Fahrer trägt durch Gaswegnehmen während eines Handschaltvorgangs zur Getrie­ besynchronisation bei, wozu er über eine Anzeige am Kombiin­ strument entsprechend instruiert werden kann.

Die Aktoren 4 sind als intelligente Aktoren ausgelegt, speziell als mechatronische Aktoren, bei denen die Elektronik und die eigentliche elektromotorische/elektromechanische Aktuatorik so­ wie gegebenenfalls eine Sensorik in einer kompakten Baueinheit integriert sind. Die Aktoren 4 sind vorzugsweise am zu steuern­ den Getriebe 7 an geeigneter Stelle angeordnet, um die ihnen jeweils zugedachte Getriebebetätigungsfunktion auszuüben. Be­ vorzugt sind mindestens ein Kupplungsaktor, ein Schaltaktor und/oder ein Verstellaktor vorgesehen. Das Getriebe 7 ist vor­ zugsweise ein automatisiertes Schaltgetriebe (ASG) oder ein kontinuierlich verstellbares Getriebe (CVT).

Fig. 2 zeigt den typischen Aufbau der verwendeten, intelligen­ ten, mechatronischen Aktoren. Wie daraus ersichtlich, beinhal­ tet jeder Aktor einen Mikrocontroller mit Signalaufbereitung, eine Spannungsversorgung, diverse Speicher, eine Leistungsend­ stufe, eine serielle Busschnittstelle, die eigentliche elektro­ motorische/elektromechanische Aktuatoreinheit, optionale Senso­ rikkomponenten und periphere Komponenten, wie Watchdog, Wake-Up und Reset.

Die intelligenten Aktoren 4 setzen die vom Getriebesteuergerät 2 über den Getriebebus 1 zugeführten Sollvorgaben in entspre­ chende Kupplungs-, Schalt- oder Verstellbetätigungen des Ge­ triebes 7 um und melden die aktuellen Einstellungen, wie Kupp­ lungsposition, aktuell eingelegte Gangstufe, Variatorposition etc., zurück. Über den Getriebebus 1 tauschen die intelligenten Aktoren 4 zyklisch mit dem Getriebesteuergerät 2 und/oder dem intelligenten Bedienelement 3 hinsichtlich Fehlerkennung aussa­ gekräftige Informationen aus, wie Sensorwerte, Berechnungser­ gebnisse, Watchdog-Worte, Alive-Zähler etc., und überwachen sich auf diese Weise gegenseitig. Erkennt die Elektronik eines Aktors 4 einen Fehler, so versetzt sie, falls möglich, den Ak­ tor in seine Grundstellung, und die Endstufe wird abgeschaltet. Je nach Fehlerart kann nach Ausfall des Getriebebusses 1 durch Informationsaustausch der intelligenten Aktoren 4 untereinan­ der, z. B. über Kupplungsposition und eingelegte Gangstufe von den Aktoren 4 eigenständig ein Notlaufbetrieb mit abgestufter Funktionsreduzierung aufrechterhalten werden.

Bevorzugt bilden die Aktoren 4 eine Bau- und Funktionseinheit mit dem Getriebe 7. Alternativ können einzelne Aktoren, insbe­ sondere für die Kupplungsbetätigung aus Platzgründen auch an anderen Freiräumen im Fahrzeug angeordnet sein und sind dann nicht mehr fest mit dem Getriebe 7 verbunden.

Des weiteren können die intelligenten Aktoren 4 so ausgelegt sein, dass sie zusätzliche Sensorsignale, wie Drehzahlen und/oder Temperaturen, erfassen und über den Getriebebus 1 an das Getriebesteuergerät 2 übertragen. Alternativ können derar­ tige Sensorsignale direkt vom Getriebesteuergerät 2 erfaßt wer­ den. Bevorzugt sind die intelligenten Aktoren 4 dafür einge­ richtet, Adaptionsparameter des Getriebes 7, wie Greifpunkte der Kupplungen, Synchronisationspunkte der Schaltelemente, Nullpunkt, Offset etc., zu ermitteln und abzuspeichern. Dies hat gegenüber einer herkömmlichen Ermittlung und Abspeicherung der Getriebeadaptionsparameter im zentralen Getriebesteuergerät den Vorteil, dass bei Austausch des Getriebes oder einzelner Getriebesteuerungskomponenten, wie Getriebesteuergerät, Senso­ ren und Aktoren, nicht das gesamte Getriebesystem, sondern le­ diglich die betreffende, ausgetauschte Komponente neu adaptiert werden muß.

Das Getriebesteuergerät 2 bildet ein sogenanntes Wegbausteuer­ gerät, was bedeutet, dass es eine eigenständige Baueinheit dar­ stellt, die an beliebiger Stelle im Fahrzeug platziert werden kann. Dadurch brauchen keine besonderen Anforderungen an die Betriebstemperatur, Dichtigkeit oder Vibrationsfestigkeit ge­ stellt werden. Obwohl das Getriebesteuergerät 2 ein Wegbausteu­ ergerät ist, kann das Getriebe-/Kupplungsmodul 7 aufgrund der Verwendung der intelligenten Aktoren 4 als eigenständiges Modul getestet bzw. geprüft werden.

Fig. 3 zeigt eine Variante des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1, wobei für funktionell gleiche Komponenten der Übersichtlich­ keit halber gleiche Bezugszeichen verwendet sind. Die Realisie­ rung gemäß Fig. 3 unterscheidet sich von derjenigen der Fig. 1 darin, dass die Funktionen von Getriebesteuergerät und intelli­ gentem Bedienelement in eine kombinierte Bedienelement-/Getrie­ besteuereinheit 8 und damit in ein einziges Bauteil integriert sind. Diese kombinierte Bedienelement- und Getriebesteuerein­ heit 8 entsteht auf der Basis des intelligenten Bedienelementes 3 von Fig. 1 dadurch, dass in letzteres zusätzlich die Funktio­ nen des Getriebesteuergerätes 2 von Fig. 1 implementiert wer­ den, speziell die Generierung der Ansteuerinformationen für die Aktoren 4 abhängig von den Motor- und/oder Umgebungsdaten im Automatik-Modus sowie die direkte Umsetzung der Fahrereingaben in Ansteuerinformationen für die Aktoren im Manuell-Modus mit Ausgabe von Schaltempfehlungen auf ein Display im Kombiinstru­ ment und die Option eines automatischen Eingriffs bei drohender Überdrehung oder drohendem Abwürgen des Motors. Weiter wird das Bedienelement 3 von Fig. 1 zur Realisierung der kombinierten Bedienelement-/Getriebesteuerungseinheit 8 mit einem zweiten Busanschluß versehen, so dass es einerseits an den Getriebebus I und andererseits an den Motorbus 5 angeschlossen ist und da­ durch auch die entsprechende Gateway-Funktion erfüllt.

Eine wesentliche Bedeutung in Fahrzeugelektroniksystemen haben Sicherheit und Zuverlässigkeit insbesondere bezüglich des oder der verwendeten Datenbusse. Bei einer Unterbrechung oder einem Kurzschluß einer oder mehrerer Busleitungen droht die Gefahr, dass das gesamte Fahrzeugelektroniksystem lahmgelegt wird. Wenn beide Busleiter der üblichen Zweileiter-Datenbusse unterbrochen sind, was z. B. durch abgequetschte Leitungen oder Steckverbin­ derprobleme auftritt, ist ein Übergang von der differenziellen Datenübertragung auf eine Eindrahtübertragung nicht mehr mög­ lich. Unter diesem Aspekt günstig ist eine Auslegung des Ge­ triebebusses als Ring, wie dies im Ausführungsbeispiel von Fig. 4 realisiert ist.

In Fig. 4 sind funktionell gleiche Komponenten wie im Beispiel von Fig. 1 wiederum mit denselben Bezugszeichen versehen, und es kann insoweit auf die obigen Ausführungen zu den Fig. 1 und 3 verwiesen werden. Wie aus Fig. 4 zu erkennen, sind die Ge­ triebesteuerungskomponenten, d. h. das Getriebesteuergerät 2, das intelligente Bedienelement 3 und die intelligenten Aktoren 4, an einen ringförmigen Getriebebus 1a angekoppelt, der von einem ersten Busanschluß des Getriebesteuergerätes 2 abgeht und über die Aktoren 4 zum Bedienelement 3 und wieder zurück zum Getriebesteuergerät 2 führt, wo er an einen zweiten Getriebe­ busanschluß des Getriebesteuergerätes 2 angeschlossen ist. Über einen dritten Busanschluß ist das Getriebesteuergerät 2 an den Motorbus 5 angekoppelt.

Im Betrieb überwacht das Getriebesteuergerät 2, ob die über den ersten Getriebebusanschluß ausgesendeten Daten am zweiten Ge­ triebebusanschluß empfangen werden. Ist dies nicht der Fall, sendet das Getriebesteuergerät 2 über den zweiten Getriebebus­ anschluß zeitsynchron dieselben Daten aus, wie mit den vom zweiten zum ersten Getriebebusanschluß führenden Datenfluss­ pfeilen 9 symbolisiert. Auf diese Weise sind selbst dann, wenn ein Einfachfehler in Form einer Unterbrechung des Getriebebus­ ses 1a an beliebiger Stelle vorliegt, weiterhin alle Getriebe­ busteilnehmer vom Getriebesteuergerät 2 über dessen beide Ge­ triebebusanschlüsse erreichbar. Wenn vom Getriebebus 1a eine Stichleitung zu einem jeweiligen Busteilnehmer, wie z. B. zu ei­ nem der intelligenten Aktoren 4, führt, gilt dies jedenfalls dann, wenn kein Unterbrechungsfehler einer solchen Stichleitung vorliegt. Dieses Problem lässt sich gegebenenfalls dadurch um­ gehen, dass der zugehörige Getriebebusknoten in den Steckver­ binder des Busteilnehmers plaziert wird.

Wie die gezeigten und oben erläuterten Ausführungsbeispiele deutlich machen, ermöglicht die erfindungsgemäße Getriebesteue­ rungsvorrichtung eine Steuerung bzw. Regelung eines elektromo­ torisch/elektromechanisch betätigten Getriebes mit oder ohne Kupplung auf hohem Sicherheitsniveau. Durch die einfache und damit zuverlässigere Verbindungstechnik in Form des Getriebe­ busses sowie durch die verteilte und über den Getriebebus mit­ einander kommunizierende Intelligenz von Getriebesteuergerät, intelligentem Bedienelement und intelligenten Aktoren lässt sich die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Systems entschei­ dend verbessern. Das erfindungsgemäße Konzept der modularen Ge­ triebesteuerungselektronik ist hinsichtlich der Darstellung ei­ nes zentralen Antriebsmanagements mit intelligenter Sensorik und Aktorik und/oder hinsichtlich der Integration eines Star­ tergenerators offen.

Claims (10)

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

2. Getriebesteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der Bedienelement- und Getriebesteuergeräteteil aus einem in­ telligent ausgelegten Bedienelement (3) und. einem Getriebesteu­ ergerät (2) als separate Baueinheiten besteht, wobei das Ge­ triebesteuergerät zum einen an den Getriebe-Datenbus (1) und zum anderen an den wenigstens einen weiteren fahrzeugseitigen Datenbus (5) angekoppelt ist.

3. Getriebesteuerungsvorrichtung nach Anspruch 2, weiter dadurch gekennzeichnet, dass das intelligent ausgelegte Bedienelement (3) dafür eingerichtet ist, bei Ausfall des Getriebesteuergerätes (2) dessen Grund­ funktionalität zu übernehmen.

4. Getriebesteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebe-Datenbus (1a) eine im Bedienelement- und Getriebe­ steuergeräteteil (1, 2; 8) beginnende und endende Ringstruktur aufweist.

5. Getriebesteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die an den Getriebe-Datenbus (1) angeschlossenen Komponenten wenigstens teilweise dafür ausgelegt sind, sich durch Austausch vorgebbarer Überwachungsinformationen zyklisch gegenseitig auf Funktionsfähigkeit zu überwachen.

6. Getriebesteuerungsvorrichtung nach Anspruch 5, weiter dadurch gekennzeichnet, dass das intelligente Bedienelement (3) Sollvorgaben für den oder die Aktoren (4) nach der gleichen Berechnungsvorschrift wie das Getriebesteuergerät (2) berechnet, die selbst berechneten Soll­ vorgaben mit denjenigen vergleicht, die das Getriebesteuergerät über den Getriebe-Datenbus (1) an den oder die Aktoren übermit­ telt, und bei Nichtübereinstimmung eine Fehlermeldung gene­ riert.

7. Getriebesteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, weiter dadurch gekennzeichnet, dass getriebebezogene Sensorsignale direkt vom Bedienelement- und Getriebesteuergeräteteil und/oder von intelligent ausgelegten Aktoren (4), die sie über den Getriebe-Datenbus (1) an den Be­ dienelement- und Getriebesteuergeräteteil übertragen, erfasst werden.

8. Getriebesteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Aktoren als intelligente Aktoren (4) ausgelegt sind, die Getriebeadaptionsparameter selbst ermitteln und ab­ speichern.

9. Getriebesteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Aktoren als intelligente Aktoren (4) derart ausge­ legt sind, dass sie nach einem Ausfall des Getriebe-Datenbusses (1) untereinander Notlaufbetrieb-Informationen austauschen und eigenständig einen Notlaufbetrieb aufrechterhalten.

10. Getriebesteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 4 bis 9, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der Bedienelement- und Getriebesteuergeräteteil aus einer kom­ binierten Bedienelement-/Getriebesteuereinheit (8) besteht, in der die Bedienelementfunktion und die Getriebesteuerungsfunkti­ on integriert sind.