DE10065023A1

DE10065023A1 - Regelungseinrichtung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs und Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE10065023A1
Application number: DE10065023A
Authority: DE
Inventors: Norbert Crispin; Wolfgang Haas; Andreas Frank; Thomas Meier
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-12-23
Filing date: 2000-12-23
Publication date: 2002-07-04
Also published as: ITMI20012761A1; JP2002213331A; BR0106264A

Abstract

Eine Regelungseinrichtung (30, 30') für einen Antriebsstrang (1) eines Kraftfahrzeugs, bei dem einem Fahrzeugmotor (2) über eine Kupplung (6) ein automatisiertes Schaltgetriebe (10) nachgeschaltet ist, soll auch beim Anlassen des Fahrzeugmotors (2) ein besonders hohes Maß an Sicherheit gewährleisten. Dazu sind erfindungsgemäß ein auf auftretende Fehler überwachtes Steuermodul (31, 31') und ein erstes Schaltelement (20) vorgesehen, über das für einen Anlaßvorgang ein zum bedarfsweisen Antrieb des Fahrzeugmotors (1) vorgesehener Anlasser (18) aktivierbar ist. Eine dem ersten Schaltelement (20) zugeordnete Steuereinheit (24) ist dabei derart ausgelegt, daß eine Freischaltung des ersten Schaltelements (20) unterbunden ist, wenn für das Steuermodul (31, 31') eine Fehlermeldung vorliegt, und/oder wenn nicht sichergestellt ist, daß die Kupplung (6) geöffnet und somit nicht zur Übertragung eines Moments in der Lage ist, und/oder wenn nicht sichergestellt ist, daß das Getriebe (10) sich in "Neutral"-Stellung befindet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Regelungseinrichtung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, bei dem einem Fahrzeugmotor über eine Kupplung ein automatisiertes Schaltgetriebe nachgeschaltet ist. Sie bezieht sich weiter auf ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Antriebsstrangs.

Im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs kann ein sogenanntes automatisiertes Schaltgetriebe und/oder eine Kupplung mit einer automatisierten Kupplungsfunktion zum Einsatz kommen. Bei einem automatisierten Schaltgetriebe, das üblicherweise zwischen dem Fahrzeugmotor und einer von diesem angetriebenen Antriebseinheit, beispielsweise einem Radsatz, angeordnet ist, kann ein Gangwechsel automatisiert, d. h. ohne Vorgabe durch den Fahrer, ausgeführt werden. Dies erfolgt in der Regel in Abhängigkeit von Betriebsbedingungen wie beispielsweise Straßenzustand, Fahrzeuggeschwindigkeit, Fahrzeugbeschleunigung oder anderen Parametern.

Alternativ oder zusätzlich kann in eitlem derartigen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs eine Kupplung mit automatisierter Kupplungsfunktion vorgesehen sein. Bei einer derartigen Kupplung erfolgt die kraftschlüssige Verbindung zweier kraftübertragender Elemente, insbesondere eines eingangsseitigen und eines ausgangsseitigen Kupplungselements, über ein von einer Steuereinheit ansteuerbares Stellglied. Bei einem derartigen Antriebsstrang ist somit eine Momentenübertragung vom Fahrzeugmotor auf die Antriebseinheit oder den Radsatz ausschließlich über automatisiert schaltbare Komponenten vorgesehen; ein manuell bedienbares Kontrollelement, über das zwischen Momentenschluß zwischen Fahrzeugmotor und Antriebseinheit und Entkupplung zwischen Fahrzeugmotor und Antriebseinheit umschaltbar wäre, existiert hierbei nicht.

Zum Starten des Fahrzeugmotors eines Kraftfahrzeugs ist üblicherweise ein Anlasser vorgesehen. Dieser übernimmt während eines Anlaßvorgangs bedarfsweise den Antrieb des Fahrzeugmotors, bis dieser in geeigneter Weise einen Leerlaufzustand erreicht hat und diesen selbsttätig aufrechterhält. Während eines derartigen Anlaßvorgangs ist üblicherweise darauf zu achten, daß der Fahrzeugmotor hinsichtlich einer Momentenübertragung von der Antriebseinheit vollständig entkoppelt ist: Diese Entkopplung ist einerseits vorgesehen, um für den Fahrzeugmotor in kurzer Zeit einen stabilen Leerlaufzustand erreichen zu können und andererseits, um ein beim Starten des Fahrzeugmotors mit geschlossenen Triebstrang auftretendes Gefährdungspotential sicher zu vermeiden. Ein derartiges Gefährdungspotential kann insbesondere darin bestehen, daß das Kraftfahrzeug beim Starten des Fahrzeugmotors bei geschlossenem Triebstrang kurzzeitig unkontrollierte oder unkontrollierbare Bewegungen machen könnte.

Bei einem Kraftfahrzeug mit konventionell ausgebildetem Antriebsstrang, insbesondere mit einem Antriebsstrang, bei dem eine Momentenankopplung des Fahrzeugmotors an die Antriebseinheit über zumindest eine zwischengeschaltete manuell bedienbare Komponente erfolgt, ist beim Anlaßvorgang die Entkopplung des Fahrzeugmotors von der Antriebseinheit durch eben diese manuell bedienbare Komponente sichergestellt. Im Gegensatz dazu weist ein Antriebsstrang mit einer Vielzahl von oder mit ausschließlich automatisierten Komponenten ein erhöhtes Risiko hinsichtlich eines Anlassens mit geschlossenem Triebstrang auf.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Regelungseinrichtung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs der oben genannten Art anzugeben, bei der auch beim Anlassen des Fahrzeugmotors ein besonders hohes Maß an Sicherheit gewährleistet ist. Zudem soll ein für eine derartige Regelungseinrichtung besonders geeignetes Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs angegeben werden.

Bezüglich der Regelungseinrichtung wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst mit einem auf auftretende Fehler überwachten Steuermodul und mit einem ersten Schaltelement, über das für einen Anlaßvorgang ein zum bedarfsweisen Antrieb des Fahrzeugmotors vorgesehener Anlasser aktivierbar ist, wobei eine dem ersten Schaltelement zugeordnete Steuereinheit derart ausgelegt ist, daß eine Freischaltung des ersten Schaltelements unterbunden ist, wenn für das Steuermodul eine Fehlermeldung vorliegt.

Das Steuermodul kann dabei insbesondere als eine einen Mikroprozessor aufweisende CPU ausgebildet und als Motorsteuermodul und/oder Getriebesteuermodul vorgesehen sein.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß ein besonders hohes Maß an Sicherheit auch beim Anlassen des Fahrzeugmotors gewährleistet ist, indem eine Freigabe zur Aktivierung des Anlassers von einer Erkennung abhängig gemacht ist, daß ein geschlossener und somit zur Momentenübertragung vom Fahrzeugmotor auf den Antriebssatz geeigneter Antriebsstrang nicht vorliegt. Um dabei auch einen Fehlerbeitrag bei der Meßwertverarbeitung oder im Motormanagement selbst sicher auszuschließen, sollte diese Erkennung im Sinne einer Fehlerüberwachung abgesichert sein. Um dies sicherzustellen, sollte die abgesicherte Erkennung unter Rückgriff auf das an sich ohnehin auf auftretende Fehler hin überwachte Steuermodul oder Motorsteuermodul ausgelegt sein, wobei eine Freigabe der Aktivierung des Anlassers grundsätzlich davon abhängig gemacht ist, ob das Steuermodul aktiv und somit zur Erkennung eines geschlossenen Antriebsstrangs überhaupt in der Lage ist.

Das erste Schaltelement, über das der Anlasser aktivierbar ist, kann dabei ein Anlassersperrelais sein. Dieses kann im Rahmen der Fahrzeugelektrik über deren Stromableitung (sogenannte Masse) oder auch über deren Stromzuleitung (sogenanntes Plus) geschaltet sein.

Vorteilhafterweise ist das Steuermodul oder Motorsteuermodul zur sicheren Erkennung auftretender Fehler für eine auf regelmäßiger Basis wiederholbare Überprüfung seiner Funktionsfähigkeit anhand der Analyse einer Prüffunktion ausgelegt. Dazu ist das Steuermodul vorteilhafterweise derart ausgelegt, daß es anhand eines Eingangsdatensatzes unter Verwendung einer Prüffunktion einen ersten Satz von Kontrolldaten ermittelt, wobei ein dem Steuermodul zugeordnetes Überwachungsmodul anhand des Eingangsdatensatzes unter Verwendung der Prüffunktion einen zweiten Satz von Kontrolldaten ermittelt, und wobei das Überwachungsmodul und/oder das Steuermodul anhand eines Vergleichs des ersten Satzes von Kontrolldaten mit dem zweiten Satz von Kontrolldaten eine Diagnoseaussage über das Vorliegen eines sicherheitsrelevanten Fehlers bereitstellt.

Zur weiteren Erhöhung der Sicherheit gegen unbeabsichtigtes Starten des Fahrzeugmotors bei geschlossenem Antriebsstrang ist die Aktivierung des Anlassers vorteilhafterweise redundant oder zweikanalig ausgelegt. Dazu ist zweckmäßigerweise zusätzlich zum ersten Schaltelement ein zweites Schaltelement vorgesehen, über das der Anlasser aktivierbar ist, wobei eine Aktivierung des Anlassers lediglich bei einer Freigabe sowohl des ersten Schaltelements als auch des zweiten Schaltelements erfolgt. Dabei ist in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung eine dem zweiten Schaltelement zugeordnete Steuereinheit derart ausgelegt, daß eine Freischaltung des zweiten Schaltelements unterbunden ist, wenn für das Steuermodul eine Fehlermeldung vorliegt.

In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung ist die Regelungseinrichtung derart ausgestaltet, daß eine Freigabe des Anlassers für einen Anlaßvorgang abhängig von einer ausdrücklich als offen, d. h. als nicht im Kraftschluß befindlich, erkannten Kupplung im Antriebsstrang erfolgt. Dazu ist die Kupplung vorteilhafterweise mit einem Kupplungssensor versehen, wobei die dem ersten und/oder die dem zweiten Schaltelement zugeordnete Steuereinheit derart ausgelegt ist, daß eine Freischaltung des ersten bzw. zweiten Schaltelements unterbunden ist, wenn von dem Kupplungssensor eine geschlossene Kupplung erkannt ist. Der Kupplungssensor ist dabei zweckmäßigerweise als Absolutsensor ausgebildet, der unmittelbar einen für den Grad des Kupplungsschlusses charakteristischen Meßwert abgibt. Der Absolutsensor kann dabei insbesondere auf Basis eines optischen Sensors, beispielsweise unter Verwendung eines Anzeigeelements mit Strichcode oder einer Graustufenskala, ausgebildet sein. Um mechanische Defekte dabei in besonders weitreichendem Maße fehlerfrei zu erkennen, ist der Kupplungssensor vorzugsweise weitgehend in unmittelbarer räumlicher Nähe der Kupplung angeordnet.

Eine besonders zuverlässige Erkennung, ob sich die Kupplung im Kraftschluß befindet und der Antriebsstrang somit geschlossen ist, ist anhand des sogenannten Nachlaufverhaltens der Kupplung möglich: bei auftretendem Kraftschluß an einem eigentlich momentenfrei zu haltenden Kupplungselement wird dieses aus einer Anfangsbewegung heraus vergleichsweise stark abgebremst. Bei fehlendem Kraftschluß hingegen und somit bei geöffnetem Antriebsstrang wird das annähernd momentenfrei gehaltene Kupplungselement vergleichsweise schwach aus einer Anfangsbewegung heraus abgebremst. Für eine darauf basierende Erkennung eines fehlerhafterweise geschlossenen Antriebsstrangs ist der Kupplungssensor vorteilhafterweise zur Ermittlung des Nachlaufverhaltens eines Antriebsmotors der Kupplung nach einer Bestromung ausgebildet. Insbesondere kann der Kupplungssensor dabei als Drehzahlsensor ausgebildet sein, über den der zeitliche Verlauf einer Antriebswelle für die Kupplung ermittelbar ist.

Für ein noch erhöhtes Maß an Sicherheit ist der Kupplungssensor dabei vorteilhafterweise ebenfalls in der Art einer redundanten Ausgestaltung über einen Zusatzsensor fehlergesichert. Um dabei gemeinsame Fehlerquellen für den Kupplungssensor und den Zusatzsensor weitgehend auszuschließen, ist der Zusatzsensor zweckmäßigerweise als Relativsensor ausgebildet. Ein derartiger Relativsensor, beispielsweise ein Hallgeber, erzeugt dabei ein Ausgangssignal in Abhängigkeit von der festgestellten Veränderung einer Meßgröße.

In einer weiteren besonders vorteilhaften Weiterbildung ist die Regelungseinrichtung zusätzlich oder alternativ derart ausgestaltet, daß eine Freigabe des Anlassers für einen Anlaßvorgang abhängig von einem ausdrücklich als offen, d. h. als nicht im Kraftschluß befindlich, erkannten Getriebe im Antriebsstrang erfolgt. Das Steuermodul ist dazu vorteilhafterweise eingangsseitig mit einem Sensor zur Ermittlung der Position eines Schaltelements für das automatisierte Schaltgetriebe verbunden. Die Freigabe des Anlassers kann dann davon abhängig gemacht sein, daß für das Schaltelement des automatisierten Schaltgetriebes eine Position erkannt wurde, in der sicher auf ein offenes Getriebe geschlossen werden kann, beispielsweise in der sogenannten "Neutral"-Position.

Bezüglich des Verfahrens wird die genannte Aufgabe gelöst, indem ein Schaltelement, über das für einen Anlaßvorgang ein zum bedarfsweisen Antrieb des Fahrzeugmotors vorgesehener Anlasser aktivierbar ist, zur Deaktivierung des Anlassers gesperrt wird, wenn für das Motorsteuermodul eine Fehlermeldung vorliegt.

Vorteilhafterweise wird das Schaltelement zur Deaktivierung des Anlassers weiterhin ebenfalls gesperrt, wenn von einem der Kupplung zugeordneten Kupplungssensor eine geschlossene Kupplung erkannt wird. Zur Feststellung, ob eine geschlossene Kupplung vorliegt, wird in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ein Kupplungsaktor von einer Ausgangslage durch Zuführung eines Steuerstroms in eine erste Endlage und von der ersten Endlage durch Zuführung eines entgegengesetzten Steuerstroms gleicher Größe in eine zweite Endlage gebracht. Aus einer Abweichung der zweiten Endlage um mehr als eine vorgebbare Toleranzschwelle von der Ausgangslage wird dabei auf eine geschlossenen Kupplung geschlossen und das dem Anlasser zugeordnete Schaltelement gesperrt.

In alternativer vorteilhafter Ausgestaltung wird zur Feststellung, ob eine geschlossene Kupplung vorliegt, ein Kupplungsmotor in Öffnungsrichtung der Kupplung mit einem Steuerstrom bespeist, wobei nach der Strombespeisung das zeitliche Verhalten der Drehzahl eines Kupplungsmotorelements überwacht wird, und wobei eines Vergleichs des zeitlichen Verhaltens der Drehzahl mit einem Referenzverlauf eine Diagnoseaussage hinsichtlich des Vorliegens eines Kupplungsschlusses ermittelt wird.

In weiterer vorteilhafter Weiterbildung wird das Schaltelement zur Deaktivierung des Anlassers gesperrt, wenn sich das Getriebe im Kraftschluß befindet. Zur Feststellung, ob ein derartiger Kraftschluß vorliegt, wird zweckmäßigerweise ein Schaltelement des Getriebes die Neutral-Position in einer Schaltgasse gefahren und dort in eine erste und anschließend in eine zweite Extremalposition gebracht, wobei bei Abweichung von zumindest einer der erreichten Extremalpositionen von mehr als einem vorgebbaren Toleranzwert von einem jeweiligen Referenzwert auf einen Kraftschluß des Getriebes geschlossen wird.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die Bereitstellung ausgewählter Bedingungen, von denen eine Freigabe des Anlassers für einen Anlaßvorgang abhängig gemacht wird, bereits vor Einleitung des Anlaßvorgangs eine besonders hohe Sicherheit und Zuverlässigkeit bei der Erkennung eines im Kraftschluß befindlichen Antriebsstrangs erreichbar ist. Somit kann das durch einen möglicherweise geschlossenen Antriebsstrang gegebene Risiko oder Gefährdungspotential beim Anlassen des Kraftfahrzeugs besonders gering gehalten werden. Als besonders geeignete Bedingungen sind dabei eine Sicherstellung der Funktionsfähigkeit des Motorsteuermoduls oder der CPU an sich, eine Sicherstellung, daß die Kupplung geöffnet und somit nicht zur Übertragung eines Moments in der Lage ist, und/oder eine Sicherstellung, daß das Getriebe in "Neutral"-Position ist, vorgesehen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen die Fig. 1, 2 jeweils schematisch einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs.

Gleiche Teile sind in beiden Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.

Der Antriebsstrang 1 gemäß Fig. 1 weist einen Fahrzeugmotor 2 auf, der über eine Eingangswelle 4 mit einer Kupplung 6 verbunden ist. Die Kupplung 6 ist ausgangsseitig über eine Welle 8 mit einem Automatikgetriebe 10 verbunden, das seinerseits ausgangsseitig oder abtriebsseitig über eine Antriebswelle 12 mit einer Antriebseinheit 14 eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise mit einem Antriebsradsatz, verbunden ist. Die Kupplung 6 ist als Kupplung mit automatisierter Kupplungsfunktion ausgebildet. Gleichermaßen ist das Automatikgetriebe 10 als Getriebe mit automatisierter Getriebefunktion, nämlich im Ausführungsbeispiel als automatisiertes Stufengetriebe, ausgebildet und weist eine Anzahl vordefinierter Getriebegänge auf, denen bei geschlossener Kupplung 6 jeweils ein festes Verhältnis der Drehzahlen der Eingangswelle 4 und der Antriebswelle 12 zugeordnet ist.

Der Fahrzeugmotor 2 ist weiterhin mit einer Starterwelle 16 verbunden, die durch einen Anlasser 18 antreibbar ist. Der Anlasser 18 ist zum bedarfsweisen Antrieb des Fahrzeugmotors 2 während eines Anlaßvorgangs vorgesehen und seinerseits über ein erstes Schaltelement 20 aktivierbar. Das erste Schaltelement 20 ist dabei als Anlasserrelais ausgebildet und schaltet im Falle einer Aktivierung des Anlassers 18, also während eines Anlaßvorgangs, dessen Stromversorgung durch, indem es einen eingangsseitigen Kontakt des Anlassers 18 mit einer durch den Anschlußpunkt 22 repräsentierten fahrzeuginternen Stromversorgung, beispielsweise einer Fahrzeugbatterie, herstellt.

Zur Absicherung gegen einen ungewollten oder verfrühten Anlaßvorgang, beispielsweise bevor die Verfügbarkeit sicherheitsrelevanter Komponenten bei der Fahrzeugsteuerung positiv festgestellt wurde, ist dem ersten Schaltelement 20 eine erste Steuereinheit 24 zugeordnet. Die erste Steuereinheit 24 ist dabei als Anlassersperrelais ausgebildet und gibt zur Unterdrückung eines Anlaßvorgangs oder einer Deaktivierung des Anlassers 18 über eine Signalleitung 26 ein Unterdrückungssignal U an das erste Schaltelement 20 aus. Dieses Unterdrückungssignal U bewirkt ein Blockieren des ersten Schaltelements 20, so daß bei Vorliegen dieses Signals eine Aktivierung des Anlassers 18 ausgeschlossen ist. Lediglich bei Abwesenheit oder Nichtvorliegen eines derartigen Unterdrückungssignals U im ersten Schaltelement 20 kann dieses durchschalten, wodurch der Anlasser 18 mit einer für die während des Anlaßvorgangs erforderlichen vergleichsweise hohen Stromstärken geeignet ausgelegten Verkabelung mit dem Anschlußpunkt 22 in Kontakt gebracht wird.

Zur Steuerung ist dem Antriebsstrang 1 eine Regelungseinrichtung 30 zugeordnet. Die Regelungseinrichtung 30 ist unter anderem für die Steuerung des Automatikgetriebes 10 ausgelegt und umfaßt in der Art einer zentralen Baugruppe ein Steuermodul 31. Dieses ist insbesondere dafür ausgelegt, die für die aktuelle Fahrsituation gewünschte Getriebeübersetzung zu ermitteln und durch Übermittlung eines entsprechenden Schaltbefehls S an das Automatikgetriebe 10 einzustellen. Dazu ist das Steuermodul 31 ausgangsseitig über eine Signalleitung 32 mit einem Wählaktor 34 verbunden, der dem Automatikgetriebe 10 die zur Einlegung des gewünschten Getriebegangs vorgesehenen Parameter, beispielsweise die Position eines Schaltfingers in einer Schaltgasse, vorgibt. Weiterhin ist das Steuermodul 31 über eine Signalleitung 36 mit einem Schaltaktor 38 verbunden, der für die Vollendung einer Gangeinlegung nach der entsprechenden Positionierung des Schaltfingers in der Schaltgasse ein Einrasten des Schaltfingers in eine zugeordnete Getriebeposition bewirkt.

Des weiteren ist die Regelungseinrichtung 30 unter anderem für die Steuerung der automatisiert betreibbaren Kupplung 6 ausgelegt. Dazu ist das Steuermodul 31 über eine Signalleitung 40 mit einem der Kupplung 6 zugeordneten Kupplungsaktor 42 verbunden. Der Kupplungsaktor 42 stellt dabei die Position eines Stellelements der Kupplung 6 in Abhängigkeit von einem ihm vom Steuermodul 31 übermittelten Stellbefehl SB ein. Die Kupplung 6 kann dabei beispielsweise schlupfgeregelt ausgebildet sein, wobei sich infolge eines anhand des Stellbefehls SB einstellenden Reibwerts zwischen zwei Kupplungselementen ein durch die Differenz der Drehzahlen der Welle 8 und der Eingangswelle 4 definierter Kupplungsschlupf einstellt, der einer Führungsgröße nachgeführt wird.

Zusätzlich kann die Regelungseinrichtung 30 auch in nicht näher dargestellter Weise zur Motorsteuerung vorgesehen sein. Dabei ist das Steuermodul 31 zur betriebspunktabhängigen Vorgabe von Steilparametern in der Art eines Motorsteuermoduls mit dem Fahrzeugmotor 2 verbunden.

Eingangsseitig ist das Steuermodul 31 über eine Anzahl weiterer, durch den Pfeil 50 angedeuteten Signalleitungen mit einer Anzahl nicht näher dargestellter Meßwertsensoren verbunden.

Die Regelungseinrichtung 30 ist zur Einhaltung besonders hoher Sicherheitsstandards insbesondere beim Starten oder Anlassen des Fahrzeugmotors 2 ausgebildet. Im Hinblick auf die Erkenntnis, daß ein Anlassen des Fahrzeugmotors 2 bei geschlossenem Antriebsstrang 1 zu einer ungewollten und nur eingeschränkt kontrollierbaren und somit gefahrenträchtigen Bewegung des Kraftfahrzeugs führen könnte, ist das Steuermodul 31 ausgangsseitig über eine Signalleitung 52 auch mit der zur bedarfsweisen Unterdrückung eines Anlaßvorgangs vorgesehenen ersten Steuereinheit 24 verbunden. Das Steuermodul 31 ist dabei derart ausgelegt, daß bei einem durch den Fahrer ausgelösten Einschaltvorgang, der zum Anlassen des Fahrzeugmotors 2 führen soll, zunächst ein Sperrsignal SP an die erste Steuereinheit 24 ausgegeben wird, das dazu führt, daß diese ein Unterdrückungssignal U an das erste Schaltelement 20 ausgibt. Somit ist eine Freigabe des Anlassers 18 und somit die Einleitung des Anlaßvorgangs zunächst unterbunden.

Währenddessen stellt das Steuermodul 31 sicher, daß der Antriebsstrang 1 geöffnet und somit keine Momentenübertragung vom Fahrzeugmotor 2 auf die Antriebseinheit 14 möglich ist. Dies kann beispielsweise erfolgen, indem das Steuermodul 31 die Kupplung 6 öffnet und/oder das Automatikgetriebe 10 in eine Neutral-Stellung verbringt. Erst nachdem positiv festgestellt wurde, daß der Antriebsstrang 1 offen und somit eine Momentenübertragung vom Fahrzeugmotor 2 auf die Antriebseinheit 14 nicht möglich ist, stellt das Steuermodul 31 die Ausgabe des Sperrsignals SP an die erste Steuereinheit 24 ein, so daß diese kein Unterdrückungssignal U mehr an das erste Schaltelement 20 ausgibt und der Anlasser 18 somit für einen Anlaßvorgang freigegeben ist.

Alternativ kann das Steuermodul 31 auch zur Ausgabe eines Freigabesignals an die erste Steuereinheit 24 ausgelegt sein. In diesem Fall gibt das Steuermodul 31 unmittelbar nach dem Einleiten des Startvorgangs kein Signal an die Steuereinheit 24, und diese gibt auf dieser Grundlage ein Unterdrückungssignal U an das erste Schaltelement 20 aus. Wenn dann positiv festgestellt würde, daß der Antriebsstrang 1 offen ist, gibt das Steuermodul in Relation hierauf ein Freigabesignal an die erste Steuereinheit 24 aus, die wiederum daraufhin die Ausgabe des Unterdrückungssignals U einstellt. Somit kann auch hier eine Freigabe des Anlassers 18 erst nach der Feststellung erfolgen, daß der Antriebsstrang 1 offen ist.

Das Steuermodul 31 ist derart ausgelegt, daß die Feststellung, ob der Antriebsstrang 1 offen und somit eine Momentenübertragung vom Fahrzeugmotor 2 auf die Antriebseinheit 14 sicher ausgeschlossen ist, anhand einer Feststellung erfolgt, ob die Kupplung 6 geschlossen ist oder sich das Automatikgetriebe 10 im Kraftschluß befindet. Mit anderen Worten: eine Freigabe zur Aktivierung des Anlassers 18 über das erste Schaltelement 20 erfolgt nur dann, wenn sowohl die Kupplung 6 als offen als auch das Automatikgetriebe 10 als nicht im Kraftschluß befindlich erkannt wurde. Im anderen Fall, also wenn die Kupplung 6 als geschlossen erkannt wurde und/oder wenn das Automatikgetriebe 10 als im Kraftschluß befindlich erkannt wurde, gibt das Steuermodul 31 weiterhin ein Sperrsignal SP an die erste Steuereinheit 24 aus, das dazu führt, daß diese ein Unterdrückungssignal U an das erste Schaltelement 20 ausgibt. Somit ist eine Freigabe des Anlassers 18 und somit die Einleitung des Anlaßvorgangs bei als geschlossen erkannter Kupplung 6 und/oder bei als im Kraftschluß befindlich erkanntem Automatikgetriebe 10 unterbunden.

Zur Erkennung, ob die Kupplung 6 geschlossen oder geöffnet ist, ist ihr ein Kupplungssensor 54 zugeordnet. Dieser ist als Absolutsensor ausgebildet und überwacht die Position des Stellelements der Kupplung 6. Der Kupplungssensor 54 ist über eine Signalleitung 56 mit dem Steuermodul 31 verbunden und führt diesem einen für die Position des Stellelements der Kupplung 6 charakteristischen Meßparameter zu. Falls dieser um mehr als einen vorgebbaren Toleranzwert von einem im Steuermodul 31 hinterlegten Referenzwert abweicht, wird auf geschlossene Kupplung 6 erkannt und mittels Ausgabe eines Sperrsignals SP an die erste Steuereinheit 24 eine Freigabe des Anlassers 18 unterbunden.

Bei einer noch empfindlicher ausgebildeten Methode zur Feststellung, ob die Kupplung 6 geschlossen ist, erfolgt eine Bestromung eines nicht näher dargestellten elektromotorischen Antriebs der Kupplung 6 für ein gegebenes Zeitintervall in eine Stellrichtung. Anschließend erfolgt über ein gleichartiges Zeitintervall eine Bestromung des Antriebs in Gegenrichtung. Bei vollständig intakter, geöffneter Kupplung 6 sollte das durch den elektromotorischen Antrieb bewegbare Stellelement der Kupplung 6 wieder die Ausgangsposition vor der Bestromung einnehmen. Durch Ermittlung der Endposition und Vergleich mit der Ausgangsposition ist somit eine eindeutige Feststellung möglich, ob die Kupplung 6 geöffnet oder geschlossen ist.

Alternativ kann der Kupplungssensor 54 auch zur Ermittlung des Nachlaufverhaltens eines der Kupplung 6 zugeordneten elektromotorischen Antriebs ausgebildet sein. Dabei erfolgt zur Feststellung, ob die Kupplung 6 geschlossen und die Freigabe des Anlassers 18 somit zu unterbinden ist, eine Bestromung einer elektromotorischen Antriebs der Kupplung 6, wobei nach der Bestromung das Nachlaufverhalten des Antriebsmotors, d. h. der zeitliche Verlauf von dessen Drehzahl, ermittelt wird. Durch Vergleich dieses zeitlichen Verlaufs mit einem im Steuermodul 31 hinterlegten Referenzverlauf ist sodann eine Diagnoseaussage ableitbar, ob die Kupplung 6 geschlossen ist.

Der Kupplungssensor 54 ist über einen in logischer Hinsicht zu diesem parallel geschalteten Zusatzsensor 58 fehlergesichert. In der Art einer diversitären Redundanz ist der Zusatzsensor 58 als Relativsensor, nämlich als Hallgeber, am Kupplungsaktor 42 angeordnet. Durch diese Ausgestaltung ist auf unabhängigem Wege, d. h. unter Ausschaltung gemeinsamer Fehlerquellen, eine Erkennung einer geschlossenen Kupplung 6 ermöglicht.

Zur Erkennung, ob das Automatikgetriebe 10 im Kraftschluß oder vielmehr in der Art einer Neutral-Stellung geöffnet ist, ist in seiner Schaltgasse die Ermittlung der jeweiligen Extremalpositionen des Schaltfingers in der Schaltgasse vorgesehen. Zur Feststellung, ob ein Kraftschluß vorliegt, wird der Schaltfinger zunächst mittels des Schaltaktors 38 in die Schaltgasse verfahren. Dort wird der Schaltfinger mittels des Wählaktors 34 zunächst in die erste und sodann in die zweite Extremalposition in der Schaltgasse verfahren. In beiden Extremalpositionen wird anhand des Wählaktors 34 und der zugeordneten Sensorik ermittelt, inwieweit der Schaltfinger die erste oder die zweite Extremalposition tatsächlich wie vorgesehen erreicht hat. Bei Abweichung der tatsächlich erreichten von den vorgesehenen Extremalpositionen um mehr als einen vorgebbaren Toleranzwert wird von einem Kraftschluß des Automatikgetriebes 10 ausgegangen.

Zur weiteren Verbesserung der Absicherung gegen eine ungewollte oder ungeprüfte Anlasserfreigabe ist die Regelungseinrichtung 30 selbst in der Art einer gesicherten Auslegung als auf auftretende Fehler überwachtes System ausgebildet. Dazu umfaßt die Regelungseinrichtung 30 zusätzlich zum Steuermodul 31 noch ein diesem zugeordnetes Überwachungsmodul 60, das das Steuermodul 31 auf auftretende Fehler hin überwacht.

Zur Fehlerüberwachung ermittelt das Steuermodul 31 anhand eines Eingangsdatensatzes, der beispielsweise eine Anzahl von über die durch den Pfeil 50 symbolisierten Signalleitungen übermittelte Betriebsdaten des Kraftfahrzeugs umfassen kann, unter Verwendung einer Prüffunktion einen ersten Satz von Kontrolldaten K1. Aus demselben Eingangsdatensatz und unter Verwendung derselben Prüffunktion ermittelt das Überwachungsmodul 60 einen zweiten Satz von Kontrolldaten K2. Unter der Maßgabe, daß bei ordnungsgemäßer Funktion sowohl des Steuermoduls 31 als auch des Überwachungsmoduls 60 der erste Satz von Kontrolldaten K1 dem zweiten Satz von Kontrolldaten K2 gleichen sollte, nimmt im Ausführungsbeispiel das Überwachungsmodul 60 anschließend einen Vergleich der Sätze von Kontrolldaten K1, K2 vor. Dieser Vergleich könnte aber auch vom Steuermodul 31 vorgenommen werden.

Für den Fall, daß bei diesem Vergleich der Sätze von Kontrolldaten K1, K2 eine Abweichung festgestellt wird, wird auf eine Fehlfunktion des Steuermoduls 31 oder der Regelungseinrichtung 30 geschlossen. Dieses ist dafür ausgelegt, auch in diesem Fall die Einleitung eines Anlaßvorgangs sicher zu unterbinden. Dazu wird auch bei festgestellter Fehlfunktion der Regelungseinrichtung 30 oder des Steuermoduls 31 von diesem ein Sperrsignal SP an die erste Steuereinheit 24 übermittelt, so daß eine Freigabe oder Freischaltung des ersten Schaltelements 20 und somit des Anlassers 18 sicher unterbunden ist.

Somit erfolgt beim Antriebsstrang 1 gemäß Fig. 1 eine Freigabe zur Aktivierung des Anlassers 18 lediglich dann, wenn einerseits eine Fehlermeldung hinsichtlich der Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit der Regelungseinrichtung 30 und insbesondere deren Steuermoduls 31 nicht vorliegt, und wenn andererseits eine positive Erkenntnis dahingehend vorliegt, daß der Antriebsstrang geöffnet und somit zur Übertragung eines Moments vom Fahrzeugmotor 2 auf die Antriebseinheit 14 nicht in der Lage ist. Diese positive Erkenntnis kann gegeben sein durch eine Meldung, daß die Kupplung 6 geöffnet ist, und/oder durch eine Meldung, daß sich das Automatikgetriebe 10 nicht im Kraftschluß befindet.

Der Antriebsstrang 1' gemäß Fig. 2 ist ebenfalls nach diesem Auslegungskonzept ausgebildet. Als zusätzliche, die Sicherheit bei der Unterdrückung eines ungewollten oder ungeprüften Anlaßvorgangs erhöhende Maßnahme ist beim Antriebsstrang 1' jedoch die Aktivierungsunterdrückung für den Anlasser 18 noch redundant ausgebildet. Dabei ist in der Art einer redundanten Auslegung zusätzlich zum ersten Schaltelement 20 noch ein zweites Schaltelement 80 vorgesehen, über das der Anlasser 18 zur Einleitung eines Anlaßvorgangs aktivierbar ist. Das zweite Schaltelement 80 ist dabei hinsichtlich des freizuschaltenden Strompfades zum ersten Schaltelement 20 in Reihe geschaltet, so daß eine Aktivierung des Anlassers 18, also die Herstellung des eingangsseitigen Kontakts des Anlassers 18 mit der durch den Anschlußpunkt 22 repräsentierten fahrzeuginternen Stromversorgung, lediglich bei einer Freigabe sowohl des ersten Schaltelements 20 als auch des zweiten Schaltelements 80 erfolgt.

Analog zur Ausgestaltung des ersten Schaltelements 20 ist dem zweiten Schaltelement 80 eine zweite Steuereinheit 82 zugeordnet. Die zweite Steuereinheit 82 ist dabei ebenfalls als Anlassersperrelais ausgebildet und gibt zur Unterdrückung eines Anlaßvorgangs oder einer Deaktivierung des Anlassers 18 über eine Signalleitung 84 ein Unterdrückungssignal U an das zweite Schaltelement 80 aus. Dieses Unterdrückungssignal U bewirkt ein Blockieren des zweiten Schaltelements 80, so daß bei Vorliegen dieses Signals eine Aktivierung des Anlassers 18 ausgeschlossen ist. Lediglich bei Abwesenheit oder Nichtvorliegen eines derartigen Unterdrückungssignals U im zweiten Schaltelement 80 kann dieses durchschalten, wodurch der Anlasser 18 mit dem Anschlußpunkt 22 in Kontakt gebracht wird.

Die dem Antriebsstrang 1' zugeordnete Regelungseinrichtung 30' umfaßt ein Steuermodul 31'. Dieses ist zusätzlich zu den auch beim Steuermodul 31 vorgesehenen Anschlüssen ausgangsseitig über eine Signalleitung 86 auch mit der zur bedarfsweisen Unterdrückung eines Anlaßvorgangs vorgesehenen zweiten Steuereinheit 82 verbunden. Das Steuermodul 31' ist dabei ebenso wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 derart ausgelegt, daß bei einem durch den Fahrer ausgelösten Einschaltvorgang, der zum Anlassen des Fahrzeugmotors 2 führen soll, zunächst ein Sperrsignal SP sowohl an die erste Steuereinheit 24 als auch an die zweite Steuereinheit 82 ausgegeben wird. Dies führt dazu, daß die Steuereinheiten 24, 82 jeweils ein Unterdrückungssignal U an das erste Schaltelement 20 bzw. an das zweite Schaltelement 80 ausgeben. Somit ist eine Freigabe des Anlassers 18 und auch die Einleitung des Anlaßvorgangs zunächst unterbunden. Die Freigabe erfolgt, ebenso wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1, erst dann, wenn kein Fehler der Regelungseinrichtung 30' vorliegt, und wenn mit hinreichender Sicherheit, also nach positiver Erkennung, daß die Kupplung 6 geöffnet und/oder das Automatikgetriebe 10 nicht im Kraftschluß ist, auf einen geöffneten Antriebsstrang 1' erkannt ist.

Bezugszeichenliste

1

,

1

' Antriebsstrang

2

Fahrzeugmotor

4

Eingangswelle

6

Kupplung

8

Welle

10

Automatikgetriebe

12

Antriebswelle

14

Antriebseinheit

16

Starterwelle

18

Anlasser

20

Schaltelement

22

Anschlußpunkt

24

Steuereinheit

26

Signalleitung

30

,

30

' Regelungseinrichtung

31

,

31

' Steuermodul

32

Signalleitung

34

Wählaktor

36

Signalleitung

38

Schaltaktor

40

Signalleitung

42

Kupplungsaktor

50

Pfeil

52

Signalleitung

54

Kupplungssensor

56

Signalleitung

58

Zusatzsensor

60

Überwachungsmodul

80

Schaltelement
S Schaltbefehl
U Unterdrückungssignal
SB Schaltbefehl
SP Speersignal
K1, K2 Kontrolldaten

Claims

1. Regelungseinrichtung (30, 30') für einen Antriebsstrang (1, 1') eines Kraftfahrzeugs, bei dem einem Fahrzeugmotor (2) über eine Kupplung (6) ein automatisiertes Schaltgetriebe (10) nachgeschaltet ist, mit einem auf auftretende Fehler überwachten Steuermodul (31, 31') und mit einem ersten Schaltelement (20), über das für einen Anlaßvorgang ein zum bedarfsweisen Antrieb des Fahrzeugmotors vorgesehener Anlasser (18) aktivierbar ist, wobei eine dem ersten Schaltelement (20) zugeordnete Steuereinheit (24) derart ausgelegt ist, daß eine Freischaltung des ersten Schaltelements (20) unterbunden ist, wenn für das Steuermodul (31, 31') eine Fehlermeldung vorliegt.

2. Regelungseinrichtung (30, 30') nach Anspruch 1, deren Steuermodul (31, 31') anhand eines Eingangsdatensatzes unter Verwendung einer Prüffunktion einen ersten Satz von Kontrolldaten (K1) ermittelt, wobei ein dem Steuermodul (31, 31') zugeordnetes Überwachungsmodul (60) anhand des Eingangsdatensatzes unter Verwendung der Prüffunktion einen zweiten Satz von Kontrolldaten (K2) ermittelt, und wobei das Überwachungsmodul (60) und/oder das Steuermodul (31, 31') anhand eines Vergleichs des ersten Satzes von Kontrolldaten (K1) mit dem zweiten Satz von Kontrolldaten (K2) eine Diagnoseaussage über das Vorliegen eines sicherheitsrelevanten Fehlers bereitstellt.

3. Regelungseinrichtung (30, 30') nach Anspruch 1 oder 2, bei der in der Art einer redundanten Auslegung zusätzlich zum ersten Schaltelement (20) ein zweites Schaltelement (80) vorgesehen ist, über das der Anlasser (18) aktivierbar ist, wobei eine Aktivierung des Anlassers (18) lediglich bei einer Freigabe sowohl des ersten Schaltelements (20) als auch des zweiten Schaltelements (80) erfolgt.

4. Regelungseinrichtung (30, 30') nach Anspruch 3, bei der eine dem zweiten Schaltelement (80) zugeordnete Steuereinheit (24) derart ausgelegt ist, daß eine Freischaltung des zweiten Schaltelements (80) unterbunden ist, wenn für das Steuermodul (31, 31') eine Fehlermeldung vorliegt.

5. Regelungseinrichtung (30, 30') nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die dem ersten und/oder die dem zweiten Schaltelement (80) zugeordnete Steuereinheit (24) derart ausgelegt ist, daß eine Freischaltung des ersten bzw. zweiten Schaltelements (20, 80) unterbunden ist, wenn von einem der Kupplung (6) zugeordneten Kupplungssensor (54) eine geschlossene Kupplung (6) erkannt ist.

6. Regelungseinrichtung (30, 30') nach Anspruch 5, bei der der Kupplungssensor (54) als Absolutsensor ausgebildet ist.

7. Regelungseinrichtung (30, 30') nach Anspruch 5 oder 6, bei der der Kupplungssensor (54) zur Ermittlung des Nachlaufverhaltens eines Antriebsmotors (2) der Kupplung (6) nach einer Bestromung ausgebildet ist.

8. Regelungseinrichtung (30, 30') nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei der der Kupplungssensor (54) über einen Zusatzsensor (58) fehlergesichert ist.

9. Regelungseinrichtung (30, 30') nach Anspruch 8, bei der der Zusatzsensor (58) als Relativsensor ausgebildet ist.

10. Regelungseinrichtung (30, 30') nach einem der Ansprüche 1 bis 9, deren Steuermodul (31, 31') eingangsseitig mit einem Sensor zur Ermittlung der Position eines Schaltelements für das automatisierte Schaltgetriebe (10) verbunden ist.

11. Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs (1) eines Kraftfahrzeugs, bei dem einem Fahrzeugmotor (2) über eine Kupplung (6) ein automatisiertes Schaltgetriebe (10) nachgeschaltet ist, wobei ein Schaltelement (20, 80), über das für einen Anlaßvorgang ein zum bedarfsweisen Antrieb des Fahrzeugmotors vorgesehener Anlasser (18) aktivierbar ist, zur Deaktivierung des Anlassers (18) gesperrt wird, wenn für das Steuermodul (31, 31') eine Fehlermeldung vorliegt.

12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem das Schaltelement (20, 80) zur Deaktivierung des Anlassers (18) gesperrt wird, wenn von einem der Kupplung (6) zugeordneten Kupplungssensor (54) eine geschlossene Kupplung (6) erkannt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem zur Feststellung, ob eine geschlossene Kupplung (6) vorliegt, ein Kupplungsaktor (42) von einer Ausgangslage durch Zuführung eines Steuerstroms in eine erste Endlage und von der ersten Endlage durch Zuführung eines entgegengesetzten Steuerstroms gleicher Größe in eine zweite Endlage gebracht wird, wobei bei einer Abweichung der zweiten Endlage um mehr als eine vorgebbare Toleranzschwelle von der Ausgangslage auf eine geschlossene Kupplung (6) geschlossen wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem zur Feststellung, ob eine geschlossene Kupplung (6) vorliegt, ein Kupplungsmotor in Öffnungsrichtung der Kupplung (6) mit einem Steuerstrom bespeist wird, wobei nach der Strombespeisung das zeitliche Verhalten der Drehzahl eines Kupplungsmotorelements überwacht wird, und wobei eines Vergleichs des zeitlichen Verhaltens der Drehzahl mit einem Referenzverlauf eine Diagnoseaussage ermittelt wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, bei dem das Schaltelement (20, 80) zur Deaktivierung des Anlassers (18) gesperrt wird, wenn sich das Getriebe (10) im Kraftschluß befindet.

16. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem ein Schaltelement (20, 80) des Getriebes (10) in eine Schaltgasse gefahren und dort in eine erste und anschließend in eine zweite Extremalposition gebracht wird, wobei bei Abweichung einer der erreichten Extremalpositionen von mehr als einem vorgebbaren Toleranzwert von einem jeweiligen Referenzwert auf einen Kraftschluß des Getriebes geschlossen wird.