DE102008029891B4 - Kraftfahrzeug mit Shift-By-Wire-System - Google Patents
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Abstract
Kraftfahrzeug, insbesondere Personenkraftwagen, mit einem Shift-By-Wire-System (2), mit einem Wählhebelsteuergerät (7), das einer einen Wählhebel (5) aufweisenden Wählhebeleinheit (4) zugeordnet ist, mit einem Getriebesteuergerät (8), das einem Getriebe (6) des Kraftfahrzeugs (1) zugeordnet ist, wobei sowohl das Wählhebelsteuergerät (7) als auch das Getriebesteuergerät (8) an ein Datennetzwerk (3) des Fahrzeugs (1) angeschlossen sind, wobei das Wählhebelsteuergerät (7) Signale über das Datennetzwerk (3) dem Getriebesteuergerät (8) übermittelt, wobei zusätzlich eine Datenleitung (16) vorgesehen ist, die das Wählhebelsteuergerät (7) direkt mit dem Getriebesteuergerät (8) zur Übermittlung von Signalen verbindet, dass das Wählhebelsteuergerät (7) identische Signale synchron über das Datennetzwerk (3) und die Datenleitung (16) an das Getriebesteuergerät (8) übermittelt und dass das Getriebesteuergerät (8) so ausgestaltet und/oder programmiert ist, dass es die Signale des Wählhebelsteuergeräts (7), die über das Datennetzwerk (9) übermittelt werden, priorisiert und nur dann die Signale des Wählhebelsteuergeräts (7), die über die Datenleitung (16) übermittelt werden, verwendet, wenn das...
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, das mit einem Shift-By-Wire-System ausgestattet ist.
- Bei einem Shift-By-Wire-System erfolgt eine Wirkverbindung oder Kopplung zwischen einer Wählhebeleinheit, die einen Wählhebel zum Auswählen von Gängen oder Schaltstufen eines Getriebes aufweist, und dem Getriebe eines Kraftfahrzeugs nicht mechanisch, sondern elektronisch. Hierzu kommuniziert ein Wählhebelsteuergerät über entsprechende elektrische Leitungen mit einem Getriebesteuergerät.
- Bei X-By-Wire-Systemen, wie z. B. Shift-By-Wire, Break-By-Wire und Steer-By-Wire, besteht der Wunsch nach einer möglichst hohen Ausfallsicherheit des jeweiligen Systems.
- Aus der
DE 199 40 960 A1 ist ein Kraftfahrzeug mit einer Diebstahlsicherungsanlage bekannt, wobei ein Getriebesteuergerät hier so programmiert ist, dass es zur Realisierung einer Wegfahrsperrfunktion bei der Übermittlung eines Sicherungsaktivierungsmodus das Einlegen des Ganges verhindert. - Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art eine verbesserten Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere dadurch auszeichnet, dass das darin verwendete Shift-By-Wire-System eine erhöhte Ausfallsicherheit bzw. eine erhöhte Zuverlässigkeit besitzt.
- Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen. Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
- Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, das Wählhebelsteuergerät und das Getriebesteuergerät einerseits über ein Datennetzwerk des Fahrzeugs miteinander kommunizierend zu verbinden und andererseits zusätzlich eine dazu redundante Datenleitung vorzusehen, welche das Wählhebelsteuergerät direkt mit dem Getriebesteuergerät kommunizierend verbindet. Durch die vorgeschlagene Bauweise werden zwei von einander unabhängig arbeitende Wege für die Signalübertragung zwischen Wählhebelsteuergerät und Getriebesteuergerät bereitgestellt, was die Zuverlässigkeit der Datenübertragung bzw. Signalübertragung erhöht. Gleichzeitig kann dadurch die Ausfallsicherheit des Shift-By-Wire-Systems erheblich verbessert werden. Von besonderer Bedeutung ist dabei, dass zwei unterschiedliche Datenübertragungssysteme genutzt werden, so dass hier nicht nur eine einfache Verdopplung bekannter bzw. ohnehin vorhandener Datenübertragungsstrukturen verwendet wird. Einerseits wird ein Datennetzwerk des Fahrzeugs verwendet, das bei modernen Kraftfahrzeugen ohnehin vorhanden ist, um Schaltsignale vom Wählhebelsteuergerät zum Getriebesteuergerät zu übermitteln. Andererseits wird eine vergleichsweise einfache Datenleitung verwendet, die zusätzlich zum Leitungssystem des Datennetzwerks im Fahrzeug verlegt wird und die eine direkte Kopplung zwischen dem Wählhebelsteuergerät und dem Getriebesteuergerät realisiert, so dass die Signale des Wählhebelsteuergeräts direkt dem Getriebesteuergerät übermittelt werden können.
- Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform kann die zusätzliche Datenleitung auch so ausgestaltet sein, dass sie das Wählhebelsteuergerät zusätzlich auch direkt mit einem Instrumentensteuergerät des Fahrzeugs zur Übermittlung von Signalen verbindet. Das Instrumentensteuergerät ist dabei einem Anzeigeinstrument zugeordnet, das in einem Cockpit des Fahrzeugs angeordnet ist. An diesem Anzeigeinstrument können bspw. der aktuell mit Hilfe des Wählhebels ausgewählte Gang bzw. die mit dem Wählhebel aktuell ausgewählte Gangstufe des Getriebes für den Fahrer visualisiert werden. Die Kenntnis des aktuell eingelegten Gangs bzw. der aktuell eingelegten Gangstufe ist insbesondere bei einem Sportfahrzeug von erhöhter Bedeutung für den Fahrzeugführer und ist somit wichtig für die Fahrzeugsicherheit. Insbesondere für den Fall, dass das Instrumentensteuergerät auch an das Datennetzwerk des Fahrzeugs zur Übermittlung von Signalen des Wählhebelsteuergeräts angeschlossen ist, ergibt sich auch für die Versorgung des Instrumentensteuergeräts mit Signalen des Wählhebelsteuergeräts eine redundante Bauform, so dass die Zuverlässigkeit der Versorgung des Instrumentensteuergeräts mit korrekten Daten bzw. Signalen des Wählhebelsteuergeräts erhöht ist.
- Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.
- Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
- Die einzige
1 zeigt eine stark vereinfachte, schaltplanartige Prinzipdarstellung eines Kraftfahrzeugs mit einem Shift-By-Wire-System. - Entsprechend
1 umfasst ein nur teilweise dargestelltes Kraftfahrzeug1 , bei dem es sich bevorzugt um einen Personenkraftwagen handeln kann, ein Shift-By-Wire-System2 sowie ein Datennetzwerk3 . Das Shift-By-Wire-System2 umfasst eine Wählhebeleinheit4 mit einem Wählhebel5 sowie ein betätigbares Getriebe6 . Mit Hilfe des Wählhebels5 lassen sich Gänge bzw. Gangstufen des Getriebes6 auswählen. Der Wählhebeleinheit4 ist ein Wählhebelsteuergerät7 zugeordnet und dem Getriebe6 ist ein Getriebesteuergerät8 zugeordnet. - Das Datennetzwerk
3 des Fahrzeugs1 dient zur Signalübertragung bzw. zur Datenübertragung zwischen entsprechenden elektrischen bzw. elektronischen Komponenten des Fahrzeugs1 . Insbesondere sind an das Datennetzwerk3 Steuergeräte für elektrische bzw. elektronische Einrichtungen des Fahrzeugs1 angeschlossen. Das Datennetzwerk3 umfasst bspw. wenigstens einen Datenbus. Vorzugsweise sind jedoch mehrere Datenbusse vorgesehen, die auf geeignete Weise miteinander gekoppelt sind. - Im Beispiel der
1 sind zwei derartige Datenbusse vorgesehen, nämlich ein Antriebsstrang-Datenbus9 und ein MMI-Datenbus10 , wobei „MMI – für Mensch-Maschinen-Interface bzw. für „Multi-Media-Interface” steht. Die beiden Datenbusse9 ,10 können bspw. über ein so genanntes Gateway11 miteinander gekoppelt sein. Das Wählhebelsteuergerät7 und das Getriebesteuergerät8 sind mit dem Antriebsstrangdatenbus9 kommunizierend verbunden. Mit dem MMI-Datenbus10 ist bspw. ein Instrumentensteuergerät12 kommunizierend verbunden, das einem Anzeigeinstrument13 des Fahrzeugs zugeordnet ist. Besagtes Anzeigeinstrument13 kann dabei in einem Cockpit des Fahrzeugs1 angeordnet sein. Beim Anzeigeinstrument13 kann es sich insbesondere um ein Kombi-Anzeigeinstrument handeln, das insbesondere mehrere unterschiedliche Informationen visuell darstellen kann. Der elektrische Anschluss zwischen den Steuergeräten7 ,8 ,12 und den jeweiligen Datenbus9 ,10 ist hier durch Doppelpfeile14 symbolisch dargestellt. Die Wirkverbindungen zwischen den einzelnen Steuergeräten7 ,8 ,12 und den zugehörigen elektrischen Komponenten4 ,6 ,13 des Fahrzeugs1 sind hier durch Doppelpfeile15 angedeutet. - Das Fahrzeug
1 ist bei der erfindungsgemäßen Bauweise außerdem mit einer Datenleitung16 ausgestattet, mit deren Hilfe das Wählhebelsteuergerät7 direkt mit dem Getriebesteuergerät8 verbunden ist. Durch diese kommunizierende Verbindung können Daten bzw. Signale vom Wählhebelsteuergerät7 direkt an das Getriebesteuergerät8 übermittelt werden. Darüber hinaus ist im gezeigten Beispiel die Datenleitung16 über einen entsprechenden Zweig17 direkt mit dem Instrumentensteuergerät12 verbunden. Hierdurch kann das Wählhebelsteuergerät7 Daten bzw. Signale auch direkt dem Instrumentensteuergerät12 übermitteln. - Signale und Daten des Wählhebelsteuergeräts
7 können nun zum einen über das Datennetzwerk3 , nämlich über den Antriebsdatenbus9 an das Getriebesteuergerät8 und außerdem über das Gateway11 und den MMI-Datenbus10 an das Instrumentensteuergerät12 übermittelt werden. Zum anderen können die Signale und Daten des Wählhebelsteuergeräts7 außerdem über die Datenleitung16 unmittelbar dem Getriebesteuergerät8 und über den Leitungszweig17 auch dem Instrumentensteuergerät12 übermittelt werden. Insofern kann hier eine redundante Daten- bzw. Signalübertragung realisiert werden. Die Ausfallsicherheit des Shift-By-Wire-Systems2 kann dadurch erhöht werden. - Zweckmäßig ist nun eine Ausführungsform, bei welcher das Getriebesteuergerät
8 so ausgestaltet bzw. so programmiert ist, dass es die Signale des Wählhebelsteuergeräts7 , die über das Datennetzwerk3 , also hier über den Antriebsdatenbus9 übermittelt werden, priorisiert. Das heißt, wenn das Getriebesteuergerät8 die Signale des Wählhebelsteuergeräts7 sowohl über das Datennetzwerk3 als auch über die Datenleitung16 erhält, berücksichtigt es nur die über das Datennetzwerk3 empfangenen Signale. Für den Fall, dass das Datennetzwerk3 insbesondere der Antriebsdatenbus9 deaktiviert ist oder defekt ist, berücksichtigt das Getriebesteuergerät8 die Signale des Wählhebelsteuergeräts7 , die es über die Datenleitung16 erhält. Somit ist das Shift-By-Wire-System2 auch dann noch voll funktionsfähig, wenn der Antriebsdatenbus9 ausfällt. - Das Fahrzeug
1 kann außerdem in üblicher Weise ein Zündschloss18 aufweisen, das ebenfalls ein Steuergerät, nämlich ein Zündschlosssteuergerät19 besitzt und das mit einem Zündschlüssel20 betätigbar ist. Das Zündschlosssteuergerät19 ist ebenfalls in das Datennetzwerk3 eingebunden. Beispielsweise ist es hierzu entsprechend einem Doppelpfeil14 an den Antriebsdatenbus9 angeschlossen. Grundsätzlich kann das Zündschloss18 auch an einen anderen Datenbus des Datennetzwerks3 angeschlossen sein. - Das Wählhebelsteuergerät
7 kann entsprechend einer besonders vorteilhaften Ausführungsform nun so ausgestaltet bzw. programmiert sein, dass es bei in das Zündschloss18 eingestecktem Zündschlüssel20 und bei unbetätigter Zündung, also insbesondere bei nicht aktivierter Brennkraftmaschine des Fahrzeugs1 aktiv ist und Signale über die Datenleitung16 zumindest dem Getriebesteuergerät8 und optional auch dem Instrumentensteuergerät12 übermittelt. Das Getriebesteuergerät8 kann nun zweckmäßig so ausgestaltet bzw. programmiert sein, dass es inaktiv ist, solange das Zündschloss18 bzw. die Zündung unbetätigt ist. Beispielsweise ist somit das Getriebesteuergerät8 bei in das Zündschloss18 eingesteckten Zündschlüssel20 und bei unbetätigter Zündung inaktiv. Erst bei betätigter Zündung wird das Getriebesteuergerät8 aktiv. Das inaktive Getriebesteuergerät8 kann die Signale des Wählhebelsteuergeräts7 nicht empfangen, unabhängig davon, ob sie über die Datenleitung16 oder über das Datennetzwerk3 übermittelt werden. - Im Unterschied dazu ist das Instrumentensteuergerät
12 zweckmäßig so ausgestaltet bzw. programmiert, dass es bei in das Zündschloss18 eingestecktem Zündschlüssel20 und bei unbetätigter Zündung bereits aktiv ist und die über die Datenleitung17 übermittelten Signale des Wählhebelsteuergeräts7 empfangen und auswerten kann. Insbesondere kann das Instrumentensteuergerät12 in diesem Zustand den eingelegten Gang am Anzeigeinstrument13 zur Anzeige bringen. Bei unbetätigter Zündung ist das Datennetzwerk3 insgesamt noch inaktiv. Insbesondere ist das Gateway11 deaktiviert, so dass über das Datennetzwerk3 die vom Wählhebelsteuergerät7 erzeugten Signale nicht bis zum Instrumentensteuergerät12 gelangen. - Entsprechend einer Weiterbildung kann nun das Instrumentensteuergerät
12 außerdem so ausgestaltet bzw. programmiert sein, dass es bei betätigter Zündung nunmehr auch die über das Datennetzwerk3 übermittelten Signale des Wählhebelsteuergeräts7 empfangen und auswerten kann. Dabei ist auch hier zweckmäßig vorgesehen, dass das Instrumentensteuergerät12 die über das Datennetzwerk3 empfangenen Signale des Wählhebelsteuergeräts7 gegenüber den über die Datenleitung16 bzw. über den Leitungszweig17 übermittelten Signalen priorisiert. - Die zusätzliche Datenleitung
16 und gegebenenfalls ihr Leitungszweig17 können zweckmäßig als serielle Leitung ausgestaltet sein. Diese kann insbesondere eine serielle Schnittstelle bilden. Ebenfalls ist zweckmäßig, dass das Wählhebelsteuergerät7 identische Signale synchron über das Datennetzwerk3 und die Datenleitung16 an das Getriebesteuergerät8 sowie optional über den Leitungszweig17 an das Instrumentensteuergerät12 übermittelt. - Bei den hier verwendeten Datenbussen
9 ,10 kann es sich insbesondere um CAN-Busse oder um LIN-Busse handeln. - Bei dem in
1 gezeigten Beispiel ist zusätzlich eine mechanische Wirkverbindung21 vorgesehen, welche die Wählhebeleinheit4 mit dem Getriebe6 koppelt. Diese Wirkverbindung21 , die hier durch eine unterbrochene Linie angedeutet ist, kann z. B. durch einen Seilzug, wie z. B. ein Bowdenzug, gebildet sein und ermöglicht eine fremdenergiefreie Betätigung einer Getriebeparksperre des Getriebes6 durch eine entsprechende Betätigung des Wählhebels5 .
Claims (9)
- Kraftfahrzeug, insbesondere Personenkraftwagen, mit einem Shift-By-Wire-System (
2 ), mit einem Wählhebelsteuergerät (7 ), das einer einen Wählhebel (5 ) aufweisenden Wählhebeleinheit (4 ) zugeordnet ist, mit einem Getriebesteuergerät (8 ), das einem Getriebe (6 ) des Kraftfahrzeugs (1 ) zugeordnet ist, wobei sowohl das Wählhebelsteuergerät (7 ) als auch das Getriebesteuergerät (8 ) an ein Datennetzwerk (3 ) des Fahrzeugs (1 ) angeschlossen sind, wobei das Wählhebelsteuergerät (7 ) Signale über das Datennetzwerk (3 ) dem Getriebesteuergerät (8 ) übermittelt, wobei zusätzlich eine Datenleitung (16 ) vorgesehen ist, die das Wählhebelsteuergerät (7 ) direkt mit dem Getriebesteuergerät (8 ) zur Übermittlung von Signalen verbindet, dass das Wählhebelsteuergerät (7 ) identische Signale synchron über das Datennetzwerk (3 ) und die Datenleitung (16 ) an das Getriebesteuergerät (8 ) übermittelt und dass das Getriebesteuergerät (8 ) so ausgestaltet und/oder programmiert ist, dass es die Signale des Wählhebelsteuergeräts (7 ), die über das Datennetzwerk (9 ) übermittelt werden, priorisiert und nur dann die Signale des Wählhebelsteuergeräts (7 ), die über die Datenleitung (16 ) übermittelt werden, verwendet, wenn das Datennetzwerk (9 ) deaktiviert ist oder defekt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Wählhebelsteuergerät (7 ) über einen Leitungszweig (17 ) direkt mit einem Instrumentensteuergerät (12 ) des Fahrzeugs (1 ) zur Übermittlung von Signalen verbunden ist, welches einem im Cockpit im Fahrzeugs (1 ) angeordneten Anzeigeinstrument (13 ) zugeordnet ist und wobei das Instrumentensteuergerät (12 ) auch an das Datennetzwerk (3 ) zur Übermittlung von Signalen des Wählhebelsteuergeräts (7 ) angeschlossen ist. - Kraftfahrzeug nach einem der Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Datenleitung (
16 ,17 ) als serielle Leitung ausgestaltet ist, und insbesondere eine serielle Schnittstelle bildet. - Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wählhebelsteuergerät (
7 ) so ausgestaltet und/oder programmiert ist, dass es bei in ein Zündschloss (18 ) des Fahrzeugs (1 ) eingestecktem Zündschlüssel (20 ) und bei unbetätigter Zündung aktiv ist und Signale über die Datenleitung (16 ,17 ) übermittelt. - Kraftfahrzeug nach den Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Instrumentensteuergerät (
12 ) so ausgestaltet und/oder programmiert ist, dass es bei in das Zündschloss (18 ) eingestecktem Zündschlüssel (20 ) und bei unbetätigter Zündung aktiv ist und über die Datenleitung (16 ,17 ) übermittelte Signale des Wählhebelsteuergeräts (7 ) empfängt und auswertet. - Kraftfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Instrumentensteuergerät (
12 ) so ausgestaltet und/oder programmiert ist, dass es bei betätigter Zündung die über das Datennetzwerk (3 ) übermittelten Signale des Wählhebelsteuergeräts (7 ) empfängt und auswertet. - Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebesteuergerät (
8 ) so ausgestaltet und/oder programmiert ist, dass es bei in das Zündschloss (18 ) eingestecktem Zündschlüssel (20 ) und bei unbetätigter Zündung inaktiv ist und erst bei betätigter Zündung aktiv ist und die über das Datennetzwerk (3 ) übermittelten Signale des Wählhebelsteuergeräts (7 ) empfängt und auswertet. - Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Datennetzwerk (
3 ) einen Antriebsstrangdatenbus (9 ), insbesondere einen CAN-Bus oder einen LIN-Bus, aufweist, an dem das Wählhebelsteuergerät (7 ) und das Getriebesteuergerät (8 ) angeschlossen sind. - Kraftfahrzeug nach den Ansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Datennetzwerk (
3 ) außerdem einen MMI-Datenbus, insbesondere einen CAN-Bus oder einen LIN-Bus, aufweist, an dem das Instrumentensteuergerät (12 ) angeschlossen ist und der über ein Gateway (11 ) an den Antriebsstrangdatenbus (9 ) angeschlossen ist. - Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wählhebeleinheit (
4 ) über eine mit dem Wählhebel (5 ) betätigbare mechanische Wirkverbindung (21 ), insbesondere ein Seilzug, mit dem Getriebe (6 ) verbunden ist, mit deren Hilfe eine Getriebeparksperre betätigbar ist.
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