DE102009023566B4

DE102009023566B4 - Elektronische Getriebeschaltarchitektur mit maximierter Verfügbarkeit

Info

Publication number: DE102009023566B4
Application number: DE102009023566.3A
Authority: DE
Inventors: Orson S. Wang
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2008-06-03
Filing date: 2009-06-02
Publication date: 2024-01-25
Anticipated expiration: 2029-06-03
Also published as: CN101628579B; CN101628579A; US8155847B2; DE102009023566A1; US20090298645A1

Abstract

System, das umfasst:ein Getriebewählhebelmodul (202), das auf der Grundlage einer Stellung einer Fahrereingabeeinrichtung (206) ein Stellungssignal erzeugt, wobei das Getriebewählhebelmodul (202) die Fahrereingabeeinrichtung (206), einen Sensor (208), der auf der Grundlage der Stellung der Fahrereingabeeinrichtung (206) ein erstes Signal erzeugt, ein Codierungsmodul (210), das das erste Signal codiert, um das Stellungssignal zu erzeugen, und ein Sendemodul (209) umfasst, das das Stellungssignal an das Motorsteuermodul (204) sendet;ein Motorsteuermodul (204), das einen Motor (213) steuert, das auf der Grundlage einer Abbildung des Stellungssignals auf eine Mehrzahl von Getriebefahrbereichen einen Getriebefahrbereich aus der Mehrzahl von Getriebefahrbereichen auswählt und das auf der Grundlage des ausgewählten Getriebefahrbereichs ein Fahrbereichsanforderungssignal erzeugt, wobei das Motorsteuermodul (204) ein Empfangsmodul (211), das das Stellungssignal empfängt, ein Decodierungsmodul (212), das das empfangene Stellungssignal decodiert, und ein Interpretationsmodul (214) umfasst, das den ausgewählten Getriebefahrbereich auswählt und das Fahrbereichsanforderungssignal erzeugt; undein Getriebesteuermodul (216), das auf der Grundlage des Fahrbereichsanforderungssignals ein Getriebe (219) steuert,wobei das Motorsteuermodul (204) auf der Grundlage des Fahrbereichsanforderungssignals und eines Fehlerstatus des Getriebesteuermoduls (216) ein Statussignal erzeugt; undwobei das System ferner ein Reservegetriebesteuermodul (222) umfasst, das das Getriebe (219) steuert, wenn das Getriebesteuermodul (216) versagt.

Description

GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die elektronische Getriebesteuerung und insbesondere auf die Fahrbereichsauswahl.
Aus der DE 199 63 782 A1 ist ein System bekannt, das ein Getriebewählhebelmodul umfasst, das auf der Grundlage einer Stellung einer Fahrereingabeeinrichtung ein Stellungssignal erzeugt. Ein Motorsteuermodul, das einen Motor steuert, wählt auf der Grundlage einer Abbildung des Stellungssignals einen Getriebefahrbereich aus und erzeugt auf Grundlage des ausgewählten Getriebefahrbereichs ein Fahrbereichsanforderungssignal. Ferner umfasst das System ein Getriebesteuermodul, das auf der Grundlage des Fahrbereichsanforderungssignals ein Getriebe steuert, wobei das Motorsteuermodul auf der Grundlage des Fahrbereichsanforderungssignals und eines Status des Getriebesteuermoduls ein Statussignal erzeugt.
HINTERGRUND
In 1 ist ein Funktionsblockschaltplan einer elektronischen Getriebefahrbereichsauswahl dargestellt. Die Fahrbereichsauswahl ist die Aktion des Auswählens eines Fahrbereichs wie etwa Parken, Rückwärtsgang, Leerlauf, Fahren, niedriger Gang oder Schongang in einem Fahrzeug 100. Das Fahrzeug 100 enthält ein Getriebewählhebelmodul 112. Das Getriebewählhebelmodul 112 wird von einem Fahrer zur Auswahl eines Fahrbereichs verwendet.
Das Getriebewählhebelmodul 112 kann unter Verwendung von Sensoren die Stellung einer Fahrereingabeeinrichtung bestimmen. Die Fahrereingabeeinrichtung kann z. B. einen Hebel, einen Knopf oder einen Drehregler enthalten. Messwerte von den Sensoren können an ein Getriebewählhebel-Interpretationsmodul (SIM) 110 gesendet werden. Das SIM 110 kann daraufhin die Sensormesswerte interpretieren, bestimmen, welchen Fahrbereich der Fahrer ausgewählt hat, und eine Fahrbereichsanforderung an ein Motorsteuermodul (ECM) 104 und an ein Getriebesteuermodul (TCM) 106 senden.
Das Motorsteuermodul 104 steuert einen Motor 102. Das Motorsteuermodul 104 kann Daten von dem Motor 102 verwenden, um Komponenten des Fahrzeugs 100 zu steuern. Das TCM 106 kann die Fahrbereichsanforderung auf verschiedene Arten empfangen. Das TCM 106 kann die Fahrbereichsanforderung z. B. durch Direktverbindung oder über ein Netz empfangen. Das TCM 106 verwendet die Fahrbereichsanforderung, um ein Getriebe 108 zu steuern.
Aus der DE 10 2005 029 567 A1 ist ein elektromechanische Parkbremse für ein automatisches oder automatisiertes Getriebe bekannt.
Die DE 199 09 496 A1 beschreibt eine Getriebe-/Motorsteuerung für ein Kraftfahrzeug mit einem Automatikgetriebe.
In der DE 199 83 049 T5 ist ein Steuerverfahren für ein shift-by-wire Fahrzeuggetriebe offenbart.
ZUSAMMENFASSUNG
Erfindungsgemäß wird ein System vorgestellt, das sich durch die Merkmale des Anspruchs 1 auszeichnet.
Erfindungsgemäß wird ferner ein Verfahren vorgestellt, das sich durch die Merkmale des Anspruchs 5 auszeichnet.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird umfassender aus der ausführlichen Beschreibung und aus den beigefügten Zeichnungen verständlich, in denen:

1 ein Funktionsblockschaltplan eines elektronischen Fahrstufenauswahlsystems gemäß dem Stand der Technik ist;
2 ein Funktionsblockschaltplan eines beispielhaften elektronischen Fahrstufenauswahlsystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung ist; und
3 ein Ablaufplan ist, der beispielhafte Schritte zeigt, die bei der Fahrbereichsauswahl auf der Grundlage der Verbindung des Getriebewählhebelmoduls mit dem ECM gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Der Klarheit halber werden in den Zeichnungen zur Identifizierung ähnlicher Elemente dieselben Bezugszeichen verwendet. Wie der Ausdruck wenigstens eines von A, B und C hier verwendet wird, soll er ein logisches (A oder B oder C) unter Verwendung eines nicht ausschließenden logischen Oder bedeuten. Es ist festzustellen, dass Schritte innerhalb eines Verfahrens in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden können, ohne die Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu ändern.
Der Begriff Modul, wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), auf eine elektronische Schaltung, auf einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe) und auf Speicher, die eines oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführen, auf eine Kombinationslogikschaltung und/oder auf andere geeignete Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen.
Die elektronische Fahrstufenauswahl wird in einem Fahrzeug verwendet, um zu ermöglichen, dass ein Nutzer des Fahrzeugs einen Fahrbereich wie etwa Parken, Leerlauf, Rückwärtsgang, Fahren, Bremsgang und Schongang auswählt. Ein Getriebewählhebelmodul detektiert die Betätigung einer Fahrereingabeeinrichtung. Ein Motorsteuermodul setzt die Betätigung in eine Fahrbereichsanforderung um. Durch das Getriebewählhebelmodul kann z. B. die Betätigung eines Hebels detektiert werden. Die Stellung des Hebels wird an das Motorsteuermodul gesendet, wo sie in eine Fahrbereichsanforderung umgesetzt wird. Das Motorsteuermodul sendet die Fahrbereichsanforderung an ein Getriebesteuermodul, das auf der Grundlage der Fahrbereichsanforderung ein Getriebe steuert. Zuvor hat ein Getriebewählhebel-Interpretationsmodul die Betätigung der Fahrereingabeeinrichtung in eine Fahrbereichsauswahl umgesetzt. Außerdem hat das Getriebewählhebel-Interpretationsmodul die Fahrbereichsanforderung an das Getriebe gesendet.
In der vorliegenden Erfindung ist das Getriebewählhebel-Interpretationsmodul aus dem System eliminiert worden und ist seine Funktionalität in das Motorsteuermodul integriert worden. Dadurch kann das System zuverlässiger werden, da es die Anzahl der Komponenten verringert, die innerhalb des Systems ausfallen können. Außerdem kann es die Fahrzeugkosten senken, da das Getriebewählhebel-Interpretationsmodul nicht verwendet wird.
In 2 ist ein Funktionsblockschaltplan eines beispielhaften elektronischen Fahrstufenauswahlsystems gemäß dem Prinzip der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die elektronische Fahrstufenauswahl kann dadurch ausgeführt werden, dass ein Getriebewählhebelmodul 202 wie in 2 gezeigt direkt mit einem Motorsteuermodul (ECM) 204 verbunden ist. In verschiedenen Implementierungen kann das Getriebewählhebelmodul 202 wie etwa über ein Netz, eine Verkabelung oder drahtlos direkt mit dem ECM 204 verbunden sein. Nur beispielhaft kann die Verbindung mit einem Netz wie etwa einem Controller Area Network (CAN) oder einem Local Interconnect Network (LIN) hergestellt werden.
Das Getriebewählhebelmodul 202 enthält eine Fahrereingabeeinrichtung 206, die einen Hebel, einen Knopf oder einen Drehregler enthalten kann. Die Fahrereingabeeinrichtung 206 kann von einem Fahrer zur Auswahl eines Fahrbereichs wie etwa Parken, Rückwärtsgang, Leerlauf, Fahren, Bremsgang oder Schongang verwendet werden. Das Getriebewählhebelmodul 202 kann außerdem einen Sensor 208, ein Codierungsmodul 210 und ein Sendemodul 209 enthalten.
Der Sensor 208 kann verwendet werden, um die Verwendung der Fahrereingabeeinrichtung 206 zu detektieren. Die Fahrereingabeeinrichtung 206 kann z. B. einen Hebel enthalten und der Sensor 208 kann einen Winkel des Hebels messen. Die Ausgabe von dem Sensor 208 kann an das Codierungsmodul 210 gesendet werden, das sich innerhalb des Getriebewählhebelmoduls 202 befinden kann.
Das Codierungsmodul 210 kann die Ausgabe von dem Sensor 208 codieren. Daraufhin kann das Codierungsmodul 210 ein codiertes Signal an das Sendemodul 209 senden. Das Sendemodul 209 empfängt das Signal von dem Codierungsmodul 210 und leitet das Signal an das ECM 204
oder genauer an ein Empfangsmodul 211, das sich innerhalb des ECM 204 befinden kann, weiter. Das Signal wird von dem Empfangsmodul 211 empfangen. Das Empfangsmodul 211 kann das Signal daraufhin an ein Decodierungsmodul 212
senden, wo das Signal decodiert wird. Das decodierte Signal wird daraufhin an ein Interpretationsmodul 214 gesendet. Das Interpretationsmodul 214 kann das decodierte Signal lesen, diagnostizieren und interpretieren, um die Fahrbereichsanforderung zu bestimmen.
Zum Codieren, Decodieren und Interpretieren der Signale gibt es verschiedene Verfahren wie etwa mit Software oder Hardware. Zum Beispiel kann zum Codieren des Sensorsignals die Single Edge Nibble Transmission (SENT) verwendet werden. Die SENT ist ein Verfahren, das Analog/Digital-Wandler und Impulsbreitenmodulationstechniken als Alternative zu digitalen Bussen verwendet. Das codierte Signal kann daraufhin innerhalb des ECM 204 diagnostiziert und interpretiert werden. Das Interpretationsmodul 214 sendet die Fahrbereichsanforderung an ein Getriebesteuermodul (TCM) 216, an ein Überwachungsmodul 217 und an ein Reserve-TCM-Modul 222.
Das TCM 216 steuert ein Getriebe 219 auf der Grundlage der Fahrbereichsanforderung. Sowohl das TCM 216 als auch das Überwachungsmodul 217 kann die Fahrbereichsanforderung an ein Karosseriesteuermodul (BCM) 218 senden, damit sie in einer Fahrerinformationszentrale (DIC) 220 angezeigt wird. Dies erfolgt durch das Überwachungsmodul 217 als eine Reserve in Fällen, in denen eine Komponente nicht richtig funktionieren kann. Falls z. B. das TCM 216 nicht richtig funktioniert, kann das System weiter arbeiten, da der angeforderte Fahrbereich durch das Überwachungsmodul 217 trotzdem bekannt ist.
Das Überwachungsmodul 217 überwacht die Fahrbereichsanforderung sowie Statussignale von Fahrzeugkomponenten. Zum Beispiel kann ein Motor 213 Motorsensoren wie etwa einen Drehzahlsensor (RPM-Sensor) 215 enthalten, den das Überwachungsmodul 217 überwacht. Das TCM 216 kann ebenfalls überwacht werden. Falls das TCM 216 im betriebsfähigen Zustand ist, kann das Überwachungsmodul 217 die Fahrbereichsanforderung an das Karosseriesteuermodul 218 senden. Falls das TCM 216 nicht richtig funktioniert, kann das ECM 204 in eine Notlaufbetriebsart eintreten.
In der Notlaufbetriebsart kann das Fahrzeug angetrieben werden, bis der Motor abgeschaltet wird. Nur beispielhaft kann die Fahrbereichsanforderung von einem anderen Controller wie etwa dem ECM 204 oder dem Reserve-TCM-Modul 222 verwendet werden, um das Getriebe im Fall eines Ausfalls durch das TCM 216 zu steuern. Das Reserve-TCM-Modul 222 kann z. B. andere Funktionen in dem Fahrzeug steuern, und wenn das TCM 216 ausfällt, kann es die Fahrbereichsanforderung empfangen und das Getriebe 219 steuern.
Wenn das Fahrzeug in der Notlaufbetriebsart ist, kann das Überwachungsmodul 217 ein Nachrichtensignal an das Karosseriesteuermodul 218 senden, damit es in der DIC 220 angezeigt wird. Die DIC 220 kann den Fahrer benachrichtigen, dass das Fahrzeug in der Notlaufbetriebsart ist. Nachdem der Motor abgeschaltet worden ist, kann das Fahrzeug erst wieder angetrieben werden, wenn das TCM 216 richtig funktioniert oder ersetzt worden ist.
Falls das ECM 204 nicht richtig funktioniert, kann das System trotzdem sicher sein. Falls der Fahrer z. B. das Fahrzeug zu starten versucht, wenn das ECM 204 nicht richtig funktioniert, kann der Motor nicht in der Lage sein, eingeschaltet zu werden. Das Getriebe 219 kann sich zum Schalten auf Hydraulikdruck stützen und kann nicht in der Lage sein, aus dem Parken zu schalten, da der Motor nicht läuft. Falls der Motor läuft, wenn das ECM 204 ausfällt, kann der Motor sofort abgeschaltet werden, was veranlasst, dass das Getriebe 219 zu Parken zurückkehrt.
Ein Ablaufplan in 3 zeigt beispielhafte Schritte, die in einer Fahrbereichsauswahl auf der Grundlage der Verbindung eines Getriebewählhebelmoduls mit dem ECM ausgeführt werden. Die Steuerung beginnt in Schritt 300, in dem die Stellung der Fahrereingabeeinrichtung bestimmt wird. Nur beispielhaft kann die Stellung die Stellung eines Hebels oder eines Stellglieds eines Knopfs oder Drehreglers sein. Daraufhin geht die Steuerung zu Schritt 302 über, in dem die gegenwärtige Stellung mit der vorherigen Stellung verglichen wird. Falls sie anders ist, geht die Steuerung daraufhin zu Schritt 304 über; andernfalls kehrt die Steuerung zu Schritt 300 zurück.
In Schritt 304 wird die neue Stellung zur Sendung an das Motorsteuermodul codiert. Daraufhin geht die Steuerung zu Schritt 306 über, in dem die neue Stellung an das Motorsteuermodul gesendet wird. Der nächste Schritt ist 308, in dem eine Bestimmung der Funktionalität des Motorsteuermoduls erfolgt. Falls das ECM funktioniert, geht die Steuerung daraufhin zu Schritt 310 über; andernfalls geht die Steuerung zu Schritt 328 über. In Schritt 328 wird der Motor abgeschaltet. Nach dem Schritt 328 geht die Steuerung zu Schritt 330 über, in dem das Getriebe zu Parken zurückkehrt.
In Schritt 310 wird die neue Stellung decodiert. Das decodierte Signal wird daraufhin in Schritt 312 in eine Fahrbereichsanforderung umsetzt. Daraufhin geht die Steuerung zu Schritt 314 über, in dem der Status des TCM empfangen wird. Daraufhin geht die Steuerung zu Schritt 316 über, in dem das TCM geprüft wird, um zu bestimmen, ob es richtig funktioniert. Falls das TCM richtig funktioniert, geht die Steuerung zu Schritt 318 über; andernfalls geht die Steuerung zu Schritt 317 über. In Schritt 318 stellt das TCM das Getriebe gemäß der Fahrbereichsanforderung ein. Daraufhin kehrt die Steuerung zu Schritt 300 zurück.
Falls das TCM in Schritt 316 nicht richtig funktioniert, geht die Steuerung zu Schritt 317 über, in dem ein Reservecontroller Steuerung des Getriebes übernimmt. Daraufhin geht die Steuerung zu Schritt 320 über, in dem der Status und/oder der Fehler des TCM an das BCM gesendet wird. Der nächste Schritt ist 322, in dem die DIC den Status und/oder den Fehler angibt. Daraufhin geht die Steuerung zu Schritt 324 über, in dem eine Prüfung vorgenommen wird, um zu bestimmen, ob der Motor läuft. Falls er läuft, ist der nächste Schritt 326, in dem die Steuerung darauf wartet, dass der Fahrer Parken auswählt; andernfalls geht die Steuerung zu Schritt 330 über und kehrt das Getriebe zu Parken zurück. Nach Schritt 326 wird der Motor in Schritt 328 abgeschaltet. Nach Schritt 328 wird die Steuerung in Schritt 330 fortgesetzt und kehrt das Getriebe zu Parken zurück.

Claims

System, das umfasst: ein Getriebewählhebelmodul (202), das auf der Grundlage einer Stellung einer Fahrereingabeeinrichtung (206) ein Stellungssignal erzeugt, wobei das Getriebewählhebelmodul (202) die Fahrereingabeeinrichtung (206), einen Sensor (208), der auf der Grundlage der Stellung der Fahrereingabeeinrichtung (206) ein erstes Signal erzeugt, ein Codierungsmodul (210), das das erste Signal codiert, um das Stellungssignal zu erzeugen, und ein Sendemodul (209) umfasst, das das Stellungssignal an das Motorsteuermodul (204) sendet; ein Motorsteuermodul (204), das einen Motor (213) steuert, das auf der Grundlage einer Abbildung des Stellungssignals auf eine Mehrzahl von Getriebefahrbereichen einen Getriebefahrbereich aus der Mehrzahl von Getriebefahrbereichen auswählt und das auf der Grundlage des ausgewählten Getriebefahrbereichs ein Fahrbereichsanforderungssignal erzeugt, wobei das Motorsteuermodul (204) ein Empfangsmodul (211), das das Stellungssignal empfängt, ein Decodierungsmodul (212), das das empfangene Stellungssignal decodiert, und ein Interpretationsmodul (214) umfasst, das den ausgewählten Getriebefahrbereich auswählt und das Fahrbereichsanforderungssignal erzeugt; und ein Getriebesteuermodul (216), das auf der Grundlage des Fahrbereichsanforderungssignals ein Getriebe (219) steuert, wobei das Motorsteuermodul (204) auf der Grundlage des Fahrbereichsanforderungssignals und eines Fehlerstatus des Getriebesteuermoduls (216) ein Statussignal erzeugt; und wobei das System ferner ein Reservegetriebesteuermodul (222) umfasst, das das Getriebe (219) steuert, wenn das Getriebesteuermodul (216) versagt.
System nach Anspruch 1, bei dem die Fahrereingabeeinrichtung (206) einen Hebel enthält und bei dem das Stellungssignal auf einer Stellung des Hebels beruht.
System nach Anspruch 2, bei dem die Stellung des Hebels auf einem Winkel des Hebels beruht.
System nach Anspruch 1, das ferner eine Fahrerinformationszentrale (220) umfasst, die auf der Grundlage des Statussignals wahlweise eine Sichtanzeige und/oder eine Höranzeige erzeugt.
Verfahren, das umfasst: Erzeugen eines Stellungssignals unter Verwendung eines Getriebewählhebelmoduls (202) auf der Grundlage einer Stellung einer Fahrereingabeeinrichtung (206), indem: ein erstes Signal unter Verwendung des Getriebewählhebelmoduls (202) auf der Grundlage der Stellung der Fahrereingabeeinrichtung (206) erzeugt wird, das erste Signal unter Verwendung des Getriebewählhebelmoduls (202) codiert wird und das Stellungssignal unter Verwendung des Getriebewählhebelmoduls (202) auf der Grundlage der Codierung erzeugt wird; Senden des Stellungssignals an ein Motorsteuermodul (204); Steuern eines Motors (213) unter Verwendung des Motorsteuermoduls (204); Empfangen des Stellungssignals unter Verwendung des Motorsteuermoduls (204); Decodieren des empfangenen Stellungssignals unter Verwendung des Motorsteuermoduls (204); Auswählen eines Getriebefahrbereichs aus einer Mehrzahl von Getriebefahrbereichen unter Verwendung des Motorsteuermoduls (204) auf der Grundlage einer Abbildung des Stellungssignals auf die Mehrzahl von Getriebefahrbereichen, wobei der ausgewählte Getriebefahrbereich unter Verwendung des Motorsteuermoduls (204) auf der Grundlage der Decodierung ausgewählt wird; Erzeugen eines Fahrbereichsanforderungssignals unter Verwendung des Motorsteuermoduls (204) auf der Grundlage des ausgewählten Getriebefahrbereichs; Steuern eines Getriebes auf der Grundlage des Fahrbereichsanforderungssignals; und Erzeugen eines Statussignals auf der Grundlage des Fahrbereichsanforderungssignals und eines Fehlerstatus eines Getriebesteuermoduls (216) umfasst; wobei das Getriebe (219) unter Verwendung eines Reservegetriebesteuermoduls (222) gesteuert wird, wenn das Getriebesteuermodul (216) versagt.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Fahrereingabeeinrichtung (206) einen Hebel enthält und bei dem das Stellungssignal auf einer Stellung des Hebels beruht.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Stellung des Hebels auf einem Winkel des Hebels beruht.
Verfahren nach Anspruch 5, das ferner das wahlweise Erzeugen einer Sichtanzeige und/oder einer Höranzeige unter Verwendung einer Fahrerinformationszentrale (220) auf der Grundlage des Statussignals umfasst.