DE10036601B4

DE10036601B4 - Device for controlling a motor vehicle transmission

Info

Publication number: DE10036601B4
Application number: DE2000136601
Authority: DE
Inventors: Werner Mayer; Michael Dr.-Ing. Salecker; Thomas Dr.-Ing. Vollmer
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2000-07-27
Filing date: 2000-07-27
Publication date: 2009-01-15
Anticipated expiration: 2020-07-28
Also published as: DE10036601A1

Abstract

Vorrichtung zur Steuerung eines Kraftfahrzeuggetriebes mit
– einem Bedienelement- und Getriebesteuergeräteteil (2, 3; 8) und
– einem oder mehreren, vom Bedienelement- und Getriebesteuergeräteteil angesteuerten Aktoren (4) zur Getriebebetätigung,
dadurch gekennzeichnet, dass
– der oder die Aktoren als mechatronische Aktoren (4) ausgebildet 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 weiteren fahrzeugseitigen Datenbus (5) fungiert.Device for controlling a motor vehicle transmission with
A control element and transmission control unit part (2, 3, 8) and
One or more actuators (4) actuated by the control element and transmission control unit part for actuating the transmission,
characterized in that
The actuator (s) are designed as mechatronic actuators (4) and are connected to the control element and transmission control unit part (1, 2; 8) via a separate transmission data bus (1) serving as a gateway to at least one further vehicle-side data bus ( 5).

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 angesteuerten Aktor zur Getriebebetätigung umfasst. Der Begriff "Steuerung" ist hierbei vorliegend in seinem allgemeinen auch Regelungen umfassenden Sinne zu verstehen.The The invention relates to a device for controlling a Motor vehicle transmission, d. H. one in the drive train of a motor vehicle located transmission, a control element and transmission control unit part and comprises at least one actuated actuator for transmission actuation. The term "control" is present here to understand in its general sense also comprehensive rules.

Aus der DE 40 39 005 A1 ist ein Datenbus für Fahrzeuge zur Übertragung von Signalen verschiedener Steuereinheiten an verschiedene Aktoren in Form von Stelleinheiten bekannt.From the DE 40 39 005 A1 For example, a data bus for vehicles for transmitting signals of various control units to various actuators in the form of actuators is known.

Insbesondere eignet sich die Erfindung für sogenannte automatisierte Schaltgetriebe (AST) und kontinuierlich verstellbare Getriebe (CVT). Derartige Fahrzeuggetriebe kommen derzeit vermehrt zum Einsatz, um dem Wunsch nach Kraftstoffverbrauchs- und Abgasreduzierung durch Verwendung eines automatisierten Antriebsstranges mit neuartigen Funktionen, wie Start/Stopp-Automatik, sowie dem Wunsch nach mehr Komfort durch freie, ergonomische Gestaltung und Platzierung der zugehörigen Bedienelemente, nach neuen Konzepten zum Starten und Abstellen des Fahrzeugs sowie nach Wahlfreiheit des Bedienelementes nachzukommen. In dieser Hinsicht zukunftsträchtige Lösungen sind die Automatisierung der Kupplungsbetätigung durch einen Kupplungsaktor, des Gangstufenwechsels durch einen Schaltaktor und/oder des Übersetzungswechsels durch einen Verstellaktor, wobei diese Aktoren elektromotorische/elektromechanische Stellantriebe beinhalten.Especially the invention is suitable for so-called automated manual transmission (AST) and continuously adjustable Transmission (CVT). Such vehicle transmissions are currently increasing to the use, to the desire for fuel consumption and exhaust gas reduction by using an automated powertrain with novel Functions, such as automatic start / stop, as well as the desire for more Comfort through free, ergonomic design and placement of the associated Controls, for new concepts to start and stop the Vehicle as well as freedom of choice of the control element to comply. In this regard, promising solutions are the automation of clutch actuation by a clutch actuator, the gear stage change by a switching actuator and / or the ratio change by an adjusting actuator, these actuators electromotive / electromechanical Actuators include.

Als Aktoren finden zunehmend sogenannte intelligente Aktoren auch in Fahrzeugen Verwendung, wobei in solchen intelligenten Aktoren Steuerungselektronik und elektromotorische/elektromechanische Stellaktorik sowie gegebenenfalls Sensorik eine kompakte Baueinheit bilden, speziell als sogenanntes mechatro nisches Aktorsystem. In Fahrzeugsystemen sind solche intelligenten Aktoren z. B. zur Spiegelverstellung und für Türschloßsysteme 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, Watchdogtimer, AD-Wandler, Fahrzeugbus-Controller mit Transceiver z. B. für CAN-Bus, Standard-E/A-Schnittstellen und voll geschützte Leistungsendstufen (Motorbrücke) verfügen.When Actuators are increasingly finding so-called intelligent actuators also in Vehicles use, being in such intelligent actuators control electronics and electromotive / electro-mechanical Stellaktorik and optionally Sensors form a compact unit, especially as so-called mechatronic actuator system. In vehicle systems, such are intelligent ones Actuators z. B. for mirror adjustment and door lock systems in use. To So-called super-smart-power chips were developed, which have a Microcontroller with RAM, ROM and EEPROM, via voltage regulator with power-on-reset, Watchdog timer, AD converter, vehicle bus controller with transceiver z. For example CAN bus, standard I / O interfaces and fully protected power output stages (Motor bridge) feature.

Es ist bekannt, Fahrzeugkomponenten von Motor, Getriebe, Kupplung, Fahrwerk und zugehörigen Bedienelementen an einen gemeinsamen 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 insbesondere bei Systemen zur Automatisierung von Schaltgetrieben oder kontinuierlich verstellbaren Getrieben vorgesehen sein, die Aktoren von einem zentralen Getriebesteuergerät anzusteuern, worunter vorliegend der Einfachheit halber neben einem eigentlichen Getriebesteuergerät auch ein Antriebsstrangsteuergerät verstanden werden soll. Getriebesteuerungen dieser und ähnlicher Art sind in der Patentschrift US 5.251.733 und den Offenlegungsschriften 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.It is known, vehicle components of engine, transmission, clutch, suspension and associated controls to a common vehicle data bus, z. B. a CAN bus to couple. This also creates the possibility of a non-mechanical coupling of transmission and associated control element, so-called shift-by-wire with regard to the transmission control. It may be provided in particular in systems for the automation of manual transmissions or continuously variable transmissions to control the actuators of a central transmission control unit, which in the present case for the sake of simplicity in addition to an actual transmission control unit and a powertrain control unit to be understood. Transmission controls of this and similar type are in the patent US 5,251,733 and the publications EP 0 916 548 A2 . WO 97/44210 A1 . EP 0 641 959 A2 . DE 199 04 022 A1 and DE 197 36 931 A1 disclosed.

Bekannt sind auch Fahrzeug-Bussysteme, bei denen ein Motor- und ein Getriebesteuergerät sowie eventuell ein Kupplungs- und Fahrwerksteuergerät, 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 Kupplungssteuergerät, angesteuert werden, siehe die Offenlegungsschriften DE 198 23 762 A1 , DE 199 04 022 A1 und WO 96/10492 A2 .Also known are vehicle bus systems in which an engine and a transmission control unit and possibly a clutch and suspension control unit, such as for an anti-lock brake system (ABS) or a vehicle dynamics control device (ESP), are coupled to a common data bus, in particular a so-called motor bus, and the actuators of clutch and / or gearbox directly from the corresponding control units, such as transmission or clutch control unit, are controlled, see the published patent applications DE 198 23 762 A1 . DE 199 04 022 A1 and 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.Of the Invention is the technical problem of providing a Gearbox control device of the type mentioned, based with an electromotive / electromechanically actuated transmission, optionally with clutch, comfortable and with a high level of safety can control.

Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung einer Getriebesteuerungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Diese Getriebesteuerungsvorrichtung umfasst einen eigenständigen Getriebe-Datenbus, an den mechatronisch ausgelegte Getriebeaktoren sowie der Bedienelement-/Getriebesteuergeräteteil angekoppelt sind, wobei der Bedienelement-/Getriebesteuergeräteteil gleichzeitig als Gateway zwischen dem Getriebe-Datenbus und einem weiteren Fahrzeug-Datenbus fungiert, wie einem Motor-Datenbus. Unter mechatronischen Aktoren sind intelligente Aktoren mit Elektronikteil, eventueller Sensorik und dem eigentlichen elektromotorischen/elektromechanischen Aktorteil zu verstehen.The Invention solves this problem by providing a transmission control device with the features of claim 1. This transmission control device includes a stand-alone Transmission data bus, on the mechatronically designed gearbox actuators and the control / gearbox control unit part are coupled, wherein the control / transmission control unit part simultaneously as a gateway between the transmission data bus and another vehicle data bus acts like a motor data bus. Under mechatronic actuators are intelligent actuators with electronic parts, possible sensors and the actual electromotive / electro-mechanical Aktorteil understand.

Die dergestalt ausgelegte Getriebesteuerungsvorrichtung ermöglicht eine vergleichsweise einfache und zuverlässige Verbindungstechnik der beteiligten Komponenten durch deren Anbindung an den eigenständigen Getriebe-Datenbus, nachfolgend auch einfach Getriebebus bezeichnet, sowie eine hohe Funktionssicherheit und -zuverlässigkeit durch die auf die Aktoren und den Bedienelement-/Getriebesteuergeräteteil verteilte und über die Busvernetzung miteinander kommunizierende Steuerungsintelligenz. Die Verteilung der Getriebesteuerungsintelligenz zum Teil auf die Aktoren ermöglicht weitergehende Vorteile, wie eine Ermittlung und Abspeicherung von Getriebeadaptionsparametern, z. B. von Greifpunkten der Kupplungen, Synchronisationspunkten der Schaltelemente sowie Nullpunkt und Offset von Getriebesensoren, vor Ort, so dass nach Austausch des Getriebes oder einzelner Komponenten nicht das gesamte Getriebesystem neu adaptiert zu werden braucht, sondern nur der oder die betreffenden Komponenten.The thus designed gear control device allows a comparatively simple and reliable connection technology of the components involved by their connection to the independent transmission data bus, hereinafter also simply called transmission bus, as well as high reliability and reliability by distributed to the actuators and the Bedienungs-- / Getriebesteuergeräteteil and over the busvernet control intelligence communicating with each other. The distribution of the transmission control intelligence in part to the actuators allows for further benefits such as detection and storage of transmission adaptation parameters, e.g. As of gripping points of the clutches, synchronization points of the switching elements and zero and offset of transmission sensors, on site, so that after replacing the transmission or individual components not the entire transmission system needs to be adapted again, but only the one or more components.

In einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 ist der Bedienelement-/Getriebesteuergeräteteil von einer intelligenten Bedienelementeinheit und einem Getriebesteuergerät als getrennten Bauteilen gebildet, wobei letzteres die Gateway-Funktion zu dem weiteren Fahrzeug-Datenbus enthält. Unter einem intelligenten Bedienelement ist dabei ein mechatronisches Bedienelement zu verstehen, das über einen Mikrocontroller verfügt, der Fahrereingaben erfasst und auswertet. Je nach implementierter weiterer Getriebesteuerungsintelligenz kann das intelligente Bedienelement entsprechende weitere Funktionalitäten erfüllen, z. B. für die Realisierung einer Rückwärtsgangsperre, einer Parksperre und der sogenannten Shift-Lock-Funktion. Als weitere Funktionalität für die intelligente Bedienelementeinheit kann eine Überwachung der übrigen, an den Getriebebus angeschlossenen Komponenten vorgesehen sein. Des weiteren kann eine solche intelligente Bedienelementeinheit bei Ausfall des Getriebesteuergerätes eine Notfunktion erfüllen, in welcher es die Getriebeaktoren mit eingeschränktem Funktionsumfang ansteuert.In a development of the invention according to claim 2 is the Bedienelement- / Getriebesteuergeräteteil of an intelligent control unit and a transmission control unit as separate components formed, the latter contains the gateway function to the other vehicle data bus. Under An intelligent control element is a mechatronic one To understand the control over has a microcontroller, the driver inputs are recorded and evaluated. Depending on the implemented Another transmission control intelligence can be the intelligent control element fulfill corresponding additional functionalities, eg. B. for the realization a reverse lock, a parking brake and the so-called shift-lock function. As another functionality for the intelligent control unit can monitor the remaining, be provided on the transmission bus connected components. Furthermore, such an intelligent control unit in case of failure of the transmission control unit fulfill an emergency function, in which it drives the geared actuators with limited functionality.

In einer weiteren Ausgestaltung dieser getrennten Realisierung von intelligentem Bedienelement und Getriebesteuergerät ist gemäß 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 Schaltprogramms. Dadurch lässt sich in dieser Situation ein Notbetrieb aufrecht erhalten.In a further embodiment of this separate realization of intelligent control element and transmission control unit is according to claim 3 the intelligent control panel designed so that it is at a Failure of the gearbox control unit whose basic functionality takes over, what at least the activation of the actuators heard, z. B. based on a manual switching program. This can be done in this situation to maintain an emergency operation.

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 uneingeschränkten Datenbusbetrieb auch bei einem am Getriebebus auftretenden Einfachfehler.at a further developed according to claim 4 device is the transmission data bus implemented as a ring structure of and for the control element and control unit part, the over for that purpose two transmission bus connections features. this makes possible an unrestricted Data bus operation even with a single error occurring on the transmission bus.

In einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 5 ist vorgesehen, dass sich die an den Getriebebus angeschlossenen Komponenten 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 Sollvorgaben für die anzusteuernden Aktoren nach der gleichen Berechnungsvorschrift wie das Getriebesteuergerät, vergleicht beide Sollvorgaben und generiert bei fehlender Übereinstimmung eine Fehlermeldung.In a development of the invention according to claim 5 is provided that the components connected to the transmission bus are replaced by corresponding information cyclically mutually on their error-free Monitor function, so that a component failure can be detected automatically by the system. In an embodiment of this measure calculated according to claim 6 the intelligent control unit the target specifications for the to be controlled Actuators according to the same calculation rule as the transmission control unit, compares Both target specifications and generates an error message if there is no match.

Bei einer nach Anspruch 7 weitergebildeten Vorrichtung werden getriebebezogene Sensorsignale direkt vom Bedienelement und Getriebesteuergeräteteil und/oder von intelligent ausgelegten Aktoren erfasst, die sie über den Getriebe-Datenbus an den Bedienelement- und Getriebesteuergeräteteil weiterleiten.at a further developed according to claim 7 device are gearbox-related Sensor signals directly from the control element and transmission control unit part and / or captured by smartly designed actuators that they know about the Forward the transmission data bus to the control and transmission control unit part.

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 Offset, ermitteln und abspeichern. Dies hat den Vorteil, dass bei einem Austausch des Getriebes oder einzelner Komponenten nicht das gesamte Getriebesystem, sondern lediglich die ausgetauschten Komponenten neu adaptiert werden müssen.at a further developed according to claim 8 device are the actuators designed as intelligent actuators such that they have transmission adaptation parameters, like gripping points of the couplings, synchronization points of the switching elements, Zero point and offset, determine and save. This has the advantage that when replacing the gearbox or individual components not the entire transmission system, but only the replaced Components must be adapted again.

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 Informationen, wie Kupplungsposition, eingelegte Gangstufe etc., derart austauschen, dass ein Notlaufbetrieb aufrecht erhalten werden kann.In a development of the invention according to claim 9, the actuators designed as intelligent actuators that they are at one Failure of the transmission data bus among themselves information, such as Clutch position, engaged gear, etc., replace in such a way that a run-flat operation can be maintained.

Alternativ zu einer getrennten Realisierung von intelligenter Bedieneinheit und Getriebesteuergerät sind in einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 10 die Bedienelementfunktion und die Getriebesteuerungsfunktion in einem gemeinsamen Bauteil in Form einer kombinierten Bedienelement-/Getriebesteuereinheit realisiert.alternative to a separate realization of intelligent operating unit and gearbox control unit are in a development of the invention according to claim 10, the control function and the transmission control function in a common component in the form of a combined control / transmission control unit realized.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Hierbei zeigen:advantageous embodiments The invention is illustrated in the drawings and will be described below described. Hereby show:

1 eine schematische, blockdiagrammatische Darstellung einer Getriebesteuerungsvorrichtung mit intelligentem Bedienelement und Getriebesteuergerät sowie intelligenten Getriebeaktoren, 1 a schematic block diagram of a transmission control device with intelligent control element and transmission control unit and intelligent transmission actuators,

2 eine blockdiagrammatische Darstellung eines der in 1 verwendeten, intelligenten Getriebeaktoren, 2 a block diagram representation of one of in 1 used, intelligent gear actuators,

3 eine schematische, blockdiagrammatische Darstellung einer Getriebesteuerungsvorrichtung mit Bedienelement- und Getriebesteuergeräteteil als einem einzigen Bauteil und 3 a schematic block diagram representation of a Getriebesteuerungsvorrich tion with control element and transmission control unit part as a single component and

4 eine schematische, blockdiagrammatische Darstellung einer Getriebesteuerungsvorrichtung mit ringförmigem Getriebebus. 4 a schematic block diagram of a transmission control device with annular transmission bus.

1 zeigt schematisch eine Getriebesteuerungsvorrichtung mit einem eigenen Getriebe-Datenbus 1, kurz Getriebebus, an den als hier besonders interessierende und daher explizit gezeigte Vorrichtungskomponenten ein Getriebesteuergerät 2, ein intelligentes Bedienelement 3 und mehrere intelligente Aktoren 4 angekoppelt sind. Das Getriebesteuergerät 2 fungiert als Gateway zwischen dem Getriebebus 1 und einem Motor-Datenbus 5, kurz Motorbus, herkömmlichen Typs, an den unter anderem ein Motorsteuergerät 6 angekoppelt ist und über den letzteres einen Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs steuert. Der Getriebebus 1 und der Motorbus 5 sind von einem beliebigen herkömmlichen Bustyp, wie CAN, VAN, TTP etc. 1 schematically shows a transmission control device with its own transmission data bus 1 , transmission gearbox for short, a gearbox control unit on the device components of particular interest and therefore explicitly shown here 2 , a smart control 3 and several intelligent actuators 4 are coupled. The transmission control unit 2 acts as a gateway between the transmission bus 1 and a motor data bus 5 , short motor bus, conventional type, to which inter alia, an engine control unit 6 is coupled and controls the latter a drive motor of the motor vehicle. The transmission bus 1 and the engine bus 5 are of any conventional bus type, such as CAN, VAN, TTP etc.

Das Getriebesteuergerät 2 ist mit einem gängigen Mikrocontroller ausgestattet und überwacht die fehlerfreie Funktion der anderen, an den Getriebebus 1 angekoppelten Komponenten, insbe sondere des Bedienelementes 3 und der Aktoren 4, durch zyklischen Austausch von entsprechenden Informationen, wie Sensorwerten, Berechnungsergebnissen, Watchdog-Worten, Alive-Zähler etc. Wird der Ausfall eines Aktors erkannt, versucht das Getriebesteuergerät 2 so weit wie möglich, mit den verbleibenden Aktoren einen Notlaufbetrieb mit reduzierter Funktionalität aufrechtzuerhalten. Wird ein Ausfall des Bedienelementes 3 erkannt, so stellt das Getriebesteuergerät 2 entweder einen Automatik-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 Bedienelement, z. B. ein Multifunktionslenkrad oder ein Bedienelement einer Geschwindigkeits- oder Abstandsregeleinrichtung. Gleichzeitig wird der Fahrzeugführer über ein Display entsprechend informiert und instruiert.The transmission control unit 2 is equipped with a common microcontroller and monitors the correct operation of the other, to the transmission bus 1 coupled components, in particular special of the operating element 3 and the actors 4 , by cyclically exchanging appropriate information, such as sensor values, calculation results, watchdog words, alive counters, etc. If the failure of an actuator is detected, the transmission control unit attempts 2 as far as possible to maintain an emergency operation with reduced functionality with the remaining actuators. Will be a failure of the control 3 detected, so does the transmission control unit 2 either an automatic mode for the transmission control or it activates via the engine bus 5 and via a gateway function one to the motor bus 5 coupled instrument cluster an alternative control element, eg. B. a multifunction steering wheel or an operating element of a speed or distance control device. At the same time, the driver is informed and instructed accordingly via a display.

Die Auslegung des Getriebesteuergerätes 2 ist so gewählt, dass es Einzelfehler sicher erkennt und im Fehlerfall in einen fehlersicheren Zustand übergeht. Im Normalbetrieb generiert es im Automatik-Modus unter Berücksichtigung von Motordaten, wie Drehzahl und Moment, und/oder Umgebungsdaten, wie Steigung, Gefälle und Beladung, Ansteuerinformationen für die Aktoren 4. Im Manuell-Modus werden die Fahrereingaben am intelligenten Bedienelement 3 direkt in Ansteuerinformationen für die Aktoren 4 umgesetzt. Lediglich bei Überdrehung oder drohendem Abwürgen des Motors wird automatisch eingegriffen und/oder eine Schaltempfehlung auf ein Display im Kombiinstrument ausgegeben. Aufwendige Redundanzen brauchen für das Getriebesteuergerät 2 nicht vorgesehen werden.The design of the gearbox control unit 2 is selected so that it reliably detects individual errors and, in the event of a fault, changes to a fail-safe state. In normal mode, it generates control information for the actuators in automatic mode, taking into account motor data such as speed and torque, and / or environmental data such as gradient, gradient and load 4 , In manual mode, the driver inputs are on the smart control 3 directly in control information for the actuators 4 implemented. Only in case of over-rotation or imminent stalling of the engine will intervene automatically and / or issued a switching recommendation on a display in the instrument cluster. Elaborate redundancies are needed for the transmission control unit 2 not be provided.

Das verwendete Getriebe-Bedienelement 3 ist als intelligentes Bedienelement ausgelegt, worunter zu verstehen ist, dass es eine 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 Bedienelement herkömmliche Getriebefunktionen wie Rückwärtsgangsper re, Parksperre und Shift-Lock-Funktion übernehmen und gegebenenfalls eine Gangstufenanzeige, eine Fahrerwarnung und/oder eine Grundbeleuchtung ansteuern. Zusätzlich zu diesen grundlegenden Funktionalitäten überwacht das Bedienelement 3 die fehlerfreie Funktion der anderen Komponenten auf dem Getriebebus 1, insbesondere des Getriebesteuergerätes 2 und der Aktoren 4, wiederum durch zyklischen Austausch von entsprechenden Informationen, wie Sensorwerten, Berechnungsergebnissen, Watchdog-Worten, Alive-Zähler etc.The used transmission control element 3 is designed as an intelligent control element, which means that it forms a mechatronic unit that detects driver inputs using a microcomputer, checks for plausibility and on the transmission bus 1 provides, in particular for the transmission control unit 2 , If required, the intelligent control element can take over conventional transmission functions such as reverse gear, parking brake and shift-lock function and, if appropriate, control a gear-level display, a driver warning and / or a basic lighting. In addition to these basic functionality, the control panel monitors 3 the faultless function of the other components on the transmission bus 1 , in particular the transmission control unit 2 and the actors 4 , again by cyclic exchange of appropriate information, such as sensor values, calculation results, watchdog words, alive counter, etc.

Speziell berechnet das intelligente Bedienelement 3 zur Überwachung der fehlerfreien Funktion des Getriebesteuergerätes 2 die Sollvorgaben für die Aktoren 4 nach der gleichen Berechnungsvorschrift wie das Getriebesteuergerät 2. Hierzu erhält es über die Gateway-Funktion des Getriebesteuergerätes 2 die notwendigen Eingangsdaten und Parameter vom Motorbus 5, wie Motordrehzahl, Motormoment, Steigung, Gefälle, Beladung etc. Wird ein Ausfall des Getriebesteuergerätes 2 erkannt, so übernimmt das Bedienelement 3 dessen Grundfunktionen, insbesondere die Ansteuerung 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, Gefälle, Beladung etc., nicht mehr zur Verfügung stehen, erfolgt die Getriebesteuerung in einer eingeschränkten Form, z. B. in einem Manuell-Modus mit manuellem Schaltprogramm. Dazu übernimmt eine noch funktionierende Reststeuerung die Motor- und Getriebesynchronisation (Doppelkupplung), oder der Fahrer trägt durch Gaswegnehmen während eines Handschaltvorgangs zur Getriebesynchronisation bei, wozu er über eine Anzeige am Kombiinstrument entsprechend instruiert werden kann.Specifically, the intelligent control calculates 3 to monitor the correct functioning of the gearbox control unit 2 the target specifications for the actuators 4 according to the same calculation instructions as the gearbox control unit 2 , It receives this via the gateway function of the gearbox control unit 2 the necessary input data and parameters from the motor bus 5 , such as engine speed, engine torque, incline, incline, load, etc. Will a failure of the gearbox control unit 2 detected, then takes over the control 3 its basic functions, in particular the control of the actuators 4 , ie the setpoint specification for the same via the transmission bus 1 , Since in this case the engine data, such as speed, torque, etc., and environmental data, such as slope, slope, load, etc., are no longer available, the transmission control takes place in a limited form, eg. B. in a manual mode with manual switching program. For this purpose, a still functioning residual control takes over the engine and transmission synchronization (dual clutch), or the driver contributes by Gaswegnehmen during a manual shift to the gearbox synchronization, for which he can be instructed accordingly via a display on the instrument cluster.

Die Aktoren 4 sind als intelligente Aktoren ausgelegt, speziell als mechatronische Aktoren, bei denen die Elektronik und die eigentliche elektromotorische/elektromechanische Aktuatorik sowie gegebenenfalls eine Sensorik in einer kompakten Baueinheit integriert sind. Die Aktoren 4 sind vorzugsweise am zu steuernden Getriebe 7 an geeigneter Stelle angeordnet, um die ihnen jeweils zugedachte Getriebebetätigungsfunktion auszuüben. Bevorzugt sind mindestens ein Kupplungsaktor, ein Schaltaktor und/oder ein Verstellaktor vorgesehen. Das Getriebe 7 ist vorzugsweise ein automatisiertes Schaltgetriebe (ASG) oder ein kontinuierlich verstellbares Getriebe (CVT).The actors 4 are designed as intelligent actuators, especially as mechatronic actuators, in which the electronics and the actual electromotive / electromechanical actuators and optionally a sensor are integrated in a compact unit. The actors 4 are preferably on the gear to be controlled 7 arranged at a suitable location to exercise their respective intended Getriebebetätigungsfunktion. At least one clutch actuator, a switching actuator, is preferred and / or a Verstellaktor provided. The gear 7 is preferably an automated manual transmission (ASG) or a continuously variable transmission (CVT).

2 zeigt den typischen Aufbau der verwendeten, intelligenten, mechatronischen Aktoren. Wie daraus ersichtlich, beinhaltet jeder Aktor einen Mikrocontroller mit Signalaufbereitung, eine Spannungsversorgung, diverse Speicher, eine Leistungsendstufe, eine serielle Busschnittstelle, die eigentliche elektromotorische/elektromechanische Aktuatoreinheit, optionale Sensorikkomponenten und periphere Komponenten, wie Watchdog, Wake-Up und Reset. 2 shows the typical structure of the used, intelligent, mechatronic actuators. As can be seen, each actuator includes a microcontroller with signal conditioning, a power supply, various memory, a power amplifier, a serial bus interface, the actual electromotive / electromechanical actuator unit, optional sensor components and peripheral components, such as watchdog, wake-up and reset.

Die intelligenten Aktoren 4 setzen die vom Getriebesteuergerät 2 über den Getriebebus 1 zugeführten Sollvorgaben in entsprechende Kupplungs-, Schalt- oder Verstellbetätigungen des Getriebes 7 um und melden die aktuellen Einstellungen, wie Kupplungsposition, 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 aussagekräftige Informationen aus, wie Sensorwerte, Berechnungsergebnisse, 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 Aktor in seine Grundstellung, und die Endstufe wird abgeschaltet. Je nach Fehlerart kann nach Ausfall des Getriebebusses 1 durch Informationsaustausch der intelligenten Aktoren 4 untereinander, z. B. über Kupplungsposition und eingelegte Gangstufe von den Aktoren 4 eigenständig ein Notlaufbetrieb mit abgestufter Funktionsreduzierung aufrechterhalten werden.The intelligent actuators 4 put those from the gearbox control unit 2 over the transmission bus 1 supplied target specifications in appropriate clutch, shift or Verstellbetätigungen the transmission 7 and report the current settings, such as clutch position, currently engaged gear, variator position, etc., back. About the transmission bus 1 exchange the intelligent actuators 4 cyclically with the gearbox control unit 2 and / or the intelligent control 3 meaningful information such as sensor values, calculation results, watchdog words, alive counters, etc., in terms of misrecognition, and thus monitor each other. Detects the electronics of an actuator 4 an error, it puts, if possible, the actuator in its normal position, and the power amplifier is turned off. Depending on the type of fault, after the transmission bus has failed 1 through information exchange of the intelligent actuators 4 with each other, z. B. via the clutch position and engaged gear ratio of the actuators 4 independently an emergency operation with graded function reduction are maintained.

Bevorzugt bilden die Aktoren 4 eine Bau- und Funktionseinheit mit dem Getriebe 7. Alternativ können einzelne Aktoren, insbesondere für die Kupplungsbetätigung aus Platzgründen auch an anderen Freiräumen im Fahrzeug angeordnet sein und sind dann nicht mehr fest mit dem Getriebe 7 verbunden.The actuators preferably form 4 a construction and functional unit with the gearbox 7 , Alternatively, individual actuators, in particular for the clutch operation for reasons of space, can also be arranged on other free spaces in the vehicle and are then no longer fixed to the transmission 7 connected.

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 derartige Sensorsignale direkt vom Getriebesteuergerät 2 erfaßt werden. Bevorzugt sind die intelligenten Aktoren 4 dafür eingerichtet, 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, Sensoren und Aktoren, nicht das gesamte Getriebesystem, sondern lediglich die betreffende, ausgetauschte Komponente neu adaptiert werden muß.Furthermore, the intelligent actuators 4 be designed so that they detect additional sensor signals, such as speeds and / or temperatures, and the transmission bus 1 to the transmission control unit 2 transfer. Alternatively, such sensor signals can be obtained directly from the transmission control unit 2 be detected. The intelligent actuators are preferred 4 set up adaptation parameters of the transmission 7 how to determine grip points of the clutches, synchronization points of the switching elements, zero point, offset, etc., and store. This has the advantage over a conventional determination and storage of the transmission adaptation parameters in the central transmission control unit that when replacing the transmission or individual transmission control components, such as transmission control unit, sensors and actuators, not the entire transmission system, but only the relevant, replaced component must be adapted.

Das Getriebesteuergerät 2 bildet ein sogenanntes Wegbausteuergerät, was bedeutet, dass es eine eigenständige Baueinheit darstellt, die an beliebiger Stelle im Fahrzeug platziert werden kann. Dadurch brauchen keine besonderen Anforderungen an die Betriebstemperatur, Dichtigkeit oder Vibrationsfestigkeit gestellt werden. Obwohl das Getriebesteuergerät 2 ein Wegbausteuergerät ist, kann das Getriebe-/Kupplungsmodul 7 aufgrund der Verwendung der intelligenten Aktoren 4 als eigenständiges Modul getestet bzw. geprüft werden.The transmission control unit 2 forms a so-called Wegbausteuergerät, which means that it is an independent unit that can be placed anywhere in the vehicle. As a result, no special requirements are imposed on the operating temperature, tightness or vibration resistance. Although the transmission control unit 2 is a Wegbausteuergerät, the transmission / clutch module 7 due to the use of intelligent actuators 4 be tested or tested as an independent module.

3 zeigt eine Variante des Ausführungsbeispiels nach 1, wobei für funktionell gleiche Komponenten der Übersichtlichkeit halber gleiche Bezugszeichen verwendet sind. Die Realisierung gemäß 3 unterscheidet sich von derjenigen der 1 darin, dass die Funktionen von Getriebesteuergerät und intelligentem Bedienelement in eine kombinierte Bedienelement-/Getriebesteuereinheit 8 und damit in ein einziges Bauteil integriert sind. Diese kombinierte Bedienelement- und Getriebesteuereinheit 8 entsteht auf der Basis des intelligenten Bedienelementes 3 von 1 dadurch, dass in letzteres zusätzlich die Funktionen des Getriebesteuergerätes 2 von 1 implementiert werden, 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 Kombiinstrument und die Option eines automatischen Eingriffs bei drohender Überdrehung oder drohendem Abwürgen des Motors. Weiter wird das Bedienelement 3 von 1 zur Realisierung der kombinierten Bedienelement-/Getriebesteuerungseinheit 8 mit einem zweiten Busanschluß versehen, so dass es einerseits an den Getriebebus 1 und andererseits an den Motorbus 5 angeschlossen ist und dadurch auch die entsprechende Gateway-Funktion erfüllt. 3 shows a variant of the embodiment according to 1 , wherein the same reference numerals are used for functionally identical components for clarity. The realization according to 3 is different from the one of 1 in that the functions of transmission control unit and intelligent control element into a combined control / transmission control unit 8th and thus integrated into a single component. This combined control and transmission control unit 8th arises on the basis of the intelligent operating element 3 from 1 in that in the latter additionally the functions of the transmission control unit 2 from 1 be implemented, especially the generation of the control information for the actuators 4 depending on the engine and / or environment data in the automatic mode and the direct implementation of the driver inputs in control information for the actuators in manual mode with output of switching recommendations on a display in the instrument cluster and the option of an automatic intervention in case of impending overspeed or threat of stalling of engine. Next becomes the control 3 from 1 for the realization of the combined control / transmission control unit 8th provided with a second bus connection, so that it on the one hand to the transmission bus 1 and on the other hand to the engine bus 5 is connected and thereby also fulfills the corresponding gateway function.

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 Steckverbinderprobleme auftritt, ist ein Übergang von der differenziellen Datenübertragung auf eine Eindrahtübertragung nicht mehr möglich. Unter diesem Aspekt günstig ist eine Auslegung des Getriebebusses als Ring, wie dies im Ausführungsbeispiel von 4 realisiert ist.Essential in vehicle electronics systems are safety and reliability, especially with respect to the data bus (s) used. In the event of an interruption or a short circuit of one or more bus lines, there is the danger that the entire vehicle electronic system will be shut down. If both bus conductors of the usual two-wire data buses are interrupted, which z. B. occurs due to pinched lines or connector problems, a transition from the differential data transmission to a single-wire transmission is no longer possible. Under the SEM aspect favorable is a design of the transmission bus as a ring, as in the embodiment of 4 is realized.

In 4 sind funktionell gleiche Komponenten wie im Beispiel von 1 wiederum mit denselben Bezugszeichen versehen, und es kann insoweit auf die obigen Ausführungen zu den 1 und 3 verwiesen werden. Wie aus 4 zu erkennen, sind die Getriebesteuerungskomponenten, 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 Getriebebusanschluß des Getriebesteuergerätes 2 angeschlossen ist. Über einen dritten Busanschluß ist das Getriebesteuergerät 2 an den Motorbus 5 angekoppelt.In 4 are functionally the same components as in the example of 1 again provided with the same reference numerals, and it can in this respect to the above remarks to the 1 and 3 to get expelled. How out 4 to recognize are the transmission control components, ie the transmission control unit 2 , the intelligent control 3 and the intelligent actuators 4 to an annular transmission bus 1a coupled from a first bus terminal of the transmission control unit 2 off and on the actuators 4 to the control element 3 and back to the gearbox control unit 2 leads where it to a second transmission bus terminal of the transmission control unit 2 connected. Via a third bus connection is the gearbox control unit 2 to the engine bus 5 coupled.

Im Betrieb überwacht das Getriebesteuergerät 2, ob die über den ersten Getriebebusanschluß ausgesendeten Daten am zweiten Getriebebusanschluß empfangen werden. Ist dies nicht der Fall, sendet das Getriebesteuergerät 2 über den zweiten Getriebebusanschluß zeitsynchron dieselben Daten aus, wie mit den vom zweiten zum ersten Getriebebusanschluß führenden Datenflusspfeilen 9 symbolisiert. Auf diese Weise sind selbst dann, wenn ein Einfachfehler in Form einer Unterbrechung des Getriebebusses 1a an beliebiger Stelle vorliegt, weiterhin alle Getriebebusteilnehmer vom Getriebesteuergerät 2 über dessen beide Getriebebusanschlüsse erreichbar. Wenn vom Getriebebus 1a eine Stichleitung zu einem jeweiligen Busteilnehmer, wie z. B. zu einem der intelligenten Aktoren 4, führt, gilt dies jedenfalls dann, wenn kein Unterbrechungsfehler einer solchen Stichleitung vorliegt. Dieses Problem lässt sich gegebenenfalls dadurch umgehen, dass der zugehörige Getriebebusknoten in den Steckverbinder des Busteilnehmers platziert wird.During operation, the transmission control unit monitors 2 whether the data transmitted via the first transmission bus terminal is received at the second transmission bus terminal. If this is not the case, the transmission control unit sends 2 the same data over time via the second transmission bus connection as with the data flow arrows leading from the second to the first transmission bus connection 9 symbolizes. In this way, even if a single error in the form of an interruption of the transmission bus 1a is present at any point, continue all transmission bus participants from the transmission control unit 2 accessible via the two transmission bus connections. When from the transmission bus 1a a spur line to a respective bus subscriber, such. B. to one of the intelligent actuators 4 , this is true in any case, if there is no interruption error of such a spur line. If necessary, this problem can be circumvented by placing the associated transmission bus node in the bus device connector.

Wie die gezeigten und oben erläuterten Ausführungsbeispiele deutlich machen, ermöglicht die erfindungsgemäße Getriebesteuerungsvorrichtung eine Steuerung bzw. Regelung eines elektromotorisch/elektromechanisch betätigten Getriebes mit oder ohne Kupplung auf hohem Sicherheitsniveau. Durch die einfache und damit zuverlässigere Verbindungstechnik in Form des Getriebebusses sowie durch die verteilte und über den Getriebebus miteinander kommunizierende Intelligenz von Getriebesteuergerät, intelligentem Bedienelement und intelligenten Aktoren lässt sich die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Systems entscheidend verbessern. Das erfindungsgemäße Konzept der modularen Getriebesteuerungselektronik ist hinsichtlich der Darstellung ei nes zentralen Antriebsmanagements mit intelligenter Sensorik und Aktorik und/oder hinsichtlich der Integration eines Startergenerators offen.As the ones shown and explained above embodiments make it clear the transmission control device according to the invention a Control or regulation of an electromotive / electromechanical actuated Gearbox with or without clutch at a high level of safety. By the simple and therefore more reliable Connection technology in the form of the transmission bus and by the distributed and over The transmission bus communicating intelligence of transmission control unit, intelligent Control element and intelligent actuators can be security and reliability decisively improve the system. The inventive concept the modular transmission control electronics is in terms of Representation of a central drive management with intelligent Sensors and actuators and / or with regard to the integration of a Starter generator open.

Claims

Device for controlling a motor vehicle transmission with - a control element and transmission control device part ( 2 . 3 ; 8th ) and - one or more actuators controlled by the control element and transmission control unit part ( 4 ) for transmission actuation, characterized in that - the actuator or actuators as mechatronic actuators ( 4 ) are formed and via a separate transmission data bus ( 1 ) with the control and transmission control part ( 1 . 2 ; 8th ), which serves as a gateway to at least one further vehicle-side data bus ( 5 ) acts.

Transmission control device according to claim 1, further characterized in that the control element and transmission control unit part consists of an intelligently designed control element ( 3 ) and a transmission control unit ( 2 ) as separate units, wherein the transmission control unit on the one hand to the transmission data bus ( 1 ) and on the other hand to the at least one further vehicle-side data bus ( 5 ) is coupled.

Transmission control device according to claim 2, further characterized in that the intelligently designed operating element ( 3 ) is set up in case of failure of the transmission control unit ( 2 ) to take over its basic functionality.

Transmission control device according to claim 2 or 3, further characterized in that the intelligent control element ( 3 ) Specification for the actuator (s) ( 4 ) according to the same calculation instructions as the gearbox control unit ( 2 ), which compares self-calculated setpoints with those obtained by the transmission control unit via the transmission data bus ( 1 ) to the actuator (s), and generates an error message if it does not match.

Transmission control device according to claim 1, further characterized in that the control and transmission control part from a combined control / transmission control unit ( 8th ) in which the control function and the transmission control function are integrated.

Transmission control device according to one of claims 1 to 5, further characterized in that the transmission data bus ( 1a ) in the control and transmission control unit part ( 1 . 2 ; 8th ) has beginning and ending ring structure.

Transmission control device according to a of claims 1 to 6, further characterized in that the to the transmission data bus ( 1 ) connected components are at least partially designed to cyclically monitor each other by exchanging predefinable monitoring information on functionality.

Transmission control device according to one of claims 1 to 7, further characterized in that gear-related sensor signals directly from the control element and transmission control unit part and / or by intelligently designed actuators ( 4 ) that you send via the transmission data bus ( 1 ) are transmitted to the control and transmission control unit part, are detected.

Transmission control device according to one of claims 1 to 8, further characterized in that the one or more actuators as intelligent actuators ( 4 ) are designed to determine the transmission adaptation parameters themselves and store.

Transmission control device according to one of claims 1 to 9, further characterized in that the one or more actuators as intelligent actuators ( 4 ) are designed such that, after a failure of the transmission data bus ( 1 ) exchange emergency operating information with each other and autonomously maintain an emergency operation.