DE3331937C2

DE3331937C2 - Sicherheitseinrichtung für rechnergesteuerte Automatikgetriebe in Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE3331937C2
Application number: DE19833331937
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl Phys Dr Schwab
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1983-09-05
Filing date: 1983-09-05
Publication date: 1996-05-09
Anticipated expiration: 2003-09-06
Also published as: DE3331937A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Sicherheitseinrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Aus der DE-OS 24 38 249 sowie der DE-OS 27 00 548 sind solche Sicherheitseinrichtungen bekannt, bei denen die Getriebe so ausgelegt sind, daß ein stromloser Zustand der die Gänge festlegenden elektrohydraulischen Stellglieder zu einem betriebssicheren Zustand (dritter oder vierter Gang) führt. Die Spannung der Stellglieder bzw. der Leistungsendstufen wird dabei über ein Sicherheitsrelais zugeführt. Tritt nun ein Defekt bzw. eine als nicht zulässig erkannte Rückschaltung auf, so wird das Sicherheitsrelais abgeschaltet. Dieses Relais mit der erforderlichen Endstufe stellt jedoch einen zusätzlichen Aufwand dar.

Aus der DE-OS 30 36 389 ist eine Einrichtung zur Verbesserung der Arbeitsweise bei fehlerhaftem Betrieb für eine Steuereinrichtung für ein automatisches Getriebe bekannt geworden, bei dem mittels eines Schaltkreises ein fehlerhafter Wert eines Öldruckssignals erkannt wird. Ist dies der Fall, so werden Magnetventile unabhängig von den Signalen, die sonst zur Verstellung dieser Ventile dienen, in einem entregten Zustand versetzt.

Die DE-OS 31 39 067 betrifft eine elektische Einrichtung zum Auslösen von Schaltfunktionen in Kraftfahrzeugen, wobei diese Schaltfunktionen von Mikroprozessoren ausgelöst werden. Die Schaltungsanordnungen und die Mikroprozessoren sind dabei zumindest teilweise redundant ausgebildet. Bei gleichen Eingangssignalen wird nun geprüft, ob beide Rechner die gleichen Ausgangssignale liefern. Tritt ein Fehler in der Zentraleinheit auf, werden die Steuersignale blockiert. Aufgrund einer Redundanzeinheit ist es jedoch möglich, zumindest Gundschaltfunktion der jeweiligen Gruppe durchzuführen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß ohne zusätzlichen Aufwand durch Steuersignale des das Getriebe steuernden Rechners selbst im Fehlerfall ein unkritischer Getriebegang eingelegt wird. Selbst bei Ausfall eines Stellglieds kann durch geeignete Ansteuerung der übrigen Stellglieder ein unkritischer Getriebezustand hergestellt werden. Dies ist ein Gang, der einen Freilaufeffekt aufweist oder ein hoher Gang, z. B. der vierte Gang, wodurch Bremsmomente vermieden werden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Sicherheitseinrichtung möglich.

Besonders vorteilhaft erweist sich nach einer alternativen Ausführungsform gemäß Anspruch 3 ein zusätzlicher Überwachungskreis, so daß auch bei Ausfall oder fehlerhaftem Arbeiten des Rechners selbst durch Einstellen der entsprechenden Stellglieder über die gleiche logische Anodnung ein unkritischer Getriebezustand hergestellt werden kann. Dies erfolgt insbesondere über invertierende Gatter.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer elektronischen Getriebesteuerung und

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel der Sicherheitseinrichtung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In der in Fig. 1 dargestellten Anordnung treibt eine Brennkraftmaschine 10 über ein elektronisch gesteuertes, automatisches Stufengetriebe 11 Fahrzeugräder 12 an, von denen in der Figur zur Vereinfachung der Darstellung nur eines gezeigt ist. Eine vorzugsweise als Mikrorechner 13 ausgebildete elektronische Getriebesteuervorrichtung steuert die verschiedenen Gänge durch Ansteuerung dreier, als Magnetventile 14 bis 16 ausgebildeter elektrohydraulischer Stellglieder. Dabei werden die Magnetventile 14 bis 15 über einen Sicherheitsschaltkreis 17 gesteuert. Über eine an sich bekannte manuelle Gangwahlvorrichtung 18 erfolgt die Einstellung der verschiedenen Gänge. Ein Motordrehzahlgeber 19 sowie ein Getriebeabtriebsdrehzahlgeber 20 liefern die erforderlichen Drehzahlinformationen n1 und n2. Eine zusätzliche Lastinformation L wird dem Rechner von der Brennkraftmaschine 10 aus zugeführt.

In Abhängigkeit des über die Gangwahlvorrichtung 18 vorgegebenen Getriebegangs werden zur Einlegung von vier verschiedenen Gängen die Magnetventile 14 bis 16 z. B. nach folgenden Schema angesteuert:

Dabei bedeutet:
1 = Steuerstrom durch das Magnetventil,
0 = kein Steuerstrom durch das Magnetventil.
Die Übergangsfunktionen und Rückverhinderungsfunktionen erfolgen dabei in bekannter Weise.

Bei solchen elektronisch gesteuerten automatischen Stufengetrieben besteht nun die Gefahr, daß bei Ausfall des Abtriebsdrehzahlgebers 20, bei Störungen in den Endstufen oder Magnetventilen oder Störungen im Rechner selbst unzulässige Rückschaltungen bei hohen Geschwindigkeiten ausgelöst werden. Zum einen besteht dabei die Gefahr eines Überdrehens der Brennkraftmaschine und zum anderen können infolge hoher Bremsmomente gefährliche Fahrsituationen eintreten.

Zunächst müssen somit unzulässigge Rückschaltungen erkannt werden. Dies kann z. B. gemäß dem eingangs angegebenen Stand der Technik dadurch erfolgen, daß die Abtriebsdrehzahl n2 in Bezug zur gewählten Gangstufe, zur Motordrehzahl n1 oder zur Last L gesetzt wird. Die relative Betrachtung dieser Größen zueinander sowie ein Vergleich mit Sollwerten lassen dann jeweils erkennen, ob bei den jeweiligen Bedingungen das Rückschaltsignal korrekterweise erzeugt wurde. Diese Prüfung führt der Rechner intern durch und erzeugt bei Erkennen eines Fehlers Steuersignale zur Einlegung von unkritischen Getriebezuständen. Ein solcher unkritischer Getriebezustand ist z. B. der erste Gang, da bei gebräuchlichen Planetengetrieben der erste Gang einen Freilauf aufweist. Weitere unkritische Getriebezustände sind hohe Gänge, insbesondere der vierte Gang.

In dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Sicherheitsschaltkreis 17 näher ausgeführt. Dabei sind zwei Steuerausgänge des Rechners 13 für die beiden Magnetventile 14, 15 über je ein NAND-Gatter 30, 31 mit jeweils der Basis zweier Endstufentransistoren 32, 33 verbunden. Deren Emitter liegen jeweils an Masse, während ihre Kollektoren über die Magnetwicklungen der Magnetventile 14, 15 mit dem positiven Pol der Versorgungsspannung verbunden sind. Ein weiterer Ausgang des Rechners 13, der in Abhängigkeit des ablaufenden Programms üblicherweise zyklische Signale erzeugt, ist an den Überwachungskreis (Watchdog) 34 zugeführt, durch den das zyklische Auftreten dieser Signale und damit der ungestörte Programmablauf überwacht wird. Solche Watchdog-Schaltungen sind z. B. aus der DE-OS 29 03 638 bekannt. Der Ausgang ist mit jeweils einem weiteren Eingang der beiden NAND-Gatter 30, 31 verbunden.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise sei zunächst davon ausgegangen, daß der dritte Gang eingelegt und somit sämtliche Magnetventile stromlos sind. Dies bedeutet ein 0-Signal an dem Magnetventil 16 zugeordneten Ausgang des Rechners 13 sowie 1-Signale an den beiden, den anderen Magnetventilen zugeordneten Ausgängen, da über die invertierenden Gatter 30, 31 eine Signalumkehr erfolgt. Am Ausgang des Überwachungskreises 34 liegt bei ordnungsgemäßer Funktion des Rechners 13 grundsätzlich ein 1-Signal. Im folgenden sollen nun verschiedene Fälle von Fehlfunktionen abgehandelt werden:

Fall 1:
Defektes Ansprechen des Magnetventils 15. Zum Beispiel infolge eines Kurzschlusses im Endstufentransistor 33 zieht das Magnetventil 15 an. Dies hätte eine unzulässige Rückschaltung in den zweiten Gang zur Folge. Nachdem der Rechner diese unzulässige Rückschaltung erkannt hat, werden den beiden NAND-Gattern 31, 30 0-Signale zugeführt, durch die beide Magnetventile 14, 15 angesteuert werden (das Magnetventil 15 ist bereits wegen des aufgetretenen Fehlers angesteuert), wodurch der erste Gang eingelegt, also ein unkritischer Getriebezustand erzeugt wird.
Fall 2:
Der Programmablauf des Rechners 13 ist gestört. Dies wird im Überwachungskreis 34 erkannt, dessen Ausgang infolgedessen auf ein 0-Signal wechselt. Die Folge ist wiederum eine Ansteuerung der Magnetventile 14, 15, also ein Einlegen des ersten Ganges.

Es sei nochmals betont, daß als unkritischer Getriebezustand an die Stelle des ersten Ganges auch ein hoher Gang, z. B. der vierte Gang gewählt werden kann.

Anstelle der NAND-Gatter 30, 31 können natürlich auch andere Gatter mit entsprechenden Funktionen treten, z. B. bei gleichen Signalpegeln könnten ODER-Gatter mit invertierenden Eingängen verwendet werden. Entsprechend den Steuersignalpegeln des Rechners bzw. der erforderliche Steuersignalpegel für die Ansteuerung des Magnetventils kann die Invertierung unter Umständen auch entfallen.

Claims

1. Sicherheitseinrichtung für rechnergesteuerte Automatikgetriebe in Kraftfahrzeugen, wobei die Einstellung der verschiedenen Getriebegänge über Schaltkombinationen von Magnetventilen erfolgt und wobei bei Erkennung eines Fehlers ein unkritischer Getriebegang eingelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der unkritische Getriebegang über einen Freilaufeffekt verfügt und daß er durch das Ansprechen mindestens eines Magnetventils (14, 15) ansteuerbar ist.

2. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Überwachungskreis (34) für die Rechnerfunktion vorgesehen ist, durch den das zyklische Auftreten von in Abhängigkeit des laufenden Programms auftretenden Signalen vorgesehen ist, und daß durch ein Fehlersignal des Überwachungskreises (34) der unkritische Getriebegang einlegbar ist.

3. Sicherheitseinrichtung für rechnergesteuerte Automatikgetriebe in Kraftfahrzeugen, wobei die Einstellung der verschiedenen Getriebegänge über Schaltkombinationen von Magnetventilen erfolgt und wobei bei Erkennung eines Fehlers ein unkritischer Getriebegang eingelegt wird, wobei der unkritische Getriebegang über eine bestimmte Schaltkombination von wenigstens zwei Magnetventilen durch Steuersignale des Rechners einlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Überwachungskreis (34) für die Rechnerfunktionen vorgesehen ist, der das zyklische Auftreten von in Abhängigkeit des ablaufenden Programms abgegebenen Signalen überwacht und daß durch ein Fehlersignal des Überwachungskreises (34) der unkritische Getriebegang ansteuerbar ist.

4. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignale des Rechners (13) und des Überwachungskreises (34) über Gatter (30, 31) zur alternativen Ansteuerung der Magnetventile verknüpft sind.

5. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gatter (30, 31) invertierende Gatter sind, wobei die Fehlersignale zur Steuerung der Gatter Nullsignale sind.