Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung der Kraftschlussrichtung eines automatischen oder automatisierten Fahrzeug-Getriebes nahe Fahrzeugstillstand und eingelegter Fahrposition.

Steigende Anforderungen an die Fahr-, Betriebs- und Bediensicherheit von modernen Kraftfahrzeugen erfordern einen zunehmend höheren Aufwand an Überwachungen von Fahrzuständen des Fahrzeugs. So gehören bei Fahrzeug-Getrieben mit automatischen oder automatisierten Gang- bzw. Übersetzungswechseln die Überwachung von Schlupf im Getriebe zum Stand der Technik. Ein außerhalb von Schaltungen bzw. Übersetzungswechseln auftretender unzulässiger Schlupf im Getriebe wird üblicherweise mittels einer einfachen Plausibilisierungsabfrage von Drehzahl- bzw. Übersetzungsverhältnissen ermittelt. Ein während eines Gang- bzw. Übersetzungswechsels auftretender unzulässiger Schlupf im Getriebe wird üblicherweise mittels Überwachung von Drehzahlverläufen oder einzuhaltenden Drehzahl- bzw. Übersetzungs-Toleranzbändern ermittelt. In beiden Fällen wird hierzu üblicherweise die Signale von Drehzahlsensoren am Getriebeeingang und am Getriebeausgang ausgewertet. Ein Automatgetriebe mit einem im Kraftfluss zwischen dem Antriebsmotor des Fahrzeugs und dem Getriebe angeordneten Drehmomentwandler als Anfahrelement beispielsweise weist üblicherweise am Getriebeeingang einen so genannten Turbinendrehzahlsensor und am Getriebeausgang einen so genannten Abtriebsdrehzahlsensor auf. Um einen Schlupf im Getriebe überhaupt bestimmen zu können, sind in jedem Fall messbare Mindestdrehzahlen erforderlich, die von dem jeweils vorhandenen Drehzahlerfassungssystem (Sensortyp, Impulsfolge bzw. Impulsabstand) abhängig sind. Das bedeutet, dass nach dem Stand der Technik das Fahrzeug in jedem Fall mit einer gewissen Mindestgeschwindigkeit rollen muss, damit für die Gang- bzw. Übersetzungsüberwachung verwertbare Messsignale vorliegen.

Der vorliegenden Erfindung Liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren darzustellen, mittels dem nahe Fahrzeugstillstand überwacht wird, ob eine vom Fahrer des Fahrzeugs eingelegte bzw. vorgegebene Fahrtrichtung bzw. Kraftschlussrichtung des Getriebes mit der tatsächlichen Kraftschlussrichtung des Getriebes übereinstimmt.

Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe durch eine Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 5 bzw. des Patentanspruchs 10 bzw. des Patentanspruchs 15 bzw. des Patentanspruchs 18. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

In einer ersten erfindungsgemäßen Lösung der Aufgabe wird in Patentanspruch 1 ein Verfahren zur Überwachung der Kraftschlussrichtung eines automatischen oder automatisierten Fahrzeug-Getriebes nahe Fahrzeugstillstand und eingelegter Fahrposition vorgeschlagen, bei dem bei Fahrzeugstillstand oder unmittelbar beim Anrollen des Fahrzeugs eine Soll-Kraftschlussrichtung des Getriebes aus der eingelegten Fahrposition ermittelt wird und unmittelbar beim Anrollen des Fahrzeugs aus einer sensierten Drehrichtung einer Getriebeeingangswelle und einer sensierten Drehrichtung einer Getriebeabtriebswelle eine tatsächliche Kraftschlussrichtung des Getriebes ermittelt wird, wobei auf einen Fehler geschlossen wird, wenn die Soll-Kraftschlussrichtung und die tatsächliche Kraftschlussrichtung nicht identisch sind.

In einer Ausgestaltung hierzu kann vorgesehen sein, dass aus der eingelegten Fahrposition eine Soll-Drehrichtung der Getriebeeingangswelle und eine Soll-Drehrichtung der Getriebeabtriebswelle bestimmt wird, dass unmittelbar beim Anrollen des Fahrzeugs eine tatsächliche Drehrichtung der Getriebeeingangswelle mittels eines ersten Sensors und eine tatsächliche Drehrichtung der Getriebeabtriebswelle mittels eines zweiten Sensors ermittelt wird, und dass die ermittelten tatsächlichen Drehrichtungen von Getriebeeingangswelle und Getriebeabtriebswelle mit den Soll-Drehrichtungen von Getriebeeingangswelle und Getriebeabtriebswelle verglichen werden und bei einer vordefinierten Abweichung auf einen Fehler geschlossen wird.

In einer anderen Ausgestaltung der ersten erfindungsgemäßen Lösung kann vorgesehen sein, dass unmittelbar beim Anrollen des Fahrzeugs eine tatsächliche Drehrichtung der Getriebeeingangswelle mittels eines ersten Sensors und eine tatsächliche Drehrichtung der Getriebeabtriebswelle mittels eines zweiten Sensors ermittelt wird, die ermittelten tatsächlichen Drehrichtungen von Getriebeeingangswelle und Getriebeabtriebswelle miteinander verglichen werden und der Vergleich der ermittelten tatsächlichen Drehrichtungen von Getriebeeingangswelle und Getriebeabtriebswelle in Abhängigkeit der eingelegten Fahrposition bewertet wird.

Erfindungswesentlich bei der ersten erfindungsgemäßen Lösung ist also die Verwendung der gemessenen Drehrichtungen von Getriebeeingangwelle und Getriebeabtriebswelle zur Detektierung der tatsächlichen Kraftschlussrichtung des Getriebes, anhand derer das Fahrzeug anrollt, egal ob diese tatsächliche Fahrtrichtung des Fahrzeugs derjenigen Fahrrichtung entspricht, die der Fahrer des Fahrzeugs über eine Wähleinrichtung vorgegeben hat. Wenn die so ermittelte tatsächliche Kraftschlussrichtung des Getriebes nicht identisch ist mit der vom Fahrer vorgegebenen Kraftschlussrichtung bzw. Fahrtrichtung, so liegt ein Fehler vor.

Auf einen so erkannten Fehler, der beispielsweise durch das Getriebe oder durch die Fahrpositions-Wähleinrichtung oder durch die Signalübertragung zwischen der Fahrpositions-Wähleinrichtung und dem Getriebe verursacht sein kann, ist getriebeseitig und/oder fahrzeugseitig mit einer geeigneten Diagnosefunktion zu reagieren.

Die sensorspezifische Signalerkennungsschwelle für eine Drehrichtung einer Welle ist geringer als die Signalschwelle, bei oder ab der der gleiche Sensors einen zuverlässigen absoluten Drehzahlwert liefert; eine Aussage zur Drehrichtung kann theoretisch bereits nach zwei Signalpulsen der dem Sensor zugeordneten Zählscheibe getroffen werden. In besonders vorteilhafter Weise ist also bereits ab dem Zeitpunkt des Fahrzeug-Anrollens, bei dem die Signalerkennungsschwelle für ein Drehrichtung des jeweils eingesetzten Sensors erreicht bzw. überschritten ist, eine verlässliche Aussage darüber möglich, ob die von dem Getriebe tatsächlich eingelegte Kraftschlussrichtung identisch ist mit der vom Fahrer über die eingelegten bzw. vorgewählten Fahrposition vorgegeben Fahrt- bzw. Kraftschlussrichtung. Der bis zu diesem Zeitpunkt vom Fahrzeug zurückgelegte Rollweg ist in vorteilhafter Weise vergleichsweise klein.

Würde im Unterschied zur ersten erfindungsgemäßen Lösung, wie beim Stand der Technik zunächst eine eindeutige Bestimmung der tatsächlichen Übersetzung im Getriebe vorgenommen und anschließend ein Vergleich dieser tatsächlichen Getriebeübersetzung mit einer Sollübersetzung durchgeführt, so wäre der vom Fahrzeug bis zur Fehlererkennung zurückgelegte Rollweg insbesondere bei einer vom Betrag her großen Anfahrübersetzung des Fahrzeugs wesentlich länger. Sind zudem die Anfahrübersetzungen in Vorwärts- und Rückwärts-Fahrtrichtung ähnlich, so sind bei der Übersetzungsbestimmung aus den am Getriebeeingang und Getriebeabtrieb tatsächlich gemessenen Drehzahlen entsprechend dem Stand der Technik vergleichsweise große Toleranzbänder zu berücksichtigen, um zuverlässig erkennen zu können, ob das Fahrzeug tatsächlich in die falsche Fahrrichtung anrollt.

Wenn nicht zwischen Motor und Getriebe ein weiteres Getriebe mit Drehrichtungsumkehr installiert ist, so ist die Drehrichtung der Getriebeeingangswelle beim Anrollen des Fahrzeugs in der Ebene bei eingelegter Fahrposition und Kraftschluss im Getriebe immer identisch der Drehrichtung der Motorkurbelwelle. Demgegenüber ist die Drehrichtung der Getriebeabtriebswelle abhängig von der tatsächlich im Getriebe eingelegten Kraftschussrichtung. Bei den meisten Fahrzeuggetrieben sind die Drehrichtungen von Getriebeeingangswelle und Getriebeabtriebswelle identisch, wenn in dem Getriebe eine Fahrposition mit Vorwärtsfahrtrichtung bzw. ein Vorwärtsgang tatsächlich eingelegt ist, und entgegengesetzt, wenn in dem Getriebe eine Fahrposition mit Rückwärtsfahrtrichtung bzw. ein Rückwärtsgang tatsächlich eingelegt ist. Ein Beispiel zur Plausibilisierung der Kraftschlussrichtung im Getriebe anhand der Drehrichtungen von Getriebeeingangswelle und Getriebeabtriebswelle ist in 1 dargestellt, hier am Beispiel eines bekannten Stufenautomatgetriebes mit sechs Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang.

Entsprechend kann bei dem Verfahren gemäß der ersten erfindungsgemäßen Lösung vorgesehen sein, dass einerseits auf einen Fehler geschlossen wird, wenn die ermittelten Drehrichtungen von Getriebeeingangswelle und Getriebeabtriebswelle unterschiedlich sind und eine Fahrposition mit Vorwärtsfahrtrichtung eingelegt ist, und dass andererseits auch auf einen Fehler geschlossen wird, wenn die ermittelten Drehrichtungen von Getriebeeingangswelle und Getriebeabtriebswelle gleich sind und eine Fahrposition mit Rückwärtsfahrtrichtung eingelegt ist.

In einer zweiten erfindungsgemäßen Lösung der Aufgabe wird in Patentanspruch 5 ein Verfahren zur Überwachung der tatsächlichen Kraftschlussrichtung eines automatischen oder automatisierten Fahrzeug-Getriebes nahe Fahrzeugstillstand und eingelegter Fahrposition vorgeschlagen, bei dem bei Fahrzeugstillstand oder unmittelbar beim Anrollen des Fahrzeugs eine Soll-Kraftschlussrichtung des Getriebes aus der eingelegten Fahrposition ermittelt wird und bei Fahrzeugstillstand oder unmittelbar beim Anrollen des Fahrzeugs eine tatsächliche Kraftschlussrichtung des Getriebes aus einer sensierten Ventilstellung von hydraulischen oder elektrohydraulischen Ventilen einer elektrohydraulischen Steuerung des Getriebes ermittelt wird, wobei auf einen Fehler geschlossen wird, wenn die Soll-Kraftschlussrichtung und die tatsächliche Kraftschlussrichtung nicht identisch sind.

Hierzu kann vorgesehen sein, dass bei Fahrzeugstillstand oder unmittelbar beim Anrollen des Fahrzeugs eine Soll-Ventilstellung derjenigen hydraulischen oder elektrohydraulischen Ventile einer elektrohydraulischen Steuerung des Getriebes ermittelt wird, welche gemäß der eingelegten Fahrposition angesteuert sein müssen, dass bei Fahrzeugstillstand oder unmittelbar beim Anrollen des Fahrzeugs eine tatsächliche Ventilstellung dieser Ventile sensiert wird, und dass bei einer vordefinierten Abweichung von Soll-Ventilstellung und tatsächlicher Ventilstellung dieser Ventile auf einen Fehler geschlossen wird.

Auf einen Fehler kann auch geschlossen werden, wenn bei Fahrzeugstillstand oder unmittelbar beim Anrollen des Fahrzeugs solche hydraulische oder elektrohydraulische Ventile der elektrohydraulischen Steuerung des Getriebes tatsächlich angesteuert sind, die entsprechend der eingelegten Fahrposition nicht angesteuert sein dürfen.

Wenn Soll-Kraftschlussrichtung und tatsächliche Kraftschlussrichtung bereits bei Fahrzeugstillstand bestimmt werden, kann in besonders vorteilhafter Weise schon bereits vor dem tatsächlichen Anrollen des Fahrzeugs zuverlässig diagnostiziert werden, ob das Fahrzeug in ein ungewünschte Fahrtrichtung anrollen würde, wenn der Fahrer die Fahrzeugbremse bei eingelegter Fahrposition freigibt.

Auf einen so erkannten Fehler, der beispielsweise durch das Getriebe oder durch die Fahrpositions-Wahleinrichtung oder durch die Signalübertragung zwischen der Fahrpositions-Wahleinrichtung und dem Getriebe verursacht sein kann, ist getriebeseitig und/oder fahrzeigseitig mit einer geeigneten Diagnosefunktion zu reagieren.

Vorzugsweise wird die tatsächliche Ventilstellung mittels Wegsensoren ermittelt. Um bei oder nahe Fahrzeugstillstand mit vom Fahrer vorgegebener Fahrposition bzw. vorgegebenem Gang die tatsächlich im Getriebe des Fahrzeugs vorhandene Kraftschlussrichtung bzw. die durch das Getriebe tatsächlich erzeugte Fahrtrichtung des Fahrzeugs zu plausibilisieren, werden gemäß der zweiten Lösung der Erfinder also mittels Wegmessungen an Hydraulikventilen der elektrohydraulischen Getriebesteuerung die Ventilstellung derjenigen Ventile ermittelt, die zur Realisierung der vorgegebenen Fahrposition bzw. der vorgegebenen Kraftschlussrichtung relevant sind. Hierdurch wird einerseits die elektrische und/oder druckseitige Ansteuerung dieser Ventile direkt überwacht, andererseits wird hierdurch auch die Druckbeaufschlagung derjenigen Schaltelemente des Getriebes, die entsprechend der vorgegebenen Fahrposition bzw. entsprechend dem vorgegebenen Gang geschaltet bzw. eingeschlossen sein müssten, indirekt überwacht. Dabei können für die erfindungsgemäße Ventilstellungs-Überwachung handelsübliche Wegsensoren verwendet werden. Wegsensoren sind bekanntlich mechanisch robust und vergleichsweise kostengünstig, zudem sind die Anforderungen hinsichtlich der Genauigkeit der Wegsensoren für die erfindungsgemäße Ventilstellungs-Überwachung nicht besonders groß.

Selbstverständlich wird der Fachmann die Anzahl und Anordnung der für die erfindungsgemäße Ventilstellungs-Überwachung notwendigen Wegsensoren auf den ihm vorliegenden Getriebetyp und den konkreten Anwendungsfall abstimmen und dabei die Anzahl der Wegsensoren auf das Mindestmaß beschränken.

Anhand eines beispielhaften neueren Stufenautomatgetriebes mit acht Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang, die entsprechend der in 2 dargestellten Schaltlogik schaltbar sind, soll nachfolgend ein Beispiel zur Plausibilisierung der Kraftschlussrichtung im Getriebe mittels Ventilstellungs-Überwachung näher erläutert werden. Wie in 2 ersichtlich, sind bei diesem Anwendungsbeispiel in jedem Gang drei Schaltelemente geschlossen, wobei in jedem tatsächlich im Getriebe eingelegten Vorwärtsgang zumindest eines der beiden Schaltelemente C, E geschaltet bzw. geschlossen ist. Somit ermöglicht die Überwachung der Ventilstellung von hydraulischen oder elektrohydraulische Ventilen der elektrohydraulischen Getriebesteuerung, die auf die genannten Schaltelemente C und E wirken, zuverlässig eine eindeutige Aussage darüber, ob in dem Getriebe ein Vorwärtsgang tatsächlich nicht eingelegt bzw. nicht geschaltet ist. Ist nämlich keines der beiden Schaltelemente C, E druckseitig angesteuert, so hat das Getriebe in Vorwärtsfahrtrichtung in jedem Fall keinen Kraftschluss. Für eine zuverlässige und eindeutige Aussage darüber, ob das Getriebe tatsächlich in Vorwärtsfahrtrichtung oder in Rückwärtsfahrtrichtung kraftschlüssig geschaltet ist oder kraftschlussfrei ist, ist in dem vorliegenden Anwendungsbeispiel für die erfindungsgemäße Ventilstellungs-Überwachung ein zusätzlicher dritter Wegsensor erforderlich, der die Ventilstellung eines hydraulischen oder elektrohydraulischen Ventils der elektrohydraulischen Getriebesteuerung sensiert, welches auf das Schaltelement D wirkt. Zum einen kann aus der sensierten Ventilstellung des auf das Schaltelement D wirkenden Ventils die Aussage abgeleitet werden, ob der Rückwärtsgang im Getriebe tatsächlich nicht eingelegt ist. Zum anderen kann aus den sensierten Ventilstellungen der drei Schaltelemente C, D und E in Kombination die Aussage abgeleitet werden, ob das Getriebe tatsächlich kraftschlussfrei ist.

In einer dritten erfindungsgemäßen Lösung der Aufgabe wird in Patentanspruch 10 ein Verfahren zur Überwachung der tatsächlichen Kraftschlussrichtung eines automatischen oder automatisierten Fahrzeug-Getriebes nahe Fahrzeugstillstand und eingelegter Fahrposition vorgeschlagen, bei dem bei Fahrzeugstillstand oder unmittelbar beim Anrollen des Fahrzeugs eine Soll-Kraftschlussrichtung des Getriebes aus der eingelegten Fahrposition ermittelt wird und bei Fahrzeugstillstand oder unmittelbar beim Anrollen des Fahrzeugs eine tatsächliche Kraftschlussrichtung des Getriebes aus einem in einer elektrohydraulischen Steuerung des Getriebes oder an einem Schaltelement des Getriebes sensierten Druck ermittelt wird, wobei auf einen Fehler geschlossen wird, wenn die Soll-Kraftschlussrichtung und die tatsächliche Kraftschlussrichtung nicht identisch sind.

In besonders vorteilhafter Weise kann hierdurch bereits bei Fahrzeugstillstand zuverlässig diagnostiziert werden, ob das Fahrzeug in ein ungewünschte Fahrtrichtung anrollen würde, wenn der Fahrer die Fahrzeugbremse bei eingelegter Fahrposition freigibt.

Um bei oder nahe Fahrzeugstillstand mit vom Fahrer vorgegebener Fahrposition bzw. vorgegebenem Gang die tatsächlich im Getriebe des Fahrzeugs vorhandene Kraftschlussrichtung bzw. die durch das Getriebe tatsächlich erzeugte Fahrtrichtung des Fahrzeugs zu plausibilisieren, werden gemäß der dritten Lösung der Erfinder also diejenigen Schaltelemente des Getriebes druckseitig überwacht, die zur Realisierung der vom Fahrer vorgegebenen Fahrposition bzw. Kraftschlussrichtung relevant sind. Es wird auf einen Fehler erkannt, wenn die tatsächlichen Drücke an denjenigen Schaltelementen des Getriebes, die aufgrund der vom Fahrer eingelegten Fahrposition nicht kraftschlüssig sein dürfen, einen definierten Schwellwert überschreiten. Dabei können zur druckseitigen Überwachung sowohl Drucksensoren als auch konstruktiv einfache Druckschalter eingesetzt sein.

Auf einen so erkannten Fehler, der beispielsweise durch das Getriebe oder durch die Fahrpositions-Wähleinrichtung oder durch die Signalübertragung zwischen der Fahrpositions-Wähleinrichtung und dem Getriebe verursacht sein kann, ist getriebeseitig und/oder fahrzeugseitig mit einer geeigneten Diagnosefunktion zu reagieren.

Selbstverständlich wird der Fachmann die Anzahl der für die erfindungsgemäße druckseitige Überwachung notwendigen Drucksensoren und/oder Druckschaltern auf den ihm vorliegenden Getriebetyp und den konkreten Anwendungsfall abstimmen und auf ein Mindestmaß beschränken. Ebenso wird der Fachmann anhand des ihm vorliegenden Getriebetyp und den konkreten Anwendungsfall festlegen, in welchem Teil des hydraulischen Zweigs der Druckansteuerung der druckseitig zu überwachenden Schaltelementes der entsprechende Drucksensor bzw. Druckschalter angeordnet ist.

Anhand dem beispielhaften neueren Stufenautomatgetriebe mit acht Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang gemäß 2 soll nachfolgend ein Beispiel zur Plausibilisierung der Kraftschlussrichtung im Getriebe mittels druckseitige Überwachung von Schaltelementen des Getriebes näher erläutert werden. Wie in 2 ersichtlich, sind bei diesem Anwendungsbeispiel in jedem Gang drei Schaltelemente geschlossen, wobei in jedem tatsächlich im Getriebe eingelegten Vorwärtsgang zumindest eines der beiden Schaltelemente C, E geschaltet bzw. geschlossen ist. Somit ermöglicht die druckseitige Überwachung der beiden Schaltelemente C und E eine eindeutige Aussage darüber, ob in dem Getriebe ein Vorwärtsgang tatsächlich nicht eingelegt bzw. nicht geschaltet ist. Für eine eindeutige Aussage darüber, ob das Getriebe tatsächlich in Vorwärtsfahrtrichtung oder in Rückwärtsfahrtrichtung kraftschlüssig geschaltet ist oder kraftschlussfrei ist, ist in dem vorliegenden Anwendungsbeispiel auch die druckseitige Überwachung des Schaltelementes D erforderlich. Zum einen kann aus der druckseitige Überwachung des Schaltelementes D die Aussage abgeleitet werden, ob der Rückwärtsgang im Getriebe tatsächlich nicht eingelegt ist. Zum anderen kann aus den druckseitigen Überwachung der drei Schaltelemente C, D und E in Kombination die Aussage abgeleitet werden, ob das Getriebe tatsächlich kraftschlussfrei ist. Für welche der drei Schaltelemente C, D, E im Rahmen der erfindungsgemäßen druckseitigen Überwachung sinnvollerweise ein Drucksensor einzusetzen ist und für welche der drei Schaltelemente C, D, E ein einfacher Druckschalter für die erfindungsgemäße druckseitige Überwachung genügt, wird der Fachmann von dem konkreten Anwendungsfall abhängig machen, auch unter Berücksichtigung von anderen Funktionen des Getriebes und Anforderungen an das Getriebe, die nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind.

In einer vierten erfindungsgemäßen Lösung der Aufgabe wird in Patentanspruch 15 ein Verfahren zur Überwachung der tatsächlichen Kraftschlussrichtung eines automatischen oder automatisierten Fahrzeug-Getriebes nahe Fahrzeugstillstand und eingelegter Fahrposition vorgeschlagen, bei dem bei oder nahe Fahrzeugstillstand eine Soll-Kraftschlussrichtung des Getriebes aus der eingelegten Fahrposition ermittelt wird und bei oder nahe Fahrzeugstillstand eine tatsächliche Kraftschlussrichtung des Getriebes aus einer sensierten Drehrichtung eines Radsatzelementes des Getriebes ermittelt wird, wobei auf einen Fehler geschlossen wird, wenn die Soll-Kraftschlussrichtung und die tatsächliche Kraftschlussrichtung nicht identisch sind.

Die genannte Soll-Kraftschlussrichtung des Getriebes kann durch eine Soll-Drehrichtung dieses Radsatzelementes abgebildet werden. Hierzu kann vorgesehen sein, dass aus der eingelegten Fahrposition eine Soll-Drehrichtung des Radsatzelementes bestimmt wird, dass mittels eines ersten Sensors eine tatsächliche Drehrichtung eines Radsatzelementes des Getriebes ermittelt wird, dass Soll-Drehrichtung und tatsächliche Drehrichtung dieses Radsatzelementes miteinander verglichen werden und bei einer vordefinierten Abweichung auf einen Fehler geschlossen wird.

In besonders vorteilhafter Weise kann hierdurch bereits bei Fahrzeugstillstand zuverlässig diagnostiziert werden, ob das Fahrzeug in ein ungewünschte Fahrtrichtung anrollen würde, wenn der Fahrer die Fahrzeugbremse bei eingelegter Fahrposition freigibt.

Der vierten erfindungsgemäßen Lösung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass es in Abhängigkeit von dem jeweiligen Radsatzsystem des Getriebes, also in Abhängigkeit von der jeweiligen Kinematik des Getriebes zumeist zumindest ein Radsatzelement gibt, welches auch bei Fahrzeugstillstand, also stehender Getriebeabtriebswelle rotiert, wenn in dem Getriebe eine Fahrstufe in Vorwärts- oder Rückwärtsfahrtrichtung eingelegt ist. Rotieren bei eingelegter Fahrstufe und Fahrzeugstillstand mehrere Radsatzelemente des Getriebes, so wird der Fachmann abhängig vom jeweiligen Getriebe-Radsatzsystem eine geeignete Auswahl treffen, an welchen dieser Radsatzelemente die Drehrichtung ermittelt werden soll, selbstverständlich unter Beachtung der entsprechenden Absolutdrehzahlen und Sensorsignalschwellen. Dabei wird der Fachmann selbstverständlich auch bestrebt sein, für das erfindungsgemäße Verfahren möglichst einen bereits vorhandenen Drehzahlsensor verwenden zu können, zumindest aber die Anzahl der zusätzlichen Drehzahlsensoren möglichst auf eins zu beschränken.

Gemäß der Erfindung kann dann, wenn das Getriebe kein Radsatzelement aufweist, welches bei Fahrzeugstillstand oder stehender Getriebeabtriebswelle rotiert, bei Fahrzeugstillstand bzw. bei stehender Getriebeabtriebswelle ein definiertes Radsatzelement mittels einer gezielten Ansteuerung eines der Schaltelemente des Getriebes zumindest solange in Rotation versetzt wird, bis die tatsächliche Kraftschlussrichtung des Getriebes bestimmt bzw. verifiziert ist. Die Auswahl, welches der Getriebeschaltelement hierfür geeignet ist und die Definition des erforderlichen Schlupfwertes an dem ausgewählten Schaltelement wird der Fachmann anhand des jeweiligen Radsatzsystems des Getriebes festlegen. Selbstverständlich darf eine derartige Ansteuerung eines Getriebeschaltelementes nicht zum Abwürgen des mit der Getriebeeingangswelle verbundenen oder wirkverbundenen Antriebsmotors führen und das Getriebe in seiner sonstigen Funktion auch nicht beeinträchtigen oder gar beschädigen.

Erfindungswesentlich für die vierte erfindungsgemäße Lösung ist also die Verwendung der gemessenen Drehrichtung eines zuvor definierten Radsatzelementes wie beispielsweise die gemessenen Drehrichtung eines Hohlrades eines Planetenradsatzes des Getriebes, um die tatsächliche Kraftschlussrichtung des Getriebes zu detektieren, anhand derer das Fahrzeug anrollen würde, egal ob diese tatsächliche Fahrtrichtung des Fahrzeugs derjenigen Fahrrichtung entspricht, die der Fahrer des Fahrzeugs über eine Wähleinrichtung vorgegeben hat. Wenn die so ermittelte tatsächliche Kraftschlussrichtung des Getriebes nicht identisch ist mit der vom Fahrer vorgegebenen Kraftschlussrichtung bzw. Fahrtrichtung, so liegt ein Fehler vor, der beispielsweise durch das Getriebe oder durch die Fahrpositions-Wähleinrichtung oder durch die Signalübertragung zwischen der Fahrpositions-Wähleinrichtung und dem Getriebe verursacht sein kann, und auf den mit einer geeigneten Diagnosefunktion getriebeseitig und/oder fahrzeugseitig zu reagieren ist.

Anhand dem beispielhaften Stufenautomatgetriebe mit acht Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang gemäß 2 soll nachfolgend ein Beispiel zur Plausibilisierung der Kraftschlussrichtung im Getriebe mittels Drehrichtungs-Überwachung eines Radsatzelementes des Getriebes näher erläutert werden. Bei diesem beispielhaften Automatgetriebe mit vier miteinander gekoppelten Planetenradsätzen RS1, RS2, RS3, RS4 kann über eine Drehrichtung der Koppelwelle K, welche den Steg des ersten Planetenradsatzes RS1 und das Hohlrad des vierten Planetenradsatzes RS4 ständig miteinander verbindet, eine Aussage über die tatsächliche Kraftschlussrichtung im Getriebe bei eingelegter Fahrstufe abgeleitet werden. Entsprechend dem Getriebeschema und der zugehörigen Schaltlogik steht die genannte Koppelwelle K bei eingelegter Fahrstufe und vollständig hergestelltem Kraftschluss im Getriebe normalerweise still. Ist in dem Getriebe tatsächlich einer der Vorwärtsgänge 1 bis 5 eingelegt und wird jetzt das Schaltelement B in Schlupf gebracht, so rotiert die Koppelwelle K in zur Getriebeeingangswelle entgegen gesetzter Richtung. Da die Drehrichtung der Getriebeeingangswelle bekannt ist (sie entspricht in der Regel der Kurbelwellendrehrichtung des Verbrennungsmotors des Fahrzeugs entsprechende), kann hierdurch auf vergleichsweise einfache Weise die tatsächliche Kraftschlussrichtung im Getriebe in all denen Vorwärtsgängen bestimmt werden, die bei stehendem Fahrzeug sinnvollerweise eingelegt sein könnten. Ist in dem Getriebe tatsächlich der Rückwärtsgang R eingelegt und wird jetzt das Schaltelement B in Schlupf gebracht, so rotiert die Koppelwelle K in die gleiche Richtung wie die Getriebeeingangswelle.

Wird beim Einlegen einer Fahrstufe, die einen der Vorwärtsgänge 1 bis 5 oder den Rückwärtsgang zur Folge hat, der Kraftschluss im Getriebe durch das genannte Schaltelemente B hergestellt, ist also das Schaltelement B das so genannte „kraftschließende Schaltelement des Getriebes", so kann vor dem Schließen des Schaltelementes B die jetzt noch vorhandene tatsächliche Drehrichtung der Koppelwelle K ermittelt und für den Vergleich mit einer Solldrehrichtung der Koppelwelle K herangezogen werden. Dabei bildet die genannte Solldrehrichtung der Koppelwelle die Soll-Kraftschlussrichtung des Getriebes ab und ist eine Funktion der vom Fahrer über die Fahrpositions-Wähleinrichtung des Fahrzeugs vorgegebene bzw. eingelegten Fahrpostion bzw. Fahrtrichtung. Wird hingegen das Fahrzeug aus der Fahrt heraus bis zum Stillstand abgebremst und soll in diesem Betriebszustand die Übereinstimmung der tatsächlichen Kraftschlussrichtung im Getriebe und der vom Fahrer vorgegebene Kraftschlussrichtung verifiziert werden, so muss das im Rahmen der erfindungsgemäßen Funktion ausgewählte Schaltelement B durch eine gezielte Ansteuerung geöffnet oder zumindest soweit in Schlupf gebracht werden, dass die zur Drehrichtungsbestimmung vorgesehene Koppelwelle K hinlänglich schnell rotiert, um an dieser ein verwertbares Drehzahlsignal messen zu können. Eine derartige Druckabsenkung an dem Schaltelement B kann auch Bestandteil einer anderen Getriebefunktion sein, beispielsweise einer so genannten „Standabkoppelung" („stand by control" oder „neutral idle control"), sodass der programmtechnische Mehraufwand für die erfindungsgemäße Funktion verhältnismäßig gering ist.

In einer fünften erfindungsgemäßen Lösung der Aufgabe schließlich wird in Patentanspruch 18 ein Verfahren zur Überwachung der tatsächlichen Kraftschlussrichtung eines automatischen oder automatisierten Fahrzeug-Getriebes nahe Fahrzeugstillstand und eingelegter Fahrposition vorgeschlagen, bei dem bei Fahrzeugstillstand eine Soll-Kraftschlussrichtung des Getriebes aus der eingelegten Fahrposition ermittelt wird und bei dem bei Fahrzeugstillstand eine tatsächliche Kraftschlussrichtung des Getriebes aus einer sensierten Axialbewegung oder aus einer sensierten Axialkraft eines Bauelementes des Getriebes ermittelt wird, wobei auf einen Fehler geschlossen wird, wenn die Soll-Kraftschlussrichtung und die tatsächliche Kraftschlussrichtung nicht identisch sind.

Dabei kann vorgesehen sein, dass aus der eingelegten Fahrposition eine Soll-Axialbewegung bzw. eine Soll-Axialkraft des Bauelementes bestimmt wird, dass mittels eines ersten Sensors eine tatsächliche Axialbewegung bzw. eine tatsächliche Axialkraft des Bauelementes des Getriebes ermittelt wird, dass die Soll-Axialbewegung und die tatsächliche Axialbewegung bzw. die Soll-Axialkraft und die tatsächliche Axialkraft dieses Bauelementes miteinander verglichen werden und bei einer vordefinierten Abweichung auf einen Fehler geschlossen wird.

Auf einen so erkannten Fehler ist getriebeseitig und/oder fahrzeugseitig mit einer geeigneten Diagnosefunktion zu reagieren.

Der vierten erfindungsgemäßen Lösung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass es in Abhängigkeit von dem jeweiligen Radsatzsystem des Getriebes, also in Abhängigkeit von der jeweiligen Kinematik des Getriebes meistens zumindest ein Getriebe-Bauelement gibt, welches eine vorzeichenbehaftete Axialkraft erzeugt, die als Reaktion auf die spezifische Drehmomentverteilung in dem Getriebe je nach tatsächlich vorhandener Drehmomentrichtung variiert. Derartige Bauelemente können beispielsweise sein: ein Radsatzelement – beispielsweise ein Hohlrad – eines schrägverzahnten Planetenradsatzes, ein schrägverzahntes Stirnrad eines Stirntriebs oder ein (mechanisch betätigtes oder druckmittelbetätigtes) Reibschaltelement. Durch die Identifizierung eines Getriebe-Bauelementes, das eine die tatsächliche Kraftschlussrichtung des Getriebes repräsentierende Axialkraft erzeugt, und durch die Überwachung dieser vorzeichenbehafteten Axialkraft oder der vorzeichenbehafteten Axialbewegung an demjenigen Bauelement des Getriebes, welches mit dieser die tatsächliche Kraftschlussrichtung des Getriebes repräsentierenden Axialkraft belastet wird, wird erfindungsgemäß ermittelt, ob die tatsächliche Kraftschlussrichtung des Getriebes übereinstimmt mit der vom Fahrer mittel Fahrstufenwahl vorgegebenen Kraftschlussrichtung bzw. Fahrrichtung.

Eine Axialkraft kann in an sich bekannter Weise beispielsweise mittels handelsüblicher Kraftmesseinrichtungen ermittelt werden, beispielsweise an einer Axiallagerung des Getriebes, die mit einer die tatsächliche Kraftschlussrichtung des Getriebes repräsentierenden Axialkraft belastet ist, oder beispielsweise an einer Abstützfläche eines Lamellenpaketes eines Getriebe-Reibschaltelementes, das mit einer die tatsächliche Kraftschlussrichtung des Getriebes repräsentierenden Axialkraft belastet ist. Eine Axialbewegung kann in an sich bekannter Weise beispielsweise mittels handelsüblicher induktiver Wegmesseinrichtungen oder eines einfachen elektrischen Endlagenschalters ermittelt werden, beispielsweise an einem schägverzahnten Hohlrad, an einem mit einem Radsatzelement verdrehfest verbundenen Übertragungselement, an einem hydraulisch bzw. pneumatisch betätigten Kolben eines Getriebe-Schaltelementes oder an einer Lamelle bzw. einem Lamellenpaket eines Getriebe-Schaltelementes.

Anhand dem beispielhaften Stufenautomatgetriebe mit acht Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang gemäß 2 soll nachfolgend ein Beispiel zur Plausibilisierung der Kraftschlussrichtung im Getriebe mittels Überwachung der Axialbewegung eines Radsatzelementes des Getriebes näher erläutert werden. Bei diesem beispielhaften Automatgetriebe mit vier miteinander gekoppelten Planetenradsätzen RS1, RS2, RS3, RS4 kann in vergleichsweise einfacher Weise an dem schrägverzahnten Hohlrad des vierten Planetenradsatzes RS4 eine Wegmesseinrichtung wie beispielsweise ein induktiver Wegsensor vorgesehen sein, der die tatsächliche Axialbewegung dieses Hohlrades sensiert. Je nach konstruktiv realisierter Verzahnungsrichtung seiner Schrägverzahnung erfährt das genannte Hohlrad infolge der Verdrehelastizitäten und der Axialspiele im Getriebe bei tatsächlicher Getriebe-Kraftschlussrichtung „vorwärts" ein messbare Axialbewegung in Richtung Getriebeabtrieb und bei tatsächlicher Getriebe-Kraftschlussrichtung „rückwärts" ein messbare Axialbewegung in Richtung Getriebeantrieb oder jeweils umgekehrt. Wesentlich ist hierbei, dass sich das genannte Hohlrad bei Getriebe-Kraftschlussrichtung „vorwärts" axial in eine andere Richtung bewegt als bei Getriebe-Kraftschlussrichtung „rückwärts"; der Fachmann wird bei der Definition der vorzeichenbehafteten Soll-Axial-bewegung des Hohlrades aus der vom Fahrer vorgegebenen Fahrposition heraus die tatsächlich konstruktiv realisierte Verzahnungsrichtung der Schrägverzahnung des genannten Hohlrades entsprechend berücksichtigen. Somit kann unter Verwendung eines preiswerten handelsüblichen Wegsensors die tatsächliche Kraftschlussrichtung des Getriebes mit dem Fahrerwunsch zuverlässig plausibilisiert werden, ohne dass das Fahrzeug überhaupt anrollt.

Anstelle der Axialbewegung kann sinngemäß auch eine Überwachung der Axialkraft an dem genannten Hohlrad des vierten Planetenradsatzes RS4 bzw. eine Überwachung der durch das schrägverzahnte Hohlrad des vierten Planetenradsatzes RS4 verursachten Axialkraft an einem benachbarten Axiallager vorgesehen sein. Jedoch muss in diesem Fall der für eine derartige Axialkraftmesseinrichtung benötigt Bauraum im Bereich der Axiallagerung berücksichtigt werden, auch ist eine derartige Axialkraftmesseinrichtung gegenüber der zuvor genannten Wegmesseinrichtung am Hohlrad teurer.

Durch die Verwendung von zusätzlichen Informationen im Rahmen der erfindungsgemäßen Funktion können weitere umweltbedingte und fahrsituationsbedingte Einflüsse berücksichtigt werden, die eine Rückwirkung auf die im Rahmen der erfindungsgemäßen fünften Lösung sensierten Axialbewegung bzw. Axialkraft haben. Derartige zusätzliche Informationen können beispielsweise sein: eine Neigungserkennung oder ein Neigungswinkel des Fahrzeugs bzw. der Fahrbahn, ein Bremssignal oder ein Bremsdrucks des Fahrzeugbremssystems, Radmomente an den angetriebenen Rädern des Fahrzeugs.

Alle fünf erfindungsgemäßen Lösungen bzw. alle erfindungsgemäßen Verfahren ermöglichen in besonders vorteilhafter Weise eine sehr schnelle Erkennung, ob die Fahrrichtung des Fahrzeugs, die sich in Folge des in dem Getriebe des Fahrzeugs tatsächlich eingelegten Gangs bzw. in Folge der in dem Getriebe tatsächlich eingestellten Übersetzung ergibt, abweicht von der Fahrtrichtung des Fahrzeugs, die der Fahrer aufgrund seiner eingelegten Fahrposition vorgegeben hat und erwartet. Der Anrollweg des Fahrzeugs bei Vorliegen eines solchen Fehlers bis zu dessen Erkennung kann durch alle fünf erfindungsgemäßen Verfahren wirkungsvoll minimiert werden. Die frühzeitige Erkennung eines solchen Fehlers ist ein bedeutender Sicherheitsvorteil beim Betrieb des Fahrzeugs.

Wie bereits zuvor erwähnt, liegt dann, wenn die erfindungsgemäß ermittelte tatsächliche Kraftschlussrichtung des Getriebes nicht mit der vom Fahrer vorgegebenen Kraftschlussrichtung bzw. Fahrtrichtung identisch ist, ein schwerer Fehler entweder im Getriebe selber oder bei der Signalübertragung zwischen der Fahrpositions-Wahleinrichtung und dem Getriebe vor, auf den getriebeseitig und/oder fahrzeugseitig zu reagieren ist. Derartige Maßnahmen können beispielsweise sein:

• – Ansteuerung einer für den Fahrer optisch wahrnehmbaren Warnanzeige;
• – Ansteuerung eines für den Fahrer akustisch wahrnehmbaren Warnsignals;
• – Aktivierung einer Ersatzfunktion des Getriebes, bei der automatisch in einen Gang bzw. in eine Übersetzung gewechselt wird, der die vom Fahrer vorgegebenen Fahrtrichtung zur Folge hat, und bei dem die Schaltelementkombination des Getriebes verboten wird, die den detektierten Fehler verursacht hat;
• – Aktivierung eines hydraulischen Notprogramms des Getriebes;
• – Unterbrechung des Kraftschlusses im Getriebe;
• – Eintrag in einem Fehlerspeicher des Getriebes;
• – automatische Betätigung eines Bremssystems oder einer Feststellbremse des Fahrzeugs.

Selbstverständlich können einzelne dieser Maßnamen auch miteinander kombiniert werden.

Auch ist die erfindungsgemäße Ermittlung der tatsächlichen Kraftschlussrichtung des Getriebes nicht auf einen bestimmten Getriebetyp beschränkt, sondern universell in automatischen und automatisierten Getrieben mit elektrohydraulischer oder elektropneumatischer Getriebesteuerung beliebiger Bauart anwenden, insbesondere in Stufenautomatgetrieben mit und ohne Drehmomentwandler als Anfahrelement, in Doppelkupplungsgetrieben, in automatisierten Schaltgetrieben, in mechanisch stufenlos schaltbaren Automatgetrieben ohne und mit Leistungsteilung, in hydrostatisch stufenlos schaltbaren Automatgetrieben ohne und mit Leistungsteilung. Dabei können diese automatischen und automatisierten Getrieben Bestandteil sowohl eines konventionellen Antriebstrangs mit Verbrennungsmotor als alleinige Antriebsmaschine des Fahrzeugs sein, als auch Bestandteil eines Hybridantriebstrangs mit Verbrennungsmotor und Elektromotor als Antriebsmaschinen des Fahrzeugs.