DE19653193A1

DE19653193A1 - Anordnung zum Erfassen der Stellung eines Wählhebels oder Schalthebels in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE19653193A1
Application number: DE1996153193
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr Gander
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1996-12-19
Filing date: 1996-12-19
Publication date: 1998-07-02

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Solche Anordnungen dienen zum Erfassen der Stellung eines Wählhebels oder Schalthebels in einem Kraft fahrzeug, der zwischen mehreren Stellungen verschiebbar oder verschwenkbar angeordnet ist und dessen Stellung durch eine Erkennungseinrichtung erfaßt wird und über eine Datenleitung an ein Steuergerät übermittelt wird, um dort eine der jewei ligen Stellung entsprechende Funktion auszulösen.

Automatikgetriebe von Personenkraftwagen werden zunehmend elektronisch gesteuert. Eine wichtige Eingangsgröße für die elektronische Getriebesteuerung ist dabei der von dem Auto fahrer mit Hilfe des Wählhebels festgelegte Fahrbereich. Der Fahrbereichs-Wählhebel kann zum Beispiel zwischen fünf Fahr bereichsstellungen hin- und herbewegt werden, wobei die zuge ordnete Erkennungseinrichtung zwischen fünf Fahrbereichsstel lungen und den dazwischen liegenden Zwischenpositionen (Park, Retour, Neutral, Drive, Low und Zwischenpositionen Z1 bis Z4) unterscheiden muß.

Die Erfassung der möglichen Fahrbereiche erfolgt durch einen sogenannten Positionserkennungsschalter, der die Position oder den Winkel des Wählhebels oder die Position von durch den Wählhebel betätigten Komponenten (zum Beispiel Komponen ten der Getriebehydraulik) meßtechnisch erfaßt. Durch Fehl funktionen des Positionserkennungsschalter kann es zu einer Verfälschung des Positionssignals und damit unter Umständen zu schwerwiegenden Fehlfunktionen der elektronischen Getrie besteuerung kommen.

Bei den bisher in großem Umfang eingesetzten elektromechani schen Positionserkennungsschaltern (z. B. DE 34 34 205 A1) kommt es zu Verschmutzungen an den kontaktbildenden oder Si gnale aufnehmenden Elementen zu temporären Kontaktfehlern und damit zur Verfälschung des Positionssignals. Diese temporären Kontaktfehler verschwinden nach einiger Zeit oder nach einer weiteren Betätigung des Wählhebels.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsan ordnung zum Erfassen einer Hebelstellung in einem Kraftfahr zeug zu schaffen, deren Funktion auch während temporärer Si gnalfehler, insbesondere temporärer Kontaktfehler, weitgehend intakt bleibt. Dadurch sollen zum Beispiel ein Notlaufbetrieb eines automatischen Getriebes und kostenintensive Werkstat taufenthalte vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schaltungsan ordnung nach Anspruch 1 gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen niedergelegt.

Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, daß durch eine zusätzliche Ausgangssignalleitung des Positionser kennungsschalters ein redundantes Codesignal, das eine Zuord nung eines Bitmusters zu einem Fahrbereich ermöglicht, be reitgestellt wird. Durch einen Kontaktfehler wird zwar nach wie vor ein Bit am Ausgang des Positionserkennungsschalters verfälscht, das Steuergerät kann diesen Fehler jedoch nicht nur erkennen, sondern auch korrigieren, d. h. den tatsächli chen Fahrbereich erkennen. Durch eine Fehlerdiagnose wird au ßerdem geprüft, ob das entsprechende Bit nur zeitweise (tem porärer Fehler) oder dauernd gestört ist. Temporäre Fehler können immer wieder korrigiert werden, nur im Falle einer dauernden Störung muß der Fehler behoben werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an hand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: eine Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung als Blockschaltbild;

Fig. 2: einen in der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 ver wendeten Positionserkennungsschalter in einer Sei tenansicht;

Fig. 3: eine Kontaktplatte des Positionserkennungsschalters nach Fig. 2;

Fig. 4 und 5: eine Kontaktfeder des Positionserkennungs schalters nach Fig. 2 in der Draufsicht bzw. Sei tenansicht.

Eine Schaltungsanordnung zum Erfassen der Stellung eines Wählhebels weist eine Erkennungseinrichtung 1 auf, die im folgenden auch als Positionserkennungsschalter 1 (Fig. 1) bezeichnet wird. Der Wählhebel selbst ist in der Blockbild darstellung von Fig. 1 nicht dargestellt. Sind neun Positio nen des Wählhebels zu erkennen, so ist der Positionserken nungsschalter 1 zum Erzeugen eines Fünf-Bit-Codesignals aus gelegt. Dieses Signal wird an eine elektronische Getriebe steuerung 2 übermittelt und gelangt dort zu einer Filter schaltung, die als Filter 3 gegen Kurzzeittransienten ausge bildet ist. Solche Kurzzeittransienten können zum Beispiel durch ein Kontaktprellen in dem Positionserkennungsschalter 1 entstehen.

Die elektronische Getriebesteuerung 2 enthält außer dem Fil ter 3 eine Fehlererkennungs- und -korrekturschaltung 4, eine Ansteuerung 5 zum Steuern von Getriebefunktionen und eine Fehlerdiagnoseschaltung 6. Das Ausgangssignal des Positi onserkennungsschalters 1 gelangt über eine erste oder Aus gangs-Signalleitung 7 zu der elektronischen Getriebesteuerung 2 und in dieser zu dem Filter 3. Das darin gefilterte Signal gelangt danach über eine zweite Signalleitung 8 zu der Feh lererkennungs- und -korrekturschaltung 4, und das in dieser korrigierte Signal gelangt über dritte Signalleitung 9 zu der Ansteuerung 5. Die Signalleitungen 7 und 8 sind als Mehrfach leitungen ausgebildet, über die eine Anzahl n Bits parallel übertragen werden. Im vorliegenden Beispiel werden über die Signalleitung 7 (n = 4 + 1 =) fünf Bits und über die Signal leitung 8 fünf Bits übertragen.

In der Ansteuerung 5 wird das korrigierte Signal mit anderen die Wahl der Getriebeübersetzung beeinflussenden Signalen - die im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht von Bedeutung sind - verknüpft und daraufhin werden Steuersignale für das Getriebe erzeugt, die zum Beispiel eine Änderung der Überset zung bewirken. Eine zusätzliche Ausgangssignalleitung 10 dient zum Übertragen eines Codesignals, das eine redundante Information über den Fahrbereich enthält, an die Getriebe steuerung 2.

Die elektronische Getriebesteuerung 2 liest in periodischen kleinen Zeitabständen - von zum Beispiel 10 ms - das digitale Ausgangssignal des Positionserkennungsschalters 1 ein. Dieses Signal wird nach bekannten Methoden durch das Filter 3 von Kurzzeittransienten ("Kontaktprellen") bereinigt. Temporäre Kontaktfehler werden dadurch im allgemeinen nicht beeinflußt.

Das gefilterte Signal auf der Signalleitung 8 wird in der Fehlererkennungs- und -korrekturschaltung 4 verarbeitet. Hier werden temporäre Kontaktfehler erkannt und korrigiert. Das korrigierte Signal auf der Signalleitung 9 steht danach für die Steuerung von Getriebefunktionen zur Verfügung, sie wird zu diesem Zweck an die Ansteuerung 5 übermittelt.

Das in der Fehlererkennungs- und -korrekturschaltung 4 er zeugte korrigierte Signal gelangt über eine vierte Signallei tung 19 auch zu der Fehlerdiagnoseschaltung 6, in der geprüft wird, ob die Dauer des Auftretens eines Kontaktfehlers inner halb vorgegebener Werte liegt.

Die binär codierten Ausgangssignale (sogenannte Bitmuster-Co dierung) des Positionserkennungsschalters (Bit A bis Bit E) sind in einer Tabelle 1 dargestellt. Zusätzlich ist als ein Bit S ein sogenanntes Anlaßsperrsignal dargestellt. Dieses Signal deaktiviert die Anlaßsperre für den Motorstart in den Positionen P und N des Wählhebels und wird auch für die Feh lererkennung und -korrektur verwendet.

In der Tabelle 1 bedeutet:

0 ein Kontakt ist gegen Masse geschlossen
1 ein Kontakt ist gegen Masse offen

Tabelle 1

Die Fehlererkennung und -korrektur wird mit Hilfe der aus der Tabelle 1 entnehmbaren Signale wie folgt durchgeführt. Kon taktfehler können bei jedem Bit statistisch unabhängig von einander auftreten. Gemäß der üblichen Vorgangsweise in der Automobiltechnik werden nur Einfachfehler (ein Kontaktfehler tritt nur bei einem Bit auf) berücksichtigt. Durch einen Kon taktfehler entsteht in dem Ausgangssignal anstelle einer "0" (Kontakt gegen Masse geschlossen) eine "l" (Kontakt gegen Masse offen).

Die Fehlererkennung und -korrekturschaltung 4 liest die ge filterten Signale ein und setzt sie gemäß einer Zuordnungs vorschrift, die in der nachfolgenden Tabelle 2 als Zuord nungstabelle dargestellt ist, in ein korrigiertes Signal um. Die Zuordnungstabelle enthält alle Bitmuster der Tabelle 1 und außerdem die durch Kontaktfehler (Einfachfehler "0" wird "1") daraus entstehenden Bitmuster.

Tabelle 2

Entspricht das eingelesene Bitmuster einem Fahrbereich, so wird dieser als korrigiertes Signal ausgegeben. Andernfalls wird ein Kontaktfehler erkannt und das anhand der Tabelle 2 korrigierte Signal ausgegeben. Bei manchen Bitmustern muß zu sätzlich noch das Bit S abgefragt werden, um eine eindeutige Entscheidung zwischen zwei möglichen Fällen zu treffen.

Bei Verwendung dieser Zuordnungstabelle ergibt sich das in der nachfolgenden Tabelle 3 dargestellte Fehlerverhalten.

Tabelle 3

Hierin bedeuten:

LL X ein Kontaktfehler an dem Bit X (Bit X wird zu 1 = Kontakt offen)
0 Codewort bleibt gleich
- Codewort geht in Codewort für vorhergehende Position über
+ Codewort geht in Codewort für nachfolgende Position über
FK Verfälschung des Codeworts; Fehler wird erkannt und korrigiert
FKS Verfälschung des Codeworts; Fehler wird erkannt und nach Auswertung von Bit S korrigiert
FDL Verfälschung des Codeworts; Fehler wird erkannt, Fahrbereich kann nicht eindeutig bestimmt, aber auf Fahrbereich D oder L eingegrenzt werden.

Geht ein Bitmuster durch einen Kontaktfehler in das für die vorhergehende oder nachfolgende Position über, kann die elek tronische Getriebesteuerung allein daraus keinen Fehler er kennen. Je nach Getriebetyp kann jedoch durch die Diagnose anderer Getriebesignale (z. B. durch Überprüfen der Drehzahlen in dem Getriebe) ein Fehler erkannt werden.

Bei einem Kontaktfehler an dem Bit D im Fahrbereich "Drive" oder an dem Bit E im Fahrbereich "Low" erkennt die elektroni sche Getriebesteuerung einen Fehler, der nicht eindeutig kor rigiert werden kann (eine Entscheidung zwischen den Fahrbe reichen D und L ist allein anhand der Bits nicht möglich). In allen anderen Fällen können temporäre Kontaktfehler korri giert werden.

Die Fehlerdiagnoseschaltung 6 dient dazu, die Dauer des Auf tretens eines Kontaktfehlers zu prüfen, um bei Überschreiten einer definierten Zeitspanne einen möglicherweise permanenten Fehler zu melden. Dazu wird ein temporärer Fehlerspeicher verwendet. Für jede Fehlerursache (Kontaktfehler Bit A-E) steht ein Zähler zur Verfügung. Die nachfolgende Tabelle 4 zeigt den Aufbau des temporären Fehlerspeichers.

Tabelle 4

Wird ein Fehler erkannt, wird die Fehlerursache gemäß Zuord nungstabelle ermittelt und es erfolgt ein Eintrag an die ent sprechende Stelle des temporären Fehlerspeichers, und zwar durch Inkrementieren des Zählerstandes.

Die Zähler werden auf Null gesetzt, sobald an der entspre chenden Stelle im gefilterten Signal eine "0" steht. Die Zäh lerstände werden periodisch geprüft. Bei Überschreitung be stimmter Grenzwerte erfolgt eine Fehlermeldung. Damit wird eine dauernde Störung erkannt und gemeldet, d. h. der Fehler muß in der Werkstatt behoben werden. Hingegen können tempo räre Fehler, wie bereits erwähnt, durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung immer wieder korrigiert werden.

Der Positionserkennungsschalter 1 (Fig. 2) besteht aus einer Kontaktplatte 11, über der eine mehrgliedrige Kontaktfeder 12 hin- und herbewegt wird. Die Kontaktfeder 12 ist auf einem Schiebeschlitten 13 befestigt, der in einem Gehäuse 14 ge führt wird und mit einem Wählschieber oder Wählhebel 15 ver bunden ist. Dieser Wählschieber oder Wählhebel 15 stellt die Betätigungseinrichtung dar, mit welcher der Fahrer des Kraft fahrzeugs den Fahrbereich auswählt. Durch einen doppelten Pfeil ist die Hin- und Herbewegung des Wählschiebers 15 ange deutet.

Die Kontaktplatte 11 besteht aus einem elektrisch isolieren den Grundmaterial 16, in dem Kontaktbahnen 17 und 18 aus ei nem elektrisch leitenden Material vorgesehen sind (Fig. 3). Die Kontaktbahn 17 bildet die Masse, die sechs Kontaktbahnen 18 dienen zum Erzeugen der Bits A bis E und S.

Die Kontaktfeder 12 ist mehrgliedrig ausgebildet (Fig. 4), sie weist für jede der Kontaktbahnen 17 und 18 einen Kontakt finger 19 auf, das heißt im vorliegenden Beispiel insgesamt sieben Kontaktfinger 19.

Die Kontaktfinger 19 der Kontaktfeder 12 sind zweifach ge knickt, wie aus Fig. 5 ersichtlich ist. Die von der Kontakt feder 12 je nach ihrer axialen Lage auf der Kontaktplatte mit Masse verbundenen Kontaktbahnen 18 werden als Bits A bis E über die Signalleitung 7 und als Bit S über die zusätzliche Signalleitung 10 der Filterschaltung 3 zugeführt, in der die schon beschriebene Signalverarbeitung erfolgt.

Claims

1. Schaltungsanordnung zum Erfassen der Stellung eines Wähl hebels (15) oder Schalthebels in einem Kraftfahrzeug,

- der zwischen mehreren Stellungen verschiebbar oder ver schwenkbar angeordnet ist, und
- dessen Stellung durch eine Erkennungseinrichtung (1) erfaßt wird und über eine Signalleitung (7) als Positionssignal an eine Getriebesteuerung (2) übermittelt wird, um dort eine der jeweiligen Stellung entsprechende Funktion auszulösen,
dadurch gekennzeichnet,
- daß das Positionssignal binär codiert ist und eine zum Wie dergeben der möglichen Anzahl Hebelstellungen notwendige An zahl Bits (A-E) aufweist,
- daß die Erkennungseinrichtung (1) durch eine zusätzliche Ausgangssignalleitung (10), über die ein weiteres Codesignal übermittelt wird, mit der Getriebesteuerung (2) verbunden ist,
- daß dieses Codesignal eine redundante Information über den Fahrbereich enthält, und
- daß durch die Getriebesteuerung (2) anhand einer Auswertung des Codesignals Bitfehler in dem Positionssignal erkannt und korrigiert werden.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Getriebesteuerung (2) mit einem Filter (3) ver sehen ist, durch das auf der Signalleitung (7) auftretende Kurzzeittransienten von dem Positionssignal ausgefiltert wer den.

3. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü chen, dadurch gekennzeichnet, daß das Positionssignal eine Fehlererkennungs- und -korrekturschaltung (4) zugeführt wird, in der temporäre Signalfehler erkannt und korrigiert werden.

4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü chen, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebesteuerung (2) mit einer Fehlerdiagnoseschaltung (6) versehen ist, durch die überprüft wird, ob die Dauer des Auftretens eines Signalfeh lers innerhalb vorgegebener Werte bleibt.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, da durch gekennzeichnet, daß durch die Fehlererkennungs- und -korrektur schaltung (4) die gefilterten Signale nach einer Zu ordnungsvorschrift gemäß nachfolgender Tabelle in ein korri giertes Signal umgesetzt werden:
worin:
ein Bit = 0 ein gegen Masse geschlossener Kontakt und
ein Bit = 1 ein gegen Masse offener Kontakt
bedeuten.