DE4135362A1 - Elektrische schalteinrichtung fuer automatikgetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Schalteinrichtung für Automatikgetriebe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige elektrische Schalteinrichtung ist aus Serien­ kraftfahrzeugen mit elektronisch gesteuerten Automatikgetrieben bekannt. Ein elektronisch gesteuertes Automatikgetriebe besitzt ein elektronisches Getriebesteuergerät, das zur Erfassung der am Positionswählhebel eingestellten Position (P, R, N, D...) minde­ stens ein Eingangssignal erhält.

Es ist beispielsweise ein Automatikgetriebe bekannt, dessen Ge­ triebesteuergerät die am Positionswählhebel eingestellte Position in Form eines Positionscodes über vier Leitungen erfaßt. Diese vier am Getriebesteuergerät angeschlossenen Leitungen führen zu einer elektrischen Schalteinrichtung im Gehäuse des Positionswählhebels. Bei diesem bekannten Automatikgetriebe sind dem Positionswählhebel sieben Positionen (P, R, N, D, 3, 2, 1) zugeordnet. Zur Darstellung dieser sieben Positionen durch binäre Codewörter wird ein Positionscode mit vier Bits verwendet. Die vier Bits des Positionscodes sind in der bekannten elektri­ schen Schalteinrichtung den vier Leitungen, die am Getriebesteu­ ergerät angeschlossen sind, zugeordnet:

Der Code wird mittels Festkontakten im Gehäuse des Positi­ onswählhebels erzeugt, die in jeder Position mit den Leitungen verbunden sind, denen entsprechend des zugehörigen Positions­ codewortes eine logische Eins zugeordnet ist. Die Festkontakte werden über mindestens einen Schleifkontakt, der fest mit dem Positionswählhebel verbunden ist, an Spannung angelegt. Die so an den entsprechenden Leitungen anliegenden Spannungen wer­ den vom Getriebesteuergerät in den logischen Spannungspegel Eins umgesetzt. Steht beispielsweise der Positionswählhebel auf Position P werden ein an der Leitung 1 und ein an der Leitung 2 angeschlossener Festkontakt an Spannung angelegt. Die Leitungen 3 und 4 führen in Position P keine Spannung. Das Getriebesteuergerät setzt die analogen Spannungspegel der vier Leitungen in das Positionscodewort 1100 um, und erkennt daraus, daß der Positionswählhebel in der Position P steht.

Tritt in dem als Beispiel genannten Automatikgetriebe durch Un­ terbrechung einer der vier Leitungen ein Fehler auf, erkennt das Getriebesteuergerät in manchen Fällen eine andere Position als die durch den Positionswählhebel eingestellte. Befindet sich bei­ spielsweise der Positionswählhebel in der Position R und liegt auf Leitung 4 eine Unterbrechung vor, erkennt das Getriebesteuergerät den Positionscode 1000 und schließt daraus, daß die Position 2 eingelegt ist. Dadurch ist eine Fehlreaktion des Getriebesteuerge­ räts möglich. Eine weitere Fehlfunktion würde bei Unterbrechung der Leitung 1 vorliegen, wenn der Fahrer den Positionswählhebel auf Position 1 eingestellt hat, um zum Beispiel bei Bergabfahrt Hochschaltungen zu verhindern. Das Automatikgetriebe schaltet jedoch bis zum dritten Gang hoch, da das Getriebesteuergerät Po­ sition 3 erkennt.

Demnach sind bei den bekannten elektrischen Schalteinrichtungen schon bei Einfachfehlern Fehlreaktionen des Getriebesteuergerätes bzw. des Getriebes möglich, die unangenehme Folgen für den Fahrer bewirken könnten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Schalt­ einrichtung zu schaffen, mit der auch bei Vorliegen eines Ein­ fachfehlers die am Positionswählhebel eingestellte Position ein­ deutig erkennbar ist, um Fehlfunktionen zu verhindern.

Dies wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 erreicht.

Der erfindungsgemäße Positionscode ist bei Auftreten von Ein­ fachfehlern fehlerkorrigierbar. Ein Einfachfehler tritt beispielsweise durch Unterbrechung oder Kurzschluß nach Plus bei einer der den Positionscode bildenden Leitungen auf. Jede Leitung entspricht einer Bitstelle eines Positionscodewortes. Ein Einfachfehler auf ei­ ner Leitung bedeutet, daß eine Bitstelle für alle Positionscode­ wörter den gleichen logischen Spannungspegel aufweist und somit nicht mehr zur Unterscheidbarkeit der einzelnen Positions­ codewörter beiträgt. Die verbleibenden, nicht von Fehlern betroffe­ nen Bitstellen reichen bei dem erfindungsgemäßen Positionscode aus, um jedes Positionscodewort vom anderen zu unterscheiden.

Diese Fehlerkorrigierbarkeit ist unabhängig davon, welche der Bit­ stellen fehlerhaft ist.

Mit dieser erfindungsgemäßen Schalteinrichtung ist eine eindeu­ tige Erkennung der eingelegten Position bei fehlerfreiem Betrieb und bei Auftreten von Einfachfehlern möglich. Darüber hinaus kann das Getriebesteuergerät Fehlerart und Fehlerort diagnostizie­ ren und in einem Fehlerspeicher ablegen, um beispielsweise die Fehlersuche in der Werkstatt zu erleichtern.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist der Gegenstand des Patentanspruchs 2.

Der erfindungsgemäße Positionscode setzt sich aus Informa­ tionsbits und Paritätsbits zusammen. Die Anzahl der Infor­ mationsbits ist die minimale Anzahl von Bits, um einen In­ formationscode zu bilden, der die zu codierenden Positionen in fehlerfreiem Betrieb voneinander unterscheidet. Die Paritätsbits werden durch Prüfung verschiedener Informationsbits auf gerade oder ungerade Parität gebildet. Die Anzahl der Paritätsbits ist die minimale Anzahl redundanter Bits, die dem Informationscode hin­ zugefügt werden müssen, um auch bei einer beliebigen fehlerhaf­ ten Bitstelle des Positionscodes eine eindeutige und richtige Er­ kennung der eingelegten Position zu ermöglichen.

Die Aufteilung des erfindungsgemäßen Positionscodes in In­ formationsbits und Paritätsbits ermöglicht einen einfachen und systematischen Aufbau eines fehlererkennenden und feh­ lerkorrigierenden Codes.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist der Ge­ genstand des Patentanspruchs 3.

In bekannten elektrischen Einrichtungen werden die an Spannung anzulegenden Festkontakte zur Erzeugung der logischen Einsen der Positionscodeworte in parallel zueinanderliegenden Reihen angeordnet. Die in einer Reihe liegenden Festkontakte sind in den bekannten elektrischen Schalteinrichtungen jeweils an eine der den Positionscode übertragenden Leitungen angeschlossen. Somit entspricht die Anzahl der Festkontaktreihen der Anzahl der den Positionscode übertragenden Leitungen.

Da sich bei dem erfindungsgemäßen, fehlerkorrigierbaren Po­ sitionscode die Anzahl der den Positionscode übertragenden Lei­ tungen um die Anzahl der Paritätsbits erhöht, ist eine weitere Aufgabe der Erfindung die elektrische Schalteinrichtung derart auszugestalten, daß die Anzahl der Festkontaktreihen kleiner als die Anzahl der Leitungen bzw. der Bitstellen des erfindungsgemäßen Positionscodes ist.

Erfindungsgemäß wird diese zweite Aufgabe der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 3 gelöst. Erfindungsgemäß beschränkt sich die Anzahl der Festkontak­ treihen auf die Anzahl der Highbits bzw. der logischen Einsen des Positionscodewortes, das die meisten logischen Einsen aufweist. Wird beispielsweise ein erfindungsgemäßer Positionscode mit sechs Bitstellen über sechs Leitungen an das Getriebesteuergerät übertragen und beinhalten die einzelnen Worte des Positionscodes maximal drei Highbits bzw. logische Einsen, werden nicht wie üb­ licher Weise sechs, sondern erfindungsgemäß lediglich drei Fest­ kontaktreihen benötigt. Dabei können die Festkontakte einer Reihe verschiedenen Leitungen zugeordnet sein. Die Festkontakte sind so angeordnet, daß jeweils die Leitungen gleichzeitig durch den Schleifkontakt des Positionswählhebels an Spannung angelegt werden, die den mit logisch Eins belegten Bitstellen des jeweili­ gen Positionscodewortes entsprechen.

Mit dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist eine platzspa­ rende und kostengünstige Realisierung der elektrischen Schaltein­ richtung im Gehäuse des Positionswählhebels möglich.

In den Figuren ist eine elektrische Schalteinrichtung nach dem Stand der Technik sowie eine erfindungsgemäße Ausführung der elektrischen Schalteinrichtung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine elektrische Schalteinrichtung nach dem Stand der Technik und

Fig. 2 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektrischen Schalteinrichtung.

In Fig. 1 ist ein Positionswählhebel 1 dargestellt, der horizontal verschiebbar ist und mit dem fünf verschiedene Positionen, P, R, N, D₁ und D₂, einstellbar sind. Jeder dieser fünf Positionen P, R, N, D₁ und D₂ ist eine individuelle Anordnung von Festkontakten K zugeordnet. Die Festkontakte K sind in drei parallel zueinander stehenden Reihen angeordnet. Die erste Reihe ist an eine Leitung L1, die zweite Reihe an eine Leitung L2 und die dritte Reihe an eine Leitung L3 angeschlossen. Die Leitungen L1, L2 und L3 füh­ ren zu einem Getriebesteuergerät 2. Das Getriebesteuergerät 2 beinhaltet eine Auswerteeinheit 3. Die Auswerteeinheit 3 ordnet ei­ nem Positionscodewort, das über die Leitungen L1, L2 und L3 übertragen wird, entsprechend einer vorgegebenen Tabelle eine der fünf Positionen zu. Ein Positionscodewort aus der Tabelle wird dadurch gebildet, daß die mit einer logischen Eins verse­ henen Bitstellen bzw. Leitungen über die Festkontakte K an Span­ nung angelegt werden. Ein Festkontakt K liegt an Spannung an, wenn ihn der Positionswählhebel 1 mit seinem an der Spannung U⁺ angeschlossenen Schleifkontakt S berührt.

Steht der Positionswählhebel 1 beispielsweise in Position N, wird der Festkontakt K_N über den Schleifkontakt S an die Spannung U⁺ angelegt. Der Festkontakt K_N ist mit der Leitung L1 verbunden. Über die Leitung L1 wird die analoge Spannung U⁺ an das Ge­ triebesteuergerät 2 weitergeleitet. Festkontakte, die mit den Lei­ tungen L2 und L3 verbunden sind, bleiben ohne Spannung. Das Getriebesteuergerät 2 bildet aus der analogen Spannung U⁺ auf der Leitung L1 einen logischen Spannungspegel 1. Für die nicht mit Spannung versorgten Leitungen L2 und L3 setzt das Getriebesteuergerät 2 jeweils einen logischen Spannungspegel Null fest. Somit ergibt sich aus den über die Leitungen L1, L2 und L3 übertragenen Signalen ein Positionscodewort 1 0 0. Entspre­ chend der Tabelle der Auswerteeinheit 3 schließt das Getriebe­ steuergerät aus dem Positionscodewort 1 0 0 auf das Vorliegen der Position N am Positionswählhebel 1. In fehlerfreiem Betrieb wird demnach mit dieser Anordnung die mittels des Positions­ wählhebels 1 eingestellte Position korrekt über den Positionscode an das Getriebesteuergerät 2 übertragen.

Die Anordnung gemäß Fig. 1 wird im folgenden bei Vorliegen eines Einfachfehlers betrachtet. Steht der Positionswählhebel 1 beispielsweise wieder in Position N und ist die Leitung L1 an der Stelle U unterbrochen, wird die am Festkontakt K_N angelegte Spannung U⁺ nicht über die Leitung L1 an das Getriebesteuerge­ rät 2 übertragen. Auch die Leitungen L2 und L3 sind nicht mit Spannung versorgt. Somit bildet das Getriebesteuergerät 2 aus den an den Leitungen L1, L2 und L3 anliegenden Signalen das Codewort 000. Entsprechend der Tabelle der Auswerteeinheit 3 wird aus dem Codewort 000 auf das Vorliegen der Position R geschlossen. Ein Einfachfehler reicht demnach aus, um im Getrie­ besteuergerät 2 durch die fehlerhafte Positionserkennung Fehl­ funktionen auszuführen.

Derartige Fehlfunktionen werden durch die erfindungsgemäße An­ ordnung und den erfindungsgemäßen Positionscode nach Fig. 2 ausgeschlossen.

Die mit der elektrischen Schalteinrichtung von Fig. 1 identischen Teile der elektrischen Schalteinrichtung von Fig. 2 sind durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet.

Fig. 2 enthält ebenfalls drei parallel zueinander angeordnete Festkontaktreihen. Hierbei sind jedoch die Festkontakte einer Reihe nicht genau einer Leitung zugeordnet. Vielmehr sind die Festkontakte an verschiedene Leitungen angeschlossen. Auch ist die Anzahl der Leitungen um die Leitungen L4, L5 und L6 erwei­ tert. Die Codierung der fünf Positionen über die Leitungen L1, L2 und L3 sind aus Fig. 1 übernommen. Die über die Leitungen L1, L2 und L3 gebildeten Bits sind die Informationsbits des erfin­ dungsgemäßen Positionscodes. Der aus diesen Informationsbits gebildete Informationscode entspricht dem Positionscode aus Fig. 1. Dieser Informationscode ermöglicht nur im fehlerfreien Be­ trieb eine Unterscheidung der fünf Positionen. Die den Leitungen L4, L5 und L6 zugeordneten Bitstellen sind Paritätsbits, die sich aus der Prüfung auf ungerade Parität verschiedener Bitstellen des Informationscodes ergeben. Für die Bitstelle L4 werden die Bit­ stellen L1 und L2, für die Bitstelle L5 die Bitstellen L2 und L3 und für die Bitstelle L6 die Bitstellen L1 und L3 auf ungerade Parität geprüft. Dies bedeutet, daß für eine ungerade Anzahl logischer Einsen die Paritätsbits den logischen Wert Null, und für eine ge­ rade Anzahl von Einsen den logischen Wert Eins erhalten. Bei­ spielsweise ergibt sich das erfindungsgemäße Positionscodewort für die Position P folgendermaßen: Die Bits der Bitstellen L1 und L2 weisen eine logische Eins und eine logische Null auf. Die An­ zahl der logischen Einsen ist ungerade, daher ist das Bit auf der Bitstelle L4 eine logische Null. Das Bit der Bitstelle L5 ergibt sich aus dem Vergleich der Bits auf der Bitstelle L2 und L3. Auch diese Bitstellen weisen eine logische Null und eine logische Eins auf. Da auch hier die Anzahl der logischen Einsen ungerade ist, ist das Bit der Bitstelle L5 logisch Null. Für das Bit der Bitstelle L6 werden die Bits der Bitstellen L1 und L3 verglichen. Da hier zweimal eine logische Eins auftritt, ist die Anzahl der logischen Einsen gerade, wodurch das Bit der Bitstelle L6 eine logische Eins ist. Somit ergibt sich für die Position P das Positionscode­ wort 1 0 1 0 0 1. Die Bits für die Bitstellen L4, L5 und L6 werden für die Positionen R, N, D₁ und D₂ in gleicher Weise erzeugt. Steht beispielsweise der Positionswählhebel 1 in Position N wird ein erster Festkontakt der mit der Leitung L1 und ein zweiter Festkontakt, der mit der Leitung L5 verbunden ist über den Schleifkontakt S an Spannung angelegt. Die Leitungen L2, L3, L4 und L6 führen keine Spannung. Im fehlerfreien Betrieb wird dar­ aus ein Code 1 0 0 0 1 0 gebildet, der von dem Getriebesteuerge­ rät 2 entsprechend der Tabelle der Auswerteeinheit 3 als Position N identifiziert wird.

Ist bei Auftreten eines Einfachfehlers beispielsweise die Leitung L1 an der Stelle U unterbrochen, wird von den Leitungen L1 bis L6 das Codewort 00 00 1 0 übertragen. Dieses Codewort ist nicht in der Tabelle enthalten. Das Getriebesteuergerät 2 stellt daraufhin fest, welches der Positionscodewörter sich von dem er­ kannten Codewort an nur einer Bitstelle unterscheidet. Da das Codewort 000 0 1 0 dem Positionscodewort 1 000 1 0 am ähn­ lichsten ist, schließt das Getriebesteuergerät 2 auf das Vorliegen der Position N. Somit wird trotz Vorliegen eines Einfachfehlers die richtige Position erkannt. Der in Fig. 2 dargestellte Positionscode gewährleistet für jeden Einfachfehler, unabhängig von der Fehler­ art (z. B. Unterbrechung oder Kurzschluß nach +) und dem Feh­ lerort (L1, L2, L3, L4, L5 oder L6), die korrekte Erkennung der durch den Positionswählhebel 1 eingestellten Position (P, R, N, D₁, D₂).

In Fig. 2 sind drei zueinander parallele Festkontaktreihen darge­ stellt, die nicht wie in Fig. 1 jeweils einer Leitung zugeordnet sind. Vielmehr entspricht die Anzahl der Festkontaktreihen der An­ zahl der logischen Einsen der Positionscodeworte für die Position P und R, die von allen Positionscodeworten der Tabelle die mei­ sten logischen Einsen enthalten. Dies bedeutet, daß in jeder mög­ lichen Position des Positionswählhebels 1 maximal drei unter­ schiedliche Festkontakte bzw. drei aus sechs Leitungen an Span­ nung angelegt werden müssen. Diese Festkontakte werden dazu erfindungsgemäß in einer platzsparenden Matrix angeordnet.

Unabhängig von der Ausführung der elektrischen Schalteinrichtung von Fig. 2 sind auch weitere Ausführungen der Erfindung mög­ lich. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung richtet sich vorwiegend nach der Anzahl der zu codierenden Positionen.

Die Erfindung trägt zur Erhöhung der Sicherheit und des Komforts in Automatikgetrieben bei.

Claims (3)

1. Elektrische Schalteinrichtung für Automatikgetriebe in Kraftfahr­ zeugen zur Erfassung der am Automatikgetriebe-Positionswähl­ hebel eingestellten Position (P, R, N, D...) in Form eines binären Positionscodes, der vom Positionswählhebel an ein elektroni­ sches Getriebesteuergerät übertragen wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Positionscode bei Einfachfehlern fehlerkorri­ gierbar ist.

2. Elektrische Schalteinrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Positionscode aus Informationsbits und Paritätsbits besteht.

3. Elektrische Schalteinrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, bei der der Positionscode durch Festkontakte erzeugt wird, die entlang der Positionswählhebelführung in parallelen, sich in Schieberichtung des Positionswählhebels erstreckenden Reihen angeordnet sind und abhängig von der Stellung des Po­ sitionswählhebels wahlweise durch mindestens einen mit dem Positionswählhebel fest verbundenen Schleifkontakt an Spannung angelegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der parallel zueinander angeordneten Reihen der Festkontakte der Anzahl der High-Bits des Positionscodewortes mit den meisten High-Bits entspricht.