DE4135362C2 - Elektrische Schalteinrichtung für Automatikgetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Schaltein­ richtung für Automatikgetriebe nach dem Oberbegriff des einzigen Patentanspruchs.

Serienkraftfahrzeugen mit elektronisch gesteuerten Automa­ tikgetrieben besitzen ein elektronisches Getriebesteuerge­ rät, das zur Erfassung der am Positionswählhebel einge­ stellten Position (P, R, N, D...) mindestens ein Eingangs­ signal erhält.

Es ist beispielsweise ein Automatikgetriebe bekannt, des­ sen Getriebesteuergerät die am Positionswählhebel einge­ stellte Position in Form eines Positionscodes über vier Leitungen erfaßt. Diese vier am Getriebesteuergerät ange­ schlossenen Leitungen führen zu einer elektrischen Schalt­ einrichtung 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 Codewör­ ter wird ein Positionscode mit vier Bits verwendet. Die vier Bits des Positionscodes sind in der bekannten elektrischen Schalteinrichtung den vier Leitungen, die am Getriebesteuergerät 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 Positionscodewortes 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 werden vom Getriebesteuergerät in den logischen Spannungspegel Eins umgesetzt. Steht bei­ spielsweise der Positionswählhebel auf Position P werden ein an der Leitung 1 und ein an der Leitung 2 angeschlos­ sener 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 er­ kennt daraus, daß der Positionswählhebel in der Position P steht.

Tritt in dem als Beispiel genannten Automatikgetriebe durch Unterbrechung einer der vier Leitungen ein Fehler auf, erkennt das Getriebesteuergerät in manchen Fällen eine andere Position als die durch den Positionswählhebel eingestellte. Befindet sich beispielsweise der Positions­ wählhebel in der Position R und liegt auf Leitung 4 eine Unterbrechung vor, erkennt das Getriebesteuergerät den Po­ sitionscode 1000 und schließt daraus, daß die Position 2 eingelegt ist. Dadurch ist eine Fehlreaktion des Getriebesteuergeräts 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 Position 3 erkennt.

Demnach sind bei den bekannten elektrischen Schalteinrich­ tungen schon bei Einfachfehlern Fehlreaktionen des Getrie­ besteuergerätes bzw. des Getriebes möglich, die unange­ nehme Folgen für den Fahrer bewirken könnten.

Eine elektrische Schalteinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs ist beispielsweise aus der DE 38 41 373 A1 bekannt. Bei dieser bekannten Schaltein­ richtung handelt es sich im Wesentlichen um einen feh­ lererkennbaren Positionscode, bestehend aus mehreren In­ formationsbits, deren High-Bits durch Festkontakte, d.h. durch die Kontaktstücke A, B und C, gebildet werden, und aus einem einzigen Paritätsbit, das über alle Infor­ mationsbits gebildet wird. Der dadurch entstehende Po­ sitionscode ist fehlererkennbar.

Nachteilig an diesem System ist, daß das Steuergerät zwar Fehler erkennt, trotzdem jedoch nicht auf die tatsächlich vorliegende Position schließen kann.

Daher ist Aufgabe der Erfindung, eine elektrische Schalt­ einrichtung eingangs genannter Art derart zu verbessern, daß der Positionscode bei Einfachfehlern fehlerkorrigier­ bar ist; d.h. auch bei Vorliegen eines Einfachfehlers, wie z. B. Unterbrechung einer beliebigen Verbindungsleitung, muß die tatsächlich eingestellte Position noch erkannt werden.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des einzigen Patentanspruchs erreicht. Dabei wird jedes Pari­ tätsbit eines Positionscodewortes durch Prüfung von je zwei Informationsbits auf Parität gebildet, wobei jedes Informationsbit mit jedem an deren geprüft wird, und das Paritätsbit anzeigt, ob die zwei Informationsbits eine ge­ rade oder ungerade Anzahl von High-Bits enthalten.

Der erfindungsgemäße Positionscode ist bei Auftreten von Einfachfehlern 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 Posi­ tionscodewortes. Ein Einfachfehler auf einer Leitung bedeu­ tet, daß eine Bitstelle für alle Positionscodewörter den gleichen logischen Spannungspegel aufweist und somit nicht mehr zur Unterscheidbarkeit der einzelnen Positions­ codewörter beiträgt. Die verbleibenden, nicht von Fehlern betroffenen Bitstellen reichen bei dem erfindungsgemäßen Positionscode aus, um jedes Positionscodewort vom anderen zu unterscheiden. Diese Fehlerkorrigierbarkeit ist unab­ hängig davon, welche der Bitstellen fehlerhaft ist.

Mit dieser erfindungsgemäßen Schalteinrichtung ist eine eindeutige Erkennung der eingelegten Position bei fehler­ freiem Betrieb und bei Auftreten von Einfachfehlern mög­ lich. Darüber hinaus kann das Getriebesteuergerät Fehler­ art und Fehlerort diagnostizieren und in einem Fehlerspei­ cher ablegen, um beispielsweise die Fehlersuche in der Werkstatt zu erleichtern.

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 0 0 0. Entsprechend der Tabelle der Auswerteeinheit 3 wird aus dem Codewort 0 0 0 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 0 0 0 0 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 0 0 0 0 1 0 dem Positionscodewort 1 0 0 0 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 (1)

1. Elektrische Schalteinrichtung für Automatikgetriebe in Kraftfahrzeugen zur Erfassung der jeweils am Au­ tomatikgetriebe-Positionswählhebel eingestellten Po­ sition (P, R, N, D...) in Form eines binären, aus In­ formations- und Paritätsbits bestehenden Po­ sitionscodewortes, dessen High-Bits jeweils über an Spannung angelegte Festkontakte vorgegeben sind und an ein elektronisches Getriebesteuergerät übertragen werden, wobei sich die Festkontakte in Form von Rei­ hen in Schieberichtung des Positionswählhebels er­ strecken und für jede Position unterschiedlich ange­ ordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Pari­ tätsbit eines Positionscodewortes durch Prüfung von je zwei Informationsbits auf Parität gebildet wird, wobei jedes Informationsbit mit jedem an deren ge­ prüft wird, und das Paritätsbit anzeigt, ob die zwei Informationsbits eine gerade oder ungerade Anzahl von High-Bits enthalten.