CN105723127B

CN105723127B - 操纵杆和用于运行操纵杆的方法

Info

Publication number: CN105723127B
Application number: CN201480062588.1A
Authority: CN
Inventors: 拉尔夫·普法伊费尔; 安德烈亚斯·波伊克特
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG; Lemfoerder Electronic GmbH
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG; Lemfoerder Electronic GmbH
Priority date: 2013-11-15
Filing date: 2014-10-15
Publication date: 2017-11-03
Anticipated expiration: 2034-10-15
Also published as: CN105723127A; US20160305539A1; US10563756B2; EP3069052A1; DE102013223297A1; WO2015071041A1

Abstract

在此所提出的发明涉及一种用于输出操纵杆信号(165)的操纵杆(100)，操纵杆信号表示选定操纵杆(100)的多个可能方位中的一个。在此，操纵杆(100)具有连接单元(110)，连接单元具有多个输入端(115)和用于从操纵杆(100)输出操纵杆信号的至少一个输出端(140)，尤其是其中，输入端(115a‑f)的数量超过输出端(140)的数量，其中，连接单元(110)构造用于在第一时刻将第一输入端(115a)与至少一个输出端(140)连接，并且在第一时刻之后的第二时刻将第二输入端(115b)与至少一个输出端(140)连接。

Description

操纵杆和用于运行操纵杆的方法

技术领域

本发明涉及一种操纵杆和一种用于运行操纵杆的方法以及一种用于评估操纵杆信号的方法。

背景技术

在纯粹的手动换挡变速器中，如今仍在开发和生产拉索式换挡装置。近年来盛行选挡杆与变速器之间的信息的电子传送的趋势。

第一中间级将变速器和选挡杆与各自的线束连接。在此，线束不再作为电延长线缆，以便能够在空间上将功能分开。缺点是，线束中的线路的数量与功能相关，并且随着要求，线束在趋势上会变得更重、更长且更昂贵。附加线路的在此形成的数量只有通过采用车辆中的总线系统(目前占主导的系统是CAN)才减少。同时，线路不再单独地用于信号，而是用于对消息的输送。这意味着最终会花费更高，这是因为必须要对消息进行编码、解码并且必须确保传输的正确性。

一些在市面上现有的换挡系统仍只具有一个通向车辆的电子连接部。在此，信息传送例如经由PWM信号的占空比或经由具有常规的CAN消息的CAN总线来实现。这些被称为“Shfit-by-Wire(线控换挡)”或缩写为SbW的换挡相对于其他的电的和机械的接口具有一系列的优点，尤其是：

在经由CAN总线进行连接时，用于总线和电源的两个线路足够用于将所有信息与变速器和其他的控制器件(例如组合仪表)进行交换。

选挡杆可以任意地安放在驾驶员的工作区域中。

可以摆脱机械振动(NVH)，这是因为不用注意在乘客舱中针对线路的孔、针对拉索或刚性的运动机构的弯曲半径。

可以轻易地引用到其他的平台/产品系列中，这是因为能够经由配置来进行匹配。

确保了在生产时的快速装配，这是因为没有必要进行布线和调试工作。

能够自由选择操作类型，这是因为可以任意设计操作力和操作路径或操作闭锁。

可以容易地执行附加功能，如力反馈、选挡杆的自动移入和移出。

作为现有技术中的公知的缺点可以列举的是：

在SbW系统中对信息进行传输还需要相应的花费用来进行整理、编码、解码并且以便保证信息以及待处理的部件的完整性。通常，这需要完整的逻辑器件，其由如下构成，即，

附加的硬件，尤其是微处理器(μC、CPU)，

用于通信的部件(收发器)和在CAN总线连接部中的特别复杂的部件，

针对功能、诊断的软件，

用于安全的所提到的部件的冗余，

监控具有功能安全性(尤其是基于ISO 26262)的方法的整个开发方案，

针对由特别细长的选挡杆限制的部件的结构空间，

能量消耗提高，进而还有

非常狭小的结构空间中的热问题

以及较大的重量。

这些要求首先提高了由于更多的专家、更多的测试、更多的工具而产生的开发成本、由于更多的硬件、较长的生产节拍而产生的单件成本以及由于更多的功能而产生的开发时间。

此外，基于经验和统计还可能会料到的是，更多的工作人员在对复杂的产品进行开发时也忽略了更多的错误，并且因此针对保养需要更高的后续成本或产品回收。

发明内容

在此背景下，在此提出的方案提供了一种经改进的操纵杆、一种用于运行这种操纵杆的经改进的方法以及一种用于评估操纵杆信号的方法。有利的设计方案由下面的描述得出。

在此提出的方案提供了一种用于输出操纵杆信号的操纵杆，操纵杆信号表示选定了操纵杆的多个可能方位中的一个，其特征在于，操纵杆具有连接单元，该连接单元具有多个输入端和至少一个用于从操纵杆输出操纵杆信号的输出端，尤其是其中，输入端的数量超过输出端的数量，其中，连接单元构造用于在第一时刻将第一输入端与至少一个输出端连接，并且在第一时刻之后的第二时刻将第二输入端与至少一个输出端连接。

操纵杆可以理解为机械单元，经由该机械单元可以使用户经由将开关手动调整到多个方位中的一个中来执行对不同的功能的选定。例如，操纵杆可以是车辆的一部分，尤其是变速器单元，其中，通过操纵杆，车辆驾驶员例如可以执行挡位选择。替选或附加地，尤其是当变速器是自动变速器时，例如也可以经由操纵杆来将变速器换挡到驻车位置中或怠速运转中。连接单元可以理解为机械的、电的或电子的结构元件，其表示开关或转接器，借助该开关/转接器可以将输入端的信号从多个输入端转换到输出端上。在此，例如可以建立在相关的输入端与输出端之间的导电连接。类似地，例如也可以以该方式建立从这种连接单元的输出端到相关的输入端的导电连接，在此尤其地，连接单元可以具有与补偿相比更大数量的输入端。由此，能够经由(较少)数量的所提供的信号线路传送较大数量的可用信号或信息。第一时刻可以理解为在时间上位于第二时刻之前的时刻或时间间隔。

在此提出的方案基于如下认识，即，大量的不同的信息或传感器信号在使用连接单元的情况下可以非常有效地经由少数量的信号线路进行传输。尤其是通过如下方式使该方案是有利的，即，现在不需要或仅需要非常少地对经由一个信号线路或多个信号线路传输的信息进行预处理或编码。更确切地说，通过在不同的时隙内对信息或信号进行传输可以借助操纵杆信号在技术上非常容易地并因此低成本地实现操纵杆的信息传输。

根据本发明的有利的实施方式，连接单元可以构造用于在第一时刻将第二输入端与至少一个输出端分开，并且/或者在第二时刻将第一输入端与至少一个输出端分开。本发明的这种实施例提供的优点是，利用非常少的信号线路仍然可以传输明确的和易于辨认的信息值。

技术上能够特别容易实现本发明的如下实施方式，在其中，连接单元具有多路复用器和/或计数器。

根据本发明的另外的实施方式可以设置有至少一个用于检测操纵杆的作为操纵杆信号的方位的传感器。在此，传感器可以与连接单元的其中至少一个输入端连接。本发明的这种实施方式具有的优点是，传感器信号作为操纵杆信号可以非常容易地输出，为此无需对传感器信号进行特别的整理。

此外，本发明的如下实施方式是有利的，其中，连接单元构造用于在第二时刻之后，至少是在第三时刻将第一输入端与至少一个输出端连接，尤其是其中，连接单元构造用于循环地重复第一输入端与至少一个输出端或第二输入端与至少一个输出端的连接。本发明的这种实施方式提供的优点是，通过交替变换输出端在第一与第二输入端之间的连接能够检测到在预先限定的时间间隔内在第一输入端或第二输入端上的值的变化。因此，通过选定预先限定的时间间隔可以实现在对连接单元的输入端上的不同的值进行传输时的附加自由度。

本发明的如下实施方式能够非常灵活地被驱控，其中，连接单元构造用于：响应于在操纵杆内生成的时钟信号和/或响应于从外部输送到操纵杆上的控制信号或时钟信号地实施其中一个输入端与至少一个输出端的连接。使用在操纵杆内生成的时钟信号在此提供的优点是，可以节省外部的控制单元的信号线路。而基于从外部添加的控制信号或时钟信号地对连接单元加载时钟提供了对操纵杆信号进行同步并且进而进行非常可靠的评估的优点。

为了能够监控连接单元的方位，尤其是为了检验出连接单元的哪个输入端当前与输出端联接，可以根据本发明的特别有利的实施方式设置有与连接单元的至少第二输入端联接的参考信号提供单元。在此，参考信号提供单元可以构造用于给连接单元的至少第二输入端加载预先限定的参考信号。在此，参考信号提供单元可以理解为如下单元，其提供限定的参考信号，在连接单元的第二输入端与输出端关联的情况下，该参考信号作为操纵杆信号提供。现在，如果由评估单元来识别作为操纵杆信号的参考信号，那么从中可以推断出的是，连接单元将输出端与第二输入端连接。例如，这种参考信号提供单元可以在技术上非常容易地构造为电阻器网络，其中，特定的电势或特定的电压作为参考信号在第二输入端上提供。

尤其是在连接单元的输入端的数量较大的情况下，本发明的如下实施例是有利的，其中，参考信号提供单元与连接单元的多个输入端联接。在此，参考信号提供单元可以构造用于给连接单元的每个与参考信号提供单元联接的输入端加载参考信号或加载各个不同的参考信号，尤其是其中，在连接单元的与参考信号提供单元联接的输入端之间布置有连接单元的至少一个另外的输入端。本发明的这种实施方式提供的优点是，利用在技术上非常容易地实现的参考信号提供单元能够快速且明确地检测或检验出连接单元的输入端到输出端的关联。

此外，本发明的如下实施方式是特别有利的，其中，设置有与连接单元联接的第二连接单元，该第二连接单元具有多个输入端和至少一个用于从操纵杆输出操纵杆信号的和/或用于提供针对连接单元的输入端的输入信号的输出端。在此，第二连接单元可以构造用于在第一时刻将第二连接单元的第一输入端与第二连接单元的至少一个输出端连接，并且在第一时刻之后的第二时刻将第二连接单元的第二输入端与第二连接单元的至少一个输出端连接。本发明的这种实施方式提供的优点是，通过驱控两个连接单元能够例如使用在技术上更容易的进而成本更低的连接单元。此外，利用这种实施方式可以有利地实现对操纵杆或至少一个连接单元的正确功能的检验的改进。

此外，本发明的如下实施方式是有利的，其中，第二连接单元构造用于：响应于在操纵杆内生成的时钟信号和/或响应于从外部输送到操纵杆上的控制信号或时钟信号地实施第二连接单元的其中一个输入端与第二连接单元的至少一个输出端的连接。

为了能够在技术上非常容易地识别出操纵杆的单元或其中一个连接单元中的故障，可以根据本发明的另外的实施方式将第二连接单元的至少一个输入端与连接单元的至少一个输入端联接。

此外还能够想到本发明的如下实施方式，其中，第二连接单元的至少一个输入端与连接单元的至少一个输出端联接和/或连接。本发明的这种实施方式提供的优点是，通过交错性地互连两个连接单元例如能够使用具有非常少数量的输入端的连接单元。这一方面简化了对各个连接单元的驱控，并且此外还能够实现在操纵杆中使用较小的进而是更低成本的连接单元。

根据在此提出的变型方案的作为用于运行操纵杆的方法的本发明的如下实施方式是特别有利的，其中，该方法具有以下步骤：

在第一时刻将第一输入端与至少一个输出端连接；并且

在第一时刻之后的第二时刻将第二输入端与至少一个输出端联接。

利用本发明的这种实施方式也能够非常有利地实现在此提出的方案的优点。

此外，能够想到作为用于评估操纵杆信号的方法的本发明的如下实施方式，操纵杆信号由根据在此所描述的操纵杆的变型方案的操纵杆输出，其中，该方法具有以下步骤：

调查操纵杆信号在预先确定的参考信号电平上的时间区段；并且

输出表示信号信息的输出信息，该信号信息包含在操纵杆信号的不具有预先确定的参考信号电平在时间区段中。

根据在此提出的变型方案的用于驱控上述的用于运行操纵杆的方法的步骤的设备也是有利的。这种设备可以是处理传感器信号或数据信号的并且根据其输出控制信号的电设施。该设备可以具有一个或多个合适的接口，接口可以按硬件和/或软件方式构造。在按硬件方式的构造中，接口例如可以是集成电路的一部分，在其中实现设备的功能。接口也可以是各自的、集成化的电路，或至少部分地由独立的结构元件构成。在按软件方式的构造中，接口可以是软件模块，软件模块例如在其他软件模块旁存在于微处理器上。

具有程序代码的计算机程序产品也是有利的，程序代码可以存储在机器可读的载体上，如半导体存储器、硬盘存储器或光学存储器上，并且当程序实施在计算机或设备上时用于执行前述方法。

附图说明

参照附图示例性地详细阐述本发明。其中：

图1示出作为操纵杆的根据本发明的实施例的连接单元的互连的方框图；

图2A示出作为操纵杆的根据本发明的实施例的连接单元的互连的另外的方框图；

图2B示出作为操纵杆的根据本发明的实施例的连接单元的互连的另外的方框图；

图3示出作为操纵杆的根据本发明的实施例的连接单元的互连的另外的方框图；

图4示出作为操纵杆的根据本发明的实施例的连接单元的互连的另外的方框图。

图5示出作为操纵杆的根据本发明的实施例的连接单元的互连的另外的方框图。

图6示出作为操纵杆的根据本发明的实施例的连接单元的互连的另外的方框图；

图7示出作为操纵杆的根据本发明的实施例的连接单元的互连的另外的方框图。

图8示出用于运行操纵杆的方法的流程图；并且

图9示出作为用于评估操纵杆信号的方法的本发明的实施例的流程图。

在对本发明的优选实施例的以下描述中，针对在不同的图中所示的且作用类似的元件使用相同或类似的附图标记，其中，省略了对这些元件的重复描述。

具体实施方式

对于以下的描述来说，针对选挡杆或操纵杆的电子部件的认知是需要的，这些电子部件在对本发明实施例的描述的范围内已经被具体说明，但原则上可以由其他的构件以类似的方式提供。

首先，在本发明的实施例中使用至少一个多路复用器来作为连接单元。多路复用器(也以缩写“Mux”表示)具有大量的输入端，少量的控制输入端和一个输出端。在有n个控制输入端的情况下，Mux具有e＝2ⁿ个输入端。其中恰好有一个输入端接通到唯一的输出端上。n个控制输入端确定该输入端，这些控制输入端中每个都获得逻辑上的0或1。控制输入端上的值可以理解和写为二进制数。二进制数说明了哪个输入端刚好连接至输出端。针对多路复用器的常见的参量是n＝4个控制输入端和e＝16个输入端。

此外，在本发明的在此所提出的实施例中使用同步计数器。同步计数器具有一个输入端和n个输出端。一旦在输入端上发生边沿变化(例如逻辑上的1变成逻辑上的0)，那么同步计数器就加上值1。然后，在同步计数器的n个输出端上提供下一更大的二进制数。时钟发生器例如可以在输入端上引起在n个输出端上的计数增加。但是，时钟也可以来自于其他的来源，并且不必是周期性的。

在在此所提出的实施例中也使用时钟发生器。该时钟发生器具有仅一个输出端，其周期性地从0变换到1并又变换回到0。

为了显示信号或状态，在本发明的实施例中使用灯。灯用来输出。在本文中，灯应当在短的电流脉冲之后在一定时间内发光。为了诊断的目的，灯可以具有另外的输出端，以便对电流或电压进行读回。因此，应当能够实现的是，检验在运行中的灯的功能。

将按键或开关称为在本发明的实施例中使用的其他元件。按键允许识别出通过人进行的主动的按压。为了诊断的目的可以双倍地实施按键。为了进一步优化诊断，可以将第二按键的信号进行转化。作为进一步改进的诊断，按键可以经由上拉电阻在既不与供电电压相同也不与地相同的电压电平之间切换。

最后，在针对选挡杆或操纵杆的本发明的实施例中还使用作为电子部件的传感器。传感器是例如能够无碰触地识别出机械的结构元件的，尤其是选挡杆或操纵杆的位置的元件。传感器可以电感式地、电容式地或光学地切换，或通过霍尔效应切换。一些传感器类型也可以模拟地检测参量，例如距离或角度。为了诊断的目的可以双倍地实施用于识别特定的位置的传感器。

具有合适的外围设备的微处理器可以完全仿真上述的构件。然而，应当利用在此所描述的方案来提出首先是低成本的部件，针对根据ISO 26262的功能安全性的较低的开发规模对于这些部件来说是足够的。

在此提出的构思是结合受μC控制的SbW系统和简单的电系统的功能中的优点，并且同时降低复杂性和成本。考虑的关键因素如下：在通常的构思中，对于选挡杆来说，恰好一个通到车辆的其他部件的，亦即通到变速器的接口是足够的。与其他部件的直接通信只有在特殊情况下是需要的，可以通过变速器控制设施来承担。

SbW换挡的前提例如是受电子控制的变速器，就这方面来说，在此提出的方案可以在现有技术中随意使用，其中，SbW迄今是可行的。变速器已经具有了所有必要的逻辑器件部件，其升级首先表现在软件中，并且因此会更简单且成本更低。虽然变速器控制设施应当实施大量的功能并相应地设计，但是存在有一定的概率，即，应当针对在此提出的本发明调整μC的性能和存储容量。代替传输消息/信息地，变速器与选挡杆之间的线缆连接只是在技术上没有要求且直接的线路延长。

为了避免大规模的线束的缺点，多个信号经由较少的线路传输技术的非常简单的原理用于在此提出的方案：选挡杆中的简单的接续部位连接了变速器和选挡杆中的相关的部件。根据本发明的实施例的选挡杆的相关的部件在本文中例如是传感器、闭锁件/闭锁磁体、用于夜间照明和显示行驶级的发光器件(例如LED)和/或用于控制行驶动态和(可选地)全轮驱动的针对变速器功能(P按键、手动模式)的开关。在此原则上提出的方案的有利的改进方案可以在连接的循环电路中尤其是通过多路复用器看出。

下面应该借助图1的方框图，在随后的部件的示例中更详细地示出在此提出的方案。

在此，在图1中示出了操纵杆100，其例如表示设置为用于控制在图1中未示出的车辆的变速器的选挡杆的结构组件。操纵杆100包括连接单元110，其例如构造为n-多路复用器(n-Mux)。连接单元110包括六个可以给连接单元110输送信号的输入端115a至115f，信号表示选挡杆或操纵杆100的不同的功能120。操纵杆100的其中一个功能120的示例例如可以是，换挡元件130处于表示变速器的驻车位置(P)的方位或位置中。操纵杆100的功能120的其他示例例如可以是，换挡元件130处于表示怠速运转(N)的或倒退挡(R)的方位或位置中。在此，换挡元件130的相应的方位可以通过一个或多个传感器135检测，这些传感器提供相应的信号，然后将信号例如施加在连接单元110的输入端115的其中一个上或在那里施加。从下面的描述中显而易见的是，还能想到针对操纵杆100的信号或功能120的另外的可能性。

现在，为了能够将各个输入端115a至115f连到连接单元110的(在此是唯一的)输出端140上，使用了同步计数器145(SZ)，其加载以时钟发生器155(T)的时钟150。在此，响应时钟信号150的特定时钟边沿地使同步计数器145连续计数，其中，在同步计数器145的输出端160处根据同步计数器145的读数输出二进制的字符。在此，同步计数器145的输出端160作为连接单元110的控制输入端使用，从而例如根据同步计数器145的输出端160处的读数，输入端115a至115f的其中一个以能导电的方式与连接单元110的输出端140连接。以该方式能够在技术上非常容易地将输入端115a至115f的其中一个上的信号在连接单元110的输出端140上作为操纵杆信号165输出。然后，该操纵杆信号165例如可以在变速器控制设施175中的处理单元170，如微处理器或相应的逻辑器件上处理并且评估，其中，该变速器控制设施175现在例如可以布置在变速器中，该变速器远离于操纵杆100并且布置在车辆的力传递链中。

在此，连接单元100可以像在图1中示范性地示出的那样具有：带有e＝2ⁿ个输入端、n个控制输入端和一个输出端的一个或多个n-多路复用器(Mux、n-Mux)、带有控制n-Mux的n个输出端和一个针对时钟发生器155(T)的CJK输入端的同步计数器145(SZ)。同步计数器145和时钟发生器在其他的实施例中也可以理解为连接单元110的子单元。

连接单元110的结构根据实施例可以由以下部件构成或包括以下部件：

1)在选挡杆100中的至少一个(例如模拟的)多路复用器(Mux)，其通过时钟发生器155(T)来控制，由此，Mux

a)以均匀的时间间隔并且以固定地限定的顺序

b)将其输入端中的任一个输入端连接至其输出端，

c)其中，Mux的每个输入端本身与功能单元(单个LED、单个传感器、按键接触部)连接，或者替选地，

d)与作为参考参量的已知且固定的电压电平连接，从而在不知道时钟的情况下能够在输出端识别出哪个功能单元作为最后的/下一功能单元读取，

从而在短暂的瞬间内交替地使选挡杆100中的任一个功能单元或电压电平经由Mux的输出端连接到变速器上；和

2)作为参考信号提供单元的至少一个电阻器网络，其提供不同的电压电平。

在变速器侧上应当在变速器控制设施175中存在至少一个I/O端口，经由I/O端口使Mux的输出端140永久地与变速器或变速器控制设施中的μC170的引脚连接。

根据DIN 44300，多路复用器(简称：Mux)是如下功能单元，其将信息从数量为n的信道转移到其他的数量为m的信道上。

特别普遍地在此可以提到的是，多路复用器或者更一般的来说是连接单元能够在第一时刻使连接单元的第一输入端与输出端连接，并且在第二时刻使连接单元的第二输入端与输出端连接。在此，第二时刻可以在时间上后置于第一时刻。

下面应当详细阐述本发明的尤其是能够用于此的连接单元110的一些特别的实施例。

为了在占有市场的设计中使用尽可能简单的部件，图2A和2B示出了用于使用在操纵杆100中的连接单元110的两个变型方案。

在此，Mux针对x个有效信号附加地需要x个固定的电压电平，因此，在变换成新的有效信号的情况下总是在特定的时间内施加有电压电平，在该电压电平上，变速器控制设施可以识别出有效信号的变换。因此，Mux需要e＝2x个输入端。这些固定的电压电平可以作为参考电压例如通过电阻器网络200提供，于是，电阻器网络作为参考电压提供单元200起作用。在图2A中描绘了连接单元110与这种参考电压提供单元200的互连的方框图。在此，在连接单元110的第一输入端1上施加有按键T1的信号。从连接单元110的第二输入端起施加有由电压源相对地提供的电势。在连接单元110的第三输入端上施加有第一灯L1(其也可以是LED)的信号。在连接单元110的第四输入端上施加有作为参考信号的电压信号，该电压信号通过经由电阻器R4连接到第二输入端上获得。在连接单元110的第五输入端上施加有相应于传感器S1的传感值的信号，传感值例如表示图1的换挡杆130的方位或位置。在第六输入端上施加有作为参考信号的电压信号，该电压信号通过经由电阻器R3使第六输入端与第四输入端连接而获得。在连接单元110的第七输入端上施加有第二灯L2(其同样可以是LED)的信号。在连接单元110的第八输入端上施加有作为参考信号的电压电平，该电压电平通过经电阻器R2连接第六输入端而获得。此外在此，连接单元110的第八输入端经由电阻器R1与接地端连接。在连接单元110的第九输入端上施加有第二按键T2的信号。因此，由于中间连接有相应的参考电压电平或参考信号而需要连接单元110的大量的2e个输入端，以便非常明确地在图2A中未示出的变速器控制设施175上能够识别出连接单元110的输入端到连接单元110的输出端140的进一步连接。在此，同步计数器145应当在此将时钟信号150以1比2e的关系来确定比例，以便循环地实现将连接单元110的输入端115连到(唯一的)输出端140上。

在此，可以通过作为用于对连接单元110的第二、第四、第六和第八输入端进行加载的电阻器网络的分压电路形成参考电压提供单元200。在此，在各个输入端上可以提供限定的电压电平作为参考电压，电压电平在循环地将输入端接通到输出端上时能够实现对不同的传感器、灯或按键的信号值进行明确的区分或划界。在此，连接单元110的每个输入端上可以提供不同的电压电平，从而也可以明确地通过对相应的电压电平的评估和识别来辨认出连接单元110的当前的连接电路。如果第二输入端没有与特定的参考电势或特定的电压电平连接，那么通过电阻器网络也能够使连接单元110的第二、第四、第六和第八输入端处于同样的，也就是说相同的电势电平上。以该方式，虽然不再能够明确地区分连接单元110当前位于哪个方位中，但是可以明确地辨认出两个值，例如传感器和灯的区分。

在图2A的电路结构的修改方案中，在根据图2B的实施例中使用连接单元140，其明显需要较少的输入端115。因此，例如在连接单元140的输入端115上仅施加有第一按键T1的、第一灯L1的、(第一)传感器S1的、第二灯L2的、第二按键T2的以及参考信号的信号，参考信号在使用电阻器R1的情况下相对地电势获得。连接单元110的输出端140与第二连接单元230的第一输入端220a连接。第二连接单元230的第二输入端220p经由电阻器R2连接地电势。以该方式，第二连接单元230构造为1-多路复用器，而(第一)连接单元110构造为具有e+1个输入端115的多路复用器。于是因此，第二连接单元230可以通过时钟处理单元235提高(或降低)时钟发生器155的时钟信号150，并且因此驱控第二连接单元230。以该方式也可以在第二连接单元230的输出端240上输出操纵杆信号，操纵杆信号现在通过参考信号提供在现在用作参考信号提供单元200的电阻器R2的第二输入端220b上。

以该方式，连接单元110的Mux针对e个有效信号只需要e+1个输入端，这是因为只有一个值作为电压电平直接存储到Mux中，例如以便标记(接通)循环的结束。替选地，循环的这种结束的特征也并不需要在于与电阻器R1相关的电压电平，从而连接单元110的多路复用器仅需要x个输入端。Mux的输出端140通到作为第二连接单元230的开关的输入端220a上，开关交替地将Mux110和固定的电压电平接通至变速器。开关230的时钟发生器155从分配器235得到时钟发生器的时钟，分配器将时钟发生器155的时钟以固定的比例分配。

在图2B中所示的变型方案的优点在于以下方面：针对Mux的输入端的数量可以从e＝2x(几乎)减半到e＝x+1，从而可以使用更有利的Mux110。(来自Mux)的有效信号与电压电平的时间比不再必须是相同长度(1:1)的，而是可以对有效信号有利地延长(例如3:1)。例如，将参考信号或参考电平从连接单元110或230的其中一个输入端连到相关的输出端140或240上的时间段可以小于将其他信号从连接单元110或230的其中一个输入端连到相关的输出端140或240上的时间段。因此，例如可以较长时间地对作为灯L1或L2的LED通电并且不易发生闪烁。

上面已经描述的实施例能够有利地进行修改。例如，可以将关于换挡杆方位的经常需要的功能或信息提供到连接单元110的或第二连接单元230的或Mux的一个以上的输入端115上。

此外，根据图2A的电路图或图2B的电路图或两个电路结构的组合的互连结构可以多重地装在选挡杆中。图2A和/或图2B的每个结构组件于是需要各一个通至变速器控制设施175的信号线路，为此，由选挡杆100和变速器构成的整个系统获得在设计中的另外的空间，因此能够例如通过一个Mux展开功能，同时能够通过其他Mux传导其他不关键的功能。就这方面来说，例如可以经由第一连接单元来分离带有高的重要性的信息和信号的传输，同时经由第二连接单元来传输带有较低的重要性的其他信息或信号。在该情况下，带有高的可靠性的部件例如能够用于第一连接单元，而更便宜的、更简单的部件可以用于第二连接单元。

只要能够对安全要求进行划分，那么也能够针对每个安全要求使用各自的Mux，从而Mux的故障最多阻断与安全相关的功能。

也可以经由各自的Mux响应诊断功能，并且根据Mux由各自的、不同速率的时钟发生器产生时钟频率。

图3示出了用于互连连接单元110的本发明的另外的实施例的电路图。与图1和图2A或2B中所示的实施例不同的是，时钟150并不来自于选挡杆100中的时钟发生器155，而是经由另外的信号线路300。时钟信号150在此可以尤其是由变速器控制设施生成并且输出到操纵杆100上，这一点如在图3中示出。在此得到另外的可能性，即，又一次改变了外部的时钟，并且例如通过时钟加倍或时钟减半来不同地进一步转送到每个Mux110或230上。

此外，根据本发明的另外的实施例提供了如下可能性，即，通过反馈回路(回环)能够实现对连接质量(QoS)的检验，如在图4的方框图中所示那样。当两个多路复用器Mux₁和Mux₂或者说110和230的各一个输入端通过反馈回路400(回环线路)连接时，变速器控制设施175可以检验接点电阻并同时识别出两个多路复用器或连接单元110或230在最后的QoS检验期间处于哪个位置。当Mux₁和Mux₂的e个引脚的数量是不同的时，回环引脚(相关的连接单元110和230的输入端)经由控制设施175的连接例如总是在相同的时钟的情况下实现。于是，根据最小的共同的倍数kgV(e_Mux1；e_Mux2)的时钟来建立连接。在此，该时钟也可以通过操纵杆100中的时钟发生器(连同同步计数器145一起)生成(如这一点在图4中示出的那样)，或者也可以在外部(例如根据图3)例如从变速器控制设施175出发地输送给一个/多个连接单元110或230。

图5示出了针对操纵杆100的连接单元110的互连结构的实施例的方框图。在此，在图5中示出了实施变型方案，当多路复用器110或230具有二极管功能时，该实施变型方案例如(但不仅仅)是有利的。在此，时钟150来自变速器控制设施175，但是也可以在操纵杆100本身中产生。在该情况下选择具有相同数量的输入端115或220的Mux₁和Mux₂，并且由相同的同步计数器145(SZ)进行时钟加载。在图5的示例中，Mux₂的输入端1至3用于对针对选挡杆方位(P＝驻车位置、N＝空挡、怠速运转、D＝行驶＝行驶位置)的传感器进行读取。在该实施例中，Mux₁的输入端1至3没有被占用，但是可以用于其他任务，例如读取在图5中未示出的开关。输入端4将两个多路复用器Mux₁和Mux₂与由具有两个电阻器R1和R2的电阻器网络或参考电压提供单元200提供的参考电压U_参考连接，因此，变速器控制设施175能够经由第二多路复用器230或Mux₂的当前连到输出端240上的输入端220识别出哪里正在进行对输入端的处理。为此例如可以由变速器控制单元175将信号500发送到第一多路复用器Mux₁或110的输入端上，该信号能够在第一多路复用器Mux₁110接通到输入端8上的情况下经由反馈回路400和第二多路复用器Mux₂或230到输入端8上的方位，又经由第二多路复用器Mux₂的输出端240由变速器控制设施175读入。

在Mux₁中的输入端5至7连着灯L1至L3，并且经由诊断输入端D1至D3能够使Mux₁上的相应的输出端经由Mux₂读回。线路O为回路(也被称为反馈回路400或回环)，用其能够使变速器控制设施175检验图5的两个多路复用器的连接质量和功能。

如果例如在根据图5的图示的互连中的其他实施例中，16个信道的多路复用器用作Mux₁和Mux₂，那么例如可以根据如下表格来确定两个多路复用器的输入端：

在此提出的方案可以通过技术上非常容易设计的连接单元来实现。图7示出了连接单元110的实施例，如其根据图2A互连的那样。在此，连接单元110具有与输出端140连接的指针600，指针以能转动的方式支承在输入端115的星形布置结构的中心。通过驱控没有在图6中反映出的图示中描绘出的同步计数器145，指针600沿箭头方向进一步切换，从而指针在多路复用器的类型中循环地将连接单元110的输入端115导电地与输出端140连接。连接单元110的这种实施方式提供如下可能性，即，连接单元110在没有大的结构空间要求的情况下能够布置在操纵杆100中。因此，图6示出了多路复用器与开关(T1、T2)、例如由簧片触点构成的传感器(S1、S2)、LED(L1、L2)以及电阻器网络(R1、...、R4)的示例性的接线。

图7示出了示例性的电路，如连接单元110或230，其例如根据图5的电路图能够与反馈回路400互联，以便能够通过变速器控制单元175例如容易地识别出线路质量。在此，例如可以根据图6所示的实施例设计连接单元110或230。

在此提出的方案提供了用于在不同的场合下实现的非常完美的可能性。例如，在此所提出的操纵杆100可以用作用于控制车辆中的变速器的选挡杆或挡位选择开关。替选地或附加地，操纵杆也能够用作转向柱杆，其例如用来操纵雨刷器、方向指示灯或车大灯或类似装置。作为目标应用考虑到多种车型，例如成本较低的小型电动车辆，其中，没有设置手动换挡变速器，从而对于这种车型来说预期百分百地装备有选挡杆。此外，还能够想到对成本敏感的车型，尤其是在微型车的领域内作为在此所提出的操纵杆的可能的目标应用。尤其是当在车辆中已设置有控制设施时，该控制设施可以通过简单的重新编程和简化或消除操纵杆与变速器控制设施之间的通信线路来明显更便宜地且仍然防止故障地设计。

图8示出了作为用于运行根据在此提出的变型方案的操纵杆的方法800的本发明的实施例。在此，该方法可以包括在第一时刻将第一输入端与至少一个输出端连接的步骤810。此外，该方法800还包括在第一时刻之后的第二时刻将第二输入端与至少一个输出端联接的步骤820。

总之要注意的是，上面提到的方案的特征基本上在于如下优点。首先，可以实现操纵杆的简单和低成本的构建。在此特别有利的是连同相应匹配的变速器或相应匹配的变速器控制部一起进行市场销售的可能性，这是因为在此能够有效地降低系统成本。针对选挡杆或操纵杆中的功能安全的开发费用也可以保持得非常低，并且同样在变速器中也可以保持得很低，这是因为只需要为变速器(其例如针对ASIL D来开发)添加ASIL A和ASIL-B功能。

也能够想到作为操纵杆，尤其是具有多个锁定级的用于手动选定位置的选挡杆的本发明的实施例，其中，为了选定而给操纵杆的操作员提供不同的位置。操纵杆可以配备有用于检测和提供手动操作的电部件并且设计用于提供针对任意的外部设施的信号，其中，外部设施可以与操纵杆电连接。由此也能够实现如下可能性，即，也将另外的元件，如按键和光源与输出端或变速器控制元件连接。操纵杆尤其是可以具有至少一个连接部件，如操纵杆中的连接单元110，该连接单元建立操纵杆100的部件与外部设施(通常是变速器或变速器控制元件)之间的连通的电连接。输入端连通到操纵杆的一个或多个输出端上能够交替地进行。在此提出的方案尤其是当在操纵杆100中的连通的元件(灯、传感器、按键、...)的数量大于(或至少等于)接至外部设施175的连接线路的数量时是有利的。在特别有利的实施例中，也可以在操纵杆100中设置有至少一个电元件，其暂时与通到外部设施175的连接部件110连接，从而经由连接部件110，外部设施175在短时间内获得与操纵杆100中的电换挡元件或通常的部件的直接连接。

特别有利的是，在连接单元110中的按键、传感器或灯之间的电子连接通过在操纵杆100内的至少一个多路复用器或作用相同的器件来实现。也能够想到本发明的如下实施例，其中，可以包含至少一个多路复用器，多路复用器通过时钟发生器155以如下方式控制，即，周期性地建立电换挡元件与外部设施175之间的连接。在操纵杆内还可以包含至少一个多路复用器，代替内部的时钟发生器155地该多路复用器通过线路由外部设施，尤其是变速器控制设施175来以时钟加载，如这示范性地在图3中形象地示出的那样。

在另外的实施例中，操纵杆具有在操纵杆100内的至少一个附加地连接的电元件，其至少在一个循环中的某一时刻将一个或多个限定的电平中的刚好一个经由连通的连接提供到外部设施175上，因此，外部设施能够识别或检验连接在时间上的正确顺序、选挡杆的功能或时钟的同步性。

为此可以设置有根据图9的流程图的用于评估操纵杆信号的方法900，其中，操纵杆信号从上述的操纵杆的变型方案中输出，其中，方法900具有调查操纵杆信号在预先确定的参考信号电平上的时间区段的步骤910，并且其中，方法900还具有输出表示信号信息的输出信息的步骤920，该信号信息包含在操纵杆信号的不具有预先确定的参考信号电平的时间区段中。

当操纵杆实现如在操纵杆100内的连接单元110的连接部件与附加的线路400或两个连接部件110或230之间的回路式的连接时，能够特别好地检验出操纵杆与变速器控制设施之间的线路连接的质量，这示范性地在图4中示出。

也可以根据另外的实施例实现多路复用器的组合，其中，一个多路复用器允许连通部件，而另外的多路复用器用于结果监控/诊断(尤其是读回有结果的电路)。

所描述的并且在附图中示出的实施例仅示例性地选择。不同的实施例可以完全或相对于单个特征彼此组合。实施例也可以通过另外的实施例的特征补充。

此外，可以重复根据本发明的方法步骤，以及以不同于所描述的顺序的方式实施。

如果实施例包括第一特征与第二特征之间的“和/或”关系，那么这可以如下这样地解读，即，实施例根据一个实施方式既具有第一特征又具有第二特征，而根据另外的实施方式要么仅具有第一特征要么仅具有第二特征。

附图标记列表

100 操纵杆

110 连接单元、多路复用器

Mux 连接单元、多路复用器

115a-115f 连接单元的输入端

120 操纵杆或选挡杆的功能，方位P、方位N、方位D、方位R、…

130 换挡元件

135 用于检测换挡元件的方位的传感器、S1

140 连接单元的输出端

145 同步计数器SZ

150 时钟信号

155 时钟发生器、时钟生成器T

160 同步计数器的输出端、字符

165 操纵杆信号

170 微处理器

175 变速器控制单元

200 参考电压提供单元、具有电阻器R1、R2、R3、R4、...的电阻网络值

S1 传感器

T1 第一按键

T2 第二按键

L1 第一灯

L2 第二灯

220 第二连接单元的输入端

230 第二连接单元

235 时钟处理单元

240 第二连接单元的输出端

400 反馈回路

500 变速器控制单元的第一连接单元的控制输入端

600 连接单元的指针

800 用于运行的操纵杆的方法

810 连接步骤

820 联接步骤

900 用于评估操纵杆信号的方法

910 调查步骤

920 输出步骤

Claims

1.一种用于输出操纵杆信号(165)的操纵杆(100)，所述操纵杆信号表示选定了所述操纵杆(100)的多个可能方位中的一个，其特征在于，所述操纵杆(100)具有连接单元(110)，所述连接单元具有多个输入端(115a-f)和用于从所述操纵杆(100)输出操纵信号的至少一个输出端(140)，其中，所述连接单元(110)构造用于在第一时刻将第一输入端(115a)与所述至少一个输出端(140)连接，并且在所述第一时刻之后的第二时刻将第二输入端(115b)与所述至少一个输出端(140)连接，

其中，所述操纵杆(100)具有与所述连接单元(110)的至少所述第二输入端(115b)联接的参考信号提供单元(200)，其中，所述参考信号提供单元(200)构造用于给所述连接单元(110)的至少所述第二输入端(115b)加载预先限定的参考信号(R4、U_参考)，

其中，所述参考信号提供单元(200)与所述连接单元(110)的多个输入端(115a-f)联接。

2.根据权利要求1所述的操纵杆(100)，其特征在于，所述连接单元(110)构造用于在第一时刻将所述第二输入端(115b)与所述至少一个输出端(140)分开，并且/或者在第二时刻将所述第一输入端(115a)与所述至少一个输出端(140)分开。

3.根据权利要求1或2所述的操纵杆(100)，其特征在于，所述连接单元(110)具有多路复用器(Mux)和/或计数器(145、SZ、T)。

4.根据权利要求1或2所述的操纵杆(100)，其特征在于具有用于检测作为操纵杆信号(165)的所述操纵杆(100)的方位的至少一个传感器(S、135)，其中，所述传感器与所述连接单元(110)的至少一个输入端连接。

5.根据权利要求1或2所述的操纵杆(100)，其特征在于，所述连接单元(110)构造用于：在第二时刻之后，至少在第三时刻将所述第一输入端(115a)与所述至少一个输出端(140)连接。

6.根据权利要求1或2所述的操纵杆(100)，其特征在于，所述连接单元(110)构造用于：响应于在所述操纵杆(100)内生成的时钟信号(150)和/或响应于从外部输送到所述操纵杆(100)的控制信号或时钟信号地实施其中一个输入端与至少一个输出端(140)的连接。

7.根据权利要求1或2所述的操纵杆(100)，其特征在于具有与所述连接单元(110)联接的第二连接单元(230)，所述第二连接单元具有多个输入端(220a-220b)和用于从所述操纵杆(100)输出操纵杆信号的至少一个输出端(240)，其中，所述第二连接单元(230)构造用于：在第一时刻将所述第二连接单元(230)的第一输入端与所述第二连接单元(230)的至少一个输出端(240)连接，并且在所述第一时刻之后的第二时刻将所述第二连接单元(230)的第二输入端与所述第二连接单元(230)的至少一个输出端(240)连接。

8.根据权利要求7所述的操纵杆(100)，其特征在于，所述第二连接单元(230)构造用于：响应于在所述操纵杆(100)内生成的时钟信号和/或响应于从外部输送到所述操纵杆(100)的控制信号或时钟信号地实施所述第二连接单元(230)的其中一个输入端与所述第二连接单元(230)的至少一个输出端(240)的连接。

9.根据权利要求7所述的操纵杆(100)，其特征在于，所述第二连接单元(230)的至少一个输入端与所述连接单元(110)的至少一个输入端联接。

10.根据权利要求7所述的操纵杆(100)，其特征在于，所述第二连接单元(230)的至少一个输入端与所述连接单元(110)的至少一个输出端(140)联接。

11.根据权利要求1所述的操纵杆(100)，其特征在于，输入端(115a-f)的数量超过输出端(140)的数量。

12.根据权利要求5所述的操纵杆(100)，其特征在于，所述连接单元(110)构造用于：循环地重复所述第一输入端(115a)与所述至少一个输出端(140)或所述第二输入端(115b)与所述至少一个输出端(140)的连接。

13.根据权利要求1或2所述的操纵杆(100)，其特征在于，所述参考信号提供单元(200)构造用于：给所述连接单元(110)的每个与所述参考信号提供单元(200)联接的输入端(115b、115d、115f、115h)加载参考信号(U_参考、R4、R3、R2、R1)或加载各个不同的参考信号。

14.根据权利要求13所述的操纵杆(100)，其特征在于，在所述连接单元(110)的与所述参考信号提供单元(200)联接的输入端(115b、115d)之间布置有所述连接单元(110)的至少一个另外的输入端(115c)。

15.一种用于运行根据权利要求1至14中任一项所述的操纵杆(100)的方法(800)，其中，所述方法(800)具有以下步骤：

在第一时刻将第一输入端与至少一个输出端(140)连接(810)；并且

在所述第一时刻之后的第二时刻将第二输入端与所述至少一个输出端(140)联接(820)。

16.一种用于评估操纵杆信号的方法(900)，所述操纵杆信号从根据权利要求1至14中任一项所述的操纵杆(100)输出，其中，所述方法(900)具有以下步骤：

调查(910)所述操纵杆信号在预先确定的参考信号电平上的时间区段；并且

输出(920)表示信号信息的输出信息，所述信号信息包含在所述操纵杆信号的不具有所述预先确定的参考信号电平的时间区段中。