DE102005021900A1

DE102005021900A1 - Analoger Gangwahlsensor, Schnittstelle eines analogen Gangwahlsensors und Verfahren zur Auswertung der Sensorsignale

Info

Publication number: DE102005021900A1
Application number: DE200510021900
Authority: DE
Inventors: Christoph Dipl.-Ing. Braun; Matthias Dipl.-Ing. Hiller; Jörg Dipl.-Ing. Kurth
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2005-05-12
Filing date: 2005-05-12
Publication date: 2006-11-16

Abstract

Es wird ein analoger Gangwahlsensor für ein Automatgetriebe oder ein automatisiertes Handschaltgetriebe vorgeschlagen, der derart ausgeführt ist, dass er zwei PWM-Signale und zwei redundante Signale P/N1 und P/N2 generiert, wobei die Signale P/N1 und P/N2 digital angeben, ob der analoge Wert für den intern berechneten Weg einer der Positionen "P" oder "N" entspricht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen analogen Gangwahlsensor für ein Automatgetriebe oder ein automatisiertes Handschaltgetriebe und dessen Schnittstelle gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des weiteren bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Auswertung der Sensorsignale des erfindungsgemäßen Sensors.
Nach dem Stand der Technik werden Sensoren verwendet, um die aktuell eingestellte Position, beispielsweise P, R, N, D zu erfassen. Diese Information wird dann über eine geeignete Schnittstelle an die Getriebesteuerung bzw. Getriebeelektronik übermittelt.

Aus der DE 43 14 952 C2 ist eine Vorrichtung zur Erfassung der Gangstellung eines Schaltgetriebes, dessen Getriebestufen mittels einer Schaltwelle schaltbar sind, bekannt, wobei die Erfassung der Gassen mittels digitaler Schaltelemente und die Erfassung der Gänge mittels zumindest eines analogen Sensors erfolgt.

Des weiteren ist aus der EP 1 046 839 B1 ein Verfahren zum Abgleichen eines ein in Abhängigkeit von der Position des Wählschiebers analoges Signal erzeugenden Positionserkennungssensors in einem Automatgetriebe eines Kraftfahrzeugs bekannt, im Rahmen dessen überprüft wird, ob die Position des Wählschiebers verändert wurde und ob sich der Wählschieber im Falle einer Positionsveränderung in einem von mindestens zwei vorgegebenen Wählbereichen (P, D) befindet. Hierbei wird der Signalpegel des Ausgangssignals des Sensors in einem Speicher abgelegt, wenn sich der Wählschieber in einem von mindestens zwei vorgegebenen Wählbereichen (P, D) befindet. Auf Basis der gespeicherten Signalpegel werden aktualisierte Signalpegel-Bänder für die jeweiligen Wählbereiche (P, D) bestimmt und Signalpegel-Bänder für die übrigen Wählbereiche (R, N) des Wählschiebers berechnet; die konespondierenden Signalpegel werden ebenfalls in einem Speicher abgelegt.

Aus der EP 1 077 337 A2 ist die Verwendung digitaler Sensoren zur Erfassung der aktuell eingestellten Position bekannt.

Nach dem Stand der Technik beruht die bei digitalen Sensoren zur Erkennung diskreter Positionen verwendete Schnittstelle auf einer Kodierung auf mehreren Signalleitungen; ferner sind zwei Leitungen zur elektrischen Versorgung der Sensorik vorgesehen. Mit dem insbesondere bei der Gangwahlsensorik eingesetzten 4-Bit-Code ergibt sich eine Anzahl von 6 elektrischen Verbindungspfaden zwischen der Sensorik und der Elektronik. Hierbei sind die Signalleitungen nur bei zusätzlichem Aufwand im Sensor, beispielsweise mittels eines Widerstandsnetzwerkes diagnostizierbar.

Bei analogen Sensoren zur Erkennung diskreter Positionen wird aus dem analogen Wegsignal die diskrete Position in der Elektronik errechnet. Analoge Sensoren besitzen in der redundanten Variante zwei Signalleitungen und zwei Versorgungsleitungen, wobei das Signal über Pulsweitenmodulation (PWM) mit einer festen Frequenz ausgegeben wird und ein Kurzschluss durch Überwachung der festen Frequenz festgestellt werden kann.

Bei Verwendung eines digitalen Sensors wird anhand der vier Ausgangssignale des Sensors ein Signal zur Erkennung der Gangwahlpositionen „P" und „N" in der Getriebeelektronik generiert. Bei Verwendung eines analogen Sensors verursacht die Berechnung eines solchen Signals aus dem PWM-Signal während des Motorstarts einen hohen Aufwand, da der interne Controller der Getriebeelektronik aufgrund des Ladens der internen Program me noch nicht mit dieser Berechnung belastet werden kann; eine Auswertung des PWM-Signals über eine Schaltlogik verursacht neben Schaltungsaufwand in nachteiliger Weise auch erhebliche Kosten.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schnittstelle eines analogen elektronischen Gangwahlsensors für ein Automatgetriebe oder ein automatisiertes Handschaltgetriebe anzugeben, durch deren Verwendung die erwähnten Nachteile des Standes der Technik vermieden werden. Durch die erfindungsgemäße Schnittstelle soll eine gegen Kurzschlüsse gesicherte Ausgabe eines sensorinternen Schaltsignals für die Erkennung der Gangwahlposition „P" und „N" an einem analog arbeitenden Sensor sowie die Ausgabe der analogen Positionen gewährleistet werden. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Auswertung der Sensorsignale anzugeben.

Diese Aufgabe wird für eine Schnittstelle durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Ein Verfahren zur Auswertung der Sensorsignale ist Gegenstand des Patentanspruchs 3. Weitere Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den entsprechenden Unteransprüchen hervor.

Demnach wird ein analoger Gangwahlsensor vorgeschlagen, welcher zwei redundante Signale P/N1 und P/N2 generiert, die digital angeben, ob der analoge Wert für den intern berechneten Weg einer der Positionen „P" oder „N" entspricht.

Auf diese Weise entsteht eine elektrische Schnittstelle zur Getriebeelektronik mit sechs elektrischen Verbindungspfaden, nämlich zwei Versorgungsleitungen, zwei Signalleitungen für die PWM-Signale und zwei P/N-Signalleitungen für die Signale P/N1 und P/N2, welche im Gegensatz zu einem digitalen Sensor vollständig diagnostiziert und im Gegensatz zu einem herkömmlichen analogen Sensor leicht von der Elektronik auswertbar ist.

Hierbei erfolgt die Diagnose der analogen Wegsignale durch eine Überwachung der Ruhefrequenz des PWM-Signals der Signalleitungen. Beim Ausbleiben der Pulse ist von einem Fehler im Sensorsystem auszugehen.

Die Auswertung der Signale P/N1 und P/N2 kann mittels der Benutzung von logischen Schaltsignalen mit einer einfachen kombinatorischen Logik durchgeführt werden, die einen ähnlich geringen Aufwand verursacht, wie die Auswertung der digitalen Signale eines digitalen Sensors.

Durch die redundante Ausführung wird die Sicherheit der Übertragung der P/N-Signale gewährleistet. Dadurch kann ein Fehler auf einer der Leitungen durch Vergleich mit der anderen Leitung erkannt und behandelt werden. Diese Eigenschaft der erfindungsgemäßen Schnittstelle ist notwendig, um die Hochlaufzeit der Elektronik zu überbrücken und damit ein Starten des Fahrzeuges in den Positionen "P" und "N" ohne eine Belastung der Rechnereinheit der Getriebeelektronik zu ermöglichen.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines analogen Wegsensors, der Getriebeelektronik und der Schnittstellenleitungen gemäß der Erfindung;

2 ein Diagramm, welches das analoge Ausgangssignal des Sensors als Funktion des Verfahrwegs am Sensor darstellt; und

3 vier mögliche Varianten der Signalverläufe für P/N1 und P/N2 als Funktion des Ausgangssignals des Sensors gemäß 2.

Bezugnehmend auf 1 umfasst die erfindungsgemäße Schnittstelle 1 zwischen dem analogen Sensor 2 und der Getriebeelektronik 3 sechs elektrische Verbindungspfade, nämlich zwei Versorgungsleitungen 4, 5, zwei Signalleitungen 6, 7 und zwei P/N-Signalleitungen 8, 9. Hierbei ist der Sensor 2 derart ausgeführt, dass er zwei redundante Signale P/N1 und P/N2 generiert, die digital angeben, ob der analoge Wert für den intern berechneten Weg einer der Positionen „P" oder „N" entspricht.
Bei der Auswertung der Sensorsignale erfolgt die Diagnose der analogen Wegsignale durch eine Überwachung der Ruhefrequenz des PWM-Signals; beim Ausbleiben der Pulse wird ein Fehler im Sensorsystem erkannt. Erfindungsgemäß erfolgt die Auswertung der P/N-Signale mittels der Benutzung von logischen Schaltsignalen mit einer einfachen kombinatorischen Logik, was in einem sehr geringen Aufwand resultiert.
Durch die erfindungsgemäße Konzeption wird ein Starten des Fahrzeuges in den Positionen „P" und „N" ohne eine Belastung der Rechnereinheit der Getriebeelektronik 3 ermöglicht.
In 2 ist das analoge Ausgangssignal des Sensors 2 als Funktion des Verfahrwegs am Sensor 2 dargestellt, wobei die Bereiche P und N den Positionen P bzw. N entsprechen. Für die erfindungsgemäß vom Sensor 2 generierten redundanten Signale P/N1 und P/N2 sind die in 3 tabellarisch dargestellten Kombinationen der Signalwerte möglich.
Bei der ersten Variante sind die Signale P/N1 und P/N2 identisch und liefern eine 1 bei Vorliegen der Position P oder N und eine 0 für alle weiteren Bereiche. Die zweite Variante unterscheidet sich von der ersten dadurch, dass die Signale P/N1 und P/N2 bei Vorliegen der Position P oder N den Wert 0 und bei sonstigen Positionen den Wert 1 aufweisen.
Bei der dritten Variante liefert das Signal P/N1 bei Vorliegen der Position P oder N den Wert 1 und bei den weiteren Positionen den Wert 0, während das Signal P/N2 bei Vorliegen der Position P oder N den Wert 0 und bei den weiteren Positionen den Wert 1 aufweist. Wie aus 3 ersichtlich, liefert bei der vierten Variante das Signal P/N1 bei Vorliegen der Position P oder N den Wert 0 und bei den weiteren Positionen den Wert 1, während das Signal P/N2 bei Vorliegen der Position P oder N den Wert 1 und bei den weiteren Positionen den Wert 0 aufweist.

1: Schnittstelle
2: Sensor
3: Getriebeelektronik
4: Versorgungsleitung
5: Versorgungsleitung
6: Signalleitung
7: Signalleitung
8: P/N-Signalleitung
9: P/N-Signalleitungen

Claims

Analoger Gangwahlsensor für ein Automatgetriebe oder ein automatisiertes Handschaltgetriebe, dadurch gekennzeichnet, dass er derart ausgeführt ist, dass er zwei PWM-Signale und zwei redundante Signale P/N1 und P/N2 generiert, wobei die Signale P/N1 und P/N2 digital angeben, ob der analoge Wert für den intern berechneten Weg einer der Positionen „P" oder „N" entspricht.
Analoger Gangwahlsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dessen Schnittstelle zur Getriebeelektronik (3) sechs elektrische Verbindungspfade, nämlich zwei Versorgungsleitungen (4, 5), zwei Signalleitungen (6, 7) für die PWM-Signale und zwei P/N-Signalleitungen (8, 9) für die Signale P/N1 und P/N2 umfasst.
Verfahren zur Auswertung der Sensorsignale eines analogen Gangwahlsensors, der zwei PWM-Signale und zwei redundante Signale P/N1 und P/N2 generiert, wobei die Signale P/N1 und P/N2 digital angeben, ob der analoge Wert für den intern berechneten Weg einer der Positionen „P" oder „N" entspricht., insbesondere eines Sensors nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertung der Signale P/N1 und P/N2 mittels der Benutzung logischer Schaltsignale mit einer einfachen kombinatorischen Logik durchgeführt wird, so dass ein Starten des Fahrzeugs in den Positionen „P" und „N" ohne eine Belastung der Rechnereinheit der Getriebeelektronik (3) ermöglicht wird.
Verfahren zur Auswertung der Sensorsignale eines analogen Gangwahlsensors nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Diagnose der analogen Wegsignale des Sensors (2) durch eine Überwachung der Ruhefrequenz des PWM-Signals der Signalleitungen (6, 7) erfolgt, wobei beim Ausbleiben der Pulse ein Fehler im Sensorsystem erkannt wird.