DE102005028491A1

DE102005028491A1 - Robuste Nebenabtrieb- und Fahrgeschwindigkeitsaktivierung

Info

Publication number: DE102005028491A1
Application number: DE102005028491A
Authority: DE
Inventors: Kerfegar K. Fenton Katrak; Barbara A. Brighton Shuler; Donald A. Highland Eveleth; Hugh S. Bauer; Bahram Farmington Younessi; Paul A. Fenton Bauerle
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 2004-06-22
Filing date: 2005-06-20
Publication date: 2006-01-26
Anticipated expiration: 2025-06-21
Also published as: DE102005028491B4; US7277265B2; US20050280311A1

Abstract

Es wird eine Vorrichtung für eine robuste Nebenabtrieb- und/oder Fahrgeschwindigkeitsaktivierung geschaffen. Die Vorrichtung enthält ein Steuermodul für die Nebenabtriebaktivierung, das einen ersten Eingang aufweist, an dem entweder eine erste Referenzspannung oder eine zweite Referenzspannung anliegt, und einen zweiten Eingang aufweist, an dem entweder die erste Referenzspannung oder die zweite Referenzspannung anliegt. An beide Eingänge ist ein Invers-Referenzspannungsoperator angeschlossen, der so konfiguriert ist, dass an dem zweiten Eingang die zweite Referenzspannung anliegt, wenn an dem ersten Eingang die erste Referenzspannung anliegt, und dass an dem zweiten Eingang die erste Referenzspannung anliegt, wenn an dem ersten Eingang die zweite Referenzspannung anliegt. Auf der Grundlage der empfangenen Spannung an dem ersten und zweiten Eingang aktiviert/deaktiviert das Steuermodul den Nebenabtrieb und/oder die Fahrgeschwindigkeit.

Description

Die Erfindung betrifft allgemein elektrische Schalter für Anwendungen in Kraftfahrzeugen und insbesondere logikbasierende Schalter zur Steuerung von mit dem Fahrzeug-Antriebsstrang im Zusammenhang stehenden Anwendungen.

Bei herkömmlichen Kraftfahrzeugen können der Nebenabtrieb und die Fahrgeschwindigkeitsregelung gebräuchliche Merkmale sein, die bei einem Fahrzeug-Antriebsstrang-Management benutzt werden. Ein Nebenabtrieb ist verwendet worden, um Leistung an installiertes Zubehör, beispielsweise eine Hubvorrichtung, auch als Bockkran bezeichnet, einen Schneepflug, einen Kippaufbau usw. zu liefern. Ein Nebenabtrieb ist ein Mechanismus oder eine Technik wie etwa die Benutzung eines Getriebes oder einer Schraubverbindung, um eine Pumpeinrichtung anzutreiben, die Leistung zuführt, die erforderlich ist, um eine bestimmte Funktion zur Verfügung zu stellen. Beispiele für übliche Nebenabtriebanwendungen schließen ein Anheben oder Bedienen eines Kippaufbaus, einer Hubvorrichtung oder eines Schneepfluges ein. Eine Fahrgeschwindigkeitsregelung ist eine Einrichtung, die einem Fahrzeugbenutzer ermöglicht, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs festzulegen und zu verändern.

Moderne Fahrgeschwindigkeitsaktivierungs- oder Fahrgeschwindigkeits-Ein/Aus-Schalterkonfigurationen weisen typisch einen inaktiven Zustand oder nicht geltend gemachten Tiefpegel, wie etwa null Volt, und einen aktiven Zustand oder geltend gemachten Hochpegel, wie etwa eine Fahr zeugbatteriespannung, auf. Alternativ können Fahrgeschwindigkeitsaktivierungsschalter einen inaktiven Zustand oder nicht geltend gemachten Hochpegel, wie etwa eine Fahrzeugbatteriespannung, und einen aktiven Zustand oder geltend gemachten Tiefpegel, wie etwa null Volt, aufweisen. Die alternative Konfiguration wird im Allgemeinen wegen einer unerwünschten Ausfallart nicht verwendet. In typischen Fahrgeschwindigkeitsaktivierungsschaltungen der üblichen Art weisen derzeitige Nebenabtriebaktivierungs- oder Nebenabtrieb-Ein/Aus-Schalterkonfigurationen einen inaktiven Zustand oder nicht geltend gemachten Tiefpegel, wie etwa null Volt, und einen aktiven Zustand oder geltend gemachten Hochpegel, wie etwa die Fahrzeugbatteriespannung, auf.

Außerdem kann eine herkömmliche Fahrgeschwindigkeitsaktivierung in einem 5-Volt-Bereich für die Fahrgeschwindigkeitsregelung verwirklicht sein, wobei ein Teil davon der Fahrgeschwindigkeitsaktivierung zugeordnet ist. Beispielsweise könnte der 5-Volt-Bereich in 9 Potentialzustände eines analogen 5-Volt-Eingangssignals unterteilt sein, derart, dass ein erster Potentialzustand einem Batteriekurzschluss entspricht, ein zweiter Potentialzustand einer Fahrgeschwindigkeitsaktivierung entspricht, ein dritter Potentialzustand einem Unempfindlichkeitsbereich zwischen einer Fahrgeschwindigkeitsaktivierung und Einstellen/Fahren entspricht, ein vierter Potentialzustand Einstellen/Fahren entspricht, ein fünfter Potentialzustand einem Unempfindlichkeitsbereich zwischen Einstellen/Fahren und Wiederaufnehmen/Beschleunigen entspricht, ein sechster Potentialzustand Wiederaufnehmen/Beschleunigen entspricht, ein siebter Potentialzustand einem Unempfindlichkeitsbereich zwischen Wiederaufnehmen/Beschleunigen und Beenden der Fahrtgeschwindigkeitsregelung entspricht; ein achter Potentialzustand einem Beenden der Fahrgeschwin digkeitsreglung entspricht und ein neunter Potentialzustand einem Masseschluss oder einem offenen Stromkreis entspricht.

Im Allgemeinen ist eine Übereinstimmung mit wahrscheinlich auftretenden Parametern erforderlich, um die Sicherheits- und Leistungsanforderungen verschiedener Kraftfahrzeugkomponenten zu erfüllen. Ein Anliegen ist bei Fahrzeug-Steuervorrichtungen die Verbesserung des Betriebsverhaltens bei einem Ausfall. Außerdem besteht der Wunsch nach einer Diagnose des Zustandes der Schaltung bei derartigen Vorrichtungen. Beispielsweise ermöglichen die einen Eingang aufweisenden Fahrgeschwindigkeitsaktivierungs- und Nebenabtriebaktivierungsschalter, die weiter oben schon erwähnt worden sind, nicht ohne weiteres, einen offenen Stromkreis, etwa einen Masseschluss, oder einen Batteriekurzschluss zufrieden stellend zu diagnostizieren, da diese Zustände die aktivierten Zustände der Schalter darstellen. Obwohl Potentialzustände des auf 5 Volt basierenden analogen Fahrgeschwindigkeitsregelungsschalters wie zuvor erwähnt, dafür bestimmt sind, Schaltungszustände anzugeben, sind typisch anspruchsvolle Algorithmen für den Betrieb und enge Bauelementtoleranzen (z. B. für Widerstände) erforderlich, um die verschiedenen Potentialzustände zu verwirklichen.

Folglich ist es wünschenswert, einen Aktivierungsschalter für Kraftfahrzeug-Antriebsstrang-Anwendungen zu schaffen, der die Wahrscheinlichkeit, dass ein Ausfall auftritt, vermindert. Außerdem ist es wünschenswert, eine Nebenabtrieb- und Fahrgeschwindigkeitsaktivierung zu schaffen, die einfach zu verwirklichen ist und Wartungsarbeiten an dem Kraftfahrzeug unterstützt. Noch weitere wünschenswerte Merkmale und Eigenschaften der Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Erfindungsbeschreibung und den beigefügten Ansprüchen im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen und dem dargestellten Hintergrund der Erfindung deutlich.

Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen wird eine Vorrichtung für eine Nebenabtrieb- und Fahrgeschwindigkeitsaktivierung geschaffen, die eine geringere Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Ausfällen aufweist und eine Ausfalldiagnose bietet. In einem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung ein elektronischer Steuerschalter für eine Fahrzeug-Antriebsstrang-Anwendung, die ein Steuermodul zum Aktivieren/Deaktivieren der Fahrzeug-Antriebsstrang-Anwendung hat. Das Steuermodul weist einen ersten eigenständigen Eingang auf, an dem eine von zwei Referenzspannungen anliegt, und einen zweiten eigenständigen Eingang, an dem eine der zwei Referenzspannungen anliegt. Sowohl an den ersten als auch an den zweiten Eingang ist ein Invers-Referenzspannungsoperator angeschlossen, der so konfiguriert ist, dass am zweiten Eingang die zweite Referenzspannung anliegt, wenn am ersten Eingang die erste Referenzspannung anliegt, und dass am zweiten Eingang die erste Referenzspannung anliegt, wenn am ersten Eingang die zweite Referenzspannung anliegt.

Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnungen beschrieben, worin gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen. In diesen Zeichnungen zeigen:
1 ein Blockdiagramm eines beispielhaften Fahrzeugs;
2 ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Schaltsystems und eines Steuermoduls; und
3 ein Blockdiagramm eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Schaltsystems.
Die folgende ausführliche Beschreibung der Erfindung ist lediglich beispielhaft, wobei keineswegs beabsichtigt ist, die Erfindung, ihre Anwendungsmöglichkeiten oder Verwendungen zu beschränken. Außerdem ist nicht beabsichtigt, sich durch irgendeine Theorie, die in der vorangehenden Darstellung des Hintergrundes der Erfindung oder in der folgenden ausführlichen Beschreibung der Zeichnungen zum Ausdruck gekommen ist, zu binden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird ein Logikschaltwerk für eine Nebenabtrieb- und/oder Fahrgeschwindigkeitsaktivierung geschaffen, das eine bessere Funktionszustandszuverlässigkeit und bessere Diagnosemöglichkeiten von Ausfallursachen bietet. Zusätzlich zu der Diagnosemöglichkeit von Ausfallursachen ist eine Beschreibung von Ausfallzuständen, eines Standardzustandes und eines Aktivierungszustandes, wie nachstehend ausführlicher beschrieben, die von dem Schalter bereitgestellt wird, für Anwendungen geeignet, die eine bestimmte Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Eigenschaften erfordern, um Sicherheitsanforderungen oder andere, mit der Fahrzeugherstellung im Zusammenhang stehende Anforderungen zu erfüllen.
Nun zu den Zeichnungen. 1 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften Fahrzeugs, allgemein unter 10 gezeigt, das mehrere Komponenten 14, 16 aufweist, die mit mehreren Schaltern 18, 20 kommunizieren, um Steuersignale 22, 24, 26, 28 zu empfangen. Mit den Komponenten 14 können weitere unterstromige Kraftfahrzeugkomponenten 12 in Verbindung stehen. Es ist einsichtig, dass die Blöcke von 1 (wie auch die Blöcke in den weiteren hier offenbarten Blockdiagrammen) Funktionselemente und diskrete Hardware-Elemente repräsentieren können. Beispielsweise können in einer Ausführungsform der Erfindung einige der Funktionen oder Hardware-Elemente, die in 1 gezeigt sind, in einer einzigen Prozessoreinheit verwirklicht sein. Alternativ kann ein Teil der Funktionen in einer einzigen Prozessoreinheit verwirklicht sein, die mit Hardware-Elementen kombiniert ist. Die Funktionen können als Hardware oder nur als Software ausgeführt sein, oder es kann eine Kombination aus Hardware und Software verwendet werden.
Die Komponenten 14, 16 stellen mit dem Antriebsstrang im Zusammenhang stehende Anwendungen oder solche Funktionen wie etwa Nebenabtriebaktivierungs- und Fahrgeschwindigkeitsaktivierungsfunktionen und Unterfunktionen davon, wie etwa eine Nebenabtriebdrehmomentbegrenzung, dar. In einem Ausführungsbeispiel ist ein elektronischer Steuerschalter 18 für eine Fahrzeug-Antriebsstrang-Funktion, wie etwa eine Nebenabtriebaktivierung und Fahrgeschwindigkeitsaktivierung mit einem Steuermodul 14 zum Aktivieren/Deaktivieren oder zum Einschalten/Ausschalten der Antriebsstrang-Funktion des Fahrzeugs vorgesehen. Beispielsweise empfängt ein Nebenabtriebmodul 14 logische Signale 22, 24 von dem Nebenabtriebaktivierungsschalter 18 und sendet, basierend auf den logischen Signalen 22, 24, ein Steuersignal 32 an ein Antriebsstrang-Steuermodul 12 oder an ein Maschinensteuermodul. In diesem Beispiel wird die Nebenabtriebfunktion in Abhängigkeit von den empfangenen logischen Signalen 22, 24 aktiviert oder deaktiviert. In einem weiteren Beispiel empfängt ein Fahrgeschwindigkeitsregelungsmodul 16 logische Signale 26, 28 von dem Fahrgeschwindigkeitsaktivierungsschalter 20 und ein Eingangssignal 36 von einem Fahrgeschwindigkeitsfunktionsschalter 34 und sendet ein Steuersignal 38 an das Antriebsstrang-Steuermodul 12, das auf den empfangen Signalen 26, 28, 36 beruht. In diesem Beispiel wird eine Fahrgeschwindigkeitsfunktion in Abhängigkeit von den empfangenen logischen Signalen 26, 28 aktiviert oder deaktiviert, und verschiedenste Fahrgeschwindigkeitsfunktionen wie etwa Einstellen/Fahren und Wiederaufnehmen/Beschleunigen, werden in Abhängigkeit von dem empfangenen Eingangssignal 36 in Kombination mit den empfangenen logischen Signalen 26, 28 aktiviert oder deaktiviert. Zwar werden hier Antriebsstrang-Funktionen beschrieben, die Bezugnahme auf Antriebsstrang-Funktionen erfolgt jedoch nur der Einfachheit halber, um Anwendungsbeispiele zu zeigen. Verschiedene andere Kraftfahrzeugkomponenten können Steuersignale von Steuermodulen empfangen, um verschiedenste Fahrzeugfunktionen zu verwirklichen.
2 ist ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Schaltsystems, das insgesamt unter 40 dargestellt ist, und eines Steuermoduls 42, wie etwa einer Nebenabtriebaktivierung oder einer Fahrgeschwindigkeitsaktivierung wie weiter oben erwähnt. Das Steuermodul 42 weist einen ersten Eingang 44 auf, an dem entweder eine erste Referenzspannung oder eine zweite Referenzspannung anliegt, und einen zweiten Eingang 46, an dem entweder die erste Referenzspannung oder die zweite Referenzspannung anliegt. Eine der Referenzspannungen ist vorzugsweise eine Hochpegel-Referenzspannung wie etwa eine Batteriespannung (z. B. B⁺ oder V_ref), während die andere Referenzspannung vorzugsweise eine Tiefpegel-Referenzspannung wie etwa Masse oder null Volt ist. V_ref könnte auch die gleiche Referenzspannung sein, die der digitalen Schaltungsanordnung in dem Fahrzeug 10 (1) zugeführt wird, oder irgendeine andere Spannung, die typischerweise bei Fahrzeugkomponenten benutzt wird. Für Schwachstromanwendungen kann ein (nicht gezeigter) Widerstand zu dem Schaltsystem 40 hinzugefügt werden. Für den Fachmann auf dem Gebiet wird einsichtig sein, dass in Abhängigkeit von Anforderungen an das Eingangssignal des Steuermoduls 42 und den Werten der Referenzspannungen optional Spannungsteilerschaltungen und Analog- Digital-Umsetzer (nicht gezeigt) in dem Schaltsystem 40 enthalten sein können.
In einer Ausführungsform enthält das Schaltsystem 40 zwei Umschalter 50, 52. Die Schalter 50, 52 sind typisch so konfiguriert, dass sie eine Ausgangsgröße aus den zwei Referenzspannungen (z. B. einer Hochpegel-Referenzspannung (z. B. V_ref) und einer Tiefpegel-Referenzspannung (z. B. Masse)) auswählen. Die Schalter 18 (1), 20 (1), 50, 52 sind beliebige Vorrichtungen, die im Stande sind, verschiedene Ausgangssignale 22, 24, 26, 28 (1), wie etwa Hochpegelsignale und Tiefpegelsignale als Reaktion auf Benutzeranweisungen, Fühlermesswerte oder andere eingegebene Stimuli an die Komponenten 14 (1), 16 (1), 42 abzugeben. In einem Ausführungsbeispiel spricht der Schalter 18 (1) auf Benutzerauswahlen an, die durch ein entsprechendes Verschieben oder Bedienen eines Hebels 30 (1) oder eines anderen Stellorgans, soweit erforderlich, an dem Schalter 18 getätigt werden. In einer weiteren Ausführungsform spricht der Schalter 20 auf eine von einer Bedienung verschiedene Eingabe wie etwa einen Fühlermesswert an. Es können verschiedenartige Schalter mit elektrischen, elektronischen und/oder mechanischen Stellorganen gestaltet werden, um entsprechende Ausgangssignale auf einem Draht oder auf einem anderen elektrischen Leiter zu erzeugen, der die Schalter 18 (1), 20 (1), 50, 52 mit den Komponenten 14 (1), 16 (1), 42 verbindet. Diese logischen Signale können von den Komponenten 14 (1), 16 (1), 42 verarbeitet werden, damit die Komponenten, soweit erforderlich, in gewünschte Zustände versetzt werden.
Wie am besten in 2 zu sehen ist, sind die Schalter 50, 52 einpolige Umschalter. Jeder der einpoligen Umschalter 50, 52 hat einen Pol 54, 56, der an einen entsprechenden Eingang 44, 46 des Steuermoduls 42 ange schlossen ist, und ein Paar Anschlüsse 58, 60, 62, 64, die an eine entsprechende Referenzspannung angeschlossen sind. Beispielsweise hat, wie am besten aus 2 ersichtlich ist, ein erster einpoliger Umschalter 50 einen Pol 54, der an den ersten Eingang 44 angeschlossen ist, einen Hochpegel-Referenzanschluss 58, an dem V_ref anliegt, und einen Tiefpegel-Referenzanschluss 60, der auf Masse gelegt ist. Ein zweiter einpoliger Umschalter 52 hat einen Pol 56, der an einen zweiten Eingang 46 angeschlossen ist, einen Tiefpegel-Referenzanschluss 62, der auf Masse gelegt ist, und einen Hochpegel-Referenzanschluss, an dem V_ref anliegt.
Ein Invers-Referenzspannungsoperator 48 ist sowohl mit dem ersten Eingang 44 als auch mit dem zweiten Eingang 46 verbunden, so dass der erste Eingang 44 an den Hochpegel-Referenzanschluss 58 angeschlossen ist, der der ersten Referenzspannung (z. B. V_ref) entspricht, wenn der zweite Eingang 46 an den Tiefpegel-Referenzanschluss 62 angeschlossen ist, der der zweiten Referenzspannung (z. B. Masse) entspricht, und der erste Eingang 44 an den Tiefpegel-Referenzanschluss 60 angeschlossen ist, der der zweiten Referenzspannung entspricht, wenn der zweite Eingang 46 an die erste Referenzspannung angeschlossen ist. Der Inversoperator 48 kann unter Verwendung verschiedenster mechanischer, vorspannender Vorrichtungen und Logikschaltungen verwirklicht sein. Die besondere Ausführung des Inversoperators 48 ist unkritisch für die Erfindung, solange von den Eingängen 44, 46 eine Kombination aus Tiefpegelzustand und Hochpegelzustand oder Hochpegelzustand und Tiefpegelzustand empfangen wird.
3 ist ein Blockdiagramm eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Schaltsystems mit zwei einpoligen Umschaltern 82, 84, das insgesamt unter 80 gezeigt ist. In dieser Ausführungsform ist der Inversoperator 86 als ein Verbindungsteil zwischen den zwei einpoligen Umschaltern 82, 84 dargestellt, die beide so aufgebaut sind, dass sie in die gleiche Richtung oder in entgegengesetzte Zustände, wie etwa einen Hochpegelzustand und einen Tiefpegelzustand bzw. noch oben und nach unten, verlagert werden. Beispielsweise spannt das Verbindungsteil 86 einen ersten einpoligen Umschalter 82 in einen Hochpegelzustand vor, der einer anliegenden ersten Referenzspannung (z. B. B⁺) entspricht, wenn ein zweiter einpoliger Umschalter 84 in einen Tiefpegelzustand vorgespannt wird, der einer anliegenden zweiten Referenzspannung (z. B. Masse) entspricht, und spannt den ersten einpoligen Umschalter 82 in den Tiefpegelzustand vor, der der anliegenden zweiten Referenzspannung (z. B. Masse) entspricht, wenn der zweite einpolige Umschalter 84 entsprechend der anliegenden ersten Referenzspannung (z. B. B⁺) in den Hochpegelzustand vorgespannt wird. Es könnte auch ein zweipoliger Umschalter verwendet werden, der anstelle der zwei einpoligen Umschalter 82, 84, die durch das Verbindungsteil 86 miteinander verbunden sind, wirksam wird.
In einer Ausführungsform kann das Steuermodul 42 eine auf einem Mikroprozessor basierende Steuereinrichtung sein, die eine Zeitgebereinheit 66 aufweist, die an den ersten Eingang 44 und den zweiten Eingang 46 und an einen Komparator 68 angeschlossen ist, um ein Steuersignal basierend auf der Zeitgebereinheit 66, dem ersten Eingang 44 und dem zweiten Eingang 46 zu erzeugen. In dieser Ausführungsform sind die Eingänge 44, 46 eigenständige Eingänge. Herkömmliche Nebenabtrieb-Steuermodule können Systemsicherheitszeiten von über 100 ms aufweisen, obwohl längere Zeiten, wie etwa 200 ms, möglich sind. Bei Verwendung der zwei Eingänge 44, 46 können Kontaktprellzeiten, die mittels der Zeitgebereinheit erfasst werden, auf ungefähr 20 bis 50 ms festgelegt werden, obwohl auch kürzere Zeiten möglich sind, wenn Schwachstrom verwendet wird. Die Kontaktprellung, die das Signal an den ersten Eingang 44 von dem Signal an den zweiten Eingang 46 trennt, ist genau in der Systemsicherheitszeit. Wenn die Zeiten der Kontaktprellung der Eingänge 44, 46 innerhalb der Sicherheitszeiten sind, bestimmt der Komparator 68 einen Funktionszustand anhand einer im Voraus festgelegten, im Steuermodul 42 gespeicherten Tabelle von Funktionen, die nachfolgend und in der Tabelle 1 genauer dargestellt sind.
Basierend auf einer im Voraus festgelegten, vorausschauenden Positions-Nachschlagetabelle von Funktionszuständen entsprechend dem ersten Eingang 44 und dem zweiten Eingang 46 bestimmt das Steuermodul 14 (1), 16 (1), 42 ein entsprechendes Steuersignal 32, 38 (1), das es sendet.
Die Tabelle 1 zeigt verschiedene Funktionszustände, die verschiedenen Signalkombinationen entsprechen, die in einem Ausführungsbeispiel von dem ersten Eingang 44 und dem zweiten Eingang 46 empfangen werden. In Abhängigkeit vom Funktionszustand, der mittels der Eingänge 44, 46 angegeben ist, gibt das Steuermodul das Steuersignal 32, 38 (1) an eine entsprechende Fahrzeugkomponente, wie etwa das Antriebsstrang-Steuermodul oder das Maschinensteuermodul, aus.
Durch die Verwendung der hier beschriebenen elektronischen Schalter- und Steuermodulkonfiguration werden Wartungsarbeiten an Fahrzeugkomponenten verbessert. Beispielsweise gibt eine Änderung des Zustandes aus dem Aktivierungszustand, wobei der erste Eingang auf hohem Pegel und der zweite Eingang auf niedrigem Pegel ist, in einen Ausfallzustand, wobei in dem gleichen Aktivierungszustand der erste Eingang auf niedrigem Pegel und der zweite Eingang auf niedrigem Pegel ist, einen Masseschluss des ersten Eingangs an. In einem weiteren Beispiel gibt eine Änderung des Zustandes aus dem Aktivierungszustand, wobei der erste Eingang auf hohem Pegel und der zweite Eingang auf niedrigem Pegel ist, in einen Ausfallzustand, wobei in dem gleichen Aktivierungszustand der erste Eingang auf hohem Pegel und der zweite Eingang auf hohem Pegel ist, einen Batteriekurzschluss des zweiten Eingangs an. In einem weiteren Beispiel gibt eine Änderung des Zustandes aus dem Standardzustand, wobei der erste Eingang auf niedrigem Pegel und der zweite Eingang auf hohem Pegel ist, in einen Ausfallzustand, wobei im gleichen Standardzustand der erste Eingang auf niedrigem Pegel und der zweite Eingang auf niedrigem Pegel ist, einen Masseschluss des zweiten Eingangs an. In noch einem weiteren Beispiel gibt eine Änderung des Zustandes aus dem Standardzustand, wobei der erste Eingang auf niedrigem Pegel und der zweite Eingang auf hohem Pegel ist, in den Ausfallzustand, wobei im gleichen Standardzustand der erste Eingang auf hohem Pegel und der zweite Eingang auf hohem Pegel ist, einen Batteriekurzschluss des ersten Eingangs an.
Die Nebenabtriebaktivierungsfunktion oder die Fahrgeschwindigkeitsaktivierungsfunktion kann entweder als ein Selbsthaltungszustand oder mit einem Moment-/Selbsthaltungszustand verwirklicht werden. In der Selbsthaltungszustand-Ausführungsform wird das Steuermodul 42 im Standardzustand oder AUS-Zustand betrieben, bis der Aktivierungszustand oder EIN-Zustand erfasst wird. Bei Erfassung des Aktivierungszustandes sendet das Steuermodul 42 ein Steuersignal, das dem Aktivierungszustand entspricht, bis ein Standardzustand oder ein Ausfallzustand erfasst wird. In der Moment-/Selbsthaltungszustand-Ausführungsform schaltet das Schaltsystem 40 zwischen dem Standardzustand und dem Aktivierungszustand um, und das Steuermodul 42 wechselt den Zustand, wenn der Aktivierungszustand oder der Ausfallzustand erfasst wird. Beispielsweise arbeitet das Steuermodul 42 zu Anfang im Standardzustand. Bei Erfassung des Aktivierungszustandes wechselt das Steuermodul 42 in den Aktivierungszustand und bleibt in diesem, selbst wenn das Schaltsystem 40 in den Standardzustand zurückschalten sollte. Wenn nachfolgend der Aktivierungszustand erneut festgestellt wird oder wenn ein Ausfallzustand festgestellt wird, wechselt das Steuermodul 42 in den Standardzustand. Wenn der Aktivierungszustand in der Folgezeit noch einmal festgestellt wird, wechselt das Steuermodul 42 in den Aktivierungszustand.
Zusammengefasst betrifft die Erfindung eine Vorrichtung für eine robuste Nebenabtrieb- und/oder Fahrgeschwindigkeitsaktivierung. Die Vorrichtung enthält ein Steuermodul für die Nebenabtriebaktivierung, das einen ersten Eingang 44 aufweist, an dem entweder eine erste Referenzspannung oder eine zweite Referenzspannung anliegt, und einen zweiten Eingang 46 aufweist, an dem entweder die erste Referenzspannung oder die zweite Referenzspannung anliegt. An beide Eingänge ist ein Invers-Referenzspannungsoperator angeschlossen, der so konfiguriert ist, dass an dem zweiten Eingang 46 die zweite Referenzspannung anliegt, wenn an dem ersten Eingang 44 die erste Referenzspannung anliegt, und dass an dem zweiten Eingang 46 die erste Referenzspannung anliegt, wenn an dem ersten Eingang 44 die zweite Referenzspannung anliegt. Auf der Grundlage der empfangenen Spannung an dem ersten und zweiten Eingang, 44 und 46, aktiviert/deaktiviert das Steuermodul den Nebenabtrieb und/oder die Fahrgeschwindigkeit.

Claims

Elektronischer Steuerschalter für eine Kraftfahrzeug-Antriebsstrang-Anwendung, wobei der Steuerschalter umfasst: ein Steuermodul zum Aktivieren/Deaktivieren einer Fahrzeug-Antriebsstrang-Anwendung, wobei das Steuermodul umfasst: einen ersten Eingang (44), an dem entweder eine erste Referenzspannung oder eine zweite Referenzspannung anliegt; und einen zweiten Eingang (46), an dem entweder die erste Referenzspannung oder die zweite Referenzspannung anliegt; und einen Invers-Referenzspannungsoperator (48, 86), der sowohl an den ersten Eingang (44) als auch an den zweiten Eingang (46) angeschlossen ist, wobei der Inversoperator (48, 86) an den zweiten Eingang (46) die zweite Referenzspannung anlegt, wenn an dem ersten Eingang (44) die erste Referenzspannung anliegt, und an den zweiten Eingang (46) die erste Referenzspannung anlegt, wenn an dem ersten Eingang (44) die zweite Referenzspannung anliegt.
Steuerschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermodul aufweist: einen ersten Ausfallzustand basierend auf der Tatsache, dass beide Eingänge, der erste Eingang (44) und der zweite Eingang (46), die erste Referenzspannung empfangen; einen Standard-AUS-Zustand basierend auf der Tatsache, dass der erste Eingang (44) die zweite Referenzspannung empfängt und der zweite Eingang (46) die erste Referenzspannung empfängt; einen Aktivierungszustand basierend auf der Tatsache, dass der erste Eingang (44) die erste Referenzspannung empfängt und der zweite Eingang (46) die zweite Referenzspannung empfängt; und einen zweiten Ausfallzustand basierend auf der Tatsache, dass beide Eingänge, der erste Eingang (44) und der zweite Eingang (46), die zweite Referenzspannung empfangen.
Steuerschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Standard-AUS-Zustand aus einem Fahrgeschwindigkeit-AUS-Zustand und einem Nebenabtrieb-AUS-Zustand ausgewählt ist, und dadurch, dass der Aktivierungszustand aus einem Fahrgeschwindigkeit-EIN-Zustand und einem Nebenabtrieb-EIN-Zustand ausgewählt ist.
Steuerschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermodul einen Komparator (68) umfasst, der an den ersten Eingang (44) und den zweiten Eingang (46) angeschlossen und so konfiguriert ist, dass er einen Fehler an einem Eingang (44, 46) feststellt, wenn der Standard-AUS-Zustand in einen der Ausfallzustände von dem ersten Ausfallzustand oder dem zweiten Ausfallzustand wechselt, und wenn der Aktivierungszustand in einen der Ausfallzustände von dem ersten Ausfallzustand oder dem zweiten Ausfallzustand wechselt.
Steuerschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Referenzspannung null Volt ist und die zweite Referenzspannung eine Batteriespannung ist.
Steuerschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Komparator (68) einen Fehler am ersten Eingang (44) feststellt, der einem Masseschluss des ersten Eingangs (44) entspricht, wenn der Aktivierungszustand in den ersten Ausfallzustand wechselt; und dadurch, dass der Komparator (68) einen Fehler am ersten Eingang (44) feststellt, der einem Batteriekurzschluss des ersten Eingangs (44) entspricht, wenn der Standard-AUS-Zustand in den zweiten Ausfallzustand wechselt; und dadurch, dass der Komparator (68) einen Fehler am zweiten Eingang (46) feststellt, der einem Batteriekurzschluss des zweiten Eingangs (46) entspricht, wenn der Aktivierungszustand in den zweiten Ausfallzustand wechselt; und dadurch, dass der Komparator (68) einen Fehler am zweiten Eingang (46) feststellt, der einem Masseschluss entspricht, wenn der Standard-AUS-Zustand in den ersten Ausfallzustand wechselt.
Steuerschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermodul eine auf einem Mikroprozessor basierende Steuereinrichtung ist; und dadurch, dass der erste Eingang (44) und der zweite Eingang (46) eigenständige Eingänge sind.
Steuerschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermodul entweder für einen Selbsthaltungszustand oder für einen Moment-/Selbsthaltungszustand konfiguriert ist.
Steuerschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Inversoperator (48, 86) umfasst: einen ersten einpoligen Umschalter (50), der an den ersten Eingang (44) entweder die erste Referenzspannung oder die zweite Referenzspannung anlegt; und einen zweiten einpoligen Umschalter (52), der an den zweiten Eingang (46) entweder die erste Referenzspannung oder die zweite Referenzspannung anlegt.
Elektronische Schaltvorrichtung für eine Antriebsstrang-Anwendung, wobei die Vorrichtung umfasst: einen ersten Anschluss, an dem eine erste Referenzspannung anliegt; einen zweiten Anschluss, an dem eine zweite Referenzspannung anliegt; einen dritten Anschluss, an dem die zweite Referenzspannung anliegt; einen vierten Anschluss, an dem die erste Referenzspannung anliegt; und ein Steuermodul, das Antriebsstrang-Anwendungen aktiviert/deaktiviert, wobei das Steuermodul umfasst: einen ersten Eingang (44), der entweder mit dem ersten Anschluss oder mit dem zweiten Anschluss verbunden ist; und einen zweiten Eingang (46), der entweder mit dem dritten Anschluss oder mit dem vierten Anschluss verbunden ist; wobei die Antriebsstrang-Anwendung aktiviert ist, wenn der erste Eingang (44) die zweite Referenzspannung empfängt und der zweite Eingang (46) die erste Referenzspannung empfängt; und wobei die Antriebsstrang-Anwendung deaktiviert ist, wenn der erste Eingang (44) die erste Referenzspannung empfängt und der zweite Eingang (46) die zweite Referenzspannung empfängt.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Referenzspannung einer Batteriespannung entspricht, während die zweite Referenzspannung Masse entspricht.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Referenzspannung Masse entspricht, während die zweite Referenzspannung einer Batteriespannung entspricht.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermodul eine auf einem Mikroprozessor basierende Steuereinrichtung ist, wobei der erste Eingang (44) und der zweite Eingang (46) eigenständige Eingänge sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst: einen ersten einpoligen Umschalter (50, 82), der entweder an den ersten Anschluss oder an den zweiten Anschluss an geschlossen ist und einen ersten Pol (54) aufweist, der an den ersten Eingang (44) angeschlossen ist; und einen zweiten einpoligen Umschalter (52, 84), der entweder an den dritten Anschluss oder an den vierten Anschluss angeschlossen ist und einen zweiten Pol (56) aufweist, der an den zweiten Eingang (46) angeschlossen ist; wobei der zweite einpolige Umschalter (52, 84) mit dem dritten Anschluss verbunden ist, wenn der erste einpolige Umschalter (50, 82) mit dem ersten Anschluss verbunden ist; und der zweite einpolige Umschalter (52, 84) mit dem vierten Anschluss verbunden ist, wenn der erste einpolige Umschalter (50, 82) mit dem zweiten Anschluss verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst: einen zweipoligen Umschalter, der an eines von einem Paar aus dem ersten Anschluss und dem dritten Anschluss und einem Paar aus dem zweiten Anschluss und dem vierten Anschluss angeschlossen ist, wobei der zweipolige Umschalter einen ersten Pol, der an den ersten Eingang (44) angeschlossen ist, und einen zweiten Pol, der an den zweiten Eingang (46) angeschlossen ist, aufweist; wobei der erste Pol mit dem ersten Anschluss verbunden ist, wenn der zweite Pol mit dem dritten Anschluss verbunden ist; und wobei der erste Pol mit dem zweiten Anschluss verbunden ist, wenn der zweite Pol mit dem vierten Anschluss verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragungsanwendungen aus einer Nebenabtriebaktivierung, einer Nebenabtrieb-Drehmomentbegrenzungsaktivierung und einer Fahrgeschwindigkeitsaktivierung ausgewählt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermodul eine Nachschlage-Funktionstabelle basierend auf dem ersten Eingang (44) und dem zweiten Eingang (46) umfasst, wobei die Funktionstabelle Folgendes umfasst: einen ersten Ausfallzustand basierend auf der Tatsache, dass beide Eingänge, der erste Eingang (44) und der zweite Eingang (46), die erste Referenzspannung empfangen; einen Standard-AUS-Zustand basierend auf der Tatsache, dass der erste Eingang (44) die zweite Referenzspannung empfängt und der zweite Eingang (46) die erste Referenzspannung empfängt; einen Aktivierungszustand basierend auf der Tatsache, dass der erste Eingang (44) die erste Referenzspannung empfängt und der zweite Eingang (46) die zweite Referenzspannung empfängt; und einen zweiten Ausfallzustand basierend auf der Tatsache, dass beide Eingänge, der erste Eingang (44) und der zweite Eingang (46), die zweite Referenzspannung empfangen.
Elektronisches Steuersystem, das Folgendes umfasst: einen ersten Schalter mit: einem ersten Anschluss, an dem eine erste Referenzspannung anliegt; einem zweiten Anschluss, an dem eine zweite Referenzspannung anliegt; und einem Pol, der wahlweise entweder mit dem ersten Anschluss oder mit dem zweiten Anschluss verbunden ist; einen zweiten Schalter mit: einem ersten Anschluss, an dem die zweite Referenzspannung anliegt; einem zweiten Anschluss, an dem die erste Referenzspannung anliegt; und einem Pol, der wahlweise entweder mit dem ersten Anschluss oder mit dem zweiten Anschluss verbunden ist; einen Schalterverbinder (86), der den ersten Schalter mit dem zweiten Schalter verbindet, wobei der Schalterverbinder (86) den Pol des ersten Schalters mit dem ersten Anschluss des ersten Schalters verbindet, wenn der Pol des zweiten Schalters eine Verbindung zu dem zweiten Anschluss des zweiten Schalters herstellt, wobei der Schalterverbinder (86) den Pol des ersten Schalters mit dem zweiten Anschluss des ersten Schalters verbindet, wenn der Pol des zweiten Schalters eine Verbindung zu dem ersten Anschluss des zweiten Schalters herstellt; und ein Steuermodul, das Antriebsstrang-Anwendungen aktiviert/deaktiviert, wobei das Steuermodul umfasst: einen ersten Eingang (44), der an den Pol des ersten Schalters angeschlossen ist; und einen zweiten Eingang (46), der an den Pol des zweiten Schalters angeschlossen ist.
Elektronisches Steuersystem nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermodul umfasst: eine Funktionstabelle, umfassend: einen ersten Ausfallzustand basierend auf der Tatsache, dass beide Eingänge, der erste Eingang (44) und der zweite Eingang (46), die erste Referenzspannung empfangen; einen Standard-AUS-Zustand basierend auf der Tatsache, dass der erste Eingang (44) die zweite Referenzspannung empfängt und der zweite Eingang (46) die erste Referenzspannung empfängt; einen Aktivierungszustand basierend auf der Tatsache, dass der erste Eingang (44) die erste Referenzspannung empfängt und der zweite Eingang (46) die zweite Referenzspannung empfängt; und einen zweiten Ausfallzustand basierend auf der Tatsache, dass beide Eingänge, der erste Eingang (44) und der zweite Eingang (46), die zweite Referenzspannung empfangen, wobei das Steuermodul (12) einen Funktionszustand aus der Funktionstabelle bestimmt und auf der Grundlage des Funktionszustandes ein Steuersignal ausgibt.
Elektronisches Steuersystem nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermodul eine auf einem Mikroprozessor basierende Steuereinrichtung ist, wobei der erste Eingang (44) und der zweite Eingang (46) eigenständige Eingänge sind.
Elektronisches Steuersystem nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermodul entweder für einen Selbsthaltungszustand oder für einen Moment-/Selbsthaltungszustand konfiguriert ist.
Elektronisches Steuersystem nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Antriebsstrang-Steuermodul (12) umfasst, das an das Steuermodul angeschlossen ist.
Elektronisches Steuersystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermodul so konfiguriert ist, dass es einen Fehler am ersten Eingang (44) feststellt, der einem Masseschluss des ersten Eingangs (44) entspricht, wenn der Aktivierungszustand in den ersten Ausfallzustand wechselt; und dadurch, dass das Steuermodul so konfiguriert ist, dass es einen Fehler am ersten Eingang (44) feststellt, der einem Batteriekurzschluss des ersten Eingangs (44) entspricht, wenn der Standard-AUS-Zustand in den zweiten Ausfallzustand wechselt; und dadurch, dass der Komparator (68) so konfiguriert ist, dass er einen Fehler am zweiten Eingang (46) feststellt, der einem Batteriekurzschluss des zweiten Eingangs (46) entspricht, wenn der Aktivierungszustand in den zweiten Ausfallzustand wechselt, und dadurch, dass der Komparator (68) so konfiguriert ist, dass er einen Fehler am zweiten Eingang (46) feststellt, der einem Masseschluss entspricht, wenn der Standard-AUS-Zustand in den ersten Ausfallzustand wechselt.