DE102007018328A1

DE102007018328A1 - Schaltungsanordnung für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE102007018328A1
Application number: DE102007018328A
Authority: DE
Inventors: Markus HÖRMANN
Original assignee: Magna Powertrain GmbH and Co KG
Current assignee: Magna Powertrain GmbH and Co KG
Priority date: 2007-04-18
Filing date: 2007-04-18
Publication date: 2008-10-23

Abstract

Es wird eine Schaltungsanordnung für Kraftfahrzeuge zur Kennzeichnung einer von mehreren Varianten einer elektrisch steuerbaren Baueinheit beschrieben, wobei die möglichen Varianten der Baueinheit unterschiedlichen Klassen entsprechen, die insbesondere aufgrund einer toleranzbezogenen Klassifizierung der Baueinheiten definiert sind. Die Schaltungsanordnung umfasst einen Kodierstecker, durch den die aktuelle Klasse der Baueinheit eindeutig definiert ist, und eine Auswerteeinheit, mit der abhängig von dem Kodierstecker jeweils die aktuelle Klasse der Baueinheit ermittelbar ist. Die Auswerteeinheit ist mit einer Schalteinheit verbunden, die mehrere Schaltelemente umfasst, die jweils zwischen unterschiedlichen Schaltzuständen umschaltbar sind, wodurch sich für die Schalteinheit eine Vielzahl von unterschiedlichen Gesamtschaltzuständen ergibt. Der Kodierstecker umfasst Betätigungsabschnitte, durch die die aktuelle Klasse der Baueinheit eindeutig geometrisch kodiert ist. Weiterhin ist der Kodierstecker mit der Schalteinheit koppelbar, wobei beim Verkoppeln des Kodiersteckers mit der Schalteinheit die Schaltelemente durch die Betätigungsabschnitte betätigt werden, so dass sich ein eindeutiger Gesamtschaltzustand der Schalteinheit ergibt. Durch die Auswerteeinheit ist der Gesamtschaltzustand der Schalteinheit erfassbar und aufgrund des erfassten Gesamtschaltzustandes ist die aktuelle Klasse der Baueinheit ermittelbar.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für Kraftfahrzeuge zur Kennzeichnung einer von mehreren Varianten einer elektrisch steuerbaren Baueinheit, wobei die möglichen Varianten der Baueinheit unterschiedlichen Klassen entsprechen, die insbesondere aufgrund einer toleranzbezogenen Klassifizierung der Baueinheiten definiert sind, mit einem Kodierstecker, durch den die aktuelle Klasse der Baueinheit eindeutig definiert ist, und mit einer Auswerteeinheit, mit der abhängig von dem Kodierstecker die aktuelle Klasse der Baueinheit ermittelbar ist.
Eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art kann beispielsweise bei Getrieben, insbesondere bei Verteilergetrieben von Kraftfahrzeugen verwendet werden. Solche Verteilergetriebe umfassen üblicherweise einen elektrisch ansteuerbaren Aktuator zur Betätigung einer Kupplungseinheit, durch die ein Drehmoment auf die Antriebsräder des Kraftfahrzeugs übertragen werden kann. Insbesondere bei zumindest zeitweise vierradgetriebenen Kraftfahrzeugen ist dabei eine elektronische Steuereinheit vorgesehen, durch die die Verteilung des zu übertragenden Drehmoments auf die zusätzlich anzutreibenden Antriebsräder eingestellt wird. Während der Aktuator bzw. das den Aktuator umfassende Getriebe ein Beispiel für eine elektrisch steuerbare Baueinheit gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, umfasst die genannte Steuereinheit üblicherweise die erfindungsgemäß beschriebene Auswerteeinheit, durch die die jeweilige Klasse der Baueinheit ermittelbar ist.
Die unterschiedlichen Varianten der Baueinheiten ergeben sich dabei beispielsweise aus unterschiedlichen mechanischen oder sonstigen Tole ranzen innerhalb verschiedener Baueinheiten, wobei diese neben dem Aktuator auch weitere Elemente enthalten können, welche die Verbindungsstrecke zwischen dem Aktuator und der Kupplung bilden. Solche Elemente können beispielsweise ein Untersetzungsgetriebe, insbesondere in Form eines Schneckengetriebes, umfassen.
Die unterschiedlichen möglichen Varianten der Baueinheiten werden in eine vorgegebene Anzahl von Klassen eingeteilt. Abhängig, wobei die Steuereinheit abhängig von der jeweils für die aktuelle Baueinheit ermittelte Klasse die Ansteuerung der Baueinheit so ändert, dass die entsprechend der ermittelten Klasse vorhandenen Toleranzen steuertechnisch kompensiert werden.
Eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art ist aus der DE 103 33 651 A1 bekannt. Bei dieser Schaltungsanordnung umfasst der Kodierstecker einen elektrischen Anschluss, der direkt oder indirekt mit einem Messeingang der Auswerteeinheit verbindbar ist, sowie eine feste elektrische Beschaltung in Form eines Widerstands, durch die am Messeingang in der Auswerteeinheit ein definierter elektrischer Zustand erzeugbar ist. Jeder möglichen Klasse von Baueinheiten ist ein eindeutiger Widerstandswert zugeordnet, der somit eine Kodierung für die jeweilige Klasse der Baueinheit darstellt. Innerhalb der Auswerteeinheit wird der am Messeingang erzeugte elektrische Zustand, beispielsweise ein Spannungsabfall, erfasst und mit abgespeicherten Daten verglichen. Durch eine eindeutige Zuordnung der abgespeicherten Daten mit den jeweils vordefinierten Klassen der Baueinheit kann die Auswerteeinheit somit die Klasse der aktuell verwendeten Baueinheit ermitteln.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine weitere Schaltungsanordnung für Kraftfahrzeuge anzugeben, mit der die Klasse einer elektrisch steuerbaren Baueinheit eindeutig ermittelt werden kann.
Ausgehend von einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Auswerteeinheit mit einer Schalteinheit verbunden ist, dass die Schalteinheit mehrere Schaltelemente umfasst, die jeweils zwischen unterschiedlichen Schaltzuständen umschaltbar sind, wodurch sich für die Schalteinheit eine Vielzahl von unterschiedlichen Gesamtschaltzuständen ergibt, dass der Kodierstecker Betätigungsabschnitte umfasst, durch die die aktuelle Klasse der Baueinheit eindeutig geometrisch kodiert ist, dass der Kodierstecker mit der Schalteinheit koppelbar ist, dass beim Verkoppeln des Kodiersteckers mit der Schalteinheit die Schaltelemente durch die Betätigungsabschnitte betätigt werden, so dass sich ein eindeutiger Gesamtschaltzustand der Schalteinheit ergibt, und dass durch die Auswerteeinheit der Gesamtschaltzustand der Schalteinheit erfassbar und aufgrund des erfassten Gesamtschaltzustandes die aktuelle Klasse der Baueinheit ermittelbar ist.
Gemäß der Erfindung erfolgt mittels des Kodiersteckers eine geometrische Kodierung der jeweils aktuellen Masse der Baueinheit, so dass der Kodierstecker sehr einfach und kostengünstig, beispielsweise als Kunststoffspritzgussteil herstellbar ist. Durch die geometrische Kodierung umfasst der Kodierstecker somit weder elektrische noch mechanisch bewegbare Teile.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine Betätigung eines Schaltelements durch einen Betätigungsabschnitt auch dann gegeben, wenn der Betätigungsabschnitt so ausgebildet ist, dass das Schaltelement beim Verkoppeln des Kodiersteckers mit der Schalteinheit in seinem aktuellen Schaltzustand verbleibt. Somit können erfindungsgemäß beim Verkoppeln des Kodiersteckers mit der Schalteinheit – abhängig von dem jeweils verwendeten Kodierstecker – keine, ein Teil der Schaltelemente oder alle Schaltelemente in ihren Schaltzuständen verbleiben, wie sie ohne Verkoppeln vorhanden sind. Auch der Fall, dass alle Schaltelemente beim Verkoppeln in ihrem ursprünglichen Schaltzustand verbleiben, ergibt eine erfindungsgemäße, eindeutige Kodierung, die eine bestimmte Klasse der elektrisch steuerbaren Baueinheiten repräsentiert und damit eindeutig zur Bestimmung dieser Klasse ausgewertet werden kann.
Weiterhin kann die Klassifizierung der elektrisch steuerbaren Baueinheiten nicht nur unterschiedlichen Toleranzen Rechnung tragen, sondern es können beispielsweise auch unterschiedliche Versionen der elektrisch steuerbaren Baueinheiten jeweils zu einer unterschiedlichen Klassifizierung führen. Abhängig von der jeweils vorhandenen Version der Baueinheit kann die Steuereinheit beispielsweise eine unterschiedliche Softwareversion zum Ansteuern der Baueinheit verwenden. Dabei ist es auch möglich, dass durch die Klassifizierung sowohl unterschiedliche Versionen als auch unterschiedliche Toleranzen der elektrisch steuerbaren Baueinheiten berücksichtigt werden.
Letztlich ist der Begriff "Kodierstecker" gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf eine bauliche Ausgestaltung als "Stecker" im üblichen Sinne eingeschränkt, sondern der Kodierstecker kann baulich beispielsweise auch als Buchse ausgebildet sein oder eine sonstige Form besitzen, mit der eine Kopplung mit der erfindungsgemäßen Schalteinheit möglich ist.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Schaltelemente jeweils zwischen zwei Schaltzuständen umschaltbar. Bevorzugt stellen diese beiden Schaltzustände beispielsweise die Werte "Schalter offen" oder "Schalter geschlossen" dar. Auf diese Weise wird eine Binärkodierung erzeugt, die von der Auswerteeinheit besonders einfach erfassbar und auswertbar ist. Während erfindungsgemäß die Auswerteeinheit den erfassten Gesamtschaltzustand der Schalteinheit grundsätzlich beispielsweise mittels einer abgespeicherten Tabelle oder Funktion in eine entsprechende Klasse der Baueinheit umsetzen kann, ist bei einer Binärkodierung auch eine direkte Verwendung des erfassten Gesamtschaltzustandes als jeweilige Klasse möglich. Umfasst die Schalteinheit beispielsweise vier Schaltelemente, so sind bei einer Binärkodierung insgesamt sechzehn unterschiedliche Gesamtschaltzustände realisierbar, die beispielsweise durch die Werte 0 bis 15 gekennzeichnet sind. Diese Werte können somit direkt als Werte der Klassen der Baueinheiten verwendet werden. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, dass die Schaltelemente zwischen mehr als zwei Schaltzuständen umschaltbar sind. Abhängig von der Ausgestaltung des Betätigungsabschnittes, beispielsweise abhängig von seiner Länge, kann dann ein Schaltelement beim Verkoppeln mit dem Kodierstecker in einen der Schaltzustände verbracht werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung entspricht die Anzahl der insgesamt einstellbaren Gesamtschaltzustände mindestens der Anzahl der vordefinierten Klassen der Baueinheiten. Bevorzugt ist die Anzahl der insgesamt einstellbaren Gesamtschaltzustände gleich der Anzahl der vordefinierten Klassen der Baueinheiten. Dadurch ist gewährleistet, dass mit der vorgegebenen Kodierung tatsächlich jede der vordefinierten Klassen der Baueinheiten durch einen entsprechenden Wert des Gesamtschaltzustandes repräsentierbar ist.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst zumindest ein Teil der Schaltelemente jeweils zwei Schaltkontakte, die miteinander in leitender Verbindung stehen, wenn der Kodierstecker und die Schalteinheit voneinander entkoppelt sind, wobei zumindest ein Teil der Betätigungsabschnitte zum jeweiligen Trennen der Schaltkontakte ausgebildet ist. Erfindungsgemäß ist es auch möglich, dass zumindest ein Teil der Schaltelemente jeweils zwei Schaltkontakte umfasst, die voneinander getrennt sind, wenn der Kodierstecker und die Schalteinheit voneinander entkoppelt sind, und dass zumindest ein Teil der Betätigungsabschnitte zum jeweiligen leitenden Verbinden der Schaltkontakte ausgebildet ist. Auch eine Mischform, bei der einige Schaltelemente im ungekoppelten Zustand miteinander verbunden sind und andere voneinander getrennt sind, ist gemäß der Erfindung möglich.
Dabei können die Schaltkontakte gemäß der Erfindung durch die Betätigungsabschnitte direkt getrennt werden, indem ein Betätigungsabschnitt beispielsweise zwischen die Schaltkontakte eingeführt wird und aus nicht leitendem Material, insbesondere aus Kunststoff, besteht oder indem durch den Betätigungsabschnitt ein Schaltkontakt von dem anderen Schaltkontakt weggebogen wird. Es ist jedoch auch möglich, dass die Trennung der Schaltkontakte durch die Betätigungsabschnitte indirekt, beispielsweise durch Betätigen eines das jeweilige Schaltelement trennenden Elements erfolgt. In analoger Weise kann die Verbindung von im entkoppelten Zustand getrennten Schaltkontakten durch die Betätigungsabschnitte direkt erfolgen, insbesondere wenn diese aus elektrisch leitendem Material wie beispielsweise Metall ausgebildet sind, indem die Betätigungsabschnitte beispielsweise zwischen die Kontakte so eingeführt werden, dass beide Schaltkontakte von dem jeweiligen Betätigungsabschnitt berührt werden. Es ist grundsätzlich jedoch auch möglich, dass die Verbindung durch die Betätigungsabschnitte indirekt erfolgt, indem durch den Betätigungsabschnitt beispielsweise ein entsprechendes auf das Schaltelement einwirkendes Element betätigt wird, über das die Schaltkontakte miteinander in Verbindung gebracht werden.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die geometrische Kodierung durch die Form und die Position der Betätigungsabschnitte definiert. Die Form und die Position entspricht dabei der jeweils verwendeten Schalteinheit, wobei durch die Form der Betätigungsabschnitte eine sichere Betätigung der jeweiligen Schaltelemente gewährleistet sein muss und die Position der Betätigungsabschnitte so festgelegt sein muss, dass sie einer entsprechenden Position der Schaltelemente entspricht, um eine eindeutige und nachvollziehbare Kodierung zu erreichen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Kodierstecker an der Baueinheit abnehmbar befestigt. Der Kodierstecker kann somit werkseitig, nach Bestimmung der jeweiligen Klasse einer vorgegebenen elektrisch steuerbaren Baueinheit, an dieser befestigt werden, so dass die Baueinheit durch den mit der entsprechenden kodierten Klasse versehenen Kodierstecker eindeutig gekennzeichnet ist. Nach Einbau der Baueinheit in ein Kraftfahrzeug kann der Kodierstecker von der Baueinheit abgenommen und mit der üblicherweise von der Baueinheit getrennt ausgebildeten Schalteinheit verkoppelt werden. Durch die Auswerteeinheit ist der dadurch erzeugte Gesamtschaltzustand der Schalteinhit erfassbar, so dass auch der von der elektrisch steuerbaren Baueinheit üblicherweise getrennt ausgebildeten Steuereinheit die Klasse der eingebauten Baueinheit bekannt ist, wodurch diese korrekt angesteuert werden kann.
Muss im Servicefall beispielsweise die Baueinheit ausgetauscht werden, so wird der Kodierstecker von der Schalteinheit getrennt und der mit der neuen Baueinheit gelieferte, deren Klasse repräsentierende Kodierstecker mit der Schalteinheit verkoppelt. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass die Steuereinheit auch die neue Baueinheit gemäß deren Klasse korrekt ansteuert. Muss hingegen die Steuereinheit ausgetauscht werden, so wird der vorhandene Kodierstecker von der Schalteinheit abgenommen und nach Einbau einer neuen Steuereinheit mit dem üblicherweise mit der Steuereinheit verbundenen Schalteinheit wieder verkoppelt. Auch in diesem Fall ist gewährleistet, dass die neue Steuereinheit die vorhandene Baueinheit aufgrund der durch den Kodierstecker übermittelten Klasse korrekt ansteuert.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Kodierstecker an der Baueinheit unverlierbar befestigt. In diesem Fall kann der Kodierstecker von der Baueinheit zwar abgenommen werden, wird jedoch beispielsweise durch ein entsprechendes Verbindungselement, wie beispielsweise ein flexibles Band, weiterhin unverlierbar an der Baueinheit gehalten. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die Baueinheit und die mit dem Kodierstecker zu verkoppelnde Schalteinheit räumlich relativ nah aneinander angeordnet sind, da in diesem Fall das Verbindungselement nur relativ kurz ausgebildet sein muss. Durch die unverlierbare Befestigung des Kodiersteckers an der Baueinheit ist es ausgeschlossen, dass versehentlich beim Austausch einer Baueinheit ein der neu einzubauenden Baueinheit nicht entsprechender Kodierstecker verwendet wird, so dass die Prozesssicherheit erhöht wird.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Kodierstecker mit einer Kennzeichnung versehen, die die durch seine Betätigungsabschnitte kodierte Klasse kennzeichnet. Bei der Kennzeichnung kann es sich beispielsweise um eine Beschriftung, eine Ein- bzw. Ausprägung oder eine sonstige geeignete Kennzeichnung handeln. Beispielsweise kann die Kennzeichnung durch eine Zahl dargestellt werden, die unmit telbar die Klasse der Baueinheit kennzeichnet. Bevorzugt kann in ähnlicher Weise an der Baueinheit eine Kennzeichnung vorgesehen sein, die die Klasse der Baueinheit kennzeichnet. Auch diese kann beispielsweise wieder als Beschriftung, Ein- oder Ausprägung oder eine sonstige geeignete Kennzeichnung ausgebildet sein. Enthalten sowohl der Kodierstecker als auch die Baueinheit eine entsprechende, von außen sichtbare Kennzeichnung, so kann auf einfache Weise überprüft werden, ob der verwendete Kodierstecker zu der jeweils verwendeten Baueinheit passt, d. h. die in dem Kodierstecker kodierte Klasse tatsächlich der Klasse der verwendeten Baueinheit entspricht.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Schalteinheit an oder in einem die Auswerteeinheit umgebenden Gehäuse vorgesehen. Durch diese integrale Ausbildung von Schalteinheit und Auswerteeinheit ist keine externe Verbindung, beispielsweise ein Kabelbaum oder ähnliches, zwischen der Schalteinheit und der Auswerteeinheit erforderlich.
Alternativ kann die Schalteinheit auch an der Baueinheit festlegbar sein und über eine elektrische Verbindungsleitung, beispielsweise einen Kabelbaum mit der Auswerteeinheit in Verbindung stehen. Insbesondere kann die Schalteinheit an der Baueinheit dadurch festgelegt werden, dass die Schalteinheit mit dem an der Baueinheit befestigten Kodierstecker gekoppelt wird. In diesem Fall ist eine separate Befestigung der Schalteinheit an der Baueinheit nicht erforderlich.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben; in diesen zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Teils eines Kraftfahrzeugs mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Schaltungsanordnung,
2 eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäß ausgebildeten Kodiersteckers sowie einer zugehörigen Schalteinheit im entkoppelten Zustand,
3 eine Schnittdarstellung des Kodiersteckers und der Schalteinheit nach 2 im miteinander verkoppelten Zustand,
4 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäß ausgebildeten Schalteinheit und
5 bis 8 vier perspektivische Darstellungen unterschiedlicher erfindungsgemäß ausgebildeter Kodierstecker.
1 zeigt mit einer Vorderachse 1 verbundene Vorderräder 2 sowie mit einer Hinterachse 3 verbundene Hinterräder 4 eines Kraftfahrzeugs. Das Kraftfahrzeug umfasst weiterhin eine Antriebseinheit 5, die beispielsweise einen Motor sowie ein Getriebe des Kraftfahrzeugs umfasst, durch die ein Drehmoment über eine zentrale Antriebswelle 6 permanent auf die Hinterräder 4 übertragen werden kann.
Weiterhin ist ein Verteilergetriebe 7 vorgesehen, über das zusätzlich, je nach Bedarf, ein Drehmoment von der Antriebseinheit 5 auf die Vorderrä der 2 übertragen werden kann. Auf diese Weise ist somit ein zuschaltbarer Allradantrieb realisierbar.
Das Verteilergetriebe 7 umfasst eine Kupplung 8, die über einen Elektromotor 9 und ein beispielsweise als Schneckengetriebe ausgebildetes Untersetzungsgetriebe 10 betätigbar ist, so dass das Verteilergetriebe 7 eine elektrisch steuerbare Baueinheit bildet. Durch entsprechendes Betätigen des Elektromotors 9 kann somit das von der Kupplung 8 zu übertragende Drehmoment eingestellt werden.
Zur Ansteuerung des Verteilergetriebes 7 ist eine Steuereinheit 11 vorgesehen, das von dem Verteilergetriebe 7 getrennt ausgebildet ist und eine Auswerteeinheit 12 umfasst. Durch die Steuereinheit 11 kann der Elektromotor 9 so angesteuert werden, dass über die Kupplung 8 ein vorgegebenes Soll-Drehmoment auf die Vorderräder 2 übertragen wird. Beispielsweise kann dazu von der Steuereinheit 11 eine Stellgröße des Elektromotors 9, insbesondere ein Drehwinkel, entsprechend dem zu übertragenden Soll-Drehmoment eingestellt werden.
Um eine Einstellung des zu übertragenden Drehmoments gemäß einer solchen Stellgröße zu ermöglichen, ist in der Steuereinheit 11 eine entsprechende Abhängigkeit zwischen dem übertragenen Drehmoment und der Stellgröße des Elektromotors 9 beispielsweise als Kennlinie 13 abgelegt.
Aufgrund von mechanischen Toleranzen innerhalb des Verteilergetriebes 7 können die zu verwendenden Kennlinien 13 bei unterschiedlichen Verteilergetrieben 7 voneinander abweichen. Da das Verteilergetriebe 7 und die zugehörige Steuereinheit 11 üblicherweise getrennt voneinander gefertigt und im Kraftfahrzeug letztlich auch getrennt voneinander angeordnet sind, ist eine werksseitige Einstellung der Kennlinie 13 innerhalb der Steuereinheit 11 auf ein bestimmtes Verteilergetriebe 7 nicht möglich. Es erfolgt daher werksseitig nach Herstellung des Verteilergetriebes 7 eine Klassifizierung der Verteilergetriebe 7 in eine vorgegebene Anzahl von Klassen, wobei diese Klassifizierung beispielsweise von den vorhandenen Fertigungstoleranzen und/oder von der jeweiligen Version des Verteilergetriebes 7 abhängig ist. Für jede der entsprechenden Klassen wird eine Kennlinie 13, 13' erzeugt, durch die die Toleranzen und/oder die Versionen berücksichtigt werden. Jede dieser Kennlinien 13, 13' wird in der Steuereinheit 11 abgelegt, wobei die Kennlinien 13, 13' beispielsweise jeweils als Tabelle, als entsprechende Funktion oder auch durch Näherungswerte abgespeichert werden können.
Nach Herstellen des Verteilergetriebes 7 wird werksseitig durch entsprechende Messverfahren die Klasse des jeweiligen Verteilergetriebes 7 bestimmt. Anschließend wird ein Kodierstecker 14, der eine geometrische Kodierung der Klasse des hergestellten Verteilergetriebes 7 enthält, an der Steuereinheit 11 befestigt, wie dies in 1 in gestrichelter Darstellung angedeutet ist. Durch den an dem Verteilergetriebe 7 befestigten Kodierstecker 14 wird somit die Klasse des Verteilergetriebes 7 eindeutig gekennzeichnet.
Beim Einbau des Verteilergetriebes 7 in ein Kraftfahrzeug wird der an dem Verteilergetriebe 7 befestigte Kodierstecker 14 von diesem abgenommen und mit einer Schalteinheit 15 gekoppelt, die an der Steuereinheit 11 vorgesehen und mit der Auswerteeinheit 12 verbunden ist.
Durch den Kodierstecker 14 wird die Schalteinheit 15 in einen Gesamtschaltzustand verbracht, der in eindeutiger Weise der im Kodierstecker 14 geometrisch gespeicherten Kodierung der Klasse des Verteilergetriebes 7 entspricht, so dass durch die Auswerteeinheit 12 die Klasse des Verteilergetriebes 7 aus dem Kodierstecker 14 ermittelt werden kann. Die Steuereinheit 11 wählt aufgrund der von der Auswerteeinheit 12 ermittelten Klasse die dieser Klasse zugehörige Kennlinie 13, 13' aus, so dass eine korrekte Ansteuerung des Verteilergetriebes 7 durch die Steuereinheit 11 unter Berücksichtigung vorhandener Toleranzen und/oder unterschiedlicher Versionen des Verteilergetriebes 7 gewährleistet ist.
Eine beispielhafte Ausbildung des Kodiersteckers 14 sowie der Schalteinheit 15 ist in den 2 bis 8 dargestellt.
Der Kodierstecker 14 umfasst einen Basisabschnitt 16, an dem ein stiftförmiger Betätigungsabschnitt bzw. zwei stiftförmige Betätigungsabschnitte 17, 18 (siehe 8) ausgebildet sind. 5 zeigt den Sonderfall eines "Blindsteckers", bei dem der Kodierstecker 14 keinen Betätigungsabschnitt besitzt.
Wie den 2 bis 4 zu entnehmen ist, umfasst die Schalteinheit 15 einen als Buchse ausgebildeten Grundkörper 19 mit einem Boden 20 und Seitenwänden 21, wobei im Inneren des Grundkörpers 19 zwei Schaltelemente 22, 22' angeordnet sind.
Die Schaltelemente 22, 22' umfassen jeweils einen feststehenden Schaltkontakt 23 sowie einen flexiblen Schaltkontakt 24, der einen mit dem Boden 20 verbundenen feststehenden Teil 25 und einen sich daran bogenförmig zum Boden hin erstreckenden flexiblen Teil 26 umfasst. Die beiden Schaltkontakte 23, 24 sind dabei so zueinander angeordnet, dass der flexible Teil 26 des flexiblen Schaltkontakts 24 unter Vorspannung an dem feststehenden Schaltkontakt 23 anliegt. Da beide Schaltkontakte 23, 24 aus leitendem Material, beispielsweise aus Metall ausgebildet sind, besteht somit bei der in 2 und 4 gezeigten Anordnung eine leitende Verbindung zwischen den Schaltkontakten 23, 24.
Wie es in 2 durch einen Pfeil 27 angedeutet ist, kann der Kodierstecker 14 in den Innenraum der Schalteinheit 15 eingesetzt werden, so dass der Kodierstecker 14 und die Schalteinheit 15 miteinander gekoppelt werden, wie es in 3 dargestellt ist. In diesem Fall tritt der Betätigungsabschnitt 17 in den Bereich zwischen den beiden Schaltkontakten 23, 24 ein und drückt den flexiblen Teil 26 des flexiblen Schaltkontakts 24 so zurück, dass die Verbindung zwischen den beiden Schaltkontakten 23, 24 getrennt wird. Der Betätigungsabschnitt 17 und insbesondere der gesamte Kodierstecker 14 ist dabei aus einem nicht leitenden Material, wie beispielsweise Kunststoff ausgebildet, um eine elektrische Isolierung zwischen den beiden Schaltkontakten 23, 24 zu erreichen.
Die beiden Schaltkontakte 23, 24 sind mit durch den Boden 20 hindurch reichenden Anschlusselementen 27, 28 verbunden, die mit entsprechenden Eingängen der Auswerteeinheit 12 in Verbindung stehen. Über diese Verbindung kann Auswerteeinheit 12 somit sowohl den geschlossenen als auch den offenen Zustand der Schaltelemente 22, 22 erkennen und auswerten.
Sind, wie in 4 dargestellt, zwei Schaltelemente 22 vorhanden, so können insgesamt vier unterschiedliche Gesamtschaltzustände der Schalteinheit 15 realisiert werden. Die hierfür erforderlichen vier unterschiedlichen Kodierstecker 14 sind in den 5 bis 8 dargestellt. Bei der Verwendung des Blindsteckers nach 5 bleiben auch nach Einsetzen des Kodiersteckers 14 in die Schalteinheit 15 die Schaltkontakte 23, 24 beider Schaltelemente 22, 22' miteinander elektrisch leitend verbunden, so dass dies beispielsweise einer Binärkodierung von "0" entspricht. Dementsprechend ist an einer Seite des Kodiersteckers 14 aus 5 eine entsprechende Beschriftung "0" vorgesehen.
Der Kodierstecker 14 nach 6 enthält hingegen einen Betätigungsabschnitt 17, durch den beim Einsetzen des Kodiersteckers 14 in die Schalteinheit 15 die Schaltkontakte 23, 24 des Schaltelements 22 voneinander getrennt werden. Dies entspricht einer Binärkodierung von "1", so dass an einer Seite des Kodiersteckers 14 der entsprechende Wert "1" als Beschriftung vorgesehen ist.
Bei dem Kodierstecker nach 14 ist in analoger Weise ein Betätigungsabschnitt 18 vorgesehen, der bei einem Einsetzen des Kodiersteckers 14 in die Schalteinheit 15 die Schaltkontakte 23, 24 des Schaltelements 22' voneinander trennt. Dies entspricht somit einer Binärkodierung von "2".
Bei der Ausführungsform nach 8 ist der Kodierstecker 14 mit zwei Betätigungsabschnitten 17, 18 versehen, so dass beim Einsetzen des Kodiersteckers 14 in die Schalteinheit 15 beide Schaltelemente 22, 22' geöffnet werden, was einer Binärkodierung von "3" entspricht.
Um eine eindeutige Kopplung der jeweiligen Kodierstecker 14 mit der Schalteinheit 15 zu erreichen, sind sowohl die Kodierstecker 14 als auch die Schalteinheit 15 mit einer zueinander passenden Abschrägung 29, 30 versehen. Durch diese Abschrägungen 29, 30 ist gewährleistet, dass die Kodierstecker 14 ausschließlich in einer eindeutig vorgegebenen Weise in die Schalteinheit 15 eingesetzt werden können. Selbstverständlich sind anstelle der Abschrägungen 29, 30 auch sonstige geeignete Maßnahmen möglich, durch die eine eindeutige Kopplung der Kodierstecker 14 mit der Schalteinheit 15 gewährleistet ist.
Jeder der erzeugbaren Gesamtschaltzustände der Schalteinheit 15 entspricht genau einer der möglichen Klassen des Verteilergetriebes 7, so dass beispielsweise durch eine entsprechende innerhalb der Auswerteeinheit 12 abgelegte Zuordnungstabelle aus dem ermittelten Gesamtschaltzustand die jeweilige durch den Kodierstecker 14 vorgegebene Klasse des Verteilergetriebes 7 ermittelbar ist. Sind mehr als vier mögliche Klassen vorhanden, so können entweder eine größere Anzahl von Schaltelementen 22, 22' vorgesehen oder Schaltelemente 22, 22' verwendet werden, die nicht nur zwei sondern mehr Schaltzustände ermöglichen. Um in allen Fällen eine zuverlässige Zuordnung des korrekten Kodiersteckers 14 zu dem jeweils verwendeten Verteilergetriebe 7 zu erreichen, kann der Kodierstecker 14 beispielsweise über ein Verbindungselement 31, beispielsweise ein seilförmiges Verbindungselement, verliersicher mit dem Verteilergetriebe 7 verbunden sein, auch wenn der Kodierstecker 14 mit der an der Steuereinheit 11 vorgesehenen Schalteinheit 15 gekoppelt ist.

1: Vorderachse
2: Vorderräder
3: Hinterachse
4: Hinterräder
5: Antriebseinheit
6: Antriebswelle
7: Verteilergetriebe (elektrisch steuerbare Baueinheit)
8: Kupplung
9: Elektromotor
10: Untersetzungsgetriebe
11: Steuereinheit
12: Auswerteeinheit
13, 13': Kennlinien
14: Kodierstecker
15: Schalteinheit
16: Basisabschnitt
17: Betätigungsabschnitt
18: Betätigungsabschnitt
19: Grundkörper
20: Boden
21: Seitenwände
22, 22': Schaltelemente
23: feststehender Schaltkontakt
24: flexibler Schaltkontakt
25: feststehender Teil des flexiblen Schaltkontakts
26: flexibler Teil des flexiblen Schaltkontakts
27: Anschlusselement
28: Anschlusselement
29: Abschrägung
30: Abschrägung
31: Verbindungselement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10333651 A1 [0005]

Claims

Schaltungsanordnung für Kraftfahrzeuge zur Kennzeichnung einer von mehreren Varianten einer elektrisch steuerbaren Baueinheit (7), wobei die möglichen Varianten der Baueinheit (7) unterschiedlichen Klassen entsprechen, die insbesondere aufgrund einer toleranzbezogenen Klassifizierung der Baueinheiten (7) definiert sind, mit einem Kodierstecker (14), durch den die aktuelle Klasse der Baueinheit (7) eindeutig definiert ist, und mit einer Auswerteeinheit (12), mit der abhängig von dem Kodierstecker (14) die aktuelle Klasse der Baueinheit (7) ermittelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (12) mit einer Schalteinheit (15) verbunden ist, dass die Schalteinheit (15) mehrere Schaltelemente (22, 22') umfasst, die jeweils zwischen unterschiedlichen Schaltzuständen umschaltbar sind, wodurch sich für die Schalteinheit (15) eine Vielzahl von unterschiedlichen Gesamtschaltzuständen ergibt, dass der Kodierstecker (14) Betätigungsabschnitte (17, 18) umfasst, durch die die aktuelle Klasse der Baueinheit (7) eindeutig geometrisch kodiert ist, dass der Kodierstecker (14) mit der Schalteinheit (15) koppelbar ist, dass beim Verkoppeln des Kodiersteckers (14) mit der Schalteinheit (15) die Schaltelemente (22, 22') durch die Betätigungsabschnitte (17, 18) betätigt werden, so dass sich ein eindeutiger Gesamtschaltzustand der Schalteinheit (15) ergibt, und dass durch die Auswerteeinheit (12) der Gesamtschaltzustand der Schalteinheit (15) erfassbar und aufgrund des erfassten Gesamtschaltzustandes die aktuelle Klasse der Baueinheit (7) ermittelbar ist.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltelemente (22, 22') jeweils zwischen zwei Schaltzuständen umschaltbar sind.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der insgesamt einstellbaren Gesamtschaltzustände mindestens der Anzahl der vordefinierten Klassen der Baueinheiten (7) entspricht.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der insgesamt einstellbaren Gesamtschaltzustände gleich der Anzahl der vordefinierten Klassen der Baueinheiten (7) ist.
Schaltungsanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Schaltelemente (22, 22') jeweils zwei Schaltkontakte (23, 24) umfasst, die miteinander in leitender Verbindung stehen, wenn der Kodierstecker (14) und die Schalteinheit (15) voneinander entkoppelt sind, und dass zumindest ein Teil der Betätigungsabschnitte (17, 18) zum jeweiligen Trennen der Schaltkontakte (23, 24) ausgebildet ist.
Schaltungsanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Schaltelemente jeweils zwei Schaltkontakte umfasst, die voneinander getrennt sind, wenn der Kodierstecker und die Schalteinheit voneinander entkoppelt sind, und dass zumindest ein Teil der Betätigungsabschnitte zum jeweiligen leitenden Verbinden der Schaltkontakte ausgebildet ist.
Schaltungsanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Betätigungsabschnitte (17, 18) aus nicht leitendem Material, insbesondere aus Kunststoff ausgebildet ist.
Schaltungsanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Betätigungsabschnitte aus elektrisch leitendem Material, insbesondere aus Metall ausgebildet ist.
Schaltungsanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die geometrische Kodierung durch die Form und die Position der Betätigungsabschnitte (17, 18) definiert ist.
Schaltungsanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kodierstecker (14) an der Baueinheit (7) abnehmbar befestigt ist.
Schaltungsanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kodierstecker (14) an der Baueinheit (7) unverlierbar befestigt ist.
Schaltungsanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kodierstecker (14) mit einer Kennzeichnung versehen ist, die die durch seine Betätigungsabschnitte (17, 18) kodierte Klasse kennzeichnet.
Schaltungsanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Baueinheit (7) eine Kennzeichnung vorgesehen ist, die die Klasse der Baueinheit (7) kennzeichnet.
Schaltungsanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinheit (15) an oder in einem die Auswerteeinheit (12) umgebenden Gehäuse vorgesehen ist.
Schaltungsanordnung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinheit an der Baueinheit festlegbar ist und über eine elektrische Verbindungsleitung mit der Auswerteeinheit in Verbindung steht.
Schaltungsanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (12) mit einer Steuereinheit (11) für die Baueinheit (7) in Verbindung steht oder Teil der Steuereinheit (11) ist.