DE102021104111A1 - Gear selection device for a vehicle, in particular for a vehicle with an automatic transmission - Google Patents
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Abstract
Die Gangwahlvorrichtung (10) für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Fahrzeug mit Automatik-Getriebe, weist einen Gangwahlhebel (12), der manuell in eine von mehreren Gangwahlpositionen bewegbar ist, und eine Kodiervorrichtung (26) zur Kodierung jeder Gangwahlposition in Form verschiedener Bitwörter (54) auf, von denen jeweils zwei beliebige Bitwörter (54) eine Hammingdistanz von mindestens zwei aufweisen.The gear selection device (10) for a vehicle, in particular for a vehicle with an automatic transmission, has a gear selection lever (12) which can be manually moved into one of several gear selection positions, and a coding device (26) for coding each gear selection position in the form of various bit words ( 54), of which any two bit words (54) have a Hamming distance of at least two.
Description
Die Erfindung betrifft eine Gangwahlvorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Fahrzeug mit Automatik-Getriebe.The invention relates to a gear selection device for a vehicle, in particular for a vehicle with an automatic transmission.
Aufgrund der zunehmenden Anzahl an Bedienelementen im Bereich der Mittelkonsole geht man mitunter dazu über, beispielsweise den Gangwahlhebel im Bereich hinter dem Lenkrad anzuordnen, wie es früher bei Fahrzeugen mit Schaltgetriebe üblich war (Lenkrad- oder Lenkstockschaltung, siehe z.B.
Eine Gangwahlvorrichtung mit einer elektronischen Kodierung der einzelnen Gangwahlpositionen eines Gangwahlschalters bei einer aus Sicherheitsgründen großen Hammingdistanz zwischen den Kodierungwörtern für die einzelnen Gangwahlpositionen ist aus
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine einfache Konstruktion für eine platzsparend anzuordnende Gangwahlvorrichtung zu schaffen.The object of the invention is therefore to create a simple construction for a gear selection device that can be arranged in a space-saving manner.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung eine Gangwahlvorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Fahrzeug mit Automatik-Getriebe, mit
- - einem Gangwahlhebel, der manuell in eine von mehreren Gangwahlpositionen bewegbar ist, und
- - einer Kodiervorrichtung zur Kodierung jeder Gangwahlposition in Form verschiedener Bitwörter, von denen jeweils zwei beliebige Bitwörter eine Hammingdistanz von mindestens zwei aufweisen,
- - wobei jedes Bitwort aus einer Anzahl B von Bites besteht und mit dem Gangwahlhebel eine Anzahl P von Gangwahlpositionen einstellbar sind und
- - wobei B = n x P ist, mit n als ganze natürliche Zahl größer oder gleich 1 oder größer oder gleich 2 oder größer oder gleich 3 und mit n insbesondere gleich 2 oder 3.
- - A gear selector lever which can be manually moved into one of several gear selection positions, and
- - a coding device for coding each gear selection position in the form of different bit words, of which any two bit words have a Hamming distance of at least two,
- - Each bit word consists of a number B of bits and a number P of gear selection positions can be set with the gear selector lever and
- where B = nx P, with n as a whole natural number greater than or equal to 1 or greater or equal to 2 or greater than or equal to 3 and with n in particular equal to 2 or 3.
Die erfindungsgemäße Gangwahlvorrichtung weist einen Gangwahlhebel auf, der manuell in einer von mehreren Gangwahlpositionen bewegbar ist. Bei diesem Gangwahlhebel kann es sich beispielsweise um einen Schiebeschalter oder einen Kipphebel handeln. Der Gangwahlhebel kann alternativ aber auch derart konstruiert sein, dass er nach einer Betätigung, d. h., nach einer Bewegung aus einer Ruheposition, in eine Gangwahlposition anschließend sich aus dieser wieder automatisch in die Ruheposition zurückbewegt.The gear selection device according to the invention has a gear selection lever which can be moved manually in one of several gear selection positions. This gear selector lever can be, for example, a slide switch or a toggle lever. Alternatively, however, the gear selector lever can also be constructed in such a way that, after an actuation, d. i.e., after a movement from a rest position into a gear selection position, it then automatically moves back from this position into the rest position.
Die Schaltwege des Gangwahlhebels sind vorzugsweise äußerst klein. Die einzelnen Gangwahlpositionen müssen demzufolge genauestens kodiert sein, um dann die entsprechenden Kodierungen an eine Steuerschaltung weitergeben zu können, die das insbesondere Automatik-Getriebe entsprechend ansteuert. Daher weist die erfindungsgemäße Gangwahlvorrichtung eine Kodiervorrichtung zur Kodierung jeder Gangwahlposition in Form verschiedener Bitwörter auf, wobei jeweils zwei beliebige verschiedene Bitwörter sich um eine Hammingdistanz von mindestens zwei und vorzugsweise von mindestens vier voneinander unterscheiden.The shift paths of the gear selector lever are preferably extremely small. The individual gear selection positions must therefore be coded very precisely in order to then be able to pass on the corresponding codings to a control circuit which controls the automatic transmission, in particular, accordingly. The gear selection device according to the invention therefore has a coding device for coding each gear selection position in the form of different bit words, any two different bit words differing from one another by a Hamming distance of at least two and preferably at least four.
Dem Umstand, dass aus Bedienkomfort- und Platzgründen bei der erfindungsgemäßen Gangwahlvorrichtung seitens des Gangwahlhebels nur kurze Wege zurückgelegt werden, um die unterschiedlichen Gangwahlpositionen manuell anzufahren, wird hinsichtlich der Kodierung dadurch Rechnung getragen, dass die Hammingdistanz zwischen jeweils zwei beliebigen der Bitwörter mindestens zwei beträgt. Damit kann man trotz kurzer Schaltwege die unterschiedlichen Gangwahlpositionen zuverlässig voneinander elektronisch unterscheiden.The fact that, for reasons of ease of use and space, in the gear selector device according to the invention, the gear selector lever only covers short distances in order to manually approach the different gear selection positions is taken into account with regard to the coding in that the Hamming distance between any two of the bit words is at least two. This means that the different gear selection positions can be reliably distinguished electronically from one another despite the short shifting travel.
Die erfindungsgemäß vorgesehene Hammingdistanz von mindestens zwei zwischen jeweils zwei beliebigen der Bitwörter wird dadurch realisiert, dass die Bitwörter eine Anzahl von Bits aufweisen, die zumindest gleich der Anzahl von Gangwahlpositionen ist. Beispielsweise würde man also nach der Erfindung Bitwörter mit vier Bits verwenden, wenn sich mit dem Gangwahlhebel vier Gangwahlpositionen einstellen lassen. Die einzelnen Bitwörter würden sich dann in jeweils zwei Bits voneinander unterscheiden. Mit einem Bitwort mit vier Bits lassen sich selbstverständlich mehr als vier Bitwörter mit Hammingdistanz von mindestens zwei generieren. Angesichts allerdings der vereinfachten konstruktiven Konstruktion ist es der Verdienst der Erfindung, die Mechanik sozusagen auf Kosten der Elektronik vereinfacht zu haben. Wenn man für die Realisierung einer Hammingdistanz von mindestens zwei bei vier verschiedenen Gangwahlpositionen mit Bitwörtern mit jeweils drei Bits arbeiten würde, so wäre dies elektronisch sicherlich möglich. Konstruktiv eine mechanische Kodiervorrichtung zu realisieren, die auf engstem Raum diese Vielzahl von elektronischen Kodierungen mechanisch gewährleistet, ist allerdings aufwendig.The Hamming distance provided according to the invention of at least two between any two of the bit words is realized in that the bit words have a number of bits which is at least equal to the number of gear selection positions. For example, one would use bit words with four bits according to the invention if four gear selection positions can be set with the gear selector lever. The individual bit words would then differ from one another in two bits each. With a bit word with four bits, more than four bit words with a Hamming distance of at least two can of course be generated. In view of the simplified structural design, however, it is the merit of the invention to have simplified the mechanics, so to speak, at the expense of the electronics. If you want to implement a Hamming distance of at least two with four different gear selection positions with bit words each with three bits would work, this would certainly be possible electronically. To constructively implement a mechanical coding device that mechanically ensures this multitude of electronic codings in a very small space is, however, complex.
Daher wird mit der Erfindung vorgeschlagen, Bitwörter für die Kodierung einzusetzen, die mehr Bits umfassen, als unterschiedliche Kodierwörter mit Hammingdistanz von mindestens zwei erforderlich sind.It is therefore proposed with the invention to use bit words for the coding which comprise more bits than different coding words with a Hamming distance of at least two are required.
Die „Wahrheitstabelle“ zur Beschreibung der Zuordnung der Gangwahlpositionen zu den Bitwörtern ist somit z.B. wie folgt:
Tabelle 1
Die Betätigung des Gangwahlhebels, d.h. dessen Überführung aus der Ruheposition in eine von mehreren Gangwahlpositionen kann direkt in eine Änderung des Getriebezustandes umgesetzt werden, was typischerweise mechanisch und kraftunterstützend erfolgt. Unter dem Begriff Gangwahlvorrichtung ist erfindungsgemäß verallgemeinert eine Vorrichtung zu verstehen, mit der der Fahrerwunsch bezgl. der Änderung des Ganges definiert wird, der, wenn der aktuelle Betriebszustand des Fahrzeugs es erlaubt, von einer Steuerelektronik bestätigt wird, so dass erst dann der Fahrerwunsch umgesetzt wird. Während das zuvor Gesagte in erster Linie für Fahrzeuge mit voll- oder halbautomatischen Schaltgetriebe gilt, existiert aber auch bei (reinen) E-Fahrzeugen insofern eine Gangwahlvorrichtung, als zwischen Vorwärts- und Rückwärtsfahrt, Leerlauf und Parken umgeschaltet werden kann. Auch kann bei Fahrzeugen mit einem E-Motor (u.a. neben einem Verbrennungsmotor) fahrerseitig eingestellt werden, ob und, wenn ja, wie stark das Fahrzeug beim „Segeln“ abbremsen soll (wie es von Motorbremsen her bekannt ist). Auch diese Einstellung des Fahrmodus wird als „Gangwahl“ im Sinne der Erfindung verstanden.The actuation of the gear selector lever, i.e. its transfer from the rest position to one of several gear selector positions, can be converted directly into a change in the transmission state, which is typically done mechanically and with power assistance. According to the invention, the term gear selection device is generally understood to mean a device with which the driver's request with regard to the change of gear is defined, which, if the current operating state of the vehicle permits, is confirmed by control electronics so that the driver's request is only implemented then . While what has been said above applies primarily to vehicles with fully or semi-automatic gearboxes, there is also a gear selector for (pure) electric vehicles insofar as it is possible to switch between driving forwards and backwards, idling and parking. In the case of vehicles with an electric motor (e.g. in addition to an internal combustion engine), the driver can also set whether and, if so, how hard the vehicle should brake when "sailing" (as is known from engine brakes). This setting of the driving mode is also understood as “gear selection” within the meaning of the invention.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Kodiervorrichtung ein erstes Kodierelement, das an dem Gangwahlhebel angeordnet ist oder von diesem bei seiner Bewegung in eine der Gangwahlpositionen überführbar ist, und pro Gangwahlposition eine Gruppe von mindestens zwei zweiten Kodierelementen aufweist, von denen jedes zweite Kodierelement bei Einnahme einer Gangwahlposition seitens des Gangwahlhebels jeweils in Wirkverbindung mit dem ersten Kodierelement steht, wobei solche zweiten Kodierelemente, die nicht in Wirkverbindung mit dem ersten Kodierelement stehen, Bits des Bitworts repräsentieren, die den logischen Wert 0 aufweisen, und solche zweiten Kodierelemente, die in Wirkverbindung mit dem ersten Kodierelement stehen, Bits des Bitworts repräsentieren, die den logischen Wert 1 aufweisen. Es hat sich als ausreichend herausgestellt, wenn jede Gruppe von zweiten Kodierelementen ein Paar zweiter Kodierelemente aufweist, womit sich eine Hammingdistanz von vier einstellt.In a further advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the coding device has a first coding element, which is arranged on the gear selector lever or can be transferred by this during its movement into one of the gear selection positions, and a group of at least two second coding elements per gear selection position, of which every second coding element is in operative connection with the first coding element when the gear selector lever assumes a gear selection position, with those second coding elements that are not in operative connection with the first coding element representing bits of the bit word that have the
Die zuvor beschriebene Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht durch die Vergrößerung der Hammingdistanz eine erhöhte Sicherheit, was die Kodierung und deren Erkennung sowie die Fehlererkennung anbelangt. All diese Vorzüge werden durch eine nur geringfügige Erhöhung der Aufwendungen bei der Konstruktion erzielt. Denn nun bedarf es lediglich der Realisierung einer insoweit „doppelten Sensorik“ pro Gangwahlposition. Das aber lässt sich besonders einfach realisieren, wenn die ersten Kodierelemente in jeder Gangwahlposition mit den betreffenden zweiten Kodierelementen der Kodiervorrichtung optisch in Wirkverbindung stehen, da man in diesem Fall beispielsweise sogenannte Duallichtschranken einsetzen kann, die einen einzigen Sender und zwei Empfänger aufweisen. Derartige optische Bauelemente sind im Handel erhältlich. Die Verwendung einer derartigen „doppelten Sensorik“ hat darüber hinaus den Vorteil, dass sich nun auch erkennen lässt, aus welcher Richtung die jeweilige Gangwahlposition angefahren wird.By increasing the Hamming distance, the embodiment of the invention described above enables increased security with regard to the coding and its detection as well as the error detection. All of these benefits are achieved with only a slight increase in construction costs. Because now all that is required is the implementation of a “double sensor system” for each gear selection position. However, this can be implemented particularly easily if the first coding elements are optically operatively connected in each gear selection position with the relevant second coding elements of the coding device, since in this case, for example, so-called dual light barriers can be used, which have a single transmitter and two receivers. Such optical components are commercially available. The use of such a “double sensor system” also has the advantage that it can now also be recognized from which direction the respective gear selection position is approached.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Duallichtschranken entlang zweier mit gleichbleibendem Abstand zueinander verlaufenden Reihen jeweils aufeinanderfolgend und im Abstand zueinander angeordnet sind, wobei die Duallichtschranken der einen Reihe in Höhe von Zwischenräumen zwischen den Duallichtschranken der anderen Reihe angeordnet sind, und dass die Blende zwei Blendenteile mit jeweils einer Öffnung aufweist. Die Anordnung der Duallichtschranken auf zwei typischerweise zueinander parallelen Reihen verteilt und auf gegenseitige Lücke gesetzt hat den Vorteil der platzsparenden Anordnung, wodurch wiederum eine kompakte Bauform gegeben ist.In a further advantageous embodiment of the invention, provision can be made for the dual light barriers to be arranged successively and at a distance from one another along two rows that run at a constant distance from one another, the dual light barriers of one row being arranged at the level of gaps between the dual light barriers of the other row, and that the aperture has two aperture parts, each with an opening. The arrangement of the dual light barriers on two typically Distributed parallel rows and placed on mutual gaps has the advantage of space-saving arrangement, which in turn gives a compact design.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Öffnungen in den beiden Blendenteilen auf gleicher Höhe angeordnet sind oder bezogen auf die Vor- und Zurückbewegungsrichtungen der Blende entlang einer zu diesen Bewegungsrichtungen orthogonalen Achse miteinander fluchtend ausgerichtet sind.In a further advantageous embodiment of the invention it can be provided that the openings in the two diaphragm parts are arranged at the same height or are aligned with one another in relation to the forward and backward directions of movement of the diaphragm along an axis orthogonal to these directions of movement.
Die Gruppen von zweiten Kodierelementen bilden zweckmäßigerweise jeweils aufeinanderfolgende Bits der Bitwörter.The groups of second coding elements expediently each form successive bits of the bit words.
Die ersten und zweiten Kodierelemente der Kodiervorrichtung können optisch, kapazitiv, induktiv, akustisch oder elektrisch in Wirkverbindung stehen.The first and second coding elements of the coding device can be in operative connection optically, capacitively, inductively, acoustically or electrically.
Des Weiteren kann es zweckmäßig sein, wenn der Encoder auf der Unterseite eines beispielsweise als Platine ausgebildeten Trägerelements angeordnet ist, wobei der Gangwahlhebel sich durch eine Öffnung in dem Trägerelement erstreckt. Auf der Oberseite des Trägerelements befindet sich dann beispielsweise ein Schaltergehäuse für den Gangwahlhebel, in dem dieser beispielsweise kippbar oder verschiebbar gelagert ist.Furthermore, it can be expedient if the encoder is arranged on the underside of a carrier element designed, for example, as a circuit board, the gear selector lever extending through an opening in the carrier element. On the upper side of the carrier element there is then, for example, a switch housing for the gear selector lever, in which the latter is mounted such that it can be tilted or displaced, for example.
Mithilfe des Gangwahlhebels lässt sich ein Bauteil der Kodiervorrichtung bewegen, das die Wirkverbindung zwischen einem ersten Kodierelement und den diesem zugeordneten zweiten Kodierelementen, die allesamt wiederum einer Gangwahlposition des Gangwahlhebels zugeordnet sind, selektiv freigibt (wie beispielsweise bei einer dauerhaft bestehenden optischen Kopplung des ersten Kodierelements mit den betreffenden zweiten Kodierelementen, während die ersten und zweiten Kodierelemente, die den anderen Gangwahlpositionen des Hebels zugeordnet sind, blockiert sind) oder selektiv aktiviert, grundsätzlich also die Kodierelemente, die sämtlichen anderen Gangwahlpositionen des Gangwahlhebels zugeordnet sind, deaktiviert sind, so dass immer nur die Wirkverbindung derjenigen Kodierelemente aktiviert ist, die der aktuell eingestellten Gangwahlposition zugeordnet sind (was z.B. im Falle einer kapazitiven, induktiven, akustischen oder elektrischen Wirkverbindung gegeben ist, aber nicht notwendigerweise gegeben sein müsste).With the aid of the gear selector lever, a component of the coding device can be moved that selectively releases the operative connection between a first coding element and the second coding elements assigned to it, all of which are in turn assigned to a gear selection position of the gear selector lever (such as, for example, with a permanently existing optical coupling of the first coding element the relevant second coding elements, while the first and second coding elements, which are assigned to the other gear selection positions of the lever, are blocked) or selectively activated, i.e. basically the coding elements, which are assigned to all other gear selection positions of the gear selection lever, are deactivated, so that only the Active connection of those coding elements is activated which are assigned to the currently set gear selection position (which is the case, for example, in the case of a capacitive, inductive, acoustic or electrical operative connection, but not necessarily g should be given).
Die Erfindung wird nachfolgend anhand zwei Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Im Einzelnen zeigen dabei:
-
1 eine schematische Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Gangwahlvorrichtung, -
2 (a) bis (e) eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiel der Kodiervorrichtung der erfindungsgemäßen Gangwahlvorrichtung und -
3 (a) bis (e) ein zweites Ausführungsbeispiel der Kodiervorrichtung der erfindungsgemäßen Gangwahlvorrichtung.
-
1 a schematic side view of an embodiment of the gear selection device according to the invention, -
2 (a) to (e) a schematic representation of a first embodiment of the coding device of the gear selection device according to the invention and -
3 (a) to (e) a second embodiment of the coding device of the gear selection device according to the invention.
In
An der Unterseite
In
In
Auf gleicher Art und Weise stellen sich dann die Situationen dar, wenn der Kipphebel die Positionen 2, -1 oder -2 einnimmt.The situations are presented in the same way when the rocker arm is in
Wie anhand von
Die „Wahrheitstabelle“ zur Beschreibung der Zuordnung der Gangwahlpositionen zu den Bitwörtern ist somit z.B. wie folgt:
Tabelle 2
Die
Ein erstes Kodierelement
Wie in
Die Erfindung wurde vorstehend anhand des Beispiels beschrieben, in dem mittels des Gangwahlhebels
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- GangwahlvorrichtungGear selection device
- 1212th
- GangwahlhebelGear selector lever
- 1414th
- Kipphebelrocker arm
- 1616
- Gehäusecasing
- 1818th
- OberseiteTop
- 2020th
- Platinecircuit board
- 2222nd
- TrägerelementSupport element
- 2424
- Unterseitebottom
- 2525th
- Schlittensleds
- 2626th
- KodiervorrichtungCoding device
- 26'26 '
- KodiervorrichtungCoding device
- 2828
- Elementelement
- 3030th
- Gehäusecasing
- 3232
- Kopplung von Gangwahlhebel mit dem Element (Schlitten)Coupling of the gear selector lever with the element (slide)
- 3434
- LichtschrankePhotoelectric barrier
- 3636
- LichtschrankePhotoelectric barrier
- 3838
- mittlere Lichtschrankemiddle light barrier
- 4040
- LichtschrankePhotoelectric barrier
- 4242
- LichtschrankePhotoelectric barrier
- 4444
- erstes Kodierelementfirst coding element
- 44'44 '
- erstes Kodierelementfirst coding element
- 4646
- zweites Kodierelementsecond coding element
- 46'46 '
- zweites Kodierelementsecond coding element
- 4848
- Blendecover
- 4949
- Blendecover
- 5050
- Stegweb
- 5151
- Stegweb
- 5252
- erste Aussparung des Stegsfirst recess of the bridge
- 5353
- zweite Aussparung des Stegssecond recess of the web
- 5454
- BitwortBit word
- 6060
- ElektrodenElectrodes
- 6262
- ElektrodenElectrodes
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R012 | Request for examination validly filed | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: BHTC GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: BEHR-HELLA THERMOCONTROL GMBH, 70469 STUTTGART, DE Owner name: BEHR-HELLA THERMOCONTROL GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: BEHR-HELLA THERMOCONTROL GMBH, 70469 STUTTGART, DE |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: BHTC GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: BEHR-HELLA THERMOCONTROL GMBH, 59557 LIPPSTADT, DE |