线控换档系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于机动车的线控换档系统(1)，该线控换档系统具有变速器控制装置(2)以及通过电连接(7)与该变速器控制装置可操作地连接的操纵组件(3)，其中，所述操纵组件(3)设计为，借助于变速杆和至少一个传感器(4c)产生取决于与变速杆位置相应的驾驶员意愿的信号，其中，所述操纵组件(3)还具有控制器单元(5)，借助于该控制器单元将基于信号的信息通过电连接(7)通信传输到所述变速器控制装置(2)上，其中，所述变速器控制装置(2)通过电连接(7)远程监控操纵组件(3)中的控制器单元(5)，其中，所述电连接(7)是对于基于信号的信息和远程监控的共用的通信线路。
【专利说明】线控换档系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种按权利要求1的前序部分所述的、尤其用于机动车的线控换档系统。
【背景技术】
[0002]在现有技术中，例如由专利文献DElO 2005 008 383A1充分公开了用于机动车的线控换档系统，所述专利文献记载了一种用于与这种线控换档装置一起使用的操纵装置。
[0003]这种类型的系统具有用于与驾驶员交互作用的操纵组件，例如变速杆模块，该操纵组件为此配备有换档杆或变速杆。借助于操纵组件的变速杆和所属的传感装置，可以检测有关待通过变速器实现的运行状态的驾驶员意愿并且传输到变速器控制装置上。这种类型的系统为传输使用无力的、尤其是纯电的传输方式，即“线控”。
[0004]在现代的系统中常见的是，通过CAN-总线或其CAN-接口将操纵组件与变速器控制设备的控制装置连接，以便向控制装置传输有关变速杆的必需的位置信息或者建立可操作的连接。例如专利文献DE199 63 782B4揭示了这种类型的解决方案。为了确保必须的故障安全性，在此在操纵组件上通常设置尤其是形式为共同控制器或看门狗的安全-部件，其监控提供待通过CAN-总线传输的信息的控制器。
[0005]在此缺点是，这种系统架构耗费并且昂贵。
[0006]由DE100 30 085A1已知这种类型的电子变速器控制设备，其一方面具有用于控制变速器促动器的独立的控制处理器，另一方面具有用于其它变速器功能的独立的控制处理器。这些控制处理器这样相互耦联，使得这些控制处理器相互监控按规定的功能。
【发明内容】
[0007]由此出发，本发明的目的是提供一种线控换档系统，该线控换档系统能通过更简单的结构并且特别廉价地实现。
[0008]按照本发明，该目的通过权利要求1的特征达到。有利的实施形式和扩展设计是从属权利要求的主题。
[0009]按本发明建议一种用于机动车的线控换档系统，其中，该线控换档系统尤其可以设计用于与自动的变速器，例如机动车的自动换档变速器或多档自动变速器或CVT-变速器一起使用。
[0010]线控换档系统具有变速器控制装置或者TCU以及通过电连接与变速器控制装置可操作地连接或能交互作用的操纵组件。在此，变速器控制装置可以是机电的变速器控制设备，尤其是集成式的机电的变速器控制设备的组成部分，其中，变速器控制装置的控制电路优选借助于变速器控制装置的微控制器实现。
[0011]优选尤其一体地构造为变速杆模块的操纵组件具有变速杆或用户干涉元件，并且设计为，借助于变速杆和至少一个传感器，尤其是传感器阵列产生取决于与变速杆位置相对应的驾驶员意愿的信号。在此，传感器例如可以是霍尔传感器、电感式传感器、滑动接触器、光学的传感器、终端接触开关或其它的接收器，例如也可以是上述传感器的组合，其尤其在操纵过程中检测变速杆位置并且发出相应的测量信号。
[0012]此外，操纵组件具有尤其是形式为μ控制器的控制器单元，该控制器单元尤其还提供通信和评估功能或者构成通信和评估计算机。控制器单元优选可以借助于专用集成电路ASIC形成。
[0013]借助于控制器单元，基于信号的信息被通信传输到变速器控制装置，也就是通过电连接通信传输到变速器控制装置。为此，控制器单元可以处理和评估测量信号并且可以适当地为控制装置提供与变速杆位置相应的信息，该信息通过电连接被传输。以此为基础，变速器控制装置能够开启希望的变速器运行状态，例如挂入行驶档位或者选择传动比。
[0014]为了创造一种能特别廉价地实现的线控系统规定，变速器控制装置通过电连接远程监控操纵组件中的控制器单元。因此可以无替代地省去操纵组件的在现有技术中设置的、在原地监控控制器单元的昂贵的安全-部件。
[0015]按照本发明，设置通信线路作为电连接，在该通信线路上一方面传输基于特定的变速杆位置的驾驶员意愿的信号，另一方面传输基于远程监控的信号。对于概念“信号”在此理解为通过信号传输的信息，也就是有关变速杆位置和有关远程监控的信息借助于信号被传输。因此，两个信号通过共用的通信线路传导。
[0016]通过使用高效率的T⑶-控制器来监控操纵组件的控制器单元，也就是在通过电连接远程监控的情形下，还可以在线控换档系统中实施广泛的询问应答程序，也就是一种扩展的通信，这种扩展的通信超越了迄今常见的、在安全共同处理器或看门狗和控制器单元之间简单的签名询问应答，并且由此使安全性或系统可用性最大化。
[0017]在本发明的范畴内设计为，变速器控制装置为了远程监控实施有看门狗-功能，该看门狗-功能尤其是智能的看门狗的功能，并且此外控制器单元实施有与变速器控制装置的看门狗-功能共同起作用的看门狗-功能，用于远程监控控制器单元。智能的看门狗的功能优选通过变速器控制装置和控制器单元之间的质询-应答方案或者询问应答交互实现。在此，变速器控制装置提出问题，该问题通过电连接传输，在控制器单元方面被正确地回答。在发现故障情况时，可以执行为此设置的差错恢复程序，例如启动复位。通过智能的看门狗可有利地实现高的故障安全性。
[0018]为了远程监控设计为，控制器单元具有程序代码，该程序代码设计成为了远程监控而被执行并且为了远程监控与变速器控制装置的、被执行的程序代码共同起作用。相应的程序代码例如可以以简单的方式存储在设计为专用集成电路ASIC的控制器中。
[0019]在本发明的范畴中还建议，为了远程监控将电连接构造为总线，其中，变速器控制装置通过构造为总线的电连接远程监控控制器单元，尤其是通过LIN-总线、CAN-总线或者专用总线远程监控控制器单元。
[0020]为了提供特别廉价的线控换档系统，在此设计为，在没有操纵组件和变速器控制装置之间昂贵的CAN-接口的情况下实现远程监控并且尤其也实现基于驾驶员意愿的、与变速杆位置有关的信息的传输。通过这样的缩减可以实现显著的节约，例如没有CAN-部件的控制器模块可以明显更小地构造并且由此更廉价地设计。
[0021]电连接或可操作的连接优选借助于至少一个LIN-总线和/或借助于至少一个专用总线实现，在LIN-总线中，变速器控制装置优选起主控制装置的作用，而控制器单元起从控制器的作用。尤其是专用总线允许在其实施中考虑变速器控制装置和控制器单元之间实际的通信或交互需求，并因此符合需要并且廉价地被设计，也就是“精益”。专用通信协议为此例如能够以简单的方式存储在形式为专用集成电路ASIC的控制器模块中。
[0022]通常可以例如根据所需的安全水平和冗余度设计为，控制器单元通过第一总线系统的接口将取决于驾驶员意愿的信息通信传输到变速器控制装置，例如通过专用总线，并且通过第二总线系统的接口被远程监控，例如通过LIN-总线。当然也可以考虑的是，通过用于远程监控的总线或者接口一起传输取决于驾驶员意愿的信息。接口优选是异步的接□。
[0023]在此，远程监控可以借助于至少一个双向的接口或者借助于至少两个单向的接口被设置，通过至少一个单向的接口，也就是在从控制器单元到变速器控制装置的方向上传输信息，例如也通过用于远程监控的接口之一传输信息。用于传输基于信号的信息的接口例如可以有利地简单实现为PWM-接口。
[0024]本发明的其它特征和优点由以下对本发明的实施例的描述、根据示出了本发明重要的细节的附图以及由权利要求得出。各个特征本身可以单独或者多个以任意的组合在本发明的变型中实现。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]以下参照附图详细说明本发明的优选实施形式。在附图中:
[0026]图1示例性地和示意性地示出了按本发明的一种可能的实施形式的线控换档系统。
【具体实施方式】
[0027]在以下的附图描述中，相同的元件或功能以相同的附图标记表示。
[0028]图1示例性地和示意性地示出了线控换档系统1，带有机动车的变速器控制设备的变速器控制装置或者TCU2以及带有操纵组件或者变速杆模块3。
[0029]变速杆模块3设计为，借助于每个变速杆模块3的操纵元件，尤其是变速杆以及传感装置4检测有关变速器的运行状态的驾驶员意愿，也就是有关变速杆的位置的驾驶员意愿。为了检测变速杆位置，传感装置4具有多个分别设置在传感器阵列4a，b中的传感器或接收器4c，其中，为了故障安全地检测，在传感器阵列4a旁边设置冗余的传感器阵列4b。出于清楚的原因，在图1中没有示出变速杆。
[0030]借助于传感器4c产生信号，尤其是测量信号，该信号与变速杆位置有关并且通过连接线路6提供给变速杆模块3的控制器单元或者尤其是形式为专用集成电路ASIC的微控制器5。微控制器5处理信号并且通过电连接7将基于信号的位置信息通信传输给变速器控制装置2。
[0031]微控制器5在此也通过电连接7由变速器控制装置2远程监控。为了远程监控，变速器控制装置2具有恰当的程序代码2a，该程序代码存储在变速器控制装置2可以访问的存储器中。以相同的方式，微控制器5也可以为了其通过变速器控制装置2的远程监控访问恰当的程序代码5a，该程序代码存储在变速杆模块3的，尤其是微控制器5的存储器中。用于远程监控的程序代码2a由变速器控制装置2在与微控制器5按例行程序的询问应答交互中调用，其中，微控制器5通过电连接7从变速器控制装置2方面获得提出的问题。微控制器5必须借助于现在对于它而言调用的程序代码5a回答提出的问题并且再次通过电连接7将答复通信传输到变速器控制装置2上。变速器控制装置2现在可以将获得的答复与预期的答复相比较并且根据比较结果判断微控制器5是否正常工作，也就是说因此监控该微控制器。由此形成的功能是智能的看门狗的功能。此外，可以考虑备选的监控功能。
[0032]微控制器5借助于从机动车电网9获取能量的电压调节器8通过供电线路10供电。如果变速器控制装置2在其对微控制器5的远程监控中发现功能失效或故障，可以通过电压调节器8中断微控制器5的供电来复位微控制器5，为此，变速器控制装置2通过复位-连接线路11与电压调节器8通信。在此，尤其是与软件故障相关时，复位的目的是重新建立微控制器5的正常的功能。
[0033]在此要注意的是，在本发明范畴中可以备选地设计为，变速杆模块3或者微控制器5直接通过变速器控制装置2供电。尤其在变速器控制装置2和变速杆模块3之间待桥接的间距较小时可以这样设计。在此，可以为了复位微控制器5的目的例如直接通过变速器控制装置2中断供电。
[0034]微控制器5和变速器控制装置2之间的电连接7(参见图1)有利地简单地借助于单线-接口 12形成，尤其是设计为专用总线。单线-接口 12在此设计为双向的接口。在此，按照专用总线的、与通信需求相适应的专用通信协议通过单线-接口 12既将有关变速杆的位置信息在从微控制器5朝变速器控制装置2的方向传输，也进行远程监控，其中，所述通信协议作为程序代码既在微控制器5或5b中执行，也在变速器控制装置2或2b中执行。替代双向的接口 12，例如可以设置例如形式为双线接口的两个单向的接口。
[0035]此外，可以考虑电连接7的其它变型的可能方式、尤其是开头所述的可能方式。要注意的是，线控换档系统I在此有利地在变速杆模块3和变速器控制装置2之间不需要或没有设置CAN-接口或CAN-总线，因此在省掉常见的CAN-控制器、CAN堆栈和共同-控制器的情况下导致明显更小的零部件成本。
[0036]附图标记清单
[0037]I线控换档系统
[0038]2变速器控制装置
[0039]2a程序代码远程监控
[0040]2b专用的通信协议的程序代码
[0041]3操纵组件
[0042]4传感装置
[0043]4a, b传感器阵列
[0044]4c传感器
[0045]5控制器单元
[0046]5a程序代码远程监控
[0047]5b专用的通信协议的程序代码
[0048]6连接线路
[0049]7电连接
[0050]8电压调节器[0051]9车上电器供电系统
[0052]10供电线路
[0053]11复位-连接线路
[0054]12 单线-接口
【权利要求】
1.一种用于机动车的线控换档系统(I)，具有一变速器控制装置(2)以及通过电连接(7)与该变速器控制装置可操作地连接的操纵组件(3)，其中，所述操纵组件(3)设计为，借助于变速杆和至少一个传感器(4c)产生取决于与变速杆位置相应的驾驶员意愿的信号，其中，所述操纵组件(3)还具有控制器单元(5)，借助于该控制器单元将基于所述信号的信息通过电连接(7)通信传输到变速器控制装置(2)上，其中，所述变速器控制装置(2)通过电连接(7)远程监控所述操纵组件(3)中的控制器单元(5)， 其特征在于， 所述电连接(7)是对于基于信号的信息和远程监控共用的通信线路。
2.如权利要求1所述的线控换档系统(I)，其特征在于，所述变速器控制装置(2)为了远程监控实施有看门狗-功能，尤其是智能的看门狗的功能。
3.如权利要求2所述的线控换档系统(I)，其特征在于，所述控制器单元(5)实施有与所述变速器控制装置(2)的看门狗-功能共同起作用的看门狗-功能，用于远程监控该控制器单元。
4.如前列权利要求之一所述的线控换档系统(I)，其特征在于，所述控制器单元(5)具有程序代码(5a)，该程序代码设计成为了远程监控而被执行并且与所述变速器控制装置(2)的、被执行的用于远程监控的程序代码(2a)共同起作用，尤其是在询问应答交互中共同起作用。
5.如前列权利要求之一所述的线控换档系统(I)，其特征在于，所述变速器控制装置(2)通过构造为总线的电连接(7)远程监控所述控制器单元(5)，尤其是通过LIN-总线、CAN-总线或专用总线远程监控所述控制器单元。
6.如前列权利要求之一所述的线控换档系统(I)，其特征在于，所述控制器单元(5)通过LIN-总线或者专用总线为了其远程监控与所述变速器控制装置(2)通信和/或传输基于所述信号的信息。
7.如前列权利要求之一所述的线控换档系统(I)，其特征在于，所述控制器单元(5)通过第一总线系统的接口将取决于驾驶员意愿的信息通信传输到所述变速器控制装置(2)上和/或通过第二总线系统的接口被远程监控。
8.如前列权利要求之一所述的线控换档系统(I)，其特征在于，借助于至少一个双向的接口(12)或至少两个单向的接口实现所述远程监控。
9.如前列权利要求之一所述的线控换档系统(I)，其特征在于，通过至少一个单向的接口，尤其通过一 PWM-接口向所述变速器控制装置(2)传输取决于驾驶员意愿的信息。
10.如前列权利要求之一所述的线控换档系统(I)，其特征在于，所述线控换档系统(I)在所述操纵组件(3)和所述变速器控制装置(2)之间的电连接(7)中没有CAN-接口。
11.如前列权利要求之一所述的线控换档系统(I)，其特征在于，所述操纵组件(3)设计为变速杆模块。
【文档编号】F16H59/02GK103782066SQ201280042299
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2012年8月6日 优先权日:2011年9月2日
【发明者】约瑟夫·哈本沙登 申请人:Zf腓德烈斯哈芬股份公司