(57)【要約】  本発明は、車両のトランスミッション制御用センサ（１０）に関する。センサ（１０）は給電電圧（Ｖｓ）とアース（ＧＮＤ）とに接続されている。センサ（１０）は信号電圧（Ｖｏｕｔ）を形成する。本発明によれば、信号電圧（Ｖｏｕｔ）は２つの信号（ハイ，ロー）の形態を取り、これら２つの信号は給電電圧（Ｖｓ）およびアース（ＧＮＤ）のどちらとも異なる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電電圧（Ｖｓ）とアース（ＧＮＤ）とに接続されたセンサ（１０）が信号電圧（Ｖｏｕｔ）を形成する、
例えば車両のトランスミッション制御用センサにおいて、
信号電圧（Ｖｏｕｔ）は２つの信号（ハイ信号、ロー信号）の形態を取り、該２つの信号は給電電圧（Ｖｓ）およびアース（ＧＮＤ）のどちらとも異なる
ことを特徴とするトランスミッション制御用センサ。
【請求項２】
２つの信号（ハイ信号、ロー信号）はパルス幅変調信号として構成されている（図２）、請求項１記載のセンサ。
【請求項３】
２つの信号（ハイ信号、ロー信号）のオン状態（Ｅ）とオフ状態（Ａ）との差は最小の切換レベルを下回らない、請求項２記載のセンサ。
【請求項４】
２つの信号（ハイ信号、ロー信号）は設定された電圧領域により定められる（図３のａ〜ｃ）、請求項１記載のセンサ。
【請求項５】
２つの信号（ハイ信号、ロー信号）の電圧領域は設定された限界値（Ｇ１〜Ｇ４）により定められる、請求項４記載のセンサ。
【請求項６】
１つまたは複数の限界値（Ｇ１〜Ｇ４）は給電電圧（Ｖｓ）に依存して定められる、請求項５記載のセンサ。
【請求項７】
車両のトランスミッション制御のための位置スイッチとして用いられる、請求項１から６までのいずれか１項記載のセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
従来技術
本発明は、給電電圧とアースとに接続されたセンサが信号電圧を形成する、車両のトランスミッション制御用センサに関する。
【０００２】
特に車両においてトランスミッションを制御するには、ギア位置を求めなければならない。このために例えば独国公開第１０２２７６３３号明細書から公知の位置スイッチが設けられる。そこで使用されるセンサは例えば機械的スイッチであり、これにより独国公開第１０２２７６３３号明細書に記載されているバイナリコードが形成される。また電磁的に作用するホールセンサを設けることもできる。ホールセンサは特に無接触に動作するという利点を有する。
【０００３】
使用されるセンサのタイプにかかわらず、独国公開第１０２２７６３３号明細書によれば、適切なバイナリコードを相応に選択することにより複数のセンサエラーを識別することができる。これは種々のギア位置に対して許容バイナリコードを設け、それ以外の許容されないバイナリコードは位置スイッチのエラーの発生を示すものとすることにより実現される。
【０００４】
例えばいずれかのセンサの出力線路が低オームでアースへ短絡した場合、独国公開第１０２２７６３３号明細書では、このことはロー信号すなわちバイナリ"０"によって識別される。ただしここでエラーを表すロー信号とともに許容バイナリコードが発生すると、エラーは識別されず、誤ったギア位置が求められてしまう。
【０００５】
発明の課題および利点
したがって本発明の課題は、車両のトランスミッション制御用センサにおいて、特に低オームでのアースへの短絡を識別できるようにすることである。
【０００６】
冒頭に言及した形式のセンサにおいて、この課題は、信号電圧が２つの信号の形態を取り、これら２つの信号は給電電圧およびアースのどちらとも異なる本発明の構成により解決される。
【０００７】
本発明のセンサで例えば出力線路がアースへ低オームで短絡したとすると、信号電圧はアースとは異なって定められた２つの信号の形態を取らない。その代わり、信号電圧は短絡によってアースへ引かれる。２つの設定値の信号電圧の差から、後続のトランスミッション制御部がエラーを識別することができる。
【０００８】
本発明の有利な実施形態では、２つの信号はパルス幅変調信号として構成されている。このことにより２つの信号が給電電圧およびアースのどちらとも異なることが確実に保証される。これによりセンサの出力線路がアースまたは給電電圧へ短絡してもこれを確実にエラーとして識別することができる。
【０００９】
本発明の有利な実施形態では、２つの信号のオン状態とオフ状態との差は最小の切換レベル（高さ）を下回らない。したがって、給電電圧が小さくともオン状態とオフ状態とが確実に相互に異なり、センサの機能が保証される。
【００１０】
本発明の別の有利な実施形態では、２つの信号は設定された電圧領域により定められる。このようにすれば、前述の場合と同様に、２つの信号が給電電圧およびアースのどちらとも異なることが確実に保証される。これによりセンサの出力線路がアースまたは給電電圧へ短絡してもこれを確実にエラーとして識別することができる。
【００１１】
特に有利には、２つの信号の電圧領域は設定された限界値により定められ、１つまたは複数の限界値は給電電圧に依存して定められる。このようにすれば、フレキシブルかつ簡単に電圧領域を定めることができる。
【００１２】
本発明のその他の特徴、実施態様および利点を、本発明の図示の実施例に則して以下に説明する。ここで説明される全ての特徴は、それらが特許請求の範囲（独立請求項または従属請求項）、実施例の説明および図面のいずれに記載されているかに関わらず、単独でもまたは任意に組み合わせても、本発明の対象となりうる。
【００１３】
図１には本発明の第１の実施例の車両のトランスミッション制御用センサが概略的なブロック図で示されている。図２には図１の第１の実施例のセンサの出力信号が概略的な時間図で示されている。図３のａ〜ｃには本発明の第２の実施例のセンサの出力信号が概略的な時間図で示されている。
【００１４】
図１には車両のトランスミッション制御に用いられるセンサ１０が示されている。センサ１０は機械的センサ、電磁的センサ、容量的センサまたは他の測定原理に基づくセンサのいずれであってもよい。センサ１０には給電電圧Ｖｓが印加され、またセンサ１０はアースＧＮＤに接続されている。給電電圧Ｖｓは車両では例えば約３Ｖ〜約１２Ｖの値を取り、アースＧＮＤは０Ｖに相応する。センサ１０は出力信号として信号電圧Ｖｏｕｔを送出する。当該の信号電圧Ｖｏｕｔは前述したトランスミッション制御部へ供給され、そこでギア位置の検出に利用される。
【００１５】
センサ１０は２つのステータスを検出するために設けられている。したがって信号電圧Ｖｏｕｔは２つのステータス、すなわちハイ信号およびロー信号を有する。
【００１６】
センサ１０は、給電電圧ＶｓおよびアースＧＮＤのどちらとも異なる信号電圧Ｖｏｕｔの２つの信号すなわちハイ信号およびロー信号を形成するように構成されている。
【００１７】
図２には第１の実施例のセンサ１０の信号電圧Ｖｏｕｔとして可能な２つの信号すなわちハイ信号およびロー信号が示されている。ハイ信号およびロー信号はともにパルス幅変調信号として構成されている。図２では、ロー信号は例えば２０／８０のオンオフ比を有しており、ハイ信号は８０／２０のオンオフ比を有している。
【００１８】
センサ１０は、相応の電気回路を用い、センサ１０の切換位置に依存して、ハイ信号およびロー信号を形成する。
【００１９】
信号電圧がセンサ１０の動作中に約２０／８０のオンオフ比を有するのであれば、この信号はロー信号である。これに対して信号電圧が約８０／２０のオンオフ比を有するのであれば、この信号はハイ信号である。その他のオンオフ比はセンサ１０のエラーを示している。
【００２０】
前述の値とは異なるオンオフ比も選定できることを理解されたい。オンオフ比９９／１または１／９９を選定すれば、時間的に連続して発生する短い正または負のパルスを診断の目的に利用することができる。こうしたパルスが連続して発生される場合、少なくともパルスが続いているかぎりセンサ１０にはエラーが発生しておらず、パルスが欠落したときセンサにエラーが発生したと推論することができる。
【００２１】
図２に示されている信号電圧Ｖｏｕｔのハイ信号およびロー信号は、そのオンオフ比により、給電電圧ＶｓおよびアースＧＮＤのどちらとも異なっている。センサ１０の出力線路がアースＧＮＤまたは給電電圧Ｖｓへ短絡した場合、信号電圧Ｖｏｕｔはハイ信号にもロー信号にも相応しない。このためセンサ１０の短絡をエラーとして識別することができる。
【００２２】
車両のトランスミッション制御においては、ギアがパーキング位置Ｐまたはニュートラル位置Ｎに入っているときにしか車両をスタートできないことを保証しなければならない。周知のように、ギア位置は複数のセンサ１０を介して求められる。外気温が低いとき、車両のバッテリから送出される給電電圧Ｖｓはきわめて小さくなり、特には３Ｖ程度まで低下してしまう。しかし給電電圧Ｖｓが小さくても、ハイ信号およびロー信号はつねに相互に異なっていなければならない。このため、給電電圧Ｖｓが小さい場合にも、ハイ信号およびロー信号のオン状態およびオフ状態が相互に異なっている必要がある。
【００２３】
図２にはハイ信号およびロー信号のオン状態Ｅおよびオフ状態Ａの値は記載されていない。ハイ信号およびロー信号はパルス幅変調信号として構成されていることにより給電電圧ＶｓおよびアースＧＮＤのどちらとも異なっているので、オン状態Ｅが給電電圧Ｖｓに、オフ状態ＡがアースＧＮＤに相応してもよい。重要なのは、オン状態Ｅとオフ状態Ａとの差すなわち切換レベルＨが給電電圧Ｖｓの小さいときにも最小値を下回らないということである。当該の最小値は例えば１．０Ｖである。これにより前述したギアのパーキング位置Ｐまたはニュートラル位置Ｎの識別はどのような場合にも保証される。
【００２４】
図３のａ〜ｃには第２の実施例のセンサ１０の信号電圧Ｖｏｕｔとして可能な２つの信号すなわちハイ信号およびロー信号が示されている。ハイ信号およびロー信号は設定された電圧領域により定められる。
【００２５】
図３のａでは、ロー信号に対する電圧領域が限界値Ｇ１＝０．５Ｖ，Ｇ２＝１．０Ｖにより定義されており、ハイ信号に対する電圧領域が限界値Ｇ３＝１．５Ｖ，Ｇ４＝２．５Ｖにより定義されている。当該の限界値Ｇ１〜Ｇ４は給電電圧Ｖｓから独立に定められている。相応のことがハイ信号およびロー信号の電圧領域についても当てはまる。
【００２６】
信号電圧Ｖｏｕｔがセンサ１０の動作中、２つの電圧領域のうちいずれかの内部にある場合、これはハイ信号またはロー信号に相応する。信号電圧Ｖｏｕｔが双方の電圧領域を外れている場合、エラーが発生していることになる。
【００２７】
図３のｂでは、ロー信号に対する電圧領域が限界値Ｇ１＝０．５Ｖ，Ｇ２＝０．５×Ｖｓ−０．５Ｖにより定義されており、ハイ信号に対する電圧領域が限界値Ｇ３＝０．５×Ｖｓ＋０．５Ｖ，Ｇ４＝Ｖｓ−０．５Ｖにより定義されている。限界値Ｇ２〜Ｇ４は給電電圧Ｖｓに依存して定められる。相応のことがハイ信号およびロー信号の電圧領域についても当てはまる。限界値Ｇ１〜Ｇ４の計算に対して示した値は別様にも選定できることを理解されたい。
【００２８】
信号電圧Ｖｏｕｔがセンサ１０の動作中、前述した２つの電圧領域のうちいずれかの内部にある場合、それぞれの信号はハイ信号またはロー信号に相応する。信号電圧Ｖｏｕｔが双方の電圧領域を外れている場合、エラーが発生していることになる。
【００２９】
図３のｃでは、ロー信号に対する電圧領域が限界値Ｇ１＝０．２×Ｖｓ，Ｇ２＝０．４×Ｖｓにより定義されており、ハイ信号に対する電圧領域が限界値Ｇ３＝０．５×Ｖｓ，Ｇ４＝０．８５×Ｖｓにより定義されている。当該の限界値Ｇ１〜Ｇ４は給電電圧Ｖｓに依存して定められる。相応のことがハイ信号およびロー信号の電圧領域についても当てはまる。限界値Ｇ１〜Ｇ４の計算に対して示した値は別様にも選定できることを理解されたい。
【００３０】
信号電圧Ｖｏｕｔがセンサ１０の動作中、前述した２つの電圧領域のうちいずれかの内部にある場合、それぞれの信号はハイ信号またはロー信号に相応する。信号電圧Ｖｏｕｔが双方の電圧領域を外れている場合、エラーが発生していることになる。
【００３１】
全体として図３のａ〜ｃに示されている信号電圧Ｖｏｕｔの可能なハイ信号およびロー信号は、限界値によって設定される電圧領域に基づいて、給電電圧ＶｓおよびアースＧＮＤのどちらとも異なっている。センサ１０の出力線路がアースＧＮＤまたは給電電圧Ｖｓへ短絡した場合、信号電圧Ｖｏｕｔはハイ信号にもロー信号にも相応しない。このためセンサ１０の短絡をエラーとして識別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施例の車両のトランスミッション制御用センサの概略的なブロック図である。
【図２】図１の第１の実施例のセンサの出力信号の概略的な時間図である。
【図３】本発明の第２の実施例のセンサの出力信号の概略的な時間図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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