DE19960446A1 - Device for detecting the position of a selector lever - Google Patents
Device for detecting the position of a selector leverInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erkennung der Stellung eines Wahlhebels, bei welcher der Wahlhebel mit einer Schalteinrichtung verbunden ist, die für eine gewünschte Stellung des Wahlhebels ein Signal an eine Auswerteeinrichtung weitergibt. DOLLAR A Bei einer Vorrichtung zur Erkennung der Stellung eines Wahlhebels, welche über die gesamte Lebensdauer zuverlässig arbeitet und kostengünstig herstellbar ist, ist der Wahlhebel (1) mit einer im Strahlengang zwischen einem optischen Sender (18) und einem optischen Empfänger (9, 10, 11, 12, 13, 14) angeordneten Blende (2, 3) verbunden, wobei die Blende (2, 3), der Bewegung des Wahlhebels (1) folgend, bei der gewünschten Stellung des Wahlhebels (1) optisch durchlässig gestaltet ist, wodurch der optische Empfänger (9, 10, 11, 12, 13, 14) das Signal des optischen Senders (18) empfängt und an die Auswerteeinheit (15) weiterleitet.The invention relates to a device for detecting the position of a selector lever, in which the selector lever is connected to a switching device which forwards a signal to an evaluation device for a desired position of the selector lever. DOLLAR A In a device for detecting the position of a selector lever, which operates reliably over the entire service life and can be produced cost-effectively, the selector lever (1) is provided with a beam path between an optical transmitter (18) and an optical receiver (9, 10, 11, 12, 13, 14) arranged diaphragm (2, 3) connected, the diaphragm (2, 3), the movement of the selector lever (1) following, in the desired position of the selector lever (1) is designed optically transparent, whereby the optical receiver (9, 10, 11, 12, 13, 14) receives the signal from the optical transmitter (18) and forwards it to the evaluation unit (15).
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erkennung der Stellung eines Wahl hebels, bei welcher der Wahlhebel mit einer Einrichtung verbunden ist, die bei eine gewünschte Stellung des Wahlhebels ein Signal an eine Auswerteeinrich tung ausgibt.The invention relates to a device for detecting the position of a choice lever, in which the selector lever is connected to a device that at a desired position of the selector lever sends a signal to an evaluation device output.
In vielen Anwendungsbereichen gibt es Wahlhebel, die in einer Richtung hin- und herbewegt werden können, in vorbestimmten Stellungen einrasten oder festlegbar sind und als Bedienungselemente die Funktion eines angeschlosse nen Gerätes steuern. Es ist wünschenswert, die Wahlhebelstellung zu erfas sen, um ein System, in das das durch den Wahlhebel gesteuerte Gerät einge bunden ist, besser steuern zu können. Im Kraftfahrzeug ist die Information, welche Getriebestufe gewählt worden ist, beispielsweise für eine automatische Geschwindigkeitssteuerung notwendig.In many areas of application, there are selector levers that move in one direction. and can be moved, engage in predetermined positions or are definable and as control elements the function of a connected control a device. It is desirable to register the selector lever position a system in which the device controlled by the selector lever is inserted tied is to be able to control better. In the motor vehicle is the information which gear stage has been selected, for example for an automatic one Speed control necessary.
Gemäß US 4,523,373 ist ein Betätigungshebel mit einem Potentiometer be kannt, wobei am Potentiometer immer eine der Stellung des Wahlhebels ent sprechende Spannung abgreifbar ist. Das Potentiometer so in einem Gehäuse eingebaut ist, dass bei einer vorgewählten Hebelstellung immer die gleiche Si gnalspannung abgegeben wird. Solche kontaktgesteuerten Positionserkennun gen unterliegen durch Abrieb und Verschmutzung einem Verschleiß, was zu Folge hat, dass die einer bestimmten Position des Wahlhebels entsprechende Signalspannung über die Lebensdauer des Potentiometers variiert. Eine ein deutige Zuordnung der Spannung zu der Position des Wahlhebels ist nicht mehr gegeben.According to US 4,523,373, an operating lever with a potentiometer be knows, with the potentiometer always ent the position of the selector lever speaking voltage is tapped. The potentiometer in a housing is built in that with a preselected lever position always the same Si voltage is delivered. Such contact controlled position detection conditions are subject to wear due to abrasion and dirt, which too The consequence is that the corresponding position of the selector lever Signal voltage varies over the life of the potentiometer. An one clear assignment of the voltage to the position of the selector lever is not given more.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Erkennung der Stellung eines Wahlhebels anzugeben, welche über die gesamte Lebensdauer zuverlässig arbeitet und kostengünstig herstellbar ist.The invention has for its object a device for detecting the Specify the position of a selector lever, which over the entire service life works reliably and is inexpensive to manufacture.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Wahlhebel mit einer im Strahlengang zwischen einem optischen Sender und einem optischen Empfänger angeordneten Blende verbunden ist, wobei die Blende der Bewe gung des Wahlhebels folgend bei der gewünschten Stellung des Wahlhebels optisch durchlässig gestaltet ist, wodurch der optische Empfänger das Signal des optischen Senders empfängt und an die Auswerteeinrichtung weiterleitet.According to the invention the object is achieved in that the selector lever one in the beam path between an optical transmitter and an optical one Receiver arranged aperture is connected, the aperture of the movement following the selection lever at the desired position of the selection lever is optically transparent, which means that the optical receiver receives the signal of the optical transmitter and transmits it to the evaluation device.
Der Vorteil der Erfindung besteht in der kontaktlosen Positionserkennung. Die Schalteinrichtung des Wahlhebels arbeitet somit vollständig verschleißlos. Sie ist konstruktiv einfach und ausreichend robust für den Einsatz in einem Kraft fahrzeug.The advantage of the invention is the contactless position detection. The Switching device of the selector lever thus works completely without wear. she is structurally simple and sufficiently robust for use in one force vehicle.
Eine eindeutige Erfassung der Stellung des Wahlhebels wird dadurch gewähr leistet, dass für jede zu bestimmende Stellung des Wahlhebels ein optischer Empfänger vorhanden ist und bei Bewegen des Wahlhebels eine Öffnung der Blende über den optischen Empfängern verschoben wird.This ensures that the position of the selector lever is clearly recorded does that for each position of the selector lever to be determined an optical Receiver is present and an opening of the Aperture is moved over the optical receivers.
Für eine für die Anwendung in Kraftfahrzeugen besonders robuste Ausführung sind die optischen Empfänger dem Bewegungsablauf des Wahlhebels entspre chend auf einem Trägerelement fest angeordnet.For a particularly robust design for use in motor vehicles the optical receivers correspond to the sequence of movements of the selector lever chend arranged on a support element.
Durch die Anordnung der mit dem optischen Empfänger verbundenen Aus werteeinrichtung auf demselben Trägerelement, wird eine besonders kompakte und kleine Schalteinrichtung erreicht. By arranging the off connected to the optical receiver value device on the same carrier element, becomes a particularly compact and small switching device reached.
In einer Ausgestaltung ist mindestens ein optischer Sender auf dem Träger element angeordnet, dessen optisches Signal mittels eines Lichtleiters auf die Blende umlenkbar ist. Eine solche Einrichtung ist flexibel an jedem beliebigen Einbauort einsetzbar.In one embodiment, at least one optical transmitter is on the carrier element arranged, the optical signal by means of an optical fiber on the Aperture is deflectable. Such a facility is flexible on any Installation location can be used.
Um die Bewegung des Wahlhebels in unterschiedliche Bewegungsrichtungen eindeutig erfassen zu können, ist für jede Bewegungsrichtung des Wahlhebels eine Blende vorgesehen. Dabei sind die Blenden mechanisch voneinander ent koppelt bewegbar. Aufgrund dieser Anordnung werden alle Positionen sowohl in der horizontalen und/oder vertikalen Bewegungsrichtung des Wahlhebels zuverlässig erfasst.To move the selector lever in different directions To be able to clearly grasp is for each direction of movement of the selector lever an aperture is provided. The screens are mechanically separated from each other couples movable. Because of this arrangement, all positions are both in the horizontal and / or vertical direction of movement of the selector lever reliably recorded.
Vorteilhafterweise weist die dem Wahlhebel in annähernd vertikaler Richtung folgende zweite Blende zwei optisch durchlässige Öffnungen auf, wobei die annähernd vertikale Bewegung des Wahlhebels in eine kreisbogenähnliche Bewegung der Blende umgesetzt wird.The selector lever advantageously points in an approximately vertical direction following second aperture two optically transparent openings, the approximately vertical movement of the selector lever into a circular arc Movement of the aperture is implemented.
Zur gleichmäßigen Verteilung des optischen Signales über den Blenden ist der Lichtleiter flächig ausgebildet.For even distribution of the optical signal over the diaphragms is the Light guide flat.
Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.The invention permits numerous embodiments. One of them should be based on of the figures shown in the drawing are explained in more detail.
Es zeigt:It shows:
Fig. 1 erfindungsgemäße Vorrichtung, Fig. 1 apparatus according to the invention,
Fig. 2 Anordnung der optischen Empfänger auf einer Leiterplatte Fig. 2 arrangement of the optical receiver on a circuit board
Fig. 3 Anordnung der optischen Elemente der Vorrichtung nach Fig. 1. Fig. 3 arrangement of the optical elements of the apparatus of FIG. 1.
Gleiche Merkmale sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.Identical features are identified by the same reference symbols.
In Fig. 1 ist schematisch die erfindungsgemäße Lösung zur Erkennung der Stellung eines Wahlhebels dargestellt, wie sie in einem Automatikgetriebe ei nes Kraftfahrzeuges einsetzbar ist. Der Wahlhebel kann in verschiedenen Stellungen einrasten, wodurch unterschiedliche Getriebestufen festlegt werden, nämlich Parken, Rückwärtsfahren, Leerlauf und 3 Vorwärtsfahrstufen.In Fig. 1, the inventive solution for detecting the position of a selector lever is shown schematically, as it can be used in an automatic transmission egg nes motor vehicle. The selector lever can engage in different positions, which defines different gear stages, namely parking, reversing, idling and 3 forward speeds.
Der Wahlhebel 1 ist dabei über eine nicht weiter dargestellte Mechanik mit ei ner ersten Blende 2 und einer zweiten Blende 3 verbunden. Die erste Blende 2 folgt dem Wahlhebel 1, wenn dieser annähernd in linearer Richtung bewegt wird (x-Richtung). Wird der Wahlhebel 1 senkrecht zur x-Richtung bewegt, wird die Blende 2 durch Blockierungen 4 in ihrer Position gehalten und nur die Blen de 3 folgt der Bewegung des Wahlhebels 1.The selector lever 1 is connected via a mechanism, not shown, to a first aperture 2 and a second aperture 3 . The first aperture 2 follows the selector lever 1 when it is moved approximately in the linear direction (x direction). If the selector lever 1 is moved perpendicular to the x-direction, the diaphragm 2 is held in position by blocks 4 and only the baffle de 3 follows the movement of the selector lever 1 .
Die Blende 2 weist dabei eine Öffnung 5 auf, während die Blende 3 zwei verti kal gegeneinander versetzte Öffnungen 6 und 7 trägt. Auf einer Leiterplatte 8 sind optische Empfänger angeordnet, von denen nur ein optischer Empfänger 9 dargestellt ist.The aperture 2 has an opening 5 , while the aperture 3 carries two vertically offset staggered openings 6 and 7 . Optical receivers are arranged on a printed circuit board 8 , of which only one optical receiver 9 is shown.
Die Anordnung aller Infrarotempfänger auf der Leiterplatte 8 ist in Fig. 2 dar gestellt. Vier Infrarotempfänger 9, 10,11, 12 dienen als Detektor für die Bewe gung des Wahlhebels 1 in x-Richtung. Sie sind so auf der Leiterplatte positio niert, dass sie bei Bewegung der Blende 2 durch den Wahlhebel 1 vollständig von der Öffnung 5 dieser Blende 2 nacheinander überstrichen werden.The arrangement of all infrared receivers on the circuit board 8 is shown in Fig. 2. Four infrared receivers 9 , 10 , 11 , 12 serve as a detector for the movement of the selector lever 1 in the x direction. They are positio ned on the circuit board that they are completely covered by the opening 5 of this aperture 2 in succession when the aperture 2 is moved by the selector lever 1 .
Darüber hinaus sind auf der Leiterplatte 8 vertikal die Infrarotdioden 13, 14 an geordnet, welche die Bewegung des Wahlhebels 1 in vertikaler Richtung (y- Richtung) detektieren und den Öffnungen 6 und 7 der Blende 3 zugeordnet sind.In addition, the infrared diodes 13 , 14 are arranged vertically on the printed circuit board 8 , which detect the movement of the selector lever 1 in the vertical direction (y direction) and are assigned to the openings 6 and 7 of the diaphragm 3 .
Alle Infrarotdioden 9 bis 14 sind mit einer Auswerteschaltung 15 verbunden, die ebenfalls auf der Leiterplatte 8 angeordnet ist. Die Empfängerdioden 9 bis 14 wandeln das von einem optischen Sender 18 (Fig. 3) ausgesandte optische Signal in ein elektrisches Signal um, welches von der Auswerteeinrichtung 15 ausgewertet wird. In Abhängigkeit des von der Auswerteeinrichtung 15 gelie ferten Signales steuert eine Getriebesteuereinrichtung 16, welche elektrisch mit der Auswerteeinrichtung 15 verbunden ist, ein Getriebe 17 an. All infrared diodes 9 to 14 are connected to an evaluation circuit 15 , which is also arranged on the printed circuit board 8 . The receiver diodes 9 to 14 convert the optical signal emitted by an optical transmitter 18 ( FIG. 3) into an electrical signal which is evaluated by the evaluation device 15 . Depending on the signal delivered by the evaluation device 15 , a transmission control device 16 , which is electrically connected to the evaluation device 15 , controls a transmission 17 .
In Fig. 3 sind noch einmal schematisch die optischen Elemente der Schaltein richtung dargestellt. Eine Lichtquelle 18, beispielsweise ebenfalls eine Infrarot diode, die der Einfachheit halber auch auf der Leiterplatte 8 angeordnet ist, beleuchtet die Blenden 2 und 3 flächig. Hinter den Blenden 2, 3 sind, wie be reits erläutert, auf der Leiterplatte 8 die Empfänger 9, 10, 11, 12, 13, 14 ange ordnet, wobei in dieser Darstellung nur der Empfänger 9 gekennzeichnet ist.In Fig. 3, the optical elements of the Schaltein direction are shown again schematically. A light source 18 , for example also an infrared diode, which is also arranged on the circuit board 8 for the sake of simplicity, illuminates the diaphragms 2 and 3 over a large area. Behind the panels 2 , 3 , as already explained, the receivers 9 , 10 , 11 , 12 , 13 , 14 are arranged on the circuit board 8 , only the receiver 9 being identified in this illustration.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet wie folgt:
Da der Wahlhebel 1 mit der Blende 2 mechanisch verbunden ist, folgt beim
Einlegen der Vorwärtsgänge bzw. des Leerlaufes die Blende 2 der Bewegung
des Wahlhebels 1. Dabei wird die Öffnung 5 der Blende 2 über die Leucht
dioden 9, 10, 11, 12 bewegt. Die Empfängerdioden 9, 10, 11, 12 sind dabei so
auf der Leiterplatte 8 positioniert, dass ihre Position jeweils einer eingerasteten
Stellung des Wahlhebels 1 entspricht. Gibt die Öffnung 5 der Blende 2 eine der
Empfängerdioden 9, 10, 11, 12 frei, wird eine eindeutige Signalkombination an
die Auswerteeinrichtung 15 abgegeben. Dadurch kann die Auswerteeinrichtung
15 feststellen, in welcher Position sich der Wahlhebel 1 befindet. Bei der Be
wegung der Blende 2 verharrt die Blende 3 in ihrer voreingestellten Stellung,
welche so gewählt ist, dass die Öffnung 5 der Blende 2 durch die Blende 3
nicht beeinflußt wird.The device according to the invention works as follows:
Since the selection lever 1 is mechanically connected to the diaphragm 2, 2 while inserting the forward gears and the idle speed follows the aperture of the movement of the selector lever. 1 The opening 5 of the diaphragm 2 is moved via the light emitting diodes 9 , 10 , 11 , 12 . The receiver diodes 9 , 10 , 11 , 12 are positioned on the printed circuit board 8 in such a way that their position corresponds to a locked position of the selector lever 1 . If the opening 5 of the diaphragm 2 releases one of the receiver diodes 9 , 10 , 11 , 12 , a clear signal combination is output to the evaluation device 15 . As a result, the evaluation device 15 can determine the position of the selector lever 1 . When loading the aperture 2 , the aperture 3 remains in its preset position, which is selected so that the opening 5 of the aperture 2 is not affected by the aperture 3 .
Nur wenn die Öffnung 5 der Blende 2 den optischen Empfänger der vorgege benen Position des Wahlhebels 1 vollständig freigibt, wird die Stellung des Wahlhebels 1 bewertet. Eine solche Bewertung ist in der Auswerteelektronik 15 einfach durch Erfassung der Lichtleistung möglich, welche vom Empfänger ge liefert wird. Durch eine Schwellwertbetrachtung des vom Empfänger gelieferten Signales wird eine zuverlässige Auswertung gewährleistet.Only when the opening 5 of the aperture 2 completely releases the optical receiver from the pre-defined position of the selector lever 1 is the position of the selector lever 1 evaluated. Such an evaluation is possible in the evaluation electronics 15 simply by detecting the light output which is supplied by the receiver. A reliable evaluation is guaranteed by a threshold value analysis of the signal delivered by the receiver.
Soll nun beispielsweise ein Rückwärtsgang eingelegt werden, welcher be kannter Weise durch eine Bewegung des Wahlhebels 1 in y-Richtung erfolgt, verhindern Anschläge 4, die unterhalb der Blende 2 angeordnet sind, die Be wegung der Blende 2 in diese Richtung. In diesem Fall folgt nur die Blende 3 der Bewegung des Wahlhebels 1. Die Blende 3 weist dabei die Öffnungen 6 und 7 auf, die mit der Empfängerdiode 13 bzw. 14 auf der Leiterplatte 8 in Übereinstimmung gebracht werden müssen. Durch eine entsprechende Me chanik wird die senkrechte Bewegung des Wahlhebels (1) in eine annähernd kreisbogenähnliche Bewegung der Blende 3 umgesetzt, wobei diese kreisbo genähnliche Bewegung der Blende 3 entgegengesetzt der kreisbogenähnlichen Bewegung der Blende 2 verläuft.If, for example, a reverse gear is now to be engaged, which is done in a known manner by moving the selector lever 1 in the y direction, stops 4 , which are arranged below the diaphragm 2 , prevent the movement of the diaphragm 2 in this direction. In this case, only the aperture 3 follows the movement of the selector lever 1 . The diaphragm 3 has the openings 6 and 7 , which must be brought into line with the receiver diode 13 and 14 on the printed circuit board 8 . Mechanics by a corresponding movement of the selector Me vertical lever (1) is converted into an approximately circular arc-like movement of the diaphragm 3, which kreisbo genähnliche movement of the shutter 3 opposite to the circular arc-like movement of the diaphragm 2 runs.
Durch die vertikale Bewegung des Wahlhebels 1 wird die Öffnung 7 der Blende 3 mit der Empfängerdiode 14 in Übereinstimmung gebracht, wodurch die Aus werteeirichtung 15 erkennt, dass eine senkrechte Bewegung des Wahlhebels 1 erfolgt ist und der Rückwärtsgang eingelegt werden soll.By the vertical movement of the selector lever 1 , the opening 7 of the diaphragm 3 is brought into agreement with the receiver diode 14 , whereby the evaluation device 15 recognizes that a vertical movement of the selector lever 1 has taken place and the reverse gear is to be engaged.
Erreicht der Wahlhebel 1 die gewünschte Parkstellung, gibt die Öffnung 6 der Blende 3 die Empfängerdiode 13 frei, womit der Auswerteeinrichtung 15 signa lisiert wird, dass die gewünschte Position erreicht ist.When the selector lever 1 reaches the desired parking position, the opening 6 of the diaphragm 3 releases the receiver diode 13 , thereby signaling the evaluation device 15 that the desired position has been reached.
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