DE4339931C1 - Locator (position sensor, position encoder), in particular for the selector lever of a vehicle gear (transmission, gearbox) - Google Patents

Abstract

The invention relates to a locator for the selector lever of a vehicle gear, which is intended to sense the gear mode selected. According to the invention, the locator is a film pressure sensor consisting of two interlaminated polymer layers. One layer is coated with a semiconductor material and the other with comb-like, interdigitised electrodes which branch off, on the one hand, from a conductor track and, on the other hand, from a resistance track. These pressure-sensitive regions are locally confined to the defined positions of the selector lever, the position of which is transmitted to the film pressure sensor by means of a slider.

Description

Die Erfindung betrifft einen Positionsgeber, insbesondere für den Gangwählhebel eines Fahrzeuggetriebes, gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.The invention relates to a position transmitter, in particular for the gear selector lever of a vehicle transmission, according to the preamble of the main claim.

In Kraftfahrzeugen wird die Stellung eines Gangwählhebels abge­ fragt, um Aggregate anzusteuern und den Fahrer über den einge­ legten Getriebegang zu informieren. Es sind viele Anordnungen bekannt, bei denen zur Erzeugung eines Positionssignals für den Wählhebel eines Fahrzeuggetriebes ein Potentiometer, dessen Schleifer an den Wählhebel mechanisch gekuppelt ist, als Positi­ onsgeber eingesetzt wird. Zur Ansteuerung des Fahrzeuggetriebes wird in einer Auswerteschaltung der elektrische Widerstand in der jeweiligen Wählhebelstellung programmgemäß ausgewertet. Eine solche Auswerteschaltung ist beispielsweise aus der DE 38 36 145 A1 bekannt. Die darin offenbarte Auswerteschaltung liefert auch ein Informationssignal, welches anzeigt, ob ein bis dahin einge­ legter Gang verlassen wird.In motor vehicles, the position of a gear selector lever is abge asks to control units and the driver via the turned on put gearbox to inform. There are many orders known in which to generate a position signal for the Selector lever of a vehicle transmission a potentiometer, the Grinder is mechanically coupled to the selector lever, as a positi onsender is used. To control the vehicle transmission is the electrical resistance in an evaluation circuit the respective selector lever position evaluated according to the program. A Such evaluation circuit is for example from DE 38 36 145 A1 known. The evaluation circuit disclosed therein also delivers an information signal that indicates whether a is on by then is left.

Die Verwendung eines Potentiometers zum Abgriff einzelner genau definierter Positionspunkte hat jedoch den Nachteil, daß die während eines Positionswechsels ausgelesenen Zwischenpositionen durch die Programmierung der nachgeschalteten Auswerteschaltung unterdrückt werden müssen. Die dazu benötigten Grenzwertinforma­ tionen müssen aufgrund der unvermeidlichen Einbautoleranzen in einem Einlernvorgang einprogrammiert werden.Using a potentiometer to tap individual exactly However, defined position points have the disadvantage that the intermediate positions read during a change of position by programming the downstream evaluation circuit must be suppressed. The limit information required for this due to the inevitable installation tolerances in be programmed into a teach-in process.

Um diesen Aufwand zu vermeiden, wird in der DE 40 39 842 C1 ein Potentiometer mit einem Tastschalter kombiniert, der durch das Einrasten eines federbelasteten Rollkörpers in Rastsenken an den definierten Wählhebelpositionen betätigt wird. Durch ein Schalt­ signal des Tastschalters wird die Auswerteschaltung veranlaßt, aus dem vorliegenden Potentiometermeßwert die Wählhebelstellung zu ermitteln. Da die Meßwerte zu den dis­ kreten Positionen genügend weit auseinanderliegen, ist eine ein­ deutige Zuordnung anhand von Wertebereichen ohne weiteres mög­ lich. Der Toleranzbereich beim Einbau des Potentiometers und für das Spiel des Wählhebels wird dadurch vergrößert, so daß ein Einlernvorgang entfällt. Die bekannte Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß sie wegen der vielen mechanischen Komponenten auf­ wendig und zudem stark anfällig gegen Umwelteinflüsse ist.To avoid this effort, DE 40 39 842 C1 Potentiometer combined with a push button switch, which by the  Snap a spring-loaded rolling element into the notches on the defined selector lever positions is operated. Through a switch signal of the push button switch, the evaluation circuit is triggered, the selector lever position from the present measured potentiometer value to investigate. Since the measured values for the dis  Critical positions are sufficiently far apart is one clear assignment based on value ranges is possible without any problems Lich. The tolerance range when installing the potentiometer and for the game of the selector lever is thereby increased, so that a Teaching process is omitted. However, the known arrangement has the Disadvantage that they are due to the many mechanical components is agile and also highly susceptible to environmental influences.

Weiterhin sind die Foliendrucksensoren aus der DE-Zeitschrift: Feinwerktechnik & Meßtechnik 99 (1991) 7-8, S. 339-341 bekannt, deren elektrischer Widerstand bei zunehmender, in normaler Rich­ tung auf die Sensoroberfläche ausgeübten Kraft abnimmt. Diese Tastsensoren weisen keine beweglichen Teile auf, sind kostengün­ stig, robust und haben aufgrund ihrer Dickfilm-Auslegung ein dünnes Profil. Sie lassen sich in nahezu beliebigen geometri­ schen Formen und Abmessung sehr einfach durch Siebdruck seri­ enmäßig herstellen und werden in verschiedensten Ausführungen auch in der Automobilindustrie angewendet.Furthermore, the film pressure sensors from the DE magazine: Feinwerktechnik & Meßtechnik 99 (1991) 7-8, pp. 339-341 known, their electrical resistance with increasing, in normal direction force on the sensor surface decreases. These Push button sensors have no moving parts and are inexpensive stig, robust and due to their thick film design thin profile. They can be in almost any geometry shapes and dimensions very easily by seri screen printing Manufacture en and are in various designs also used in the automotive industry.

Ein einfacher Foliendrucksensor ist aus zwei zusammenlaminierten Polymerlagen aufgebaut, wobei die eine Lage mit einem Halblei­ termaterial und die andere mit zwei getrennten Leiterbahnen be­ schichtet ist. Die Leiterbahnen weisen einen Hauptstrang auf, von dem dünne Stichleitungen senkrecht abzweigen und eine kam­ martige Elektrode bilden, die mit einer gegenüberliegenden kam­ martigen Elektrode angeordnet ist. Wird der Foliendrucksensor mit Druck belastet, schaltet das Halbleiter­ material die Kontaktfinger der Elektroden mehr oder weniger parallel, worauf der elektrische Widerstand zwischen den Elek­ troden abnimmt. Zwischen den beiden Anschlußpunkten der Leiter­ bahnen liegt damit ein Widerstand (FSR) an, der mit zunehmender Druckkraft abnimmt und abhängig davon in einem Bereich von unge­ fähr drei Zehnerpotenzen variiert. Ferner kann mit einer geeig­ neten Ausbildung des Träger- und Deckmaterials eine ausgeprägte Schaltcharakteristik der Foliendrucksensoren erreicht werden. A simple film pressure sensor consists of two laminated together Polymer layers built up, the one layer with a half lead term material and the other with two separate conductor tracks is layered. The conductor tracks have a main strand, from which thin branch lines branch off vertically and one came Form like electrode that came with an opposite one m-like electrode is arranged. Will the Foil pressure sensor loaded with pressure, the semiconductor switches material the contact fingers of the electrodes more or less parallel, whereupon the electrical resistance between the elec treading decreases. Between the two connection points of the conductor there is resistance (FSR), which increases with increasing Compressive force decreases and depending on it in a range of unsung varied by three powers of ten. Furthermore, with a suitable Neten training of the carrier and cover material a distinctive Switching characteristics of the film pressure sensors can be achieved.  

Eine Anwendung von Foliendrucksensoren als Positionsgeber ist beispielsweise in Gestalt einer Folientastatur für ein elektro­ nisches Musikinstrument aus der EP 489 344 A1 bekannt. Darin werden die Widerstände der den einzelnen Tasten zugeordneten drucksensitiven Bereiche einzeln kontaktiert und nach einem be­ sonderen Verfahren ausgelesen. Das Verfahren ist aufwendig, da auch gleichzeitig betätigte Tasten erkannt werden müssen.One application of film pressure sensors as position sensors is for example in the form of a membrane keyboard for an electro African musical instrument known from EP 489 344 A1. In this the resistances of the individual keys are assigned pressure-sensitive areas contacted individually and after a be selected special procedures. The process is complex because buttons pressed at the same time must also be recognized.

Aus der oben genannten DE-Zeitschrift sind auch potentiometrische Foliendrucksensoren bekannt, durch die in einer bestimmten An­ schlußart eine lineare Position entlang einer Widerstandsbahn gemessen werden kann. Sie unterscheiden sich von den normalen Foliendrucksensoren in ihrem Aufbau im wesentlichen dadurch, daß der Hauptstrang einer der beiden Leiterbahnen durch eine Wider­ standsbahn ersetzt ist und Anschlußpunkte am Anfang und am Ende der Widerstandsbahn vorhanden sind.Potentiometric are also from the above-mentioned DE magazine Foil pressure sensors are known, through which in a certain type finally a linear position along a resistance path can be measured. They are different from the normal ones Foil pressure sensors in their structure essentially in that the main strand of one of the two conductor tracks by a counter is replaced and connection points at the beginning and at the end the resistance track are present.

Weiterhin ist aus der gattungsbildenden DE 42 22 878 A1 eine An­ ordnung zur Erfassung der Schaltstellung eines Kraftfahrzeugge­ triebes bekannt, welche einen potentiometrischen Foliendrucksen­ sor verwendet, um die axiale Position einer das Umschalten der Getriebestufen steuernden Schaltwelle zu sensieren. Ein mit der Schaltwelle mechanisch gekuppelter Schleifer übt dabei auf den Foliendrucksensor einen lokalen Druck an einer linearen Positi­ on aus, welche der axialen Stellung der Schaltwelle entspricht. Der Zuordnung zu diskreten Schaltstufen liegt wiederum eine quasi stufenlose Bestimmung der Position des Schleifers zugrunde mit allen eingangs erwähnten nachteiligen Anforderung an eine nachfolgende Auswerteschaltung.Furthermore, from the generic DE 42 22 878 A1 order for detecting the switching position of a motor vehicle drive known, which a potentiometric foil printing sor used to switch the axial position of a Sensing gearshift stage shaft. One with the Switching shaft mechanically coupled grinder exercises on the Foil pressure sensor a local pressure at a linear positi on, which corresponds to the axial position of the selector shaft. The allocation to discrete switching stages is again one quasi stepless determination of the position of the grinder with all the disadvantageous requirements for a subsequent evaluation circuit.

Aus dem recht umfangreichen Stand der Technik zur Gangwahlerken­ nung wird zum allgemeinen Hintergrund noch auf die Druckschrif­ ten DE 41 35 362 A1 und DE 37 10 286 A1 verwiesen.From the quite extensive state of the art for gear selector detection The general background is still printed on ten DE 41 35 362 A1 and DE 37 10 286 A1 referenced.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Positionsgeber zu realisieren, der eine einfache, zuverlässige, gegenüber Toleranzen unempfindliche Erkennung von Positionswech­ seln und Zuordnung von diskreten Positionen gewährleistet.The invention has for its object a generic To implement position sensors that are simple, reliable,  detection of position change insensitive to tolerances and allocation of discrete positions guaranteed.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Pa­ tentanspruchs 1 gelöst.This task is characterized by the characteristic features of Pa claim 1 solved.

Durch eine entsprechende Ausdehnung der drucksensitiven Bereiche können Einbau- und Lagetoleranzen aufgefangen werden. Eine Prä­ zision beim Einbau des Foliendrucksensors oder gar ein Einlern­ vorgang ist daher nicht erforderlich. Ein weiterer Vorteil ist, daß die Positionssignale zu verschiedenen Positionen scharf voneinander abgegrenzt und daher gut unterscheidbar sind. Zu­ sätzlich ist das in Zwischenstellungen des Wählhebels auf null zurückgehende Positionssignal zur Erkennung eines allgemeinen Positionswechsels auswertbar.By expanding the pressure-sensitive areas accordingly installation and position tolerances can be compensated. A pre precision when installing the film pressure sensor or even teaching process is therefore not necessary. Another advantage is that the position signals are sharp at different positions differentiated from one another and therefore easily distinguishable. To In addition, this is zero in the intermediate positions of the selector lever  declining position signal to detect a general Position change can be evaluated.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprü­ chen und der Beschreibung hervor. Die Erfindung ist nachstehend anhand einer Zeichnung näher beschrieben. Es zeigenFurther advantages and configurations result from the subclaims Chen and the description. The invention is as follows described in more detail with reference to a drawing. Show it

Fig. 1 die mechanische Übertragung der Wählhebelstellung auf den als Foliendrucksensor ausgebildeten Positionssensor, Fig. 1, the mechanical transmission of the lever position to the film formed as a pressure sensor position sensor,

Fig. 2 den erfindungsgemäßen Positionssensor in einer Ausbildung zur Gangarterkennung bei einem automatischen Getriebe. Fig. 2 shows the position sensor according to the invention in a training for gangue detection in an automatic transmission.

Zur Erfassung der Wählhebelstellung mittels eines Foliendruck­ sensors muß auf die Sensoroberfläche ein lokaler Druck an dem Ort ausgeübt werden, der einer jeweiligen Wählhebelstellung zu­ geordnet ist. Diese Funktion erfüllt die in Fig. 1 dargestellte Anordnung: Von dem Wählhebel 1 ragt ein kontaktloser Schleifer 2 ab, an dessen Ende ein Abtastspitze 6 befestigt ist, die mittels einer Feder 5 vorgespannt ist. Die Abtastspitze 6 kann dabei ku­ gelförmig, halbkugelförmig oder als Rolle ausgebildet sein. Die Abtastspitze 6 übt einen konstanten Druck auf einen eng begrenz­ ten Bereich der Oberfläche des Foliendrucksensors 3 aus, wobei der Foliendrucksensor 3 auf einer Trägerplatine 4 plan aufge­ klebt ist.To detect the selector lever position by means of a film pressure sensor, a local pressure must be exerted on the sensor surface at the location which is assigned to a respective selector lever position. This function fulfills the arrangement shown in FIG. 1: a contactless grinder 2 protrudes from the selector lever 1 , at the end of which a scanning tip 6 is fastened, which is prestressed by means of a spring 5 . The scanning tip 6 can be ball-shaped, hemispherical or designed as a roller. The scanning 6 exerts a constant pressure on a narrowly limited! Th region of the surface of the film pressure sensor 3 from where the film pressure sensor 3 is glued to a carrier board 4 up plan.

Die Fig. 2 zeigt als Ausführungsbeispiel die Draufsicht auf den erfindungsgemäßen, als Foliendrucksensor 3 ausgebildeten Positi­ onsgeber sowie die daneben angeordnete Schaltkulisse 7 eines au­ tomatischen Getriebes. Die Darstellung des Foliendrucksensors 3 beschränkt sich auf die Leitungsführung der Widerstands- und der Leiterbahn, unter Verzicht auf eine Wiedergabe der das Träger­ substrat bildenden Polymerlage und der Halbleiterschicht im Be­ reich der Elektroden. Auch der kontaktlose Schleifer ist in der Fig. 2 nicht dargestellt. Innerhalb der Schaltkulisse 7 sind die Positionen 8.1-8.6 des Wählhebels als Kreise (P, R, N, D, 3, 2) dargestellt. Der Foliendrucksensor 3 mit der Widerstandsbahn 9 und der parallel verlaufende Haupt­ strang der Leiterbahn 10 ist der äußeren Form der Schaltkulisse 7 angepaßt. FIG. 2 shows an exemplary embodiment the top view of the invention in the form of a film pressure sensor 3 and the bib Positi onsgeber arranged shifting gate 7 of a au matic transmission. The representation of the film pressure sensor 3 is limited to the routing of the resistance and the conductor track, without dispensing with a reproduction of the polymer layer forming the carrier substrate and the semiconductor layer in the area of the electrodes. The contactless grinder is also not shown in FIG. 2. Positions 8.1-8.6 of the selector lever are shown as circles (P, R, N, D, 3 , 2 ) within the shifting gate 7 . The film pressure sensor 3 with the resistance track 9 and the parallel main strand of the conductor track 10 is adapted to the outer shape of the shift gate 7 .

Anders als bei den bekannten potentiometrischen Foliendrucksen­ soren ist die Widerstandsbahn 9 in verschiedene, aufeinanderfol­ gende Abschnitte unterteilt, wobei ein erster Abschnittstyp a und ein zweiter Abschnittstyp b sich gemäß der Folge abab . . . a abwechseln. Der erste Abschnittstyp a bildet einen Festwider­ stand z. B. 9a.1, dessen Bemessung sich aus dem Produkt der Länge des Bahnabschnitts mit seinem auf eine Längeneinheit bezogenen spezifischen Widerstand berechnet. Der zweite Abschnittstyp b stellt einen potentiometrischen Bahnabschnitt z. B. 9b.1 dar und besteht demzufolge aus einer Widerstandsbahn von der senkrecht dünne Stichleitungen aus Leitermaterial abzweigen, die eine Kammstruktur bilden und in den Raum zwischen Widerstandsbahn 9 und Leiterbahn 10 hineinragen. Dort greifen sie mit der Kammstruktur der elektronischen Stichleitungen ineinan­ der, die von der Leiterbahn 10 ausgehen. Dieser Bereich, wo von der Widerstandsbahn 9 ausgehende Stichleitungen und von der Lei­ terbahn 10 ausgehende Stichleitungen dicht benachbart sind, bil­ det den drucksensitiven Bereich. Die Einrahmung 11 zeigt einen solchen Bereich an, in welchem ein Druck auf die Oberfläche des Foliendrucksensors 3 bewirkt, daß das Halbleitermaterial benach­ barte Stichleitungen abhängig vom Druck mehr oder weniger kurz­ schließt und ein Strom von der Widerstandsbahn 9 zu der Lei­ tungsbahn 10 fließen kann.In contrast to the known potentiometric film pressure sensors, the resistance track 9 is divided into different sections which follow one another, a first section type a and a second section type b decreasing according to the sequence. . . alternate a. The first section type a forms a fixed resistance z. B. 9 a.1, the dimensioning of which is calculated from the product of the length of the track section with its specific resistance related to a unit length. The second section type b represents a potentiometric section z. B. 9 b.1 and consequently consists of a resistance track branch off from the vertically thin stub lines made of conductor material, which form a comb structure and protrude into the space between the resistance track 9 and the conductor track 10 . There they intermesh with the comb structure of the electronic stub lines that emanate from the conductor track 10 . This area, where stub lines emanating from the resistance track 9 and stub lines emanating from the conductor track 10 are closely adjacent, forms the pressure-sensitive area. The framing 11 indicates such an area in which a pressure on the surface of the film pressure sensor 3 causes the semiconductor material neighbored stub lines more or less short depending on the pressure and a current from the resistance path 9 to the Lei line 10 can flow.

Die Verteilung der drucksensitiven Bereiche und demzufolge die Verteilung der Abschnitte a und b auf der Widerstandsbahn 9 ist in Funktion der zu sensierenden Positionen 8.1-8.6 so gewählt, daß der einer bestimmten Position zugeordnete drucksensitive Be­ reich von der Abstastspitze 6 des kontaktlosen Schleifers 2 (Fig. 1) mit Druck beaufschlagt wird, wenn der Wählhebel 1 (Fig. 1) die Position einnimmt. Die Größe des drucksensitiven Berei­ ches z. B. 11 ist dabei so dimensioniert, daß eine sichere Druck­ belastung durch die Abtastspitze gewährleistet ist und Einbauto­ leranzen und Spiel des Wählhebels aufgefangen werden.The distribution of the pressure-sensitive areas and consequently the distribution of the sections a and b on the resistance path 9 is selected in function of the positions to be sensed 8.1-8.6 so that the pressure-sensitive area assigned to a specific position is rich from the scanning tip 6 of the contactless grinder 2 ( FIG . 1) is pressurized when the selector lever 1 ( Fig. 1) assumes the position. The size of the pressure sensitive area z. B. 11 is dimensioned so that a safe pressure load is ensured by the scanning tip and Einbauto leranzen and game of the selector lever are absorbed.

Zur Kontaktierung des Foliendrucksensors 3 sind drei Anschlüsse 3.1-3.3 vorgesehen. Der erste Anschluß 3.1 kontaktiert den An­ fang der Widerstandsbahn 9 und ist an eine Spannung V ange­ schlossen, der zweite Anschluß 3.2 kontaktiert das Ende der Wi­ derstandsbahn 9 und ist mit Masse verbunden, der dritte Anschluß 3.3 kontaktiert die Leiterbahn 10 und gibt das Positionssignal 12 an eine Auswerteschaltung 13 ab. Diese Anschlußweise ent­ spricht der üblichen Spannungsteilerschaltung, wie sie von Po­ tentiometern bekannt ist.Three connections 3.1-3.3 are provided for contacting the film pressure sensor 3 . The first terminal 3.1 contacts the beginning of the resistance path 9 and is connected to a voltage V, the second terminal 3.2 contacts the end of the resistance path 9 and is connected to ground, the third terminal 3.3 contacts the conductor path 10 and gives the position signal 12 to an evaluation circuit 13 . This connection method speaks ent of the usual voltage divider circuit, as is known from potentiometers.

Die Spannung des Positionssignals 12 für eine bestimmte Position ergibt sich aus der Spannung V und den beteiligten Widerständen mittels der bekannten Spannungsteilerformel. Befindet sich der Wählhebel beispielsweise in der Position 8.2 (R), so wird die Widerstandsbahn 9 durch Kurzschließen der kammartigen Elektroden im entsprechenden drucksensitiven Bereich 11 in zwei Teilwider­ stände aufgeteilt, deren erster sich aus der Reihenschaltung der Festwiderstände 9a.1, 9b.1 und 9a.2 und deren zweiter sich aus der Reihenschaltung der Widerstände der übrigen Abschnitte ent­ lang der Widerstandsbahn 9 ergeben. Desweiteren ist die abge­ griffene Spannung abhängig von der genauen y-Position der Ab­ tastspitze innerhalb des druckempfindlichen Bereiches 11, da sie den Widerstand des entsprechenden potentiometrischen Abschnittes der Widerstandsbahn 9 - in Position 8.2 (R) ist es der Abschnitt 9b.2 - aufteilt. Ferner hängt die abgegriffene Spannung auch von dem Druck der Abtastspitze auf den druckempfindlichen Bereich ab, der aufgrund der Vorspannung durch die Feder jedoch für alle Positionen gleich ist.The voltage of the position signal 12 for a specific position results from the voltage V and the resistances involved using the known voltage divider formula. The selector lever is, for example, in the position of 8.2 (R), the resistance path 9 is divided stands by short-circuiting the comb-like electrodes in the corresponding pressure-sensitive area 11 into two part abutment, the first to 9 a.1, b of the series connection of the fixed resistors. 9 1 and 9 a.2 and the second result from the series connection of the resistors of the remaining sections ent along the resistance track 9 . Furthermore, the tapped voltage depends on the exact y-position of the probe tip within the pressure-sensitive region 11 , since it divides the resistance of the corresponding potentiometric section of the resistance track 9 - in position 8.2 (R) it is section 9 b.2 . Furthermore, the tapped voltage also depends on the pressure of the scanning tip on the pressure-sensitive area, which, however, is the same for all positions due to the preload by the spring.

Wie nun das Positionssignal 12 sich verändert, wenn von einer Position in die andere gewechselt wird, hängt von der besonderen Bemessung der Widerstände in den einzelnen Abschnitten der sieb­ drucktechnisch aufgebrachten Widerstandsbahn 9 ab. Im folgenden werden einige vorteilhafte Ausführungen dargelegt: How the position signal 12 changes when changing from one position to the other depends on the particular dimensioning of the resistances in the individual sections of the resistance track 9 applied by screen printing. Some advantageous versions are set out below:

In einer ersten Ausführung wird die Widerstandsbahn 9 mit einem konstanten Widerstand pro Längeneinheit dimensioniert. Dies ent­ spricht am nächsten dem bekannten potentiometrischen Folien­ drucksensor. Im Unterschied zu letzterem werden die Bereiche, welche Zwischenstellungen des Wählhebels entsprechen, nicht ab­ gegriffen, da dort keine interdigitierenden Elektroden vorhanden sind. In diesen Zwischenstellungen fällt daher das Positions­ signal 12 auf null ab. Somit liegt zur Auswertung einer Änderung der Wählhebelstellung zusätzlich zu der einer bestimmten Positi­ on zugeordneten Spannung auch eine steile Signalflanke vor, wel­ che zur Erkennung eines allgemeinen Positionswechsels auswertbar ist. Als weiterer Vorteil sind die verschieden Positionen ent­ sprechenden Spannungen deutlich abgestuft, was eine scharfe Ab­ grenzung und Trennung der verschiedenen Wählhebelpositionen er­ laubt.In a first embodiment, the resistance path 9 is dimensioned with a constant resistance per unit length. This corresponds most closely to the known potentiometric film pressure sensor. In contrast to the latter, the areas which correspond to intermediate positions of the selector lever are not tapped, since there are no interdigitating electrodes there. In these intermediate positions, the position signal 12 therefore drops to zero. Thus, in addition to the voltage assigned to a specific position, there is also a steep signal edge for evaluating a change in the selector lever position, which can be evaluated to detect a general change in position. As a further advantage, the different positions corresponding voltages are clearly graded, which allows a sharp delimitation and separation of the different selector lever positions.

In einer Weiterbildung sind die Festwiderstände in den nichtsen­ sitiven Abschnitten 9a.1, 9a.2, . . . so gewählt, daß die Span­ nungsdifferenz von einer Position zu einer benachbarten für alle Positionen die gleiche ist. Damit sind die Positionssignale örtlich dicht benachbarter Wählhebelstellungen in gleicher Weise gut abgegrenzt wie die Positionssignale weiter benachbarter Wählhebelstellungen.In a further development, the fixed resistances in the non-passive sections 9 a.1, 9 a.2,. . . chosen so that the voltage difference from one position to an adjacent one is the same for all positions. The position signals of closely adjacent selector lever positions are thus well delimited in the same way as the position signals of further adjacent selector lever positions.

Bei den bisher dargestellten beiden Ausführungen des Positions­ gebers ändert sich in geringem Umfang das Positionssignal 12 auch innerhalb des Toleranzbereiches einer angewählten Position kontinuierlich mit einer kleinen Lageänderung in y-Richtung des Aufdruckpunktes der Abtastspitze. Dies kann dazu verwendet wer­ den, die Richtung einer Lageveränderung des Wählhebels anhand der geringfügigen Zunahme oder Abnahme der Spannungsstufe zu er­ kennen. Die frühzeitige Erkennung der Richtung eines Positions­ wechsels des Gangwählhebels kann von Nutzen sein, um beispiels­ weise einen elektrischen Synchronisationsvorgang im Fahrzeugge­ triebe einzuleiten. In the previously illustrated embodiments both of the position encoder a selected position is changed to a small extent, the position signal 12 also continuously within the tolerance range with a small change in position in the y-direction of the print point of the stylus. This can be used to know the direction of a change in position of the selector lever based on the slight increase or decrease in the voltage level. The early detection of the direction of a change in position of the gear selector lever can be useful, for example, to initiate an electrical synchronization process in the vehicle transmission.

Bei der dritten Ausführung steht eine einfache und sichere Er­ kennung der diskreten Positionen 8.1-8.6 im Vordergrund, so daß innerhalb des Toleranzbereiches einer angewählten Position eine Lageveränderung des Aufdruckpunktes der Abtastspitze zu keiner oder nur sehr geringen Änderung des Positionssignals 12 führt. Dazu wird in den sensitiven Abschnitte 9b.1, 9b.2, . . . der Wi­ derstand pro Längeneinheit sehr viel geringer gewählt als für die nichtsensitiven Abschnitte 9a.1, 9a.2, . . . der Widerstands­ bahn 9. Im Grenzfall eines Leitermaterials für die sensitiven Abschnitte 9b.1, 9b.2, . . . bleibt das Positionssignal 12 inner­ halb des Toleranzbereiches einer Position unverändert. Das Posi­ tionssignal ist daher stabil und ändert sich erst sprunghaft beim Verlassen einer Wählhebelposition. Darüber hinaus ist ohne weiteres eine Kombination mit den Merkmalen des zweiten Ausfüh­ rungsbeispiels möglich.In the third embodiment, a simple and reliable detection of the discrete positions 8.1-8.6 is in the foreground, so that within the tolerance range of a selected position a change in the position of the imprint point of the scanning tip leads to little or no change in the position signal 12 . For this purpose, sensitive sections 9 b.1, 9 b.2,. . . the resistance per unit length was chosen much lower than for the non-sensitive sections 9 a.1, 9 a.2,. . . the resistance track 9 . In the borderline case of a conductor material for the sensitive sections 9 b.1, 9 b.2,. . . The position signal 12 remains unchanged within the tolerance range of a position. The position signal is therefore stable and only changes abruptly when leaving a selector lever position. In addition, a combination with the features of the second exemplary embodiment is readily possible.

In Anbetracht der Tatsache, daß rund um den Gangwählhebel weite­ re Bedienelemente wie Schalter und Anzeigenlampen - z. B. für die Sitzheizung - angeordnet sind und diese in zunehmendem Maße miteinander vernetzt werden, bietet sich eine Integration aller elektromechanischen und elektronischen Komponenten auf der Trägerplatine des Foliendrucksensors an. Die Baueinheit umfaßt dann die Sensorik, die Signalverarbeitung, die mechanische Aufnahme von weiteren Schaltern und die Lampen (LED) für die Funktions- und Auffindungsbeleuchtung der weiteren Schalt­ elemente. Dadurch ergeben sich Vorteile in bezug auf eine rationelle Montage und einer einfachen Kontaktierung. Der Aufwand kann noch weiter reduziert werden, wenn auch die Schal­ ter auf der Basis der bekannten Foliendrucksensoren realisiert sind, so daß ein gemeinsamer aber mehrkomponentiger Folien­ drucksensor für die Gangarterkennung und die benachbarten Schalter verwendet werden kann. Weiterhin können, wenn die unterschiedlichen Schaltzustände durch Spannungskodierung abgefragt werden, die Widerstände zur Spannungsteilung als Widerstandsbahnen in den Foliendrucksensor integriert sein.In view of the fact that there is a lot of space around the gear selector lever re controls such as switches and indicator lights - z. B. for the Seat heating - are arranged and this increasingly can be networked with each other, everyone can be integrated electromechanical and electronic components on the Carrier board of the film pressure sensor. The assembly includes then the sensors, the signal processing, the mechanical Inclusion of additional switches and the lamps (LED) for the Function and location lighting of the other switches elements. This results in advantages in relation to one rational assembly and easy contacting. Of the Effort can be reduced even more, even if the scarf ter realized on the basis of the known film pressure sensors are, so that a common but multi-component films pressure sensor for gangue detection and the neighboring ones Switch can be used. Furthermore, if the different switching states through voltage coding are queried, the resistors for voltage division as Resistance tracks can be integrated in the film pressure sensor.

Claims (11)

1. Positionsgeber, insbesondere für den Gangwählhebel eines Fahrzeuggetriebes, zur Erfassung von definierten, längs einer Bahn angeordneten diskreten Positionen eines kontaktlosen Schleifers,

• - wobei der Positionsgeber ein auf einer Trägerplatine angeord­ neter Foliendrucksensor ist, der eine der Bahn des Schleifers entsprechend angeordnete Widerstandsbahn und eine parallel ver­ laufende Leiterbahn aufweist, wobei von der Widerstandsbahn und der gegenüberliegenden Leiterbahn dünne, eng benachbarte Stich­ leitungen abragen, die kammartig ineinander­ greifen und einen drucksensitiven Bereich bilden,
• - wobei der Schleifer auf die Oberfläche des Foliendrucksensors einen lokalen Druck ausübt, wodurch zwischen benachbarten Stich­ leitungen eine stromleitende Verbindung herstellbar ist, so daß eine Spannung von der Widerstandsbahn in einem für die Position des Schleifers charakteristischen Spannungsteilerverhältnis abgegriffen wird, dadurch gekennzeichnet,
• - daß die Widerstandsbahn (9) in mehrere alternierend angeord­ nete nichtsensitive Abschnitte (9a.1, 9a.2, . . . ) und sensitive Abschnitte (9b.1, 9b.2, . . . ) unterteilt ist, so daß einem sensi­ tiven Abschnitt (9b.1) immer ein nichtsensitiver Abschnitt (9a.1) vorangeht und ein anderer nichtsensitiver Abschnitt (9a.2) folgt, wobei ausschließlich von den sensitiven Abschnit­ ten (9b.1, 9b.2, . . . ) senkrechte Stichleitungen abragen und mit kammartig eingreifenden Stichleitungen des ge­ genüberliegenden Leiterbahnabschnittes einen räumlich abgegrenz­ ten drucksensitiven Bereich (11) bilden,
• - daß den definierten diskreten Positionen (8.1-8.6) des Schlei­ fers (2) jeweils ein drucksensitiver Bereich (11) und den undefinierten Zwischenpositionen die nicht drucksensitiven Bereiche zugeordnet sind.

1. position transmitter, in particular for the gear selector lever of a vehicle transmission, for detecting defined, discrete positions of a contactless grinder arranged along a path,

• - The position transmitter is a on a carrier board angeord Neten film pressure sensor, which has a track of the grinder arranged in accordance with the resistance track and a parallel ver running conductor track, with thin, closely adjacent stub lines protrude from the resistor track and the opposite conductor track, which engage like a comb and form a pressure sensitive area,
• the grinder exerts a local pressure on the surface of the film pressure sensor, as a result of which a current-conducting connection can be established between adjacent branch lines, so that a voltage is tapped from the resistance track in a voltage divider ratio which is characteristic of the position of the grinder, characterized in that
• - That the resistance track ( 9 ) is divided into several alternately arranged non-sensitive sections ( 9 a.1, 9 a.2,...) and sensitive sections ( 9 b.1, 9 b.2,...), so that a sensitive section ( 9 b.1) is always preceded by a non-sensitive section ( 9 a.1) and another non-sensitive section ( 9 a.2), whereby only the sensitive sections ( 9 b.1, 9 b.2,...) project vertical stub lines and form a spatially delimited pressure-sensitive area ( 11 ) with stub lines engaging like a comb of the opposite conductor track section,
• - That the defined discrete positions ( 8.1-8.6 ) of the grinder ( 2 ) each have a pressure-sensitive area ( 11 ) and the undefined intermediate positions are assigned to the non-pressure-sensitive areas.

2. Positionsgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der auf eine Längeneinheit bezogene elektrische Widerstand der Widerstandsbahn (9) in den verschiedenen nichtsensitiven Ab­ schnitten (9a.1, 9a.2, . . . ) jeweils so gewählt ist, daß beim Übergang von einer diskreten Position in die nächstfolgende das Widerstandsinkrement entlang der Widerstandsbahn (9) für alle Ausgangspositionen nahezu das gleiche ist.2. Position encoder according to claim 1, characterized in that the electrical resistance of the resistance track ( 9 ) in the various non-sensitive sections ( 9 a.1, 9 a.2,...) Is selected so that when changing from a discrete position to the next one, the resistance increment along the resistance track ( 9 ) is almost the same for all starting positions. 3. Positionsgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der auf eine Längeneinheit bezogene elektrische Widerstand der Widerstandsbahn (9) in sensitiven Abschnitten (9b.1, 9b.2, . . . ) sehr viel kleiner als in den nichtsensitiven Abschnitten (9a.1, 9a.2, . . . ) ist.3. Position sensor according to claim 1, characterized in that the electrical resistance of the resistance track ( 9 ) related to a unit length in sensitive sections ( 9 b.1, 9 b.2,...) Is very much smaller than in the non-sensitive sections ( 9 a.1, 9 a.2,...). 4. Positionsgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den sensitiven Abschnitten (9b.1, 9b.2, . . . ) die Widerstands­ bahn durch eine Stück Leiterbahn ersetzt ist.4. Position sensor according to claim 1, characterized in that in the sensitive sections ( 9 b.1, 9 b.2,...) The resistance track is replaced by a piece of conductor track. 5. Positionsgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsbahn (9) an ihrem einen Ende (3.1) an eine Span­ nungsquelle, an ihrem anderen Ende (3.2) an Masse angeschlossen und an einem Anschlußpunkt (3.3) der Leiterbahn (10) ein Positi­ onssignal (12) abgreifbar ist.5. Position transmitter according to claim 1, characterized in that the resistance track ( 9 ) at one end ( 3.1 ) to a voltage source, connected at its other end ( 3.2 ) to ground and at a connection point ( 3.3 ) of the conductor track ( 10 ) a position signal ( 12 ) can be tapped. 6. Positionsgeber nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Auswerteschaltung (13) die Spannung des Positionssignals (12) mit abgespeicherten, jeweils einer definierten Position (8.1-3.6) zugeordneten Spannungswerten vergleicht und eine defi­ nierte Position erkennt, wenn die Spannung innerhalb eines Tole­ ranzbereiches um den entsprechenden abgespeicherten Spannungs­ wert liegt. 6. Position transmitter according to claim 5, characterized in that an evaluation circuit ( 13 ) compares the voltage of the position signal ( 12 ) with stored voltage values , each assigned to a defined position ( 8.1-3.6 ) and detects a defined position when the voltage within a Tolerance range around the corresponding stored voltage value. 7. Positionsgeber nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (13) bei einem Rückgang des Positionssi­ gnals (12) auf null einen allgemeinen Positionswechsel erkennt.7. Position transmitter according to claim 6, characterized in that the evaluation circuit ( 13 ) recognizes a general change of position when the position signal ( 12 ) drops to zero. 8. Positionsgeber nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (13) zur Erkennung der Richtung eines be­ vorstehenden Positionswechsels eine kleine Spannungsänderung des Positionssignals (12) innerhalb des Toleranzbereiches eines ab­ gespeicherten Spannungswertes auswertet.8. Position sensor according to claim 6, characterized in that the evaluation circuit ( 13 ) for detecting the direction of a change in position be a small voltage change of the position signal ( 12 ) evaluates within the tolerance range of a stored voltage value. 9. Positionsgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Positionsgeber zur Erkennung der Stellung eines Gangwählhe­ bels (1) eines Fahrzeuggetriebes ausgebildet ist, indem der Schleifer (2) mit dem Gangwählhebel (1) mechanisch gekuppelt ist und die definierten Positionen (8.1-8.6) des Schleifers den Stellungen des Gangwählhebels (1) entsprechen, bei denen ein Gang eingelegt ist.9. Position transmitter according to claim 1, characterized in that the position transmitter for detecting the position of a gear selector lever ( 1 ) of a vehicle transmission is formed by the grinder ( 2 ) with the gear selector lever ( 1 ) is mechanically coupled and the defined positions ( 8.1- 8.6 ) of the grinder correspond to the positions of the gear selector lever ( 1 ) in which a gear is engaged. 10. Positionsgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Trägerplatine (4) weitere elektronische oder mechanische Komponenten, insbesondere eine Auswerteschaltung (13) zur Aus­ wertung des Positionssignals (12) angeordnet sind.10. Position transmitter according to claim 1, characterized in that on the carrier board ( 4 ) further electronic or mechanical components, in particular an evaluation circuit ( 13 ) for evaluating the position signal ( 12 ) are arranged. 11. Positionsgeber nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Trägerplatine (4) angeordnete Schalter in an sich be­ kannter Weise Foliendrucksensoren als Schaltelemente verwenden, welche mit dem Positionsgeber einen zusammenhängenden aber mehr­ komponentigen Foliendrucksensor bilden.11. Position transmitter according to claim 10, characterized in that on the carrier board ( 4 ) arranged switches in a manner known per se use film pressure sensors as switching elements which form a coherent but more component film pressure sensor with the position transmitter.