DE102008061336A1

DE102008061336A1 - Gear shift lever device for motor vehicle, has gear shift lever position detecting device comprising magnet that generates magnetic field, and magnetic field-sensitive sensor detecting components of magnetic field

Info

Publication number: DE102008061336A1
Application number: DE102008061336A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dipl.-Ing. Gries; Thomas Dipl.-Ing. Erdmann; Hans-Josef Gassmann
Original assignee: Lemfoerder Electronic GmbH
Current assignee: Lemfoerder Electronic GmbH
Priority date: 2008-07-02
Filing date: 2008-12-11
Publication date: 2010-01-07

Abstract

The device (1) has a gear shift lever (2) pivotably supported at a holder (4) and pivoted in multiple gear shift lever positions (P, R, N, D, S). A gear shift lever position detecting device detects an actual gear shift lever position of the shift lever, and comprises a magnet (6) generating a magnetic field, and a magnetic field-sensitive sensor, which detects components of the magnetic field. The sensor comprises an evaluation device for evaluating actual position of the magnet in a form of position data.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wählhebelvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einer Halterung, einem an der Halterung schwenkbar gelagerten Wählhebel, der in mehrere Wählhebelstellungen geschwenkt werden kann, einer Wählhebelstellungserfassungseinrichtung, mittels welcher die aktuelle Wählhebelstellung des Wählhebels erfassbar ist, wobei die Wählhebelstellungserfassungseinrichtung einen ein Magnetfeld erzeugenden Magneten und wenigstens einen magnetfeldempfindlichen Sensor aufweist, der von dem Magnetfeld durchsetzt ist.The The invention relates to a selector lever device for a Motor vehicle, with a holder, a pivotable on the holder mounted selector lever, the in several selector lever positions can be pivoted, a selector lever position detection device, by means of which the current selector lever position of the selector lever is detectable, wherein the selector lever position detecting device a magnetic field generating magnet and at least one magnetic field sensitive one Sensor which is penetrated by the magnetic field.

Gängige Sensorikanwendungen für Wählhebeleinrichtungen verwenden zur Sensierung der Wählhebelposition aufwendige Mechaniken, um die räumliche Wählhebelbewegung in einer Ebene abzubilden. Auf einer Leiterplatte angeordnete Sensoren können dann die projizierte zwei-dimensionale Bewegung sensieren. Dies wird vorzugsweise durch digitale/analoge Standard-Hall-Sensorik und Induktivsensorik vorgenommen. Die verwendete Abbildungsmechanik macht ein solches Sensorsystem aufwendig und relativ groß. Desweiteren ist eine Einlernbarkeit nur in gewissen Grenzen möglich. Weiterhin weisen sowohl die digitale/analoge Standard-Hall-Sensorik als auch die Induktivsensorik große Signalabhängigkeiten vom Luftspalt, von der Temperatur und von sonstigen Gleichtaktschwankungen auf.Common sensor applications for selector lever devices use to sense the selector lever position elaborate mechanics to the spatial lever movement to map in one plane. On a printed circuit board arranged sensors can then to sense the projected two-dimensional motion. this will preferably by digital / analog standard Hall sensors and inductive sensors performed. The imaging mechanics used make one Sensor system complex and relatively large. Furthermore, a teachability only possible within certain limits. Furthermore, both the standard digital / analogue Hall sensor technology and the inductive sensors great signal dependencies from the air gap, the temperature and other common mode fluctuations on.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Wählhebelvorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass zur Sensierung der Wählhebelstellung keine aufwendige Mechanik erforderlich ist, um die räumliche Wählhebelbewegung in einer Ebene abzubilden.outgoing This is the object of the invention, a selector lever device of the type mentioned in such a way that for sensing the selector lever position No elaborate mechanics is required to the spatial selector lever movement to map in one plane.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Wählhebelvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gegeben.These Task is according to the invention with a lever device solved according to claim 1. preferred Further developments of the invention are given in the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Wählhebelvorrichtung für ein Kraftfahrzeug weist eine Halterung, einen an der Halterung schwenkbar gelagerten Wählhebel, der in mehrere Wählhebelstellungen geschwenkt werden kann, und eine Wählhebelstellungserfassungseinrichtung auf, mittels welcher die aktuelle Wählhebelstellung des Wählhebels erfassbar ist, wobei die Wählhebelstellungserfassungseinrichtung einen ein Magnetfeld erzeugenden Magneten und wenigstens einen magnetfeldempfindlichen Sensor aufweist, der von dem Magnetfeld durchsetzt ist, wobei von dem magnetfeldempfindlichen Sensor drei Komponenten des Magnetfelds erfasst werden können.The Selector lever device according to the invention for a Motor vehicle has a holder, a pivotally mounted on the holder mounted selector lever, the in several selector lever positions can be pivoted, and a selector lever position detecting device on, by means of which the current selector lever position of the selector lever is detectable, wherein the selector lever position detecting device a magnetic field generating magnet and at least one magnetic field sensitive one Sensor which is penetrated by the magnetic field, wherein the magnetic field sensitive sensor three components of the magnetic field can be detected.

Da der Wählhebel schwenkbar an der Halterung gelagert ist, sind zur Erkennung der Wählhebelstellung maximal zwei Winkelkoordinaten im Raum erforderlich, welche durch Auswertung von drei Komponenten des Magnetfelds ermittelt werden können. Dies ist möglich, da eine Bewegung des Wählhebels relativ zu der Halterung gleichzeitig zu einer Bewegung des Magneten relativ zu dem magnetfeldempfindlichen Sensor führt. Durch eine solche Bewegung ändert sich aber auch das Magnetfeld am Ort des Sensors, sodass die Lage des Magneten relativ zum Sensor anhand des Magnetfelds am Ort des Sensors bestimmt werden kann. Die Position des Magneten relativ zum Sensor charakterisiert aber auch die Stellung des Wählhebels relativ zur Halterung und somit die Wählhebelstellung. Bei den drei Komponenten des Magnetfelds handelt es sich insbesondere um räumliche Komponenten des Magnetfelds. Ferner handelt es sich bei den Komponenten des Magnetfelds vorzugsweise um Komponenten der magnetischen Feldstärke oder der magnetischen Flussdichte des Magnetfelds am Ort des Sensors. Der magnetfeldempfindliche Sensor und der Magnet sind bevorzugt in enger räumlicher Nähe zueinander angeordnet, sodass insbesondere in jeder Wählhebelstellung der Sensor von dem Magnetfeld durchsetzt ist bzw. eine Wechselwirkung zwischen dem Magnet und dem Sensor erfolgt oder möglich ist. Die von dem Magnet erzeugte Feldstärke bzw. Flussdichte ist vorzugsweise derart stark, dass der Sensor optimal betrieben werden kann.There the selector lever pivotally mounted on the bracket, are for detecting the selector lever position a maximum of two angular coordinates in the room required, which by Evaluation of three components of the magnetic field can be determined can. This is possible, because a movement of the selector lever relative to the holder at the same time relative to a movement of the magnet leads to the magnetic field-sensitive sensor. By such a movement changes but also the magnetic field at the location of the sensor, so the location of the Magnet relative to the sensor determined by the magnetic field at the location of the sensor can be. The position of the magnet relative to the sensor characterizes but also the position of the selector lever relative to the holder and thus the selector lever position. At the three Components of the magnetic field are in particular spatial Components of the magnetic field. Further, it is the components the magnetic field, preferably by components of the magnetic field strength or the magnetic flux density of the magnetic field at the location of the sensor. The magnetic field sensitive sensor and the magnet are preferable in close spatial Close to each other arranged, so that in particular in each selector lever position of the sensor is penetrated by the magnetic field or an interaction between the magnet and the sensor is or is possible. The one from the magnet generated field strength or flux density is preferably so strong that the sensor can be operated optimally.

Bevorzugt weist der magnetfeldempfindliche Sensor eine Auswerteeinrichtung auf, mittels welcher die aktuelle Position des Magneten in Form von Positionsdaten (aktuelle Positionsdaten) ermittelt werden kann. Dabei werden die von dem Sensor abgegebenen oder abgebbaren Signale vor einer Auswertung durch die Auswerteeinrichtung als Sensorsignale und deren Werte als Sensordaten bezeichnet. Bevorzugt weist der magnetfeldempfindliche Sensor einen Speicher auf, in dem eine oder mehrere mögliche Wählhebelstellungen in Form von Positionsdaten und diesen zugeordneten Sensordaten gespeichert sind. Dabei bilden die gespeicherten Positionsdaten zusammen mit den zugeordneten Sensordaten insbesondere eine Tabelle (Look-up-table). Somit können die aktuellen Positionsdaten mittels der Auswerteeinrichtung auf Basis der aktuellen Sensorsignale und der Tabelle ermittelt werden. Die Positionsdaten enthalten bevorzugt Informationen über Winkelkoordinaten und/oder entsprechen Winkelkoordinaten. Vorzugsweise sind jedem Positionsdatum zwei Winkel zugeordnet, die insbesondere die beiden Winkelkoordinaten eines Kugel- oder Polarkoordinatensystems bilden. Gemäß einer Weiterbildung weist die Auswerteeinrichtung einen digitalen Signalprozessor (DSP) auf.Prefers the magnetic-field-sensitive sensor has an evaluation device on, by means of which the current position of the magnet in shape of position data (current position data) can be determined. In the process, the signals emitted or output by the sensor become before evaluation by the evaluation as sensor signals and their values are called sensor data. Preferably, the magnetic field sensitive sensor on a memory in which one or several possible lever positions stored in the form of position data and associated sensor data. In this case, the stored position data form together with the assigned Sensor data in particular a table (look-up table). Thus, the current position data by means of the evaluation based on the current sensor signals and the table are determined. The Position data preferably contains information about angle coordinates and / or correspond to angle coordinates. Preferably, everyone is Position data assigned two angles, in particular the two Form angular coordinates of a spherical or polar coordinate system. According to one Further, the evaluation device has a digital signal processor (DSP) on.

Bevorzugt handelt es sich somit bei dem magnetfeldempfindlichen Sensor um einen intelligenten Sensor, der einen Speicher und/oder eine Auswerteeinrichtung umfasst. Ferner kann der magnetfeldempfindliche Sensor mehrere, insbesondere zwei oder drei Sensorelemente aufweisen, mittels derer die Komponenten des Magnetfelds am Sensorort auflösbar sind. Bevorzugt sind die Sensorelemente in unterschiedliche Raumrichtungen ausgerichtet. Die Sensorelemente sind z. B. Hall-Elemente, magnetoresistive Sensorelemente oder andere magnetische Sensorelemente. Bei Verwendung von Hall-Elementen gibt der Sensor an die Auswerteeirichtung vorzugsweise Hall-Spannungen als Sensorsignale ab, welche die magnetische Flussdichte des Magnetfelds charakterisieren. Aus den Hall-Spannungen können dann die Positionsdaten, insbesondere in Form von Winkelkoordinaten, mittels der Auswerteeirichtung ermittelt werden.Thus, the magnetic-field-sensitive sensor is preferably an intelligent sensor that includes a memory and / or an evaluation device. Furthermore, the magnetic field sensitive sensor more, in particular two or three sensor elements, by means of which the components of the magnetic field can be resolved at the sensor location. Preferably, the sensor elements are aligned in different spatial directions. The sensor elements are z. B. Hall elements, magnetoresistive sensor elements or other magnetic sensor elements. When using Hall elements, the sensor preferably outputs Hall voltages as sensor signals to the evaluation device, which characterize the magnetic flux density of the magnetic field. The position data, in particular in the form of angular coordinates, can then be determined from the Hall voltages by means of the evaluation device.

Die Information über die Wählhebelstellung ist von dem magnetfeldempfindlichen Sensor und/oder dessen Auswerteeinrichtung bevorzugt an eine dem Sensor nachgeschaltete Steuereinrichtung abgebbar, insbesondere in Form von Positionsdaten. Bevorzugt ermittelt die Steuereinrichtung aus der von dem Sensor abgegebenen Information die zugehörige Schaltstufe eines Kraftfahrzeuggetriebes, insbesondere in Form von Schaltstufendaten, denen Schaltstufen des Kraftfahrzeuggetriebes zugeordnet sind. Die Steuereinrichtung umfasst vorzugsweise einen Mikrokontroller. Ferner umfasst die Steuereinrichtung bevorzugt einen Speicher, insbesondere zum Speichern von Positionsdaten und/oder Schaltstufendaten. Die Schaltstufendaten können bevorzugt direkt an das Getriebe oder an ein Getriebesteuergerät abgegeben werden.The information about the selector lever position is from the magnetic field-sensitive sensor and / or its evaluation device preferably deliverable to a control device connected downstream of the sensor, especially in the form of position data. Preferably determines the Control device from the output from the sensor information the associated Switching stage of a motor vehicle transmission, in particular in the form of Switching stage data associated with switching stages of the motor vehicle transmission. The control device preferably comprises a microcontroller. Furthermore, the control device preferably comprises a memory, in particular for Store position data and / or shift stage data. The switching stage data can preferably delivered directly to the transmission or to a transmission control unit become.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, die Wählhebelvorrichtung zu „trainieren”. Zum Beispiel kann der Wählhebel in eine bestimmte Wählhebelstellung bewegt werden, in welcher mittels des magnetfeldempfindlichen Sensors die Positionsdaten dieser Wählhebelstellung bestimmt und anschließend in dem Speicher des Sensors und/oder in dem Speicher der Steuereinrichtung als Referenzdaten gespeichert werden. Dieser Vorgang kann für andere Wählhebelstellungen wiederholt werden. Die Referenzdaten können aber auch auf andere Weise ermittelt und dann in dem Speicher des Sensors und/oder in dem Speicher der Steuereinrichtung gespeichert werden. Die Referenzdaten sind bevorzugt Positionsdaten (gespeicherte Positionsdaten) und/oder Schaltstufendaten. Vorzugsweise können mittels der Steuereinrichtung die aktuellen Positionsdaten mit den Referenzdaten verglichen werden.According to one Embodiment of the invention, it is possible, the selector lever device to train". For example can the selector lever in a specific selector lever position be moved, in which by means of the magnetic field-sensitive sensor, the Position data of this selector lever position determined and then in the memory of the sensor and / or in the memory of the controller as Reference data are stored. This process may be for others lever positions be repeated. The reference data can also be used in other ways determined and then in the memory of the sensor and / or in the memory the control device are stored. The reference data is prefers position data (stored position data) and / or Switching level data. Preferably, by means of the control device the current position data is compared with the reference data.

Der Wählhebel kann mittels eines Gelenks, z. B. mittels eines Kugelgelenks an der Halterung gelagert sein. Bevorzugt ist der Wählhebel aber kardanisch an der Halterung gelagert, insbesondere mittels eines Kreuzgelenks. Hierdurch kann eine Drehung des Wählhebels um seine Längsachse verhindert werden. Der Ursprung des Kugelkoordinatensystems liegt bevorzugt im Zentrum bzw. Bewegungszentrum des Gelenks.Of the selector lever can by means of a joint, for. B. by means of a ball joint be stored in the holder. Preferably, however, the selector lever is gimbaled stored the holder, in particular by means of a universal joint. This allows a rotation of the selector lever about its longitudinal axis be prevented. The origin of the spherical coordinate system lies preferably in the center or movement center of the joint.

Der Magnet kann an und/oder ortsfest zu der Halterung und der Sensor kann an und/oder ortsfest zu dem Wählhebel befestigt sein. Bevorzugt ist aber der Magnet an und/oder ortsfest zu dem Wählhebel befestigt, insbesondere an einem Ausleger des Wählhebels. Der Ausleger ist z. B. gegenüber dem Wählhebel abgewinkelt oder liegt mit diesem auf einer Geraden. Der magnetfeldempfindliche Sensor ist bevorzugt an und/oder ortsfest zu der Halterung befestigt.Of the Magnet may be attached to and / or stationary to the holder and the sensor can be attached to and / or fixed to the selector lever. Prefers but the magnet is attached to and / or stationary to the selector lever, in particular on a boom of the selector lever. The boom is z. B. opposite the selector lever angled or lies with this on a straight line. The magnetic field sensitive Sensor is preferably attached to and / or fixed to the holder.

Gemäß einer Weiterbildung weist die Wählhebelstellungserfassungseinrichtung wenigstens einen zweiten magnetfeldempfindlichen Sensor auf, von dem drei Komponenten des Magnetfelds erfasst werden können. Hierdurch wird eine Redundanz geschaffen, welche die Sicherheit bei der Erfassung der Wählhebelstellung erhöht. Selbst bei Ausfall eines Sensors ist die Wählhebelstellung somit noch erfassbar. Vorzugsweise weist die Wählhebelstellungserfassungseinrichtung insgesamt vier magnetfeldempfindliche Sensoren auf, die insbesondere von gleicher Bauart sind. Alternativ können die Sensoren aber auch von unterschiedlicher Bauart sein, sodass z. B. die Robustheit der Wählhebelstellungserfassungseinrichtung erhöht werden kann. Bevorzugt sind die magnetfeldempfindlichen Sensoren auf unterschiedlichen Seiten einer Leiterplatte angeordnet, die insbesondere an der Halterung befestigt ist. Ferner können die magnetfeldempfindlichen Sensoren in Schwenkrichtung des Wählhebels und/oder in Längsrichtung der Leiterplatte zueinander versetzt angeordnet sein. Hierdurch wird die Wählhebelstellungserfassungseinrichtung besonders störunanfällig, da es unwahrscheinlich ist, dass an allen unterschiedlichen Sensororten gleichzeitig die Erfassung der Wählhebelstellung durch eine Störung verhindert ist.According to one Further development has the selector lever position detection device at least one second magnetic field-sensitive sensor, of which three components of the magnetic field can be detected. hereby a redundancy is created, which ensures the safety when detecting the selector lever position elevated. Even if one sensor fails, the selector lever position is still there detectable. Preferably, the selector lever position detecting device a total of four magnetic field-sensitive sensors, in particular are of the same type. Alternatively, the sensors can also be of different design, so z. B. the robustness of Selector lever position detection device elevated can be. The magnetic field sensitive sensors are preferred arranged on different sides of a circuit board, the in particular attached to the holder. Furthermore, the Magnetic field sensitive sensors in the direction of pivoting the selector lever and / or in the longitudinal direction the printed circuit board to be arranged offset from one another. hereby becomes the selector lever position detecting device particularly susceptible to interference, there It is unlikely that at all different sensor locations at the same time the detection of the selector lever position through a fault is prevented.

Zwei magnetfeldempfindliche Sensoren sind bevorzugt zu einem Doppelsensor (Sensorbaugruppe) zusammengefasst, sodass die Wählhebelstellungserfassungseinrichtung gemäß einer Ausgestaltung zwei Doppelsensoren aufweist, die bevorzugt an unterschiedlichen Seiten der Leiterplatte angeordnet sind. Ferner sind die Doppelsensoren bevorzugt in Schwenkrichtung des Wählhebels und/oder in Längsrichtung der Leiterplatte zueinander versetzt. Jeder der magnetfeldempfindlichen Sensoren eines Doppelsensors kann eine Auswerteeinrichtung und/oder einen Speicher aufweisen. Alternativ ist es möglich, dass je Doppelsensor nur eine Auswerteeinrichtung und/oder ein Speicher vorgesehen ist, die bzw. der für beide Sensoren des Doppelsensors zuständig ist.Two Magnetic field-sensitive sensors are preferred for a double sensor (Sensor assembly) summarized, so that the selector lever position detection device according to a Embodiment two double sensors, which preferably at different Pages of the circuit board are arranged. Furthermore, the double sensors preferably in the pivoting direction of the selector lever and / or in the longitudinal direction offset the circuit board to each other. Each of the magnetic field sensitive Sensors of a double sensor may be an evaluation device and / or have a memory. Alternatively, it is possible that each double sensor only an evaluation device and / or a memory is provided, the one for both sensors of the double sensor is responsible.

Die Wählhebelstellungen sind bevorzugt unterschiedlichen Schaltstufen eines Fahrzeuggetriebes zugeordnet, welches insbesondere mittels der Steuereinrichtung in Abhängigkeit von den erfassten Wählhebelstellungen geschaltet werden kann.The lever positions are preferably different switching stages of a vehicle transmission assigned, which in particular by means of the control device in dependence from the detected selector lever positions can be switched.

Bevorzugt beschreibt der Wählhebel eine Bewegung auf einer Kugelschale, wobei diese Bewegung oder die Wählhebelposition durch Auswertung von drei Magnetfeldkomponenten direkt ermittelt werden kann. Hierzu wird der Magnet, der an dem Ausleger am Wählhebel befestigt ist, über dem magnetfeldempfindlichen Sensor (3D-Magnetfeldsensor) angeordnet. Durch die Bewegung des Magneten verändern sich die räumlichen Komponenten des Magnetfelds am Ort des Sensors. Aus den Magnetfeldkomponenten berechnet der Sensor dann die aktuelle Position des Magneten/Wählhebels in Form von zwei Winkelkoordinaten. Diese beiden Winkelkoordinaten identifizieren die Wählhebelposition eindeutig. Hierdurch wird eine berührungslose, räumliche Detektion der Wählhebelstellung erreicht. Bevorzugt hat der Sensor selbst einen kleinen DSP auf seinem Chip, der über eine Look-up-table ein Winkelpaar (Winkelkoordinaten) ermittelt und über seinen Ausgang abgibt. Die Auswertung des Winkelpaars und die Zuordnung zu einer Getriebeschaltstufe erfolgt dann in einem nachgelagerten Mikrokontroller (μC).Prefers describes the selector lever a movement on a spherical shell, this movement or the lever position be determined directly by evaluating three magnetic field components can. To do this, the magnet attached to the boom on the selector lever is attached, over the magnetic field-sensitive sensor (3D magnetic field sensor) arranged. The movement of the magnet changes the spatial Components of the magnetic field at the location of the sensor. From the magnetic field components The sensor then calculates the current position of the magnet / selector lever in the form of two angle coordinates. These two angle coordinates identify the selector lever position clearly. As a result, a non-contact, spatial Detection of the selector lever position reached. Preferably, the sensor itself has a small DSP his chip over a look-up table an angle pair (angle coordinates) and determined by his Output outputs. The evaluation of the angle pair and the assignment to a gear shift stage then takes place in a downstream Microcontroller (μC).

Geeignete 3D-Magnetfeldsensoren wurden in jüngster Zeit entwickelt und sind für die Ermittlung der Wählhebelstellung gut geeignet. Durch eine optimierte Anordnung von Sensor und Magnet in der Wählhebelvorrichtung kann somit die Wählhebelstellung direkt, berührungslos und ohne eine zusätzliche Mechanik vermessen werden. Durch den Wegfall aufwendiger Mechaniken wird eine deutliche Bauraumreduzierung und Vereinfachung des Messsystems erreicht. Die gesamte Baugröße des dreidimensionalen Messsystems (Wählhebelstellungserfassungseinrichtung) baut deutlich kleiner als konventionelle Sensoriken (vgl. Digital-/Induktivsensorik). Weiterhin wird die Signalverarbeitung der Sensorsignale bevorzugt mit Hilfe einer Arkustangens-Operation durchgeführt, was zu einem sehr fehlertoleranten Messsystem gegenüber Variationen des Luftspaltes, der Magnetisierung, der Temperatur und des Verfahrweges führt. Desweiteren können missbräuchlich erreichte Wählhebelstellungen erkannt werden. Ein weiterer Vorteil ist die Einlernbarkeit des Sensorsystems ohne die Sensorhardware verändern zu müssen. So können im EOL-Prozess (Prozess am Ende der Fertigungslinie) beliebige Wählhebelpositionen angefahren und als definierte Positionen abgespeichert werden. Durch eine Ausführung als 4-kanaliges Messsystem mit je einem Doppelsensor auf der Vorder- und Rückseite der Leiterplatte, wird eine große Störunempfindlichkeit gegenüber missbräuchlicher Manipulation erreicht. So ist es durch die räumliche Trennung der Sensorpaare nur schwer möglich, alle vier Sensoren gleichsinnig und in einem gültigen Wertebereich zu stören.suitable 3D magnetic field sensors have been recently developed and are for the determination of the selector lever position well suited. Through an optimized arrangement of sensor and magnet in the selector lever device can thus the selector lever position direct, contactless and without any additional mechanics be measured. By eliminating elaborate mechanisms is a significant reduction in space and simplification of the measuring system reached. The overall size of the three-dimensional Measuring system (selector lever position detecting device) builds significantly smaller than conventional sensors (see Digital / Inductive Sensors). Furthermore, the signal processing of the sensor signals is preferred performed with the help of an arctangent operation, resulting in a very fault tolerant measurement system across from Variations of the air gap, the magnetization, the temperature and the travel path leads. Furthermore you can abusively reached selector lever positions be recognized. Another advantage is the learnability of the Sensor system without having to change the sensor hardware. So in the EOL process (process at the end of the production line) approached any selector lever positions and saved as defined positions. By an execution as 4-channel measuring system with one double sensor each on the front and back the printed circuit board, a large interference immunity across from abusive manipulation reached. This is the case with the spatial separation the sensor pairs are difficult, all four sensors in the same direction and in a valid value range to disturb.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:The Invention will be described below with reference to a preferred embodiment described with reference to the drawing. In the drawing show:

1 eine schematische Ansicht einer Wählhebelvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, 1 a schematic view of a selector device according to an embodiment of the invention,

2 eine schematische Ansicht einer der Sensorbaugruppen aus 1, 2 a schematic view of one of the sensor assemblies 1 .

3 ein Koordinatensystem zur Beschreibung von Wählhebelstellungen, 3 a coordinate system for the description of selector lever positions,

4 ein Koordinatensystem zur Beschreibung von Magnetfeldkomponenten und 4 a coordinate system for the description of magnetic field components and

5 eine Draufsicht auf die Kulisse nach 1. 5 a plan view of the scenery behind 1 ,

Aus 1 ist eine schematische Ansicht einer Wählhebelvorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ersichtlich, wobei ein Wählhebel 2 mittels eines Kreuzgelenks 3 an einer Halterung 4 schwenkbar gelagert ist und unterschiedliche Wählhebelstellungen P, R, N, D und S einnehmen kann. Der Wählhebel 2 weist einen abgewinkelten und sich von dem Gelenk 3 wegerstreckenden Ausleger 5 auf, an dessen freien Ende ein Permanentmagnet 6 befestigt ist. Ferner ist am freien Ende des Wählhebels 2 ein Schaltknauf 7 vorgesehen. Mit der Halterung 4 ist eine Leiterplatte 8 fest verbunden, an der zwei Sensorbaugruppen 9 und 10 befestigt sind. Die Sensorbaugruppen 9 und 10 sind auf unterschiedlichen Seiten der Leiterplatten 8 angeordnet und in Längsrichtung 11 der Leiterplatte 8 zueinander versetzt. Da der Versatz klein ist, kann näherungsweise auch davon gesprochen werden, dass die Sensorbaugruppen 9 und 10 in einer Schwenkrichtung 12 des Wählhebels 2 zueinander versetzt sind. Die Sensorbaugruppen 9 und 10 sind über elektrische Leitungen 13 mit einer einen Speicher 25 aufweisenden Steuereinrichtung 14 verbunden, mittels welcher ein Kraftfahrzeuggetriebe 15 in unterschiedliche Schaltstufen geschaltet werden kann, die den Wählhebelstellungen P, R, N, D und S zugeordnet sind.Out 1 is a schematic view of a selector lever device 1 according to an embodiment of the invention, wherein a selector lever 2 by means of a universal joint 3 on a bracket 4 is pivotally mounted and can take different selector lever positions P, R, N, D and S. The selector lever 2 has an angled and away from the joint 3 extending arm 5 on, at its free end a permanent magnet 6 is attached. Furthermore, at the free end of the selector lever 2 a shift knob 7 intended. With the bracket 4 is a circuit board 8th firmly connected, at the two sensor modules 9 and 10 are attached. The sensor modules 9 and 10 are on different sides of the circuit boards 8th arranged and in the longitudinal direction 11 the circuit board 8th offset from each other. Since the offset is small, it can also be approximately said that the sensor assemblies 9 and 10 in a pan direction 12 of the selector lever 2 offset from each other. The sensor modules 9 and 10 are via electrical lines 13 with a memory 25 having control device 14 connected by means of which a motor vehicle transmission 15 can be switched to different switching stages, which are assigned to the selector lever positions P, R, N, D and S.

Die Sensorbaugruppen 9 und 10 sowie der Magnet 6 sind in enger räumlicher Nähe zueinander angeordnet, so dass über einen Bewegungsbereich des Wählhebels 2 die Sensorbaugruppen 9 und 10 stets von dem Magnetfeld des Magneten 6 durchsetzt sind. Der Bewegungsbereich des Wählhebels 2 ist dabei durch eine schematisch dargestellte Führung oder Kulisse 16 vorgegeben.The sensor modules 9 and 10 as well as the magnet 6 are arranged in close spatial proximity to each other, so that over a range of movement of the selector lever 2 the sensor modules 9 and 10 always from the magnetic field of the magnet 6 are interspersed. The range of motion of the selector lever 2 is by a schematically illustrated guide or backdrop 16 specified.

Aus 2 ist eine schematische Ansicht der Sensorbaugruppe 9 ersichtlich, die zwei magnetfeldempfindliche Sensoren 17 und 18 aufweist, die jeweils drei Komponenten des Magnetfelds auflösen können. Die Sensorbaugruppe 9 ist somit als Doppelsensor ausgebildet. Jeder der Sensoren 17 und 18 weist eine Auswerteeinrichtung 19 mit einem Speicher 20 auf, die über die elektrischen Leitungen 13 mit der Steuereinrichtung 14 verbunden ist. Gemäß einer Variante können auch lediglich eine Auswerteeinrichtung und/oder ein Speicher im Doppelsensor vorgesehen sein, wobei die Auswerteeinrichtung und/oder der Speicher beiden magnetfeldempfindlichen Sensoren zugeordnet sind. Die Sensorbaugruppe 10 ist identisch zur Sensorbaugruppe 9 aufgebaut.Out 2 is a schematic view of the sensor assembly 9 can be seen, the two magnetic field sensitive sensors 17 and 18 which can each dissolve three components of the magnetic field. The sensor assembly 9 is thus designed as a double sensor. Each of the sensors 17 and 18 has an evaluation device 19 with a memory 20 on, over the electrical wires 13 with the control device 14 connected is. According to a variant, only one evaluation device and / or one memory may also be provided in the double sensor, the evaluation device and / or the memory being associated with both magnetic field-sensitive sensors. The sensor assembly 10 is identical to the sensor module 9 built up.

Aus 3 ist ein Koordinatensystem zur Beschreibung von Wählhebelstellungen ersichtlich, wobei die aktuelle Stellung des Wählhebels 2 durch die Kugelkoordinaten ϑ und φ bestimmbar ist. Die dritte Koordinate r des Kugelkoordinatensystems ist zur Erfassung der Wählhebelstellung nicht erforderlich, da der Wählhebel 2 konstante geometrische Abmessungen aufweist und wegen der Gelenklagerung keine translatorischen Bewegungen in einer der Achsen x, y und z relativ zur Halterung ausführen kann. Die Kugelkoordinaten ϑ und φ können auch als Winkelkoordinaten bezeichnet werden.Out 3 is a coordinate system for the description of selector lever positions visible, the current position of the selector lever 2 is determinable by the spherical coordinates θ and φ. The third coordinate r of the spherical coordinate system is not required for detecting the selector lever position, since the selector lever 2 has constant geometric dimensions and because of the joint bearing no translational movements in one of the axes x, y and z can perform relative to the bracket. The spherical coordinates θ and φ may also be referred to as angular coordinates.

Aus 4 ist ein Koordinatensystem zur Beschreibung von Magnetfeldkomponenten ersichtlich, wobei das Magnetfeld am Ort des magnetfeldempfindlichen Sensors 17, hier repräsentiert durch den Vektor der magnetischen Flussdichte B, mittels des Sensors 17 in drei Komponenten gemäß der Achsen Bx', By' und Bz' aufgelöst werden kann. Die Achse Bz' erstreckt sich dabei in die Blattebene hinein.Out 4 a coordinate system for the description of magnetic field components is apparent, wherein the magnetic field at the location of the magnetic field-sensitive sensor 17 , here represented by the vector of magnetic flux density B, by means of the sensor 17 into three components according to the axes Bx ', By' and Bz 'can be resolved. The axis Bz 'extends into the leaf level.

Aus 5 ist eine Draufsicht auf die Führung oder Kulisse 16 nach 1 ersichtlich, wobei der Wählhebel 2 geschnitten dargestellt und in einer ersten Wählhebelgasse 21 angeordnet ist, in welcher der Wählhebel 2 in Richtung und in Gegenrichtung des Pfeils 12 hin und her geschwenkt werden kann. Parallel zur ersten Wählhebelgasse 21 ist eine zweite Wählhebelgasse 22 angeordnet, die über eine Quergasse 23 mit der ersten Wählhebelgasse 21 verbunden ist. Der Wählhebel 2, kann in Richtung des Pfeils 24 aus der ersten Wählhebelgasse 21 durch die Quergasse 23 in die zweite Wählhebelgasse 22 geschwenkt werden. In der zweiten Wählhebelgasse 22 kann der Wählhebel 2 wieder in Richtung und in Gegenrichtung des Pfeils 12 hin und her geschwenkt werden. Selbstverständlich ist es möglich, den Wählhebel 2 in Gegenrichtung des Pfeils 24 aus der zweiten Wählhebelgasse 21 durch die Quergasse 23 in die erste Wählhebelgasse 22 zurück zu schwenken. Der Bewegungsbereich des Wählhebels 2 ist somit durch die Führung oder Kulisse 16 auf die Wählhebelgassen 21, 22 und die Quergasse 23 beschränkt.Out 5 is a top view of the guide or backdrop 16 to 1 can be seen, with the selector lever 2 shown cut and in a first selector lever alley 21 is arranged, in which the selector lever 2 in the direction and in the opposite direction of the arrow 12 can be swung back and forth. Parallel to the first selector lever alley 21 is a second selector lever alley 22 Arranged over a cross alley 23 with the first selector lever alley 21 connected is. The selector lever 2 , can be in the direction of the arrow 24 from the first selector lever alley 21 through the cross lane 23 in the second selector lever alley 22 be panned. In the second selector lever alley 22 can the selector lever 2 again in the direction of and in the opposite direction of the arrow 12 be panned back and forth. Of course it is possible to use the selector lever 2 in the opposite direction of the arrow 24 from the second selector lever alley 21 through the cross lane 23 in the first selector lever alley 22 to swing back. The range of motion of the selector lever 2 is thus through the guide or backdrop 16 on the selector lever lanes 21 . 22 and the cross lane 23 limited.

11: Wählhebelvorrichtunglever device
22: Wählhebelselector lever
33: KreuzgelenkUniversal joint
44: Halterungbracket
55: Auslegerboom
66: Magnetmagnet
77: Schaltknaufshift knob
88th: Leiterplattecircuit board
99: Sensorbaugruppesensor assembly
1010: Sensorbaugruppesensor assembly
1111: Längsrichtung der Leiterplattelongitudinal direction the circuit board
1212: Schwenkrichtung des Wählhebelspan direction of the selector lever
1313: elektrische Leitungelectrical management
1414: Steuereinrichtungcontrol device
1515: KraftfahrzeuggetriebeMotor vehicle transmission
1616: Führung/KulisseGuide / setting
1717: magnetfeldempfindlicher Sensor/3D-Magnetfeldsensormagnetic field-sensitive Sensor / 3D magnetic field sensor
1818: magnetfeldempfindlicher Sensor/3D-Magnetfeldsensormagnetic field-sensitive Sensor / 3D magnetic field sensor
1919: Auswerteeinrichtungevaluation
2020: SpeicherStorage
2121: Wählhebelgasseselector lever channel
2222: Wählhebelgasseselector lever channel
2323: QuergasseQuergasse
2424: Schwenkrichtung des Wählhebelspan direction of the selector lever
2525: SpeicherStorage
PP: Schaltstellungswitch position
RR: Schaltstellungswitch position
NN: Schaltstellungswitch position
DD: Schaltstellungswitch position
SS: Schaltstellungswitch position
BB: magnetische Flussdichtemagnetic flux density
ϑθ: Winkelkoordinateangular
φφ: Winkelkoordinateangular
rr: Radiusradius

Claims

Selector lever device for a motor vehicle, with a holder ( 4 ), one on the bracket ( 4 ) pivotally mounted selector lever ( 2 ), which can be pivoted into a plurality of selector lever positions (P, R, N, D, S), a selector lever position detecting device, by means of which the current selector lever position of the selector lever ( 2 ) is detectable, wherein the selector lever position detecting means a magnetic field generating magnet ( 6 ) and at least one magnetic field-sensitive sensor ( 17 ), which is penetrated by the magnetic field, characterized in that of the magnetic field-sensitive sensor ( 17 ) three components of the magnetic field can be detected.

Selector lever device according to claim 1, characterized in that the magnetic field-sensitive sensor ( 17 ) an evaluation device ( 19 ), by means of which the current position of the magnet ( 6 ) can be calculated in the form of position data.

Selector lever device according to claim 1 or 2, characterized in that the magnetic field-sensitive sensor ( 17 ) a control device ( 14 ) with a memory ( 25 ), in which one or more selector lever positions are or can be stored in the form of reference data.

Selector lever device according to claim 2 and 3, characterized in that by means of the control device ( 14 ) the current position data can be compared with the reference data.

lever device according to one of the claims 2 to 4, characterized in that the position data and / or the reference data information about Contain angle coordinates.

Selector lever device according to one of the preceding claims, characterized in that the selector lever ( 2 ) on the bracket ( 4 ) is gimbaled.

Selector lever device according to one of the preceding claims, characterized in that the magnet ( 6 ) on the selector lever ( 2 ) is attached.

Selector lever device according to one of the preceding claims, characterized in that the selector lever position detection device comprises at least one second magnetic field-sensitive sensor ( 18 ), from which three components of the magnetic field can be detected.

Selector lever device according to claim 8, characterized in that the magnetic field-sensitive sensors on different sides of a printed circuit board ( 8th ) are arranged.

Selector lever device according to claim 8 or 9, characterized in that the magnetic field-sensitive sensors in a pivoting direction ( 12 ) of the selector lever are arranged offset from each other.

Selector lever device according to one of the preceding claims, characterized in that the selector lever positions (P, R, N, D, S) different shift stages of a vehicle transmission ( 15 ) assigned.