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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausgabe eines ersten und eines zweiten Ausgangssignals eines Positionssensors gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Positionssensor.
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Positionssensoren werden beispielsweise auf dem Gebiet der Automatik-Getriebe von Kraftfahrzeugen eingesetzt. Sie dienen hier u. a. dazu, die Stellung eines Fahrstufen-Wählhebels zu detektieren und an eine Auswerteelektronik zu liefern, welche daraufhin veranlasst, die der detektierten Position entsprechende Fahrstufe einzulegen, z. B. mittels eines Steuergerätes wie des Getriebesteuergerätes. Fahrstufen sind beispielsweise Drive, Park, Neutral, Rückfahrstufe (Rückwärtsgang/Reverse).
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Im Stand der Technik ist aus der
DE 10 2005 041 324 A1 ein Positionssensor zum Einsatz als Wählbereichssensor in einem Automatik-Getriebe eines Kraftfahrzeugs bekannt. Bei dem bekannten Positionssensor sind Signalausgänge von jeweils zwei Hall-Elementen zusammengefasst, wobei ein beweglicher Schlitten mit bit-codierten Permanentmagneten versehen ist, um je nach Position die Hall-Elemente zur Ausgabe von Messsignalen anzuregen. Positionsänderungen werden durch jeweils eine Bit-Änderung angezeigt.
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Im Stand der Technik ist es ferner aus der
DE 199 05 627 B4 bekannt, über die Schnittstelle eines Positionssensors PWM-Signale über verschiedene Leitungen an eine Steuereinheit auszugeben. Zur fehlersicheren Positionserkennung des Wählhebels werden hierbei redundante Sensoren verwendet.
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Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie einen Positionssensor zur Verfügung zu stellen, bei welchem Ausgangssignale eines Positionssensors bei reduziertem Signalleitungsaufkommen derart übertragen werden können, dass das für die Anzeige einer Wählhebelstellung vorrangige Signal von zwei Ausgangssignalen als gemeinsames Ausgangssignal auf einfache Weise und fehlerfrei pulsweitenmoduliert ausgegeben wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 sowie bezüglich des Positionssensors durch Anspruch 11 gelöst.
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Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Ausgabe bzw. Signalisierung eines ersten und eines zweiten Ausgangssignals eines Positionssensors vorgeschlagen, wobei das erste Ausgangssignal mit einer ersten vom Positionssensor detektierten Stellung einer bewegbaren Vorrichtung, beispielsweise einer Wählvorrichtung, insbesondere einem Wählhebel, korrespondiert und wobei das zweite Ausgangssignal mit einer zweiten vom Positionssensor detektierten Stellung der Wählvorrichtung korrespondiert. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Ausgangssignal in einem ersten Schritt vom Positionssensor als pulsweitenmodulierte Signale ausgegeben bzw. signalisiert werden und in einem zweiten Schritt zu einem einzigen gemeinsamen Ausgangssignal kombiniert werden. Die Wählvorrichtung sowie der damit zusammenwirkende Positionssensor sind insbesondere Teil eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines manuellen Schaltgetriebes oder eines automatisierten Schaltgetriebes oder eines Automatgetriebes. Es besteht auch die Möglichkeit, die Vorrichtung in anderen Einsatzfällen zu verwenden.
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Erste und zweite Stellungen des Wählhebels können zum Beispiel mittels Hall-Elementen des Positionssensors detektiert werden, wobei die mit erster und zweiter Stellung der Wählvorrichtung (zum Wählen der Fahrstufe) korrespondierenden Ausgangssignale vorteilhafterweise pulsweitenmodulierte Signale mit je unterschiedlichen Pulsweiten bzw. Tastgraden sind. Durch die unterschiedlichen (einer Wählvorrichtungsstellung definiert zugeordneten) Tastgrade von erstem und zweitem Ausgangssignal, die je mit Wählhebel- bzw. Wählvorrichtungsstellungen korrespondieren, kann auf vorteilhafte Weise eine Ausgangssignalkombination erreicht werden, insbesondere wenn bei entsprechender Programmierung des Positionssensors das erste und zweite Ausgangssignal mit gleicher Frequenz ausgegeben werden und diese Periodendauer im zeitlichen Verlauf übereinstimmt, d. h. Beginn T1 und Ende T2 einer Signalperiode von erstem und zweitem Ausgangssignal zeitlich übereinstimmen, also erstes und zweites Ausgangssignal zueinander nicht phasenverschoben sind.
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Der Positionssensor ist beispielsweise als Wegsensor ausgebildet, wodurch unter dem Begriff Positionssensor auch Wegsensor verstanden wird.
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Gemäß einer Ausführungsform werden pulsweitenmodulierte Signale als erstes und zweites Ausgangssignal verwendet, deren Tastgrade je im Bereich von 10%, 50% und 90% liegen können. Das erste und das zweite Ausgangssignal können vom Positionssensor zeitgleich ausgegeben werden, insofern liegen Signale an dem ersten und dem zweiten Ausgang gleichzeitig an und somit auch jeweils am Eingang eines nachfolgenden Logikbauelements.
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Zur Kombination der ersten und zweiten Ausgangssignale kann dann positive oder negative Logik verwendet werden, die vorteilhaft mit geringem Aufwand realisierbar ist. Bei negativer Logik bemisst sich vorliegend der Tastgrad bzw. die Pulsweite als Verhältnis von Ausschaltzeit zu Periodendauer, bei positiver Logik als Verhältnis von Einschaltzeit zu Periodendauer. So kann gemäß einer Ausführungsform ein UND-Gatter oder ein ODER-Gatter zur Kombination des ersten und zweiten Ausgangssignals zu dem gemeinsamen Ausgangssignal verwendet werden.
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Je nachdem, ob positive oder negative Logik verwendet wird, und je nach Sensorprogrammierung, muss kein oder ein ODER- bzw. ein UND-Gatter verwendet werden, um die beiden Hall-Signale zu einem Ausgang zu kombinieren. Das einfachste UND-Gatter ist ein sogenanntes Phantom-UND-Gatter und ist eine einfache Kurzschlussbrücke zwischen den beiden Ausgängen.
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Wird der Positionssensor derart programmiert, dass an einem gewünschten Schaltpunkt sowohl ein erstes Ausgangssignal für die erste Stellung als auch das zweite Ausgangssignal, welches mit der zweiten Stellung der Wählvorrichtung korrespondiert, vom Positionssensor ausgegeben wird, kann mit der erfindungsgemäßen Signalkombination der Schaltzeitpunkt eingestellt werden. Bei einer Ausführungsform korrespondiert das erste Ausgangssignal mit einer Neutralstellung N und das zweite Ausgangssignal mit einer Rückfahrstellung R der Wahlvorrichtung bzw. des Wählhebels.
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Der erfindungsgemäße Positionssensor, insbesondere ein Wählbereichssensor in einem Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeugs, weist einen ersten Ausgang auf, welcher mit einer ersten Stellung einer Wählvorrichtung, insbesondere eines Wählhebels für ein Automatikgetriebe, korrespondiert und einen zweiten Ausgang, welcher mit einer zweiten Stellung der Wählvorrichtung korrespondiert. Erster und zweiter Ausgang sind zu einem gemeinsamen Ausgang des Positionssensors kombiniert. Dabei gibt der Positionssensor das erste Ausgangssignal für die erste Stellung und das zweite Ausgangssignal für die zweite Stellung der Wählvorrichtung zur Kombination an den ersten Ausgang und den zweiten Ausgang als pulsweitenmodulierte Signale, vorzugsweise mit demselben Takt, insbesondere gleicher Frequenz und zueinander nicht phasenverschoben, aus.
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Gemäß einer Ausführungsform weist der erfindungsgemäße Positionssensor eine Logik – insbesondere in Form eines UND-Gatters oder eines ODER-Gatters – zur Kombination der Ausgangssignale zu einem gemeinsamen Ausgangssignal auf. Infolge der Ausgangssignalkombination kann vorteilhaft der gemeinsame Ausgang für die erste Stellung und die zweite Stellung der Wählvorrichtung bzw. des Wählhebels mittels eines einzigen Kontaktes und der gemeinsamen Masse an eine z. B. nachgeordnete Auswerteelektronik angeschlossen werden. Gemäß einer Ausführungsform liefert der erste Ausgang ein erstes Ausgangssignal, welches mit einer Neutralstellung N korrespondiert und der zweite Ausgang ein zweites Ausgangssignal, welches mit einer Rückfahrstellung R der Wählvorrichtung korrespondiert.
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Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform wird eine Auswerteeinheit vorgeschlagen, welche zum Anschluss an einen erfindungsgemäßen Positionssensor vorgesehen ist, wobei die Auswerteeinheit einen Eingang zur Aufnahme des gemeinsamen Ausgangssignals und eine Signalverarbeitungseinheit zur Verarbeitung des aufgenommenen pulsweitenmodulierten gemeinsamen Ausgangssignals aufweist.
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Durch Verwendung des gemeinsamen Ausgangs wird zur Weiterleitung des Signals nur eine Leitung benötigt.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnungen, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 exemplarisch einen Positionssensor mit einer nachgeordneten Auswerteeinheit gemäß einer möglichen Ausführungsform der Erfindung;
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2 und 3 exemplarisch eine Signalkombination unter Verwendung positiver Logik und eines UND-Gatters gemäß einer möglichen Ausführungsform der Erfindung;
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4 und 5 exemplarisch eine Signalkombination unter Verwendung positiver Logik und eines ODER-Gatters gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform der Erfindung;
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6 und 7 exemplarisch eine Signalkombination unter Verwendung negativer Logik und eines ODER-Gatters gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform der Erfindung; und
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8 und 9 exemplarisch eine Signalkombination unter Verwendung negativer Logik und eines UND-Gatters gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform der Erfindung.
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In der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen entsprechen gleichen Bezugszeichen Elemente gleicher oder vergleichbarer Funktion.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bezeichnet der Begriff erstes Ausgangssignal alle Ausgangssignale eines ersten Ausgangs. Der Begriff zweites Ausgangssignal bezeichnet alle Ausgangssignale eines zweiten Ausgangs. Der Begriff Stellung kann auch einen Stellungsbereich kennzeichnen. Der Begriff Tastgrad bzw. Pulsweite bezeichnet vorliegend die zeitliche Dauer eines Signalanteils, welcher bei positiver Logik einen High-Pegel bzw. bei negativer Logik einen Low-Pegel aufweist im Verhältnis zur Periodendauer, also das Verhältnis der Länge des Zustands Logisch 1 zur Periodendauer. Der Tastgrad wird vorliegend als Prozentsatz der Periodendauer des zugehörigen Signals angegeben. Der Begriff pulsweitenmoduliert bezeichnet ein Signal dessen technische Größe (Strom/Spannung etc.) zwischen zwei Werten wechselt und dessen Pulsweite bzw. Tastgrad bei konstanter Frequenz moduliert wird (sich ändern kann). Die Periodendauer bezeichnet die Dauer eines An- und Austastungsintervalls eines PWM-Signals.
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1 zeigt einen erfindungsgemäßen Positionssensor 1 mit einem vorzugsweise integral ausgebildeten Sensorelement 2. Der Positionssensor 1 ist zum Beispiel auf einer Platine 3 mit Beschaltung, z. B. zur Spannungsversorgung und Ortsfixierung angeordnet. Das Sensorelement 2 ist zum Beispiel durch einen Hall-Sensor mit Hall-Elementen gebildet, wobei die Hall-Elemente mit an einer Wählvorrichtung (nicht dargestellt) angeordneten Magneten zur Positionsbestimmung der Wählvorrichtung auf bekannte Weise, z. B. berührungslos, zusammenwirken. Der Sensor könnte zum Beispiel auch ein optischer Sensor zur Erfassung optischer Signale sein. Die Wählvorrichtung kann als Wählhebel, als Kippschalter, oder allgemein als Handhabe ausgebildet sein, welche z. B. in einem Kraftfahrzeug als Handhabe für den Bediener angeordnet ist, um die gewünschte Fahrstufe eines Getriebes, z. B. die Neutralstellung N in einer Neutralgasse oder die Rückfahrstufe R (Rückwärtsgang) anzuwählen.
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Die gewählte Wählvorrichtungs- bzw. -hebelposition wird vom Positionssensor 1 mittels des Sensorelements 2 detektiert. Die vom Sensorelement 2 detektierten Positionssignale werden vom Positionssensor 1, welcher dazu einen Signalprozessoranteil bzw. eine Signalverarbeitungseinheit aufweisen kann, in zur Weiterverarbeitung geeigneter Ausgabeform an z. B. jeweils einen ersten Ausgang 5, welcher mit einem ersten Positionssignal bzw. einer ersten Stellung des Wählhebels korrespondiert, sowie einen zweiten Ausgang 6 des Positionssensors, welcher mit einem zweiten Positionssignal korrespondiert, ausgegeben. Der Ausgang 5, 6 kann jeweils beispielsweise als Anschluss- bzw. Kontaktpin des Positionssensors ausgeführt sein, z. B. mit daran angeordneter elektrischer Leitung. Beispielsweise liegt an dem ersten Ausgang 5 ein Positionssignal als erstes Ausgangssignal 7, welches mit einer Neutralstellung N des Wählhebels (z. B. in der Neutralgasse) korrespondiert und an dem zweiten Ausgang 6 ein Positionssignal als zweites Ausgangssignal 8, welches mit einer detektierten Rückfahrstellung R der Wählvorrichtung korrespondiert. Der Positionssensor 1 bzw. sein Signalprozessor kann vorzugsweise derart programmiert werden, dass eine definierte pulsweitenmodulierte Ausgangssignalform generiert bzw. ausgegeben wird, die mit der detektierten Stellung der Wählvorrichtung korrespondiert. Im Rahmen der Erfindung wird das erste 7 und das zweite 8 Ausgangssignal vom Positionssensor 1 jeweils als pulsweitenmoduliertes Signal ausgegeben, wobei die Pulsweite/der Tastgrad jeweils einer bestimmten Stellung der Wählvorrichtung zuordenbar ist.
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Erfindungsgemäß werden die ersten 7 und zweiten 8 pulsweitenmodulierten (PWM) Ausgangssignale zum Zwecke der Übermittlung bzw. Übertragung an z. B. die Auswerteeinheit 4 zu einem einzigen, gemeinsamen Ausgang 9 des Positionssensors 1 zusammengeführt und signalisiert bzw. ausgegeben. Dazu wird der erste Ausgang 5 mit dem zweiten Ausgang 6 kombiniert und somit das erste Ausgangssignal 7 mit dem zweiten Ausgangssignal 8 zu einem gemeinsamen Ausgangssignal 12 kombiniert. Um den ersten 5 mit dem zweiten 6 Ausgang zu einem gemeinsamen kombinierten Ausgang 9 zusammenzuführen, kann beispielsweise ein Logikbaustein 10 verwendet werden, im einfachsten Fall z. B. ein sogenanntes Phantom-UND-Gatter, welches eine einfache Kurzschlussbrücke 11 zwischen dem ersten 5 und dem zweiten 6 Ausgang bzw. daran angeordneten Leitungswegen darstellt. Des Weiteren kann der Logikbaustein ein UND-Gatter, ein ODER-Gatter oder ein anderes Gatter darstellen. Das Logikelement bzw. der Logikbaustein 10 ist eingangsseitig z. B. mittels Leitungen z. B. je mit dem ersten und zweiten Ausgang des Positionssensors verbunden und stellt ausgangsseitig den gemeinsamen Ausgang 9 des Positionssensors zur Verfügung. Insofern werden erstes und zweites Ausgangssignal jeweils an einen Eingang(spin) des Logikelements geliefert. Das gemeinsame Ausgangssignal 12 kann als Ausgangssignal des Logikbausteins abgegriffen werden.
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Je nach Signalform der auszugebenden ersten und zweiten pulsweitenmodulierten (PWM) Ausgangssignale 7, 8 kann z. B. positive oder negative Logik zur Kombination der Ausgangssignale 7, 8 verwendet werden. Im Folgenden wird anhand der 2 bis 9 darauf eingegangen, welche jeweils erste 7 und zweite 8 Ausgangssignale zeigen, wie sie an den jeweiligen Eingängen des zugeordneten Logikbausteins 10 bzw. an dem Ausgang 5, 6 anliegen, sowie das von dem Logikbaustein jeweils ausgegebene gemeinsame Ausgangssignal 12. Über der Zeit ist jeweils die Signalpegelhöhe angetragen, welche zum Zwecke der Vereinfachung vorliegend Werte von 0 und 1 annimmt, die jeweils Signal aus bzw. Signal an entsprechen (Austastung/Antastung).
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Gemäß
2 und
3 wird zur Kombination von erstem
7 und zweitem
8 Ausgangssignal beispielsweise positive Logik angewendet. Gemäß der sogenannten positiven Logik kodiert ein High-Pegel bzw. ein Einschaltzustand den Wert 1 (logische 1) und ein Low-Pegel den Wert 0 (logische 0). Der Tastgrad bestimmt sich vorliegend aus dem Verhältnis der Dauer der logischen 1 zur Periodendauer. Für das UND-Gatter gemäß
2 und
3 bei positiver Logik gilt somit:
| Erstes Ausgangssignal 7 | Zweites Ausgangssignal 8 | Gemeinsames Ausgangssignal 12 |
| High Pegel | logisch 1 | High Pegel | logisch 1 | High Pegel | logisch 1 |
| High Pegel | logisch 1 | Low Pegel | logisch 0 | Low Pegel | logisch 0 |
| Low Pegel | logisch 0 | High Pegel | logisch 1 | Low Pegel | logisch 0 |
| Low Pegel | logisch 0 | Low Pegel | logisch 0 | Low Pegel | logisch 0 |
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In 2 befindet sich das Getriebe zunächst in Neutralstellung N. Diese korrespondiert mit einem ersten bereits anliegenden Ausgangssignal 7 mit einem zugeordneten Tastgrad von 50% (also 50% der Periodendauer T logisch 1, entspricht High Pegel). Erstes 7 und zweites 8 Ausgangssignal haben gleiche Frequenz und sind nicht zueinander phasenverschoben. Ihre jeweilige Periodendauer T stimmt überein. Bei Wahl der Rückfahrstellung R an der Wählvorrichtung, welche mit einem zweiten Ausgangssignal 8 mit einem definierten Tastgrad von 10% korrespondiert, soll am gemeinsamen Ausgang 9 dies als gemeinsames Ausgangssignal 12 angezeigt werden.
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Gemäß o. a. Logiktabelle wird ein gemeinsames High-Pegel-Ausgangssignal 12 für die jeweilige Dauer am gemeinsamen Ausgang 9 ausgegeben, für die sowohl erstes 7 als auch zweites 8 Ausgangssignal zeitgleich einen High-Pegel aufweisen (positive Logik). In dieser Zeit repräsentiert jeder High-Pegel logisch 1, sodass am Ausgang des Logikbausteins 10 bzw. des Positionssensors 1 logisch 1 (High-Pegel) ausgegeben wird. Gemäß 2 liegt als zweites Ausgangssignal 8 ein Signal mit einem Tastgrad von 90% vor, welches signalisiert, dass die Rückfahrstellung, welcher 10% Tastgrad entsprechen, nicht eingenommen ist. Als gemeinsames Ausgangssignal 12 resultiert aufgrund der Logik somit ein PWM-Signal mit einem Tastgrad von 50%, da für diese Dauer in erstem 7 und zweitem 8 Ausgangssignal also logisch 1 gleichzeitig anliegt. Dieses vom UND-Gatter 13 gebildete gemeinsame Ausgangssignal 12 entspricht der Neutralstellung N und wird z. B. an die Auswerteeinheit 4 angezeigt. Folglich wird die Neutralstellung beibehalten.
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Die Ausführungsform gemäß 3 entspricht der Ausführungsform der 2. Ausgehend nunmehr von einer tatsächlich gewählten Rückfahrstellung R des Getriebes bzw. der Wählvorrichtung, welche mit einem zweiten (PWM) Ausgangssignal 8 mit einem Tastgrad von 10% korrespondiert, soll Rückfahrstellung R im gemeinsamen Ausgangssignal 12 signalisiert werden. Wiederum wird High-Pegel (logisch 1) ausschließlich für die Dauer am gemeinsamen Ausgang 12 ausgegeben, für die sowohl erstes 7 als auch zweites 8 Ausgangssignal zeitgleich einen High-Pegel (1) aufweisen. Ein gemeinsames Ausgangssignal 12 mit 10% Tastgrad resultiert. Rückfahrstellung R, welche mit 10% Tastgrad korrespondiert, wird angezeigt bzw. von der Auswerteeinheit 4 erkannt.
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Vorliegend entscheidet die Logik somit dahingehend, dass die Rückfahrstellung R im gemeinsamen Ausgangssignal 12 angezeigt wird, obwohl gleichzeitig ein PWM-Neutralstellungssignal mit 50% Tastgrad als erstes Ausgangssignal 7 am Eingang des Logikbausteins 10 anliegt. Das PWM-Rückfahrstellungssignal setzt sich insofern durch. Aufgrund der Logik des UND-Gatters ist es zur Ausgabe eines High-Pegel-Signalanteils erforderlich, dass ein Signal, welches ausgegeben werden soll, gleichzeitig einen High-Pegel-Anteil zumindest gleicher Pulsweite im jeweils anderen Signal findet. Insofern setzt sich hier das Signal mit dem zeitlich längeren Low-Pegel durch.
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Eine weitere beispielhafte Ausführungsform zeigen 4 und 5. Ausgehend von der Neutralstellung N des Getriebes bzw. des Wählhebels, welche wiederum mit einem ersten vorliegenden Ausgangssignal 7 mit einem Tastgrad von 50% korrespondiert, soll die Rückfahrstellung R, welche mit einem zweiten Ausgangssignal 8 mit einem Tastgrad von nun vorgegebenen 90% korrespondiert, bei Vorliegen einer solchen Rückfahrstellung R durch das pulsweitenmodulierte gemeinsame Ausgangssignal 12 signalisiert werden. Als zweites Ausgangssignal 8 liegt jedoch ein Signal mit einem Tastgrad von 10% an, welches anzeigt, dass die Rückfahrstellung R tatsächlich nicht eingenommen ist.
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Zur Kombination von erstem
7 und zweitem
8 Ausgangssignal zu einem gemeinsamen Ausgangssignal
12 dient bei diesem Beispiel ein ODER-Gatter
14 mit der Logik gemäß untenstehender Tabelle:
| Erstes Ausgangssignal 7 | Zweites Ausgangssignal 8 | Gemeinsames Ausgangssignal 12 |
| High Pegel | logisch 1 | High Pegel | logisch 1 | High Pegel | logisch 1 |
| High Pegel | logisch 1 | Low Pegel | logisch 0 | High Pegel | logisch 1 |
| Low Pegel | logisch 0 | High Pegel | logisch 1 | High Pegel | logisch 1 |
| Low Pegel | logisch 0 | Low Pegel | logisch 0 | Low Pegel | logisch 0 |
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In diesem Fall wird ein gemeinsames High-Pegel-Ausgangssignal 12 für jene Dauer am gemeinsamen Ausgang 9 ausgegeben, für die erstes 7 oder zweites 8 oder auch erstes 7 und zweites 8 Ausgangssignal einen High-Pegel aufweisen (positive Logik). Das durch das ODER-Gatter 14 in 4 gebildete gemeinsame Ausgangssignal 12 weist folglich eine Pulsweite bzw. Tastgrad von 50% der Periodendauer T von erstem und zweitem Ausgangssignal auf. Neutralgangstellung N wird angezeigt. Es ist hierbei beachtlich, dass sich High-Pegel-Signalanteile von erstem 7 und zweitem 8 Ausgangssignal zeitlich überlappen, anderenfalls würden bei dieser Logik sowohl erstes 7 als auch zweites 8 Ausgangssignal ausgegeben.
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Gemäß 5 ist nunmehr die Rückfahrstellung R des Getriebes bzw. der Wählvorrichtung tatsächlich eingenommen. Ein entsprechendes zweites Ausgangssignal 8 mit einem Tastgrad von 90% der Periodendauer T von erstem 7 und zweitem 8 Ausgangssignal liegt am Eingang des Logikbausteins 10 an. Die Rückfahrstellung R soll in diesem Beispiel als gemeinsames Ausgangssignal 12 mit dem definierten bzw. zugeordneten Tastgrad von 90% angezeigt werden. Wie bei 4 wird ein gemeinsames High-Pegel-Ausgangssignal 12 für die Dauer am gemeinsamen Ausgang 9 ausgegeben, für die erstes 7 oder zweites 8 oder auch erstes 7 und zweites 8 Ausgangssignal High-Pegel aufweisen. Ein gemeinsames Ausgangssignal 12 resultiert folglich mit einem Tastgrad von 90%, Rückfahrstellung R wird somit angezeigt.
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Es setzt sich das Signal mit dem längsten High-Pegel in diesem Beispiel durch.
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Eine erste beispielhafte Ausführungsform unter Verwendung negativer Logik zeigen 6 und 7. Bei der negativen Logik kodiert ein High-Pegel logisch Null und ein Low Pegel logisch Eins. Wird ein Signal statt in positiver Logik neu in negativer Logik interpretiert, so entspricht dies einer Negation an allen betroffenen Ein- und Ausgängen. So wirkt beispielsweise ein UND-Gatter für positive Logik als ODER-Gatter für negative Logik.
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Zur Kombination von erstem und zweitem Ausgangssignal zu einem gemeinsamen Ausgangssignal dient gemäß
6 und
7 ein ODER-Gatter
14 mit der negativen Logik gemäß untenstehender Tabelle:
| Erstes Ausgangssignal 7 | Zweites Ausgangssignal 8 | Gemeinsames Ausgangssignal 12 |
| High Pegel | logisch 0 | High Pegel | logisch 0 | High Pegel | logisch 0 |
| High Pegel | logisch 0 | Low Pegel | logisch 1 | High Pegel | logisch 0 |
| Low Pegel | logisch 1 | High Pegel | logisch 0 | High Pegel | logisch 0 |
| Low Pegel | logisch 1 | Low Pegel | logisch 1 | Low Pegel | logisch 1 |
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In diesem Fall wird also ein gemeinsames Low-Pegel-Ausgangssignal 12, welches logisch 1 codiert, für die Dauer am gemeinsamen Ausgang 9 ausgegeben, für die erstes 7 und zweites 8 Ausgangssignal gleichzeitig einen Low-Pegel aufweisen. Die Dauer der logisch 1 bzw. des Low-Pegels bestimmt nunmehr den Tastgrad.
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Gemäß der beispielhaften Ausführungsform von 6 (negative Logik) soll der Wählhebel zunächst in Neutralstellung N stehen. Diese korrespondiert mit einem ersten vorliegenden Ausgangssignal 7 mit einem Tastgrad von 50% der vorliegend wiederum identischen Periodendauer T von erstem 7 und zweitem 8 Ausgangssignal.
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Eine Rückfahrstellung R, welche mit einem zweiten Ausgangssignal 8 mit einem Tastgrad von eingestellten bzw. programmierten 10% korrespondiert, soll bei tatsächlichem Vorliegen einer Rückfahrstellung erfindungsgemäß als pulsweitenmoduliertes gemeinsames Ausgangssignal 12 signalisiert bzw. ausgegeben werden. Als zweites Ausgangssignal 8 liegt in diesem Beispiel gemäß 6 jedoch kein Rückfahrsignal an, sondern ein Signal mit einem Tastgrad von 90% (90% logisch 1, 90% Low-Pegel) an, welches anzeigt, dass die Rückfahrstellung R nicht eingenommen ist.
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Das durch das ODER-Gatter 14 gebildete gemeinsame Ausgangssignal 12 weist folglich einen Tastgrad von 50% auf. Neutralgangstellung N wird folglich angezeigt.
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Im Fall von 7 (negative Logik) befindet sich das Getriebe bzw. der Wählhebel nunmehr tatsächlich in Rückfahrstellung R. Gleichzeitig liegt wiederum als erstes Ausgangssignal ein Neutralgangstellungssignal (50%-Tastgrad) an. Das Rückfahrstellungssignal am zweiten Ausgang 6 ist vorliegend durch einen eingestellten bzw. im Positionssensor programmierten Tastgrad von 10% (logisch 1 bezogen auf die Periodendauer T) gekennzeichnet. Dieses wird gemäß der Logiktabelle des ODER-Gatters 14 an den gemeinsamen Ausgang 9 gegeben. Rückfahrstellung R wird folglich angezeigt.
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Bei
8 und
9 wird ein UND-Gatter
13 bei negativer Logik gemäß untenstehender Tabelle verwendet (entspricht ODER-Gatter bei High-Pegel):
| Erstes Ausgangssignal 7 | Zweites Ausgangssignal 8 | Gemeinsames Ausgangssignal 12 |
| High Pegel | logisch 0 | High Pegel | logisch 0 | High Pegel | logisch 0 |
| High Pegel | logisch 0 | Low Pegel | logisch 1 | Low Pegel | logisch 1 |
| Low Pegel | logisch 1 | High Pegel | logisch 0 | Low Pegel | logisch 1 |
| Low Pegel | logisch 1 | Low Pegel | logisch 1 | Low Pegel | logisch 1 |
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Im Beispiel von 8 (negative Logik) befindet sich der Wählhebel zunächst in Neutralstellung N (50% Tastgrad). Eine Rückfahrstellung soll durch einen Tastgrad von 90% angezeigt werden. Ein pulsweitenmoduliertes Ausgangssignal mit 10%-Tastgrad liegt jedoch als zweites Ausgangssignal 8 an. Gemäß der Logiktabelle wird somit ein gemeinsames Ausgangssignal 12 mit 50%-Tastgrad ausgegeben. Neutralgangstellung N wird angezeigt.
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In 9 liegt nunmehr das die Rückfahrstellung R kennzeichnende zweite Ausgangssignal 8 mit 90%-Tastgrad an. Gemäß o. a. Logiktabelle des UND-Gatters für negative Logik 13 wird Rückfahrstellung R angezeigt.
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Erfindungsgemäß weisen das erste 7 und das zweite 8 pulsweitenmodulierte Ausgangssignal unterschiedliche Pulsweiten bzw. Tastgrade innerhalb der Periodendauer T auf. Die Pulsweiten bzw. Tastgrade, die jeweils einer Stellung des Wählhebels zugeordnet sind, sind vorzugsweise so gewählt bzw. am Positionssensor 1 einprogrammiert bzw. eingestellt, dass sie bei Kombination von erstem 7 und zweitem 8 Ausgangssignal mittels der erfindungsgemäßen Logik eine eindeutige Aussage über die anzuzeigende Wählhebelstellung zulassen. Dies kann mit den erfindungsgemäßen Wertebereichen um 50% Tastgrad (entspricht z. B. Neutralstellung), 90% Tastgrad (entspricht z. B. Rückfahrstellung nicht gewählt) und 10% Tastgrad (entspricht z. B. Rückfahrstellung gewählt) erreicht werden. Daneben sind andere Wertebereiche denkbar, solange die Werte zueinander und von einem Mittelwert z. B. einen ausreichenden Abstand aufweisen, um eindeutige Positionsdetektierbarkeit zu gewährleisten. Erfindungsgemäß ist es möglich, das Neutralstellungssignal stets anliegen zu lassen, sobald sich der Wählhebel in der Neutralgasse befindet.
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Die ersten und zweiten Ausgangssignale liegen z. B. dauerhaft während der anzuzeigenden Wählhebelstellung am jeweiligen ersten und zweiten Ausgang an, z. B. als Dauersignal mit einer vorgegebenen, vorzugsweise konstanten Frequenz bzw. Periodendauer. Das gemeinsame Ausgangssignal 12 kann erfindungsgemäß z. B. über eine einzige Leitung 15 mit einem einzigen Kontakt sowie die gemeinsame Masse (Referenzmasse, Positionssensor und Auswerteeinheit) an einen Eingang 16 der Auswerteeinheit 4 ausgegeben werden. Zur Auswertung und Verarbeitung kann ein Signalprozessor bzw. eine Signalverarbeitungseinheit 17 verwendet werden, die z. B. auch einen Analog-Digitalwandler aufweist und z. B. Teil eines Steuergeräts, z. B. eines Getriebesteuergeräts ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Positionssensor
- 2
- Sensorelement
- 3
- Platine
- 4
- Auswerteeinheit
- 5
- Erster Ausgang des Positionssensors
- 6
- Zweiter Ausgang des Positionssensors
- 7
- Erstes Ausgangssignal des Positionssensors
- 8
- Zweites Ausgangssignal
- 9
- Gemeinsamer Ausgang des Positionssensors
- 10
- Logikbaustein
- 11
- Kurzschlussbrücke
- 12
- Gemeinsames Ausgangssignal des Positionssensors
- 13
- UND-Gatter
- 14
- ODER-Gatter
- 15
- Leitung
- 16
- Eingang Auswerteeinheit
- 17
- Signalverarbeitungseinheit
- T
- Periodendauer
- T1
- Periodenbeginn
- T2
- Periodenende
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005041324 A1 [0003]
- DE 19905627 B4 [0004]
