DE102015224906A1 - Positionserfassungsvorrichtung für einen Schalthebel und Gangwahlvorrichtung - Google Patents

Positionserfassungsvorrichtung für einen Schalthebel und Gangwahlvorrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE102015224906A1
DE102015224906A1 DE102015224906.9A DE102015224906A DE102015224906A1 DE 102015224906 A1 DE102015224906 A1 DE 102015224906A1 DE 102015224906 A DE102015224906 A DE 102015224906A DE 102015224906 A1 DE102015224906 A1 DE 102015224906A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
light
shift lever
light source
detection device
transmission
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102015224906.9A
Other languages
English (en)
Inventor
Alexander Kirilenko
Joachim Spratte
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Priority to DE102015224906.9A priority Critical patent/DE102015224906A1/de
Priority to EP16791599.0A priority patent/EP3387389A1/de
Priority to US16/060,217 priority patent/US20180364072A1/en
Priority to PCT/EP2016/076901 priority patent/WO2017097518A1/de
Priority to CN201680071742.0A priority patent/CN108369114A/zh
Publication of DE102015224906A1 publication Critical patent/DE102015224906A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/342Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells the sensed object being the obturating part
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H59/00Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
    • F16H59/02Selector apparatus
    • F16H59/04Ratio selector apparatus
    • F16H59/044Ratio selector apparatus consisting of electrical switches or sensors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H59/00Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
    • F16H59/02Selector apparatus
    • F16H59/08Range selector apparatus
    • F16H59/10Range selector apparatus comprising levers
    • F16H59/105Range selector apparatus comprising levers consisting of electrical switches or sensors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Positionserfassungsvorrichtung (102) für einen Schalthebel (100) eines Fahrzeugs, wobei die Positionserfassungsvorrichtung (102) eine Leuchtstrecke aufweist, die aus einer Lichtquelle, einem Lichtleiter (106) und einem Lichtsensor besteht, wobei die Leuchtstrecke dazu ausgebildet ist, Licht von der Lichtquelle abhängig von einer Position des Schalthebels (100) zu dem Lichtsensor zu leiten.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Positionserfassungsvorrichtung für einen Schalthebel für ein Fahrzeug und auf eine Gangwahlvorrichtung.
  • Bei einem Schalthebel für ein Fahrzeug kann eine Positionserfassung unter Verwendung von Hall-Sensoren erfolgen, die ein Magnetfeld eines Permanentmagnets des Schalthebels erfassen.
  • Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung eine verbesserte Positionserfassungsvorrichtung für einen Schalthebel und eine verbesserte Gangwahlvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß den Hauptansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
  • Es wird eine Positionserfassungsvorrichtung für einen Schalthebel eines Fahrzeugs vorgestellt, wobei die Positionserfassungsvorrichtung eine Leuchtstrecke aufweist, die aus einer Lichtquelle, einem Lichtleiter und einem Lichtsensor besteht, wobei die Leuchtstrecke dazu ausgebildet ist, Licht von der Lichtquelle abhängig von einer Position des Schalthebels zu dem Lichtsensor zu leiten.
  • Unter einem Schalthebel kann ein Wählhebel zum Wählen einer Übersetzungsstufe eines Fahrzeuggetriebes verstanden werden. Eine Lichtquelle kann beispielsweise eine lichtemittierende Diode sein. Ein Lichtsensor kann beispielsweise ein Fototransistor sein. Ein Lichtleiter kann im Wesentlichen transparent sein. Eingekoppeltes Licht kann im Lichtleiter durch Totalreflexion innerhalb des Lichtleiters geleitet werden. Durch eine mattierte Oberfläche kann Licht aus dem Lichtleiter ausgekoppelt werden. Die Leuchtstrecke kann durch eine Positionsänderung des Schalthebels eine optische Änderung aufweisen.
  • Bei dem hier vorgestellten Ansatz wird Licht, insbesondere Infrarotlicht zum Erkennen der Position des Schalthebels verwendet. Das Licht kann auf engem Raum große Intensitätsschwankungen aufweisen, wodurch eine scharfe Abgrenzung zwischen einzelnen Positionen erreicht werden kann. Eine optische Positionserfassung kann vorteilhafterweise berührungslos ausgeführt sein. Eine lichtbasierte Positionserfassung bietet Vorteile gegenüber Hall-Sensoren, die eine Stärke eines Magnetfelds in einem elektrischen Signal abbilden. Da das Magnetfeld abhängig von einem Abstand zum Permanentmagnet ist, weist das Signal einen graduellen Verlauf auf. Um eine Position zu erkennen, wird daher eine Grenzwertunterscheidung durchgeführt. Dies ist bei der lichtbasierten Positionserfassung nicht erforderlich.
  • Der Lichtleiter kann relativ beweglich zu der Lichtquelle und dem Lichtsensor angeordnet sein. Auf diese Weise kann der Lichtleiter ansprechend auf eine Bewegung des Schalthebels eine Relativbewegung zu der Lichtquelle und dem Lichtsensor auszuführen. Allgemein ausgedrückt kann zumindest eines der Elemente der Leuchtstrecke relativ zu den anderen beiden Elementen der Leuchtstrecke beweglich angeordnet sein. Zumindest eines der Elemente der Leuchtstrecke kann mit dem Schalthebel gekoppelt sein, sodass die Relativbewegung bei einer Bewegung des Schalthebels erfolgt.
  • Die Positionserfassungsvorrichtung kann zumindest eine weitere Leuchtstrecke aus einer Lichtquelle, dem Lichtleiter und einem Lichtsensor aufweisen, wobei die weitere Leuchtstrecke dazu ausgebildet ist, Licht von der Lichtquelle abhängig von der Position des Schalthebels zu dem Lichtsensor zu leiten. Die elektrischen Signale der Leuchtstecken können eindeutig je einer Position zuordenbare Signalmuster aufweisen. Durch eine zweite Leuchtstrecke kann eine eindeutige Zuordnung der Position erfolgen.
  • Die weitere Leuchtstrecke kann die gleiche Lichtquelle oder den gleichen Lichtsensor umfassen, wie die Leuchtstrecke. Durch Mehrfachnutzung kann eine Systemkomplexität der Positionserfassungsvorrichtung verringert werden.
  • Der Lichtleiter kann zwischen der Lichtquelle und dem Lichtsensor angeordnet sein. Der Lichtleiter kann mit dem Schalthebel mechanisch gekoppelt sein. Dadurch sind elektrische Komponenten der Positionserfassungseinrichtung gehäusefest. Flexible elektrische Verbindungen können so entfallen.
  • Der Lichtleiter kann im Bereich der Leuchtstrecke einen ersten Transmissionsbereich mit einer ersten Transmissionseigenschaft und zumindest einen zweiten Transmissionsbereich mit einer zweiten Transmissionseigenschaft aufweisen. In einer ersten Position des Schalthebels kann der erste Transmissionsbereich zwischen der Lichtquelle und dem Lichtsensor angeordnet sein. In einer zweiten Position des Schalthebels kann der zweite Transmissionsbereich zwischen der Lichtquelle und dem Lichtsensor angeordnet sein. Durch unterschiedliche optische Eigenschaften kann beispielsweise in der ersten Position Licht mit einer hohen Intensität auf den Lichtsensor fallen, während in der zweiten Position mit einer niedrigen Intensität auf den Lichtsensor fällt. Dadurch ist eine eindeutige Unterscheidung der Positionen möglich.
  • Der Lichtleiter kann im Bereich der Leuchtstrecke einen dritten Transmissionsbereich mit der ersten Transmissionseigenschaft und einen vierten Transmissionsbereich mit der zweiten Transmissionseigenschaft aufweisen. In einer dritten Position des Schalthebels kann der dritte Transmissionsbereich zwischen der Lichtquelle und dem Lichtsensor angeordnet sein. In einer vierten Position des Schalthebels kann der vierte Transmissionsbereich zwischen der Lichtquelle und dem Lichtsensor angeordnet sein. Durch mehrere Transmissionsbereiche können viele Signalmuster unterschieden werden.
  • Der erste Transmissionsbereich, der zweite Transmissionsbereich, der dritte Transmissionsbereich und der vierte Transmissionsbereich können in einer Viereckform angeordnet sein. Durch eine Viereckform können zwei Bewegungsachsen des Schalthebels erfasst werden.
  • Der Lichtleiter kann im Bereich der Leuchtstrecke zumindest einen weiteren Transmissionsbereich mit einer weiteren Transmissionseigenschaft aufweisen. In einer weiteren Position des Schalthebels kann der weitere Transmissionsbereich zwischen der Lichtquelle und dem Lichtsensor angeordnet sein. Der weitere Transmissionsbereich kann zwischen dem ersten Transmissionsbereich und dem zweiten Transmissionsbereich angeordnet sein. Durch drei unterschiedliche optische Eigenschaften können pro Leuchtstrecke zumindest drei Positionen sicher erkannt werden.
  • Die Transmissionsbereiche können in Form einer Matrix auf dem Lichtleiter angeordnet sein. Durch eine Matrixform in Zeilen und Spalten kann eine Vielzahl von Positionen erfasst werden.
  • Eine Vorrichtung kann ein elektrisches Gerät sein, das elektrische Signale, beispielsweise Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuersignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine oder mehrere geeignete Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein können. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil einer integrierten Schaltung sein, in der Funktionen der Vorrichtung umgesetzt sind. Die Schnittstellen können auch eigene, integrierte Schaltkreise sein oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
  • Eine Gangwahlvorrichtung für ein Fahrzeug weist gemäß einer Ausführungsform einen Schalthebel und eine genannte, mit dem Schalthebel gekoppelte Positionserfassungsvorrichtung auf. Unter Verwendung der Positionserfassungsvorrichtung kann eine Position des Schalthebels erkannt werden.
  • Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine Darstellung eines Wählhebels mit einer Positionserfassungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 2 Eine Darstellung eines mit einem Wählhebel mechanisch gekoppelten Lichtleiters gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 3 eine Darstellung einer elektrischen Schaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 4 eine Darstellung einer Positionserfassungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
  • 5 eine Matrixdarstellung verschiedener erfassbarer Positionen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
  • 1 zeigt eine Darstellung eines Wählhebels 100 mit einer Positionserfassungsvorrichtung 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Wählhebel 100 ist Bestandteil einer Gangwahlvorrichtung 104 für ein Fahrzeug. Der Wählhebel 100 ist über ein Kugelgelenk in zwei Achsen beweglich in der Gangwahlvorrichtung 104 gelagert. Die Positionserfassungsvorrichtung 102 ist Bestandteil der Gangwahlvorrichtung 104. Die Positionserfassungsvorrichtung 102 ist dazu ausgebildet, die Bewegung des Wählhebels 100 in einem elektrischen Signal abzubilden. Dazu weist die Positionserfassungsvorrichtung 102 eine Leuchtstrecke auf, die von einer Lichtquelle durch einen Lichtleiter 106 zu einem Lichtsensor führt. Die Lichtquelle und der Lichtsensor sind relativ zu dem Lichtleiter 106 beweglich ausgeführt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Lichtleiter 106 in den zwei Achsen beweglich in einem Gehäuse 108 der Gangwahlvorrichtung 104 gelagert. Der Lichtleiter 106 ist mechanisch mit dem Wählhebel 100 gekoppelt, sodass die Bewegung des Wählhebels 100 auf den Lichtleiter 106 übertragen wird. Die Lichtquelle und der Lichtsensor sind Bestandteil einer elektrischen Schaltung 110, die mit dem Gehäuse 108 der Gangwahlvorrichtung 104 verbunden ist.
  • Der Lichtleiter 106 ist hier als transparentes, plattenförmiges Bauteil aus einem Kunststoff, beispielsweise aus Polymethylmethacrylat (PMMA) ausgeführt, welches einen Durchbruch 112 als Aufnahme für den Wählhebel 100 aufweist. Der Lichtleiter 106 weist eine optische Codierung auf, die dazu ausgebildet ist, Licht von der Lichtquelle zu dem Lichtsensor abhängig von einer Relativposition des Lichtleiters 106 zu der elektrischen Schaltung 110 zu leiten.
  • Mit anderen Worten weist der Lichtleiter 106 eine positionsabhängige Transmissionscharakteristik auf. Der Lichtsensor empfängt dadurch eine positionsabhängige Lichtintensität. Die Lichtintensität wird erfasst und bildet somit die Position des Lichtleiters 106 und des mit dem Lichtleiter 106 gekoppelten Wählhebels 100 ab.
  • 2 zeigt eine Darstellung eines mit einem Wählhebel 100 mechanisch gekoppelten Lichtleiters 106 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Wählhebel 100 und der Lichtleiter 106 entsprechen im Wesentlichen den in 1 dargestellten Bauteilen. Im Gegensatz zu 1 ist die elektrische Schaltung hier nicht dargestellt, um den Lichtleiter 106 nicht zu verdecken. Der Lichtleiter 106 weist auf einer Oberfläche Bereiche 200, 202, 204 auf, die unterschiedliche Transmissionseigenschaften aufweisen. Beispielsweise weisen die Bereiche 200, 202, 204 eine unterschiedliche Lichtdurchlässigkeit, einen unterschiedlichen Brechungsindex und/oder eine unterschiedliche Struktur auf. Je nach Position des Lichtleiters 106 sind die Bereiche 200, 202, 204 in der Leuchtstrecke angeordnet.
  • Im ersten Bereich 200 ist der Lichtleiter 106 blank poliert. Im zweiten Bereich 202 weist der Lichtleiter 106 einen Ausschnitt beziehungsweise einen Durchbruch auf. Im dritten Bereich 204 weist der Lichtleiter 106 eine aufgeraute Oberfläche beziehungsweise eine Erodierstruktur auf.
  • In einem Ausführungsbeispiel sind die Bereiche 200, 202, 204 in zwei Gruppen 206, 208 angeordnet. Die erste Gruppe 206 ist dabei einer ersten Leuchtstrecke zugeordnet. Die zweite Gruppe 208 ist einer zweiten Leuchtstrecke zugeordnet. Die Bereiche 200, 202, 204 sind in den Gruppen 206, 208 unterschiedlich angeordnet. Dadurch resultiert in der ersten Leuchtstrecke und der zweiten Leuchtstrecke bei gleicher Position des Lichtleiters 106 eine unterschiedliche Transmission des Lichts durch den Lichtleiter 106.
  • 3 zeigt eine Darstellung einer elektrischen Schaltung 110 einer Positionserfassungsvorrichtung 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die elektrische Schaltung 110 entspricht im Wesentlichen der in 1 dargestellten elektrischen Schaltung. Die elektrische Schaltung 110 weist hier eine erste Lichtquelle 300, eine zweite Lichtquelle 302 und einen Lichtsensor 304 auf. Dabei sind die erste Lichtquelle 300 und der Lichtsensor 304 einer ersten Leuchtstrecke 306 zugeordnet. Die zweite Lichtquelle 302 und der Lichtsensor 304 sind einer zweiten Leuchtstrecke 308 zugeordnet. Die Leuchtstrecken 306, 308 weisen also unterschiedliche Lichtquellen 300, 302 und einen gemeinsamen Lichtsensor 304 auf. Hier sind die Lichtquellen 300, 302 als Infrarot LEDs ausgeführt.
  • In einem Ausführungsbeispiel weist die elektrische Schaltung 110 eine erste Lichtquelle 300, einen ersten Lichtsensor, eine zweite Lichtquelle 302 und einen zweiten Lichtsensor auf. Dabei sind die erste Lichtquelle und der erste Lichtsensor der ersten Leuchtstrecke 306 zugeordnet. Die zweite Lichtquelle 302 und der zweite Lichtsensor sind der zweiten Leuchtstrecke 308 zugeordnet.
  • Die elektrische Schaltung 110 weist eine mehrpolige Schnittstelle 310 auf. Die Schnittstelle 310 weist eine Vielzahl von Pins auf, über die elektrische Signale zur weiteren Verarbeitung bereitgestellt werden.
  • Im Folgenden wird anhand der 1 bis 3 ein Ausführungsbeispiel einer optoelektronischen Schaltpositionserkennung mittels Infrarot vorgestellt.
  • Bei aktuellen Schaltungssystemen werden die eingelegten Schaltpositionen, wie P, R, N, D mit einem Permanentmagneten und mehreren Hallsensoren als magnetische Positionssensoren detektiert.
  • Da die Hallsensoren stark toleranzanfällig sind beziehungsweise ein schmales Toleranzfeld haben, können bei größeren Toleranzketten Probleme, eine eindeutig genaue Schaltposition zu erkennen, auftreten. Zudem ist aufgrund weicher Magnetübergänge nur eine geringe Auflösung erzielbar.
  • Gemäß einem hier vorgestellten Ausführungsbeispiel erfolgt eine Detektion der einzelnen Schaltpositionen mit Hilfe von Infrarot-Licht. Dieses bietet im Vergleich zu sichtbarem Licht die Vorteile, dass der Sensor 304 weniger anfällig für Störlicht ist, welches von außen in die Schaltung 108 gelangen könnte.
  • Zur Sensierung unterschiedlicher Schaltpositionen werden zwei infrarotemittierende Dioden (IRED Infrared Emitting Diode) 300, 302 und ein Infrarot(IR)-Sensor 304 verwendet. Die Dioden 300, 302 werden unterschiedlich gepulst betrieben, sodass der Sensor 304 zwei unterschiedliche Signale empfängt. Die Dioden 300, 302 und der Sensor 304 können wie in 3 dargestellt auf der Leiterplatte 110 positioniert werden.
  • Mithilfe eines Lichtleiters 106 können die Signale der Dioden 300, 302 an den Sensor 304 geleitet werden. An diesem Lichtleiter 106 können Bereiche 200, 202, 204 aufgebracht werden, wodurch das Infrarotlicht auf unterschiedlichste Weise zum Sensor 304 reflektiert wird. Beispielhaft hat der Lichtleiter 106 drei unterschiedliche Reflexions-Geometrien 200, 202, 204 zur Reflexion des Lichtes. Beispielsweise weist der Lichtleiter eine polierte (glänzende) Fläche 200 auf. An bestimmten Bereichen 204 kann beispielsweise eine Erodierstruktur aufgebracht und als Ergänzung können gegebenenfalls Durchbrüche 202 integriert werden. Je nach Anordnung dieser Reflexions-Geometrien 200, 202, 204 zu den Dioden 300, 302, können 2^3 unterschiedliche Signale erkannt werden, welche dann bestimmte Schaltungspositionen zugeordnet werden können.
  • Für sechs Schaltpositionen sind beispielhaft einige Varianten für die Positionierung der Reflexions-Geometrien 200, 202, 204 aufgeführt. Die Anordnung dieser Reflexions-Geometrien 200, 202, 204 kann variiert werden. Es können auch andere davon abweichende Reflexions-Geometrien 200, 202, 204 am Lichtleiter 106 angebracht werden.
  • Alternativ oder ergänzend können beispielsweise gewollte Lufteinschlüsse oder Laserungen direkt in das Lichtleiter-Volumen als Reflexions-Geometrien 200, 202, 204 im Lichtleiter 106 integriert werden. So kann das Licht gezielter gesteuert werden oder in bestimmten Bereichen komplett blockiert werden.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden Prismen oder optisch wirksame Elemente am Lichtleiter 106 ausgeformt, welche das Licht ebenfalls gezielt steuern können.
  • Dies kann Kosten einsparen, da unterschiedlichste Konturen direkt in einem Werkzeug realisiert werden können.
  • 4 zeigt eine Darstellung einer Positionserfassungsvorrichtung 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Positionserfassungsvorrichtung 102 entspricht im Wesentlichen der in 1 dargestellten Positionserfassungsvorrichtung. Im Gegensatz zu dem in 2 dargestellten Lichtleiter weist der Lichtleiter 106 hier fünf Bereiche 200, 202, 204, 400, 402 mit unterschiedlichen Transmissionseigenschaften auf. Die Bereiche 200, 202, 204 mit der blanken Oberfläche, der Aussparung und der fein aufgerauten Oberfläche entsprechen dabei im Wesentlichen den Bereichen in 2. Im Bereich 400 ist die Oberfläche durch eine Erodierstruktur grob strukturiert. Im Bereich 402 auf Hochglanz poliert beziehungsweise verspiegelt. Die Bereiche 200, 202, 204, 400, 402 sind matrixartig gruppiert. Die verschiedenen Bereiche 200, 202, 204, 400, 402 können dabei in einer Reihe und/oder Spalte mehrfach vorhanden sein.
  • Die elektrische Schaltung 110 weist hier im Gegensatz zu 3 einen ersten Lichtsensor 404, einen zweiten Lichtsensor 406 und eine gemeinsame Lichtquelle 408 auf. Dabei sind die Lichtquelle 408 und der erste Lichtsensor 404 der ersten Leuchtstrecke zugeordnet. Die Lichtquelle 408 und der zweite Lichtsensor 406 sind der zweiten Leuchtstrecke zugeordnet.
  • Der Lichtleiter 106 ist hier parallel beabstandet zu einer Leiterplatte der elektrischen Schaltung 110 angeordnet. Die Lichtsensoren 404, 406 sind so angeordnet, dass sich pro Relativposition des Lichtleiters 106 zu der elektrischen Schaltung 110 ein charakteristisches Lichtbild ergibt. Das empfangene Lichtbild wird in der elektrischen Schaltung 110 ausgewertet und mit hinterlegten Lichtbildern verglichen. Durch den Vergleich wird das empfangene Lichtbild der Relativposition zugeordnet und die Relativposition in einem Positionssignal abgebildet.
  • Um mehr Signale zu generieren, können auch unterschiedliche Erodierstrukturen aufgebracht werden. Der Unterschied zwischen feiner und etwas gröberer Erodierstruktur, bezogen auf die Reflexion des Lichtes, ergibt eine Abänderung des empfangenen Signals.
  • In einem Ausführungsbeispiel kann eine Diode 408 und beispielsweise zwei oder mehr Dioden 404, 406 oder Transistoren 404, 406 als Empfänger eingesetzt werden. Mit der Diode 408 wird das Licht dauerhaft in den Lichtleiter 106 eingekoppelt und wie auch zuvor an bestimmten Bereichen 200, 202, 204, 400, 402 durch Erodierstrukturen und/oder Aussparungen über den Empfängern 404, 406 ausgekoppelt, um unterschiedliche Schaltstellungen detektieren zu können. Aufgrund von zwei Empfängern 404, 406 kann auf unterschiedlich gepulste Dioden 408 verzichtet werden, was den Aufbau einfacher macht.
  • 5 zeigt eine Matrixdarstellung verschiedener erfassbarer Positionen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die verschiedenen Positionen sind anhand der in den 1 und 2 dargestellten Positionserfassungsvorrichtung 102 gezeigt. Die Positionserfassungsvorrichtung 102 ist dazu ausgebildet, sechs verschiedene Positionen des Wählhebels aufzulösen. Dabei ist die erste Lichtquelle 300 der ersten Gruppe 206 zugeordnet. Die zweite Lichtquelle 302 ist der zweiten Gruppe 208 zugeordnet.
  • In einer ersten Position des Wählhebels befindet sich der Wählhebel in einer Grundposition. Dabei ist der Wählhebel weder in der ersten Achse noch in der zweiten Achse ausgelenkt. Somit ist der mit dem Wählhebel mechanisch gekoppelte Lichtleiter ebenfalls weder in der ersten Achse noch in der zweiten Achse ausgelenkt. In der ersten Position ist vor der ersten Lichtquelle 300 ein aufgerauter Bereich der ersten Gruppe 206 angeordnet. Vor der zweiten Lichtquelle 302 ist ein Ausschnitt der zweiten Gruppe 208 angeordnet.
  • In einer zweiten Position ist der Wählhebel in der ersten Achse in eine Richtung ausgelenkt und in der zweiten Achse nicht ausgelenkt. Dabei ist vor der ersten Lichtquelle 300 ein blanker Bereich der ersten Gruppe 206 und vor der zweiten Lichtquelle 302 aufgerauter Bereich der zweiten Gruppe 208 angeordnet.
  • In einer dritten Position ist der Wählhebel in der ersten Achse in eine entgegengesetzte Richtung ausgelenkt und in der zweiten Achse nicht ausgelenkt. Dabei ist vor der ersten Lichtquelle 300 der aufgeraute Bereich der ersten Gruppe 206 und vor der zweiten Lichtquelle 302 ein blanker Bereich der zweiten Gruppe 208 angeordnet.
  • In einer vierten Position ist der Wählhebel in der ersten Achse nicht ausgelenkt und in der zweiten Achse seitlich ausgelenkt. Dabei ist vor der ersten Lichtquelle 300 ein blanker Bereich der ersten Gruppe 206 und vor der zweiten Lichtquelle 302 der Ausschnitt der zweiten Gruppe 208 angeordnet.
  • In einer fünften Position ist der Wählhebel in der ersten Achse in der Richtung ausgelenkt und in der zweiten Achse seitlich ausgelenkt. Dabei ist vor der ersten Lichtquelle 300 ein Ausschnitt der ersten Gruppe 206 und vor der zweiten Lichtquelle 302 ein blanker Bereich der zweiten Gruppe 208 angeordnet.
  • In einer sechsten Position ist der Wählhebel in der ersten Achse in der entgegengesetzten Richtung ausgelenkt und in der zweiten Achse seitlich ausgelenkt. Dabei ist vor der ersten Lichtquelle 300 und der zweiten Lichtquelle 302 je ein aufgerauter Bereich angeordnet.
  • Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“ Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so kann dies so gelesen werden, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
  • Bezugszeichenliste
  • 100
    Schalthebel
    102
    Positionserfassungsvorrichtung
    104
    Gangwahlvorrichtung
    106
    Lichtleiter
    108
    Gehäuse
    110
    elektrische Schaltung
    112
    Durchbruch
    200
    erster Bereich
    202
    zweiter Bereich
    204
    dritter Bereich
    206
    erste Gruppe
    208
    zweite Gruppe
    300
    erste Lichtquelle
    302
    zweite Lichtquelle
    304
    Lichtsensor
    306
    erste Leuchtstrecke
    308
    zweite Leuchtstrecke
    310
    Schnittstelle
    400
    vierter Bereich
    402
    fünfter Bereich
    404
    erster Lichtsensor
    406
    zweiter Lichtsensor
    408
    Lichtquelle

Claims (12)

  1. Positionserfassungsvorrichtung (102) für einen Schalthebel (100) für ein Fahrzeug, wobei die Positionserfassungsvorrichtung (102) eine Leuchtstrecke (306) aufweist, die aus einer Lichtquelle (300), einem Lichtleiter (106) und einem Lichtsensor (304) besteht, wobei die Leuchtstrecke (306) dazu ausgebildet ist, Licht von der Lichtquelle (300) abhängig von einer Position des Schalthebels (100) zu dem Lichtsensor (304) zu leiten.
  2. Positionserfassungsvorrichtung (102) gemäß Anspruch 1, bei der der Lichtleiter (106) relativ beweglich zu der Lichtquelle (300) und dem Lichtsensor (304) angeordnet ist.
  3. Positionserfassungsvorrichtung (102) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit zumindest einer weiteren Leuchtstrecke (308) aus einer Lichtquelle (302), dem Lichtleiter (106) und einem Lichtsensor (304), wobei die weitere Leuchtstrecke (308) dazu ausgebildet ist, Licht von der Lichtquelle (302) abhängig von der Position des Schalthebels (100) zu dem Lichtsensor (304) zu leiten.
  4. Positionserfassungsvorrichtung (102) gemäß Anspruch 3, bei der die weitere Leuchtstrecke (308) die gleiche Lichtquelle (408) oder den gleichen Lichtsensor (304) umfasst, wie die Leuchtstrecke (306).
  5. Positionserfassungsvorrichtung (102) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Lichtleiter (106) zwischen der Lichtquelle (300) und dem Lichtsensor (304) angeordnet ist und mit dem Schalthebel (100) mechanisch gekoppelt ist.
  6. Positionserfassungsvorrichtung (102) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Lichtleiter (106) im Bereich der Leuchtstrecke (306, 308) einen ersten Transmissionsbereich (200) mit einer ersten Transmissionseigenschaft und zumindest einen zweiten Transmissionsbereich (202) mit einer zweiten Transmissionseigenschaft aufweist, wobei in einer ersten Position des Schalthebels (100) der erste Transmissionsbereich (200) zwischen der Lichtquelle (300) und dem Lichtsensor (304) angeordnet ist und in einer zweiten Position des Schalthebels (100) der zweite Transmissionsbereich (202) zwischen der Lichtquelle (300) und dem Lichtsensor (304) angeordnet ist.
  7. Positionserfassungsvorrichtung (102) gemäß Anspruch 6, bei der der Lichtleiter (106) im Bereich der Leuchtstrecke (306, 308) einen dritten Transmissionsbereich (204) mit der ersten Transmissionseigenschaft und einen vierten Transmissionsbereich (400) mit der zweiten Transmissionseigenschaft aufweist, wobei in einer dritten Position des Schalthebels (100) der dritte Transmissionsbereich (204) zwischen der Lichtquelle (300) und dem Lichtsensor (304) angeordnet ist und in einer vierten Position des Schalthebels (100) der vierte Transmissionsbereich (400) zwischen der Lichtquelle (300) und dem Lichtsensor (304) angeordnet ist.
  8. Positionserfassungsvorrichtung (102) gemäß Anspruch 7, bei der der erste Transmissionsbereich (200), der zweite Transmissionsbereich (202), der dritte Transmissionsbereich (204) und der vierte Transmissionsbereich (400) in einer Viereckform angeordnet sind.
  9. Positionserfassungsvorrichtung (102) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Lichtleiter (106) im Bereich der Leuchtstrecke (306, 308) zumindest einen weiteren Transmissionsbereich (402) mit einer weiteren Transmissionseigenschaft aufweist, wobei in einer weiteren Position des Schalthebels (100) der weitere Transmissionsbereich (402) zwischen der Lichtquelle (300) und dem Lichtsensor (304) angeordnet ist.
  10. Positionserfassungsvorrichtung (102) gemäß Anspruch 9, bei der der weitere Transmissionsbereich (402) zwischen dem ersten Transmissionsbereich (200) und dem zweiten Transmissionsbereich (202) angeordnet ist.
  11. Positionserfassungsvorrichtung (102) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 10, bei der die Transmissionsbereiche (200, 202, 204, 400, 402) in Form einer Matrix auf dem Lichtleiter (106) angeordnet sind.
  12. Gangwahlvorrichtung (104) für ein Fahrzeug, wobei die Gangwahlvorrichtung (104) einen Schalthebel (100) und eine mit dem Schalthebel (100) gekoppelte Positionserfassungsvorrichtung (102) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche aufweist.
DE102015224906.9A 2015-12-10 2015-12-10 Positionserfassungsvorrichtung für einen Schalthebel und Gangwahlvorrichtung Withdrawn DE102015224906A1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015224906.9A DE102015224906A1 (de) 2015-12-10 2015-12-10 Positionserfassungsvorrichtung für einen Schalthebel und Gangwahlvorrichtung
EP16791599.0A EP3387389A1 (de) 2015-12-10 2016-11-08 Positionserfassungsvorrichtung für einen schalthebel und gangwahlvorrichtung
US16/060,217 US20180364072A1 (en) 2015-12-10 2016-11-08 Position detection device for a gear lever and gear selection lever
PCT/EP2016/076901 WO2017097518A1 (de) 2015-12-10 2016-11-08 Positionserfassungsvorrichtung für einen schalthebel und gangwahlvorrichtung
CN201680071742.0A CN108369114A (zh) 2015-12-10 2016-11-08 用于换挡杆的位置检测设备和挡位选择设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015224906.9A DE102015224906A1 (de) 2015-12-10 2015-12-10 Positionserfassungsvorrichtung für einen Schalthebel und Gangwahlvorrichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102015224906A1 true DE102015224906A1 (de) 2017-06-14

Family

ID=57249807

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102015224906.9A Withdrawn DE102015224906A1 (de) 2015-12-10 2015-12-10 Positionserfassungsvorrichtung für einen Schalthebel und Gangwahlvorrichtung

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20180364072A1 (de)
EP (1) EP3387389A1 (de)
CN (1) CN108369114A (de)
DE (1) DE102015224906A1 (de)
WO (1) WO2017097518A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019201673A1 (de) * 2018-04-18 2019-10-24 Zf Friedrichshafen Ag Eingabevorrichtung

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7476455B2 (ja) * 2018-11-09 2024-05-01 株式会社東海理化電機製作所 シフト装置
CN112081908B (zh) * 2019-06-13 2021-11-02 广州汽车集团股份有限公司 一种挡位识别系统及方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5347123A (en) * 1993-05-06 1994-09-13 Motorola, Inc. Optical control switch device having a plurality of light receptors
DE29817668U1 (de) * 1997-10-31 1999-01-07 Leopold Kostal GmbH & Co. KG, 58507 Lüdenscheid Vorrichtung zum Erfassen von Schaltstellungen eines mechanisch betätigbaren Schaltmittels
US6974949B2 (en) * 2003-12-18 2005-12-13 Illinois Tool Works Inc. Position sensor with an optical member of varying thickness
DE102005045865A1 (de) * 2005-09-21 2007-03-29 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Schaltvorrichtung, insbesondere zur Verwendung in Kraftfahrzeugen
JP2007118699A (ja) * 2005-10-26 2007-05-17 Tsuda Industries Co Ltd シフトレバーユニット
JP2008186657A (ja) * 2007-01-29 2008-08-14 Tokai Rika Co Ltd レバーコンビネーションスイッチ
DE102008004047A1 (de) * 2008-01-11 2009-07-16 Leopold Kostal Gmbh & Co. Kg Optischer Drehwinkelsensor
DE102012206417A1 (de) * 2012-04-19 2013-10-24 Zf Friedrichshafen Ag Schalthebelvorrichtung zur Betätigung eines Fahrzeuggetriebes

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4228982C1 (de) * 1992-08-31 1993-09-02 Lemfoerder Metallwaren Ag, 49448 Lemfoerde, De
JP2004138235A (ja) * 2002-08-20 2004-05-13 Tokai Rika Co Ltd シフトレバー装置
EP2492143B1 (de) * 2011-02-28 2013-08-07 Volvo Car Corporation Schalthebelknauf
KR101350189B1 (ko) * 2011-12-12 2014-01-10 기아자동차주식회사 차량의 변속단 표시장치

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5347123A (en) * 1993-05-06 1994-09-13 Motorola, Inc. Optical control switch device having a plurality of light receptors
DE29817668U1 (de) * 1997-10-31 1999-01-07 Leopold Kostal GmbH & Co. KG, 58507 Lüdenscheid Vorrichtung zum Erfassen von Schaltstellungen eines mechanisch betätigbaren Schaltmittels
US6974949B2 (en) * 2003-12-18 2005-12-13 Illinois Tool Works Inc. Position sensor with an optical member of varying thickness
DE102005045865A1 (de) * 2005-09-21 2007-03-29 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Schaltvorrichtung, insbesondere zur Verwendung in Kraftfahrzeugen
JP2007118699A (ja) * 2005-10-26 2007-05-17 Tsuda Industries Co Ltd シフトレバーユニット
JP2008186657A (ja) * 2007-01-29 2008-08-14 Tokai Rika Co Ltd レバーコンビネーションスイッチ
DE102008004047A1 (de) * 2008-01-11 2009-07-16 Leopold Kostal Gmbh & Co. Kg Optischer Drehwinkelsensor
DE102012206417A1 (de) * 2012-04-19 2013-10-24 Zf Friedrichshafen Ag Schalthebelvorrichtung zur Betätigung eines Fahrzeuggetriebes

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019201673A1 (de) * 2018-04-18 2019-10-24 Zf Friedrichshafen Ag Eingabevorrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
EP3387389A1 (de) 2018-10-17
CN108369114A (zh) 2018-08-03
US20180364072A1 (en) 2018-12-20
WO2017097518A1 (de) 2017-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2513027C2 (de) Entfernungsmeßeinrichtung
DE19749330C2 (de) Vorrichtung zum Erfassen von Schaltstellungen eines mechanisch betätigbaren Schaltmittels
DE102004054322B3 (de) Verfahren und Anordnung zum Einstellen an einer Bedienlinie
EP2019281B1 (de) Verfahren zum Betrieb eines 3D-Sensors
DE4243778A1 (de) Vorrichtung oder Verfahren zur Lageerkennung
DE10133823A1 (de) Optoelektronische Vorrichtung zur Positions- und Bewegungserfassung sowie zugehöriges Verfahren
DE102006020570A1 (de) Optoelektronische Vorrichtung zur Erfassung der Position und/oder Bewegung eines Objekts sowie zugehöriges Verfahren
DE102006058805A1 (de) Vorrichtung zum Erfassen von Bewegungen und Kräften
WO2017097518A1 (de) Positionserfassungsvorrichtung für einen schalthebel und gangwahlvorrichtung
DE102012008930A1 (de) Leuchte und Vorrichtung zur Überwachung einer Funktion von Lichtquellen
EP0887625B1 (de) Optische Positionsmesseinrichtung
EP1740910A1 (de) Drehsteller
DE102011004284A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer optischen Vorrichtung sowie optische Vorrichtung
DE202019101115U1 (de) Vorrichtung zur Positions-, Längen- oder Winkelbestimmung
DE102014012724A1 (de) Schaltstellungs-Erfassung eines Kraftfahrzeuggetriebe-Gangschalthebels
DE102005008885B4 (de) Lichtgitter
EP3236198B1 (de) Schaltbare linienbeleuchtung
DE102005047259A1 (de) Positionsmesseinrichtung
EP2746821B1 (de) Optischer Sensor
EP1696300A1 (de) Optischer Joystick
EP2746820B1 (de) Optischer Sensor
EP1384221B1 (de) Anzeigeeinrichtung
DE29901998U1 (de) Vorrichtung zur Positionserfassung
EP4279792B1 (de) Lichtvorhang
DE102004011327B3 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen, ob ein Bauteil fehlt.

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee