DE19545969A1

DE19545969A1 - Arrangement for detecting the position of a machine part, in particular a gear shift lever

Info

Publication number: DE19545969A1
Application number: DE1995145969
Authority: DE
Inventors: Ingo Dipl Ing Franz; Erwin Dipl Ing Bair; Hans-Juergen Dipl Ing Schmitt; Ingo Dipl Ing Carl
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1995-12-11
Filing date: 1995-12-11
Publication date: 1997-06-12
Anticipated expiration: 2015-12-12
Also published as: FR2742223B1; GB2308194B; FR2742223A1; DE19545969C2; GB9625670D0; GB2308194A

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erfassung der Stellung eines in minde stens einer Koordinatenrichtung beweglichen Maschinenteils gemäß dem Ober begriff des Anspruchs 1.The invention relates to an arrangement for detecting the position of a mind least one coordinate direction of the movable machine part according to the upper Concept of claim 1.

Es ist bereits eine Einrichtung zur Erfassung der Position eines in zwei Koordina tenrichtungen beweglichen Maschinenteils (z. B. DE 38 36 145) bekannt.It is already a device for detecting the position of one in two coordinates ten direction movable machine part (z. B. DE 38 36 145) known.

Die Position des Maschinenteils wird mittels eines Flächenpotentiometers erfaßt. In jeder Koordinatenrichtung werden Potentialwerte mittels einem über die Po tentialfläche beweglichen, mit dieser in Verbindung stehenden Schleifer, der mit dem Maschinenteil fest verbunden ist, erfaßt. Jedem Paar von Potentialwerten ist eine Stellung des Maschinenteils eindeutig zugeordnet, womit die Stellung des Maschinenteils eindeutig bestimmt ist. The position of the machine part is detected using a surface potentiometer. In each coordinate direction, potential values are measured using a via the Po tentialfläche movable, with this related grinder, with the machine part is firmly connected. Every pair of potential values is a position of the machine part clearly assigned, which means the position of the Machine part is clearly determined.

Problematisch ist jedoch, daß Vibrationen des Maschinenteils auf den Schleifer übertragen werden, wodurch dieser ständig auf der Potentialfläche reibt. Durch diese Dauerbeanspruchung wird die Potentialfläche beschädigt. Die mittels des Schleifers ermittelten Potentialwerte weichen an den schadhaften Stellen von ihren Soll-Werten ab, wodurch die Position des Maschinenteils fehlerhaft ermittelt wird.However, the problem is that vibrations of the machine part on the grinder are transmitted, whereby this constantly rubs on the potential surface. By this permanent stress will damage the potential surface. The means of Schleifer's potential values deviate from the damaged areas from their target values, which incorrectly determines the position of the machine part becomes.

Zusätzlich kommt es zu einer Änderung der durch den Schleifer ermittelten Po tentialwerte durch einen Anstieg des Kontaktwiderstandes, z. B. durch Staub auf der Potentialfläche. Aufgrund des ohmschen Gesetzes nimmt die Abweichung der Soll-Meßwerte des Potentials zu höheren zu detektierenden Soll-Werten hin zu.In addition, there is a change in the Po determined by the grinder potential values due to an increase in contact resistance, e.g. B. by dust the potential area. Due to Ohm's law, the deviation of the Target measured values of the potential towards higher target values to be detected.

Häufig werden solche Einrichtungen zur Bestimmung der Position eines bewegli chen Maschinenteils benutzt, um die Stellung eines Gangschalthebels eines Schaltgetriebes zu bestimmen. Dabei wird z. B der 1., 3. und 5. Gang durch ei nen hohen (niedrigen) Potentialwert bezüglich dieser Koordinate und der 2., 4. und Rückwärtsgang durch einen niedrigen (hohen) Potentialwert und die Neutral stellung (Mittelstellung) liegt dazwischen. Weist die Potentialfläche bei hohen zu detektieren Potentialen Defekte auf, so weicht der ermittelte Potentialwert in Richtung niedrigerer Werte ab. Wird nun der Soll-Wert der Neutralstellung auf grund eines Defektes erreicht, so wird die Kupplung trotz korrekt eingelegtem Gang zumindestens vorübergehend geöffnet. Mit Öffnen der Kupplung wird der Kraftfluß unterbrochen, wodurch gefährliche Fahrsituationen entstehen können.Such devices are often used to determine the position of a moveable Chen machine part used to position a gear shift lever Manual gearbox to determine. Here, for. B the 1st, 3rd and 5th gear through egg a high (low) potential value with regard to this coordinate and the 2nd, 4th and reverse gear through a low (high) potential value and the neutral position (middle position) lies in between. Assigns the potential area at high If potentials detect defects, the determined potential value gives way to Towards lower values. Now the target value of the neutral position on reached due to a defect, the clutch will be disengaged despite having been correctly inserted The corridor is at least temporarily open. When the clutch is opened, the Power flow interrupted, which can result in dangerous driving situations.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zur Erfassung der Stellung eines im zumindestens eine in Koordinatenrichtung beweglichen Maschinenteils zu schaf fen, so daß die Mittelstellung nur bei tatsächlich eingenommener Mittelstellung detektiert wird und eine verschleißbedingte Abweichung der Meßwerte von ihren Soll-Werten zu einer größeren gemessenen Auslenkungen aus der Mittelstellung führt. The object of the invention is to provide an arrangement for detecting the position of a to create at least one machine part movable in the coordinate direction fen, so that the middle position only when the middle position is actually taken is detected and a wear-related deviation of the measured values from theirs Target values for a larger measured deflections from the middle position leads.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 gegebenen Merkmale gelöst.The object is achieved by the characterizing part of claim 1 given characteristics solved.

Durch die Maßnahme, daß bei nahezu her Mittelstellung maximales Potential am Schleifer anliegt, ist diese Mittelstellung nur detektierbar, wenn sich das Maschi nenteil auch tatsächlich in dieser Position befindet. Werden nun betriebsbedingt hauptsächlich einige wenige Positionen außerhalb der Mittelstellung häufig einge stellt, so ist dort der betriebsbedingte Verschleiß sehr groß. An den beschädigten Stellen der Widerstandsbahnen nimmt dort ihr Widerstand zu und damit das vom Schleifer detektierte Potential ab. Im Falle eine Loches der Leitbahn fällt das de tektierbare Potential sogar auf Null. Dadurch weichen an diesen Stellen die vom Schleifer erfaßten Potentialwerte von den Soll-Werten zu niedrigeren Werten hin ab. Die Auswerteschaltung ermittelt dadurch eine größere Auslenkung des Ma schinenteils aus der Mittelstellung als tatsächlich eingenommen. Diese ver schleißbedingten Abweichungen haben jedoch keinen Einfluß auf die Detektion der Mittelstellung.By the measure that at almost her middle position maximum potential at This grinder can only be detected when the machine is in the grinder part is actually in this position. Are now operational mainly a few positions outside of the middle position frequently engaged the operational wear there is very high. On the damaged Placement of the resistance tracks increases their resistance there and thus that of Grinder detected potential. In the event of a hole in the interconnect, the de detectable potential even to zero. As a result, the diverge at these points Grinder recorded potential values from the target values to lower values from. The evaluation circuit thereby determines a larger deflection of the Ma partly from the middle position as actually taken. This ver wear-related deviations have no influence on the detection the middle position.

Vorteilhaft ist es, einen Schalter vorzusehen, durch den der Stromfluß durch die eine Widerstandsbahn unterbrechbar ist. Ändert sich nun der vom Schleifer er faßte Potentialwert bei Betätigung des Schalters, so befindet sich der Schleifer auf der mit dem Schalter versehenen Widerstandsbahn. Somit ist die Richtung der Auslenkung ermittelt. Als vorteilhaft hat sich herausgestellt, den Schalter zur Richtungsbestimmung zu öffnen. Es wird also nur noch die Richtung bestimmt, wobei der Betrag der Auslenkung schon ermittelt ist.It is advantageous to provide a switch through which the current flow through the a resistance track can be interrupted. Now the grinder changes gripped potential value when the switch is actuated, the grinder is located on the resistance track provided with the switch. So that's the direction the deflection determined. It has been found to be advantageous to use the switch Open direction determination. So only the direction is determined the amount of deflection has already been determined.

Als vorteilhafte Geometrie hat sich eine beidseitige Anordnung der Widerstands bahnen von der Spannungsquelle herausgestellt. Durch eine spezielle Gestal tungsform der Widerstandsbahnen ist das Potentiometerelement an den Einsatz ort anpaßbar. Eine besonders einfache Gestaltungsform sind geradlinig von der Spannungsquelle weglaufende Widerstandsbahnen. Bei dieser besonders einfa chen Anordnung ist der Betrag der Auslenkung des Maschinenteils bezüglich die ser Koordinate mit einer besonders einfachen Auswerteschaltung ermittelbar. An advantageous arrangement is the arrangement of the resistors on both sides tracks from the voltage source exposed. With a special shape The form of the resistance tracks is the potentiometer element for use customizable location. A particularly simple design form is straight from the Resistance paths running away from the voltage source. In this particularly simple Chen arrangement is the amount of deflection of the machine part with respect to the This coordinate can be determined with a particularly simple evaluation circuit.

Vorteilhaft ist, daß die vom Schleifer erfaßten Potentialwerte mit zunehmender Auslenkung aus der Mittelstellung abnehmen, da die absoluten Abweichungen der Meßwerte von den Soll-Meßwerten bei einem gestiegenen Kontaktwiderstand mit steigenden Soll-Meßwerten zunehmen. Damit hat dieser Störeinfluß einen geringen Einfluß. Hinzu kommt, daß die Abweichung der Potentialwerte von den Soll-Werten in beiden Auslenkrichtungen symmetrisch auftritt.It is advantageous that the potential values detected by the grinder increase with increasing Reduce deflection from the middle position because the absolute deviations the measured values from the target measured values with an increased contact resistance increase with increasing target measured values. So this interference has one little influence. In addition, the deviation of the potential values from the Target values occur symmetrically in both deflection directions.

Als vorteilhaft hat sich herausgestellt, diese Anordnung zur Erfassung der Stel lung eines Maschinenteils für die Erfassung der Stellung eines Gangschalthebels eine Kraftfahrzeuges einzusetzen. Dabei ist es besonders günstig mit der erfin dungsgemäßen Anordnung die Gangposition des Schalthebels zu überwachen. Der Gangschalthebel befindet sich bei der Fahrt in der dem eingelegten Gang zu geordneten Position. Nur zum Schalten wird die Mittelstellung durchlaufen. Somit sind die den einzelnen Gängen zugeordneten Positionen am stärksten bean sprucht. Es werden z. B. die Vibrationen vom Schalthebel auf den Schleifer über tragen. Dieser reibt auf den Widerstandsbahnen, wodurch diese beschädigt wer den. Schlimmstenfalls weisen die Widerstandsbahnen an diesen Positionen Lö cher auf. Infolge dessen fallen die vom Schleifer detektierten Potentialwerte zu niedrigeren Werten ab. Dadurch wird eine größere Auslenkung des Gangschalt hebels detektiert.This arrangement for recording the position has proven to be advantageous development of a machine part for the detection of the position of a gear shift lever to use a motor vehicle. It is particularly cheap with the invent arrangement to monitor the gear position of the shift lever. The gearshift lever is in the gear engaged when driving ordered position. The middle position is only used for switching. Consequently the positions assigned to the individual gears are the most significant speaks. There are e.g. B. the vibrations from the shift lever to the grinder carry. This rubs on the resistance tracks, which can damage them the. In the worst case, the resistance tracks have Lo at these positions cher on. As a result, the potential values detected by the grinder fall lower values. This will result in a greater deflection of the gear shift lever detected.

Bei einem Einsatz dieses Potentialelementes, wo lediglich zu detektieren ist, ob eine Mindestauslenkung erreicht bzw. überschritten ist, ist es vorteilhaft, in die Auswerteschaltung einen Grenzwert einzulesen. Bei dessen Unterschreiten wird die Mindestauslenkung detektiert. Bei dem Einsatz dieses Potentialelementes zur Erkennung eines eingelegten Ganges genügt es zu erfassen, ob ein Gang einge legt ist. Dadurch hat ein erhöhter Kontaktwiderstand an einer bei einem bestimm ten Gang eingenommenen Position keinen Einfluß mehr auf die Erkennung eines eingelegten Ganges. Es ist lediglich die Unterschreitung des Grenzwertes zur Er kennung eines eingelegten Ganges erforderlich. Somit wirken sich schadhafte Stellen auf den Widerstandsbahnen an den Gangpositionen nicht mehr störend auf die Gangerkennung aus. In bestimmten Anwendungsfällen ist es vorteilhaft, mehrere Grenzwerte einzulesen, die auch noch in Abhängigkeit von der Position bezüglich einer weiteren Koordinate variieren können.When using this potential element, where it is only possible to detect whether a minimum deflection is reached or exceeded, it is advantageous in the Evaluation circuit to read a limit value. When it falls below the minimum deflection is detected. When using this potential element for Detection of an engaged gear, it is sufficient to detect whether a gear is engaged sets is. This has an increased contact resistance at one particular position no longer affects the detection of a inserted gear. It is just that the limit for the Er is not reached identification of an engaged gear is required. Thus, act defective No longer distracting on the resistance tracks at the gear positions gear detection. In certain applications, it is advantageous read in several limit values, which also depend on the position can vary with respect to another coordinate.

Mit der Betätigung des Schalters wird ermittelt, ob beispielsweise der 1., 3. oder 5. Gang bzw. der 2., 4. oder Rückwärtsgang eingelegt ist.Pressing the switch determines whether, for example, the 1st, 3rd or 5th gear or 2nd, 4th or reverse gear is engaged.

Die Gassenposition ist mittels eines analogen oder digitalen Detektors erfaßbar. Mit dieser weiteren Information wird der eingelegte Gang eindeutig erkannt. Die ser zweite Detektor zur Erfassung des Maschinenteils bezüglich der zweiten Ko ordinate kann in das erfindungsgemäße Potentialelement integriert sein. Es ist auch noch die Anordnung von weiteren Detektoren zur Erfassung der Auslenkung bzw. der Bewegung bezüglich eines weiteren Freiheitsgrades des Maschinenteils denkbar.The alley position can be detected using an analog or digital detector. With this additional information, the gear engaged is clearly recognized. The water second detector for detecting the machine part with respect to the second Ko Ordinate can be integrated into the potential element according to the invention. It is also the arrangement of further detectors for detecting the deflection or the movement with respect to a further degree of freedom of the machine part conceivable.

Weitere vorteilhafte Maßnahmen sind in Unteransprüchen beschrieben. Die Erfindung wird anhand der folgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt:Further advantageous measures are described in the subclaims. The invention is explained in more detail using the following exemplary embodiments. It shows:

Fig. 1 die schematische Darstellung des Aufbaues eines Potentiometerelemen tes; Figure 1 is a schematic representation of the structure of a Potentiometerelemen tes.

Fig. 2 der Spannungsverlauf in Abhängigkeit von der Auslenkung aus der Mittel stellung; Figure 2 shows the voltage curve as a function of the deflection from the central position.

Fig. 3 ein Potentiometerelement in dem ein zweites Potentiometerelement zur Bestimmung einer weiteren Koordinatenposition integriert ist. . 3, a potentiometer element in which a second potentiometer element is integrated to determine a further coordinate position of Fig.

Fig. 1 zeigt den schematischen Aufbau eines Potentiometerelementes 1, wel ches zwei Widerstandsbahnen 2, 4, eine Spannungsversorgung 3, einen Schlei fer 5 und gegebenenfalls einen Schalter 7 umfaßt. Die beiden Widerstandsbah nen 2 und 4 sind durch die in der Mitte zwischen ihnen angeordneter Span nungsquelle voneinander getrennt und auf dem der Spannungsquelle gegenüber liegenden Ende geerdet. Der Schleifer 5 der fest mit dem Maschinenteil verbun den ist, ist frei über die Spannungsquelle 3 und die Widerstandsbahnen 2, 4 be weglich. Die Position des Maschinenteils wird dabei durch die mittels des Schlei fers 5 erfaßten Potentialwerte 9 ermittelt. Dabei ist die Richtung der Auslenkung durch die Betätigung des Schalters 7 bestimmbar. Fig. 1 shows the schematic structure of a potentiometer element 1 , wel ches two resistance tracks 2, 4 , a voltage supply 3 , a loop fer 5 and optionally a switch 7 . The two resistive paths 2 and 4 are separated from one another by the voltage source arranged between them and grounded on the end opposite the voltage source. The grinder 5 which is firmly connected to the machine part is freely movable via the voltage source 3 and the resistance tracks 2, 4 . The position of the machine part is determined by the potential values 9 detected by means of the grinder 5 . The direction of the deflection can be determined by actuating the switch 7 .

In Fig. 2 ist der Potentialverlauf dieser Anordnung dargestellt. Mit der Auslenkung des Maschinenteils und damit Bewegung des Schleifers 5 aus der Mittelstel lung 15 fällt das vom Schleifer 5 erfaßbare Potential 9 zu niedrigeren Werten hin ab. Bei dem Einsatz diese Potentiometerelementes 1 in einer Gangerkennung zur Erfassung der Gangstellung, d. h. zur Erfassung eines eingelegten Ganges wird die Gasse und der Gang durch die mittels des Schleifers 5 erfaßten, einer Aus werteschaltung zugeführten Potentialwerte 9 ermittelt.In FIG. 2, the potential profile is shown of this arrangement. With the deflection of the machine part and thus movement of the grinder 5 from the central position 15 , the potential 9 which can be detected by the grinder 5 drops to lower values. When using this potentiometer element 1 in a gear detection for detecting the gear position, ie for detecting an engaged gear, the alley and the gear is determined by the potential values 9, which are detected by means of the grinder 5 and are supplied from an evaluation circuit.

Im Fall eines in die Auswerteschaltung eingelesenen Grenzwertes G, wird bei Un terschreiten dieses Wertes von der Auswerteschaltung ein eingelegter Gang de tektiert. Somit hat der betriebsbedingte Verschleiß keinen Einfluß mehr auf die Funktionstüchtigkeit des Potentiometerelementes.In the case of a limit value G read into the evaluation circuit, at Un If this value is exceeded by the evaluation circuit, an engaged gear de tect. The operational wear and tear therefore no longer has any influence on the Functionality of the potentiometer element.

Das in Fig. 3 dargestellte Potentiometerelement 10 umfaßt eine Spannungsver sorgung 13 und zwei Flächenpotentiometer 12, 14 gemäß dem aufgeführten Stand der Technik. Die Funktionsweise und der Aufbau ist dem in Fig. 1 darge stellten Potentiometerelement 1 sehr ähnlich. Die Flächenpotentiometer 12, 14 ersetzen die Widerstandsbahnen 2, 4. Die Funktionsweise eines Flächenpotentio meters 12, 14 ist dem genannten Stand der Technik zu entnehmen. Durch den Einsatz von Flächenpotentiometern 12, 14 ist die Position des Schleifer 5 bzw. des Maschinenteils bezüglich einer zweiten Koordinate bestimmbar. Mittels eines vom Schleifer 5 erfaßten, einer Auswerteschaltung zugeführten Potentialwertes 19 ist die Position des Maschinenteils bezüglich dieser Koordinate eindeutig be stimmt.The potentiometer element 10 shown in Fig. 3 comprises a voltage supply 13 and two surface potentiometers 12 , 14 according to the listed prior art. The operation and structure is very similar to that shown in Fig. 1 Darge potentiometer element 1 . The area potentiometers 12 , 14 replace the resistance tracks 2 , 4 . The functioning of a surface potentiometer 12 , 14 can be found in the prior art mentioned. The position of the grinder 5 or of the machine part with respect to a second coordinate can be determined by using surface potentiometers 12 , 14 . By means of a potential value 19 detected by the grinder 5 and supplied to an evaluation circuit, the position of the machine part with respect to this coordinate is uniquely determined.

BezugszeichenlisteReference list

1 Potentiometerelement = Potentiometerelement
2 Widerstandsbahn
3 Spannungsversorgung
4 Widerstandsbahn
5 Schleifer
7 Schalter
9 Signal (Potentialwert)
10 Potentiometerelement
12 Flächenpotentiometer
13 Spannungeversorgung
14 Flächenpotentiometer
15 Mittelstellung
19 Potentialwert bezüg. der 2. Koordinate
G = einlesbarer Grenzwert 1 potentiometer element = potentiometer element
2 resistance track
3 power supply
4 resistance track
5 grinders
7 switches
9 signal (potential value)
10 potentiometer element
12 area potentiometers
13 Power supply
14 area potentiometers
15 middle position
19 potential value refer. the 2nd coordinate
G = readable limit

Claims

1. Arrangement for detecting the position of a machine part movable in at least one coordinate direction, which can be selected in at least one coordinate direction at several positions, in particular for detecting the position of a gear shift lever of a motor vehicle gearbox for determining the gear engaged, characterized in that a Detection of the position with respect to at least one coordinate can be determined by means of a potentiometer element ( 1 , 10 ) which provides a voltage source ( 3 , 13 ) with at least two resistance tracks and a potential information which can be moved via these resistance tracks ( 2 , 4 ), the grinder ( 5 ), at which maximum potential is present at least in the central position ( 15 ) and by means of this potential information supplied by the grinder ( 5 ) to an evaluation circuit, a deflection from the central position ( 15 ) with respect to these coordinates can be determined.

2. Arrangement for detecting the position of a machine part movable in two coordinate directions according to claim 1, characterized in that the current flow through at least one of the resistance tracks ( 4 ) can be interrupted by means of a switch ( 7 ).

3. Arrangement for detecting the position of a machine part movable in at least one coordinate direction according to claim 1 and 2, characterized in that the direction of the deflection can be determined by the potential information obtained when the switch ( 7 ) is open.

4. Arrangement for detecting the position of a machine part movable in at least one coordinate direction according to claim 1, characterized in that arranged on both sides by the voltage source ( 3 , 13 ) opposing resistance tracks ( 2 , 4 ) the amount of deflection of the machine part with respect to this coordinate is detectable.

5. Arrangement for detecting the position of a machine part movable in at least one coordinate direction according to claim 1, characterized in that the potential falling on the grinder ( 5 ) decreases with increasing deflection from the central position ( 15 ).

6. Arrangement for detecting the position of a machine part movable in at least one coordinate direction according to claim 1, characterized in that the position of a gear lever of a motor vehicle with the Po tentiometerelement ( 1 , 10 ) the gear position can be detected.

7. Arrangement for detecting the position of one in at least one coordinate towards moving machine part according to claim 5 and 6, characterized, that at least one limit value (G) can be read into the evaluation circuit at whose falling below the evaluation circuit one for an inserted Required minimum deflection is detected.

8. Arrangement for detecting the position of one in at least one coordinate towards moving machine part according to claim 1 and 6, characterized, that with the determination of this coordinate position an insertion process of a Ganges can be monitored.

9. Arrangement for detecting the position of one in at least one coordinate towards moving machine part according to claim 1 characterized, that a deflection of the machine part with respect to a further coordinate can be detected by means of an analog sensor.

10. Arrangement for detecting the position of one in at least one coordinate towards moving machine part according to claim 1 characterized, that the deflection of the machine part with respect to a further coordinate can be detected by means of a digital sensor.

11. Arrangement for detecting the position of a machine part movable in at least one coordinate direction according to claim 9 and 10, characterized in that the element for detecting the position of the machine part with respect to the second coordinate in the potentiometer element ( 13 ) can be integrated.