DE19621404A1 - Positionserfassungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen der Position des Schalthebels eines Fahrzeugs mit Automatikge­ triebe.

Die Steuereinheit für ein Automatikgetriebe ist her­ kömmlicherweise von dem Automatikgetriebe getrennt angeordnet.

Diese Anordnung erfordert lange Verbindungsleitungen für die Verbindung zwischen der Steuereinheit und dem Getriebe und führt zu einem Kostenanstieg und zu Problemen mit elektroma­ gnetischen Störungen.

Um derartige Nachteile zu überwinden, schlägt die JP-A- 2-3741 eine Anordnung vor, bei der an einem Automatikgetriebe ein Positionserfassungsschalter montiert ist und die Steuereinheit innerhalb des Gehäuses des Positionserfassungs­ schalters angeordnet ist.

Da jedoch ein solcher bekannter Positionserfassungs­ schalter so konstruiert ist, daß er die Position des Schalthe­ bels auf der Basis einer Berührung zwischen einem beweglichen Kontakt und einem feststehenden Kontakt erfaßt, können sich das auf die Kontakte aufgebrachte Fett und der durch die Kon­ taktreibung entstehende Metallstaub nachteilig auf die Steuer­ einheit auswirken und zu einer Funktionsstörung des Automatik­ getriebes führen.

Eine berührungsfreie Positionssignalerzeugungsvorrich­ tung, die den Positionserfassungsschalter berührungsfrei betä­ tigt, wird beispielsweise in der JP-A-6-280 993 vorgeschlagen.

Mit einer derartigen berührungsfreien Vorrichtung ist jedoch keine Integration eines Automatikgetriebes und seiner Steuereinheit beabsichtigt, und sie ist nicht frei von Proble­ men mit dem Austritt von Licht oder Magnetismus aus der Kon­ struktion vom Reflexions- oder Durchstrahlungstyp für den be­ rührungsfreien Schalterbetrieb, wodurch Detektionsfehler ent­ stehen können. Außerdem kann wegen des geringen Zwischenraums zwischen der Schlitzplatte und dem Sensor während der Bewegung der Schlitzplatte eine Interferenz zwischen den beiden Kompo­ nenten auftreten. Folglich ist der berührungsfreie Schalterbe­ trieb der Vorrichtung nicht hinreichend zuverlässig und noch technologisch verbesserungsbedürftig.

Demgemäß soll die vorliegende Erfindung die oben fest­ gestellten Probleme beseitigen. Eine Aufgabe der Erfindung be­ steht darin, einen Positionserfassungsschalter zu schaffen, der eine Integration eines Automatikgetriebes mit dessen Steu­ ereinheit erreicht und eine Positionserfassung ausführt, ohne eine nachteilige Wirkung auf die Steuereinheit zu verursachen.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche gelöst.

Mit der in Anspruch 1 beschriebenen Konstruktion, wobei ein einziges Gehäuse sowohl eine Steuereinheit zur Steuerung des Automatikgetriebes als auch eine Positionsdetektorvorrich­ tung enthält, in der eine Ausgangseinrichtung und eine Ein­ gangseinrichtung berührungsfrei angeordnet sind, und in der die Eingangseinrichtung je nachdem, ob sie das Ausgangssignal von der Ausgangseinrichtung empfangen hat, einen ersten oder zweiten Zustand annimmt, und in der eine Schalteinrichtung in den ersten oder den zweiten Zustand umschaltet, wenn sie durch Drehen eines Drehgliedes gedreht wird, beseitigt die erfin­ dungsgemäße Vorrichtung die durch die Berührung der herkömmli­ chen mechanischen Metallkontakte verursachten nachteiligen Auswirkungen und erreicht, daß sowohl die Positionsdetektor­ vorrichtung als auch die Steuereinheit in einem einzigen Ge­ häuse untergebracht werden.

Mit der in Anspruch 2 beschriebenen Konstruktion, wobei die Ausgangseinrichtung und die Eingangseinrichtung jeweils an einem feststehenden Glied angebracht sind, und wobei die Schalteinrichtung gebildet wird, indem eine Öffnung in dem Drehglied so angebracht wird, daß sich die Öffnung in einem Weg des Ausgangssignals von der Ausgangseinrichtung zur Ein­ gangseinrichtung anordnen läßt, und wobei die Eingangseinrich­ tung den ersten Zustand annimmt, wenn die Öffnung beim Drehen des Drehgliedes in den Signalweg gelangt, und den zweiten Zu­ stand, wenn sich die Öffnung nicht im Signalweg befindet, be­ hält die Positionserfassungsvorrichtung die feste Positionsbe­ ziehung zwischen der Ausgangseinrichtung und der Eingangsein­ richtung auch dann bei, wenn das Drehglied durch Vibrationen des Fahrzeugs oder dergleichen in Schwingung versetzt oder ge­ kippt wird. Folglich empfängt die Eingangseinrichtung das Aus­ gangssignal von der Ausgangseinrichtung fehlerfrei und ermög­ licht, daß die Vorrichtung die Position des Schalthebels genau erfaßt.

Mit der in Anspruch 3 beschriebenen Konstruktion, wobei die Ausgangseinrichtung und die Eingangseinrichtung auf Ober­ flächen von einander gegenüberliegenden feststehenden Gliedern angeordnet sind, behält die Positionserfassungsvorrichtung die feste Positionsbeziehung zwischen der Ausgangseinrichtung und der Eingangseinrichtung auch dann bei, wenn das Drehglied durch Vibrationen des Fahrzeugs oder dergleichen in Schwingung versetzt oder gekippt wird. Folglich empfängt die Eingangsein­ richtung das Ausgangssignal von der Ausgangseinrichtung feh­ lerfrei und ermöglicht, daß die Vorrichtung die Position des Schalthebels genau erfaßt.

Mit der in Anspruch 4 beschriebenen Konstruktion, wobei die Ausgangseinrichtung und die Eingangseinrichtung auf einer einzigen Oberfläche des feststehenden Gliedes angeordnet sind, und wobei das Reflektorglied auf einer Oberfläche des festste­ henden Gliedes angebracht ist, die der Oberfläche des festste­ henden Gliedes gegenüberliegt, auf der die Ausgangseinrichtung und die Eingangseinrichtung angebracht sind, und wobei der Weg über das Reflektorglied verläuft, erleichtert die Positionser­ fassungsvorrichtung die Verdrahtung wegen der Anordnung der Ausgangseinrichtung und der Eingangseinrichtung auf dem einen feststehenden Glied. Außerdem sind das Reflektorglied, die Eingangseinrichtung und die Ausgangseinrichtung an den fest­ stehenden Gliedern angeordnet, und die Positionserfassungsvor­ richtung behält die feste Positionsbeziehung zwischen der Aus­ gangseinrichtung und der Eingangseinrichtung auch dann bei, wenn das Drehglied durch Vibrationen des Fahrzeugs oder der­ gleichen in Schwingung versetzt oder gekippt wird. Folglich empfängt die Eingangseinrichtung das Ausgangssignal von der Ausgangseinrichtung fehlerfrei und ermöglicht, daß die Vor­ richtung die Position des Schalthebels genau erfaßt.

Mit der in Anspruch 5 beschriebenen Konstruktion, wobei die Schalteinrichtung gebildet wird, indem an dem Drehglied das Reflektorglied angebracht wird, welches das Ausgangssignal von der Ausgangseinrichtung reflektiert, und wobei die Aus­ gangseinrichtung und die Eingangseinrichtung auf einer Ober­ fläche eines feststehenden Gliedes angeordnet sind, die der Oberfläche des Drehgliedes gegenüberliegt, auf der das Reflek­ torglied angebracht ist, und wobei die Eingangseinrichtung den ersten Zustand annimmt, wenn der Weg hergestellt wird, auf dem das von der Ausgangseinrichtung kommende Ausgangssignal durch das Reflektorglied reflektiert und dann von der Eingangsein­ richtung empfangen wird, und den zweiten Zustand, wenn der Weg nicht hergestellt wird, erleichtert die Positionserfassungs­ vorrichtung die Verdrahtung wegen der Anordnung der Ausgangs­ einrichtung und der Eingangseinrichtung des stationären Si­ gnalelements. Außerdem gestattet diese Anordnung eine Verkür­ zung des Abstands zwischen der Ausgangseinrichtung und der Eingangseinrichtung, ermöglicht eine Verringerung der Abmes­ sungen der Vorrichtung und gewährleistet außerdem, daß die Eingangseinrichtung das Ausgangssignal von der Ausgangsein­ richtung fehlerfrei empfängt.

Mit der in Anspruch 6 beschriebenen Konstruktion, wobei die Schalteinrichtung durch Anordnen der Ausgangseinrichtung auf dem Drehglied gebildet wird, und wobei die Eingangsein­ richtung auf einer Oberfläche des feststehenden Gliedes ange­ ordnet ist, die der Oberfläche des Drehgliedes gegenüberliegt, auf der die Ausgangseinrichtung angebracht ist, und wobei die Eingangseinrichtung den ersten Zustand annimmt, wenn sie bei der Drehung des Drehgliedes der Ausgangseinrichtung ge­ genüberliegt, und den zweiten Zustand, wenn sie der Ausgangs­ einrichtung nicht gegenüberliegt, gestattet die Positionser­ fassungsvorrichtung eine Verkürzung des Abstandes zwischen der Ausgangseinrichtung und der Eingangseinrichtung, ermöglicht eine Verringerung der Abmessungen der Vorrichtung und gewähr­ leistet außerdem, daß die Eingangseinrichtung das Ausgangssi­ gnal von der Ausgangseinrichtung fehlerfrei empfängt.

Mit der in Anspruch 7 beschriebenen Konstruktion, wobei der dem Ausgangssignal von der Ausgangseinrichtung ausgesetzte Teil, ausschließlich der Eingangseinrichtung und des Reflek­ torgliedes, aus einem nichtreflektierenden Material besteht, beseitigt die Positionserfassungsvorrichtung eine unerwünschte Reflexion des Ausgangssignals der Ausgangseinrichtung zur Ein­ gangseinrichtung hin und verhindert auf diese Weise eine fal­ sche Erfassung der Position des Schalthebels.

Mit der in Anspruch 8 beschriebenen Konstruktion, wobei der dem Ausgangssignal von der Ausgangseinrichtung ausgesetzte Teil, ausschließlich der Eingangseinrichtung und des Reflek­ torgliedes, das Ausgangssignal von der Ausgangseinrichtung in eine andere Richtung als zur Eingangseinrichtung hin reflek­ tiert, beseitigt die Positionserfassungsvorrichtung eine uner­ wünschte Reflexion des Ausgangssignals der Ausgangseinrichtung zur Eingangseinrichtung hin und verhindert auf diese Weise eine falsche Erfassung der Position des Schalthebels.

Mit der in Anspruch 9 beschriebenen Konstruktion, wobei die Ausgangseinrichtung aus einer einzigen Einheit und die Eingangseinrichtung aus mehreren Einheiten besteht, verringert die Positionserfassungsvorrichtung die Anzahl der Bauelemente und damit die Kosten.

Mit der in Anspruch 10 beschriebenen Konstruktion, wo­ bei in einem Glied, wo die Antriebswelle untergebracht ist, eine Aussparung ausgebildet wird, und wobei die Eingangsein­ richtung in der Aussparung angeordnet wird, verhindert die Po­ sitionserfassungsvorrichtung, daß die Ausweitung bzw. die Di­ vergenz oder Streuung des Ausgangssignals von der Ausgangsein­ richtung dazu führt, daß die Eingangseinrichtung den ersten Zustand annimmt, wenn der zweite Zustand gewünscht wird. Folg­ lich verhindert die Vorrichtung eine falsche Erfassung der Po­ sition des Schalthebels.

Die vorstehenden und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachstehenden Beschrei­ bung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der beigefügten Zeichnungen hervorgehen. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht einer Positionserfassungsvor­ richtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A von Fig. 1;

Fig. 3 eine Schnittansicht einer Positionserfassungs­ vorrichtung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung;

Fig. 4 eine Draufsicht eines Positionserfassungsrotors (Schlitzplatte) des Positionserfassungsschalters der Positi­ onserfassungsvorrichtung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel;

Fig. 5 eine Seitenansicht des in Fig. 4 dargestellten Positionserfassungsrotors;

Fig. 6 eine Schnittansicht einer weiteren Positionser­ fassungsvorrichtung (Modifikation 1) nach dem zweiten Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 7 eine Schnittansicht von Teilen einer weiteren Positionserfassungsvorrichtung nach dem zweiten Ausführungs­ beispiel der Erfindung;

Fig. 8 eine Schnittansicht einer weiteren Positionser­ fassungsvorrichtung (Modifikation 2) nach dem zweiten Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 9 eine Draufsicht eines Positionserfassungsrotors (Schlitzplatte) des Positionserfassungsschalters der in Fig. 8 dargestellten Positionserfassungsvorrichtung;

Fig. 10 eine Schnittansicht einer weiteren Positionser­ fassungsvorrichtung (Modifikation 3) nach dem zweiten Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 11 eine Schnittansicht einer Positionserfassungs­ vorrichtung nach einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung;

Fig. 12 eine Draufsicht eines Positionserfassungsrotors (Schlitzplatte) des Positionserfassungsschalters der Posi­ tionserfassungsvorrichtung nach dem dritten Ausführungsbei­ spiel;

Fig. 13 eine Schnittansicht einer weiteren Positionser­ fassungsvorrichtung nach dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 14 eine Schnittansicht einer weiteren Positionser­ fassungsvorrichtung nach dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 15 eine Schnittansicht einer Positionserfassungs­ vorrichtung nach einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung;

Fig. 16 eine Draufsicht eines Positionserfassungsrotors (Schlitzplatte) des Positionserfassungsschalters der Posi­ tionserfassungsvorrichtung nach dem vierten Ausführungsbei­ spiel;

Fig. 17 eine Schnittansicht einer Positionserfassungs­ vorrichtung nach einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung;

Fig. 18 eine Schnittansicht einer Positionserfassungs­ vorrichtung nach einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung;

Fig. 19 eine Seitenansicht einer Positionserfassungs­ vorrichtung nach einem siebenten Ausführungsbeispiel der Er­ findung;

Fig. 20 eine Draufsicht eines Positionserfassungsrotors (Schlitzplatte) des Positionserfassungsschalters der Posi­ tionserfassungsvorrichtung nach dem siebenten Ausführungsbei­ spiel;

Fig. 21 eine Seitenansicht einer Positionserfassungs­ vorrichtung nach einem achten Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung;

Fig. 22 eine Draufsicht eines Positionserfassungsrotors (Schlitzplatte) des Positionserfassungsschalters der Posi­ tionserfassungsvorrichtung nach dem achten Ausführungsbei­ spiel;

Fig. 23 eine Seitenansicht einer Positionserfassungs­ vorrichtung nach einem neunten Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung;

Fig. 24 eine Draufsicht eines Positionserfassungsrotors (Schlitzplatte) des Positionserfassungsschalters der Posi­ tionserfassungsvorrichtung nach dem neunten Ausführungsbei­ spiel.

Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Wie aus Fig. 1, die eine Draufsicht einer Positionser­ fassungsvorrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt, sowie aus Fig. 2 erkennbar ist, die eine Schnittansicht entlang der Linie A-A von Fig. 1 zeigt, trägt ein Gehäuse 1 eines Automatikgetriebes ein Gehäuse 4, das einen Positionsdetektorteil eines Positionserfassungsschalters und eine Steuereinheit 13 (eine aus einem IC-Chip gebildete elektronische Steuereinheit) enthält, die das Getriebe steu­ ert. Das Gehäuse 4 mit einem ringförmigen Teil 3 ist in eine Bohrung 1a eingepaßt, die in dem Getriebegehäuse 1 ausgebildet ist, wobei dazwischen zum Anpassen ein Dichtungselement 9 an­ geordnet ist. Das Gehäuse 4 mit dem ringförmigen Teil 3 ist mit einer integrierten Verdrahtung ausgestattet, zu der eine Kontaktelektrode 15 gehört. Die Verdrahtung dient als Zulei­ tung zur Verdrahtung einer Leiterplatte 11 einer elektroni­ schen Steuereinheit.

Ein ringförmiger Teil 5 eines Positionserfassungsrotors (Schlitzplatte) 6 ist an einem oberen Abschnitt des ringförmi­ gen Teils 3 des Gehäuses 4 angebracht. Der Positionserfas­ sungsrotor 6 weist Öffnungen 6a, 6b vom Gray-Code- bzw. Graustufentyp auf. Die Teile des Rotors 6 außer den Öffnungen 6a, 6b dienen als Lichtreflektoren.

Ein Gehäusedeckel 8 mit einem ringförmigen Teil 7 be­ deckt einen oberen Teil des Gehäuses 4. Der ringförmige Teil 7 des Deckels 8 wird mit einem dazwischen angeordneten Dich­ tungselement 10 auf die äußere Umfangsfläche des ringförmigen Teils 5 des Positionserfassungsrotors 6 aufgesteckt.

Ein Endabschnitt einer handbetätigten Welle 2, die mit einem Handhebel verbunden ist, wird paßgenau in einen hohlen Abschnitt des ringförmigen Teils 3 des Gehäuses 4 und in einen abgestuften hohlen Anschnitt des ringförmigen Teils 5 des Po­ sitionserfassungsrotors 6 eingesetzt.

Die Leiterplatte 11 der elektronischen Steuereinheit ist am Gehäuse 4 befestigt und trägt eine Anordnung von Foto­ detektoren 12, die jeweils aus einem Lichtemissionselement 12a und einem Lichtempfangselement 12b bestehen. Der Positionser­ fassungsrotor 6 ist beweglich über den Fotodetektoren 12 ange­ ordnet. Die Steuereinheit 13 zur Steuerung des Automatikge­ triebes ist gleichfalls auf der Leiterplatte 11 montiert. Das Bezugszeichen 14 bezeichnet Montageteile, die den Befesti­ gungsteilen des Gehäuses 4 entsprechen.

Ein Verbinder 20 mit einer Öffnung 21 wird paßgenau auf die äußere Umfangsfläche eines unteren Abschnitts des ringför­ migen Teils 3 des Gehäuses 4 aufgesteckt. An der inneren Um­ fangsfläche der Öffnung 21 des Verbinders 20 liegt eine Kon­ taktelektrode 22 frei und wird mit einem Anschlußteil 23 ver­ bunden, der für den elektrischen Anschluß an eine äußere Vor­ richtung vorgesehen ist.

Wenn die handbetätigte Welle 2 durch Betätigen des Handhebels gedreht wird, dann dreht sich der auf der handbetä­ tigten Welle 2 paßgenau angebrachte und befestigte Positions­ erfassungsrotor 6. Wenn einer der Fotodetektoren 12 während der Drehung des Rotors 6 mit einem Reflektorabschnitt des Ro­ tors 6 übereinstimmt (genauer gesagt, diesem gegenüberliegt), d. h. einem anderen Abschnitt als den Öffnungen 6a, 6b, dann empfängt das Lichtempfangselement 12b dieses Fotodetektors 12 Licht von dem Lichtemissionselement 12a, wodurch der Fotode­ tektor 12 aus einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand übergeht. Andererseits bleibt ein Fotodetektor 12 im ersten Zustand, solange der Fotodetektor 12 mit einer der Öffnungen 6a, 6b des Rotors 6 übereinstimmt (dieser gegenüberliegt), da das Licht von dem Lichtemissionselement 12a das Lichtempfangs­ element 12b nicht erreicht.

Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist zwar in Verbin­ dung mit dem Positionserfassungsschalter vom Graustufentyp be­ schrieben worden, statt dessen kann aber in dem Ausführungsbei­ spiel ein Schalter verwendet werden, bei dem Fotodetektoren, die Schaltstellungen "P", "R", "N", "3", "2", "L" entsprechen, auf der Leiterplatte der elektronischen Steuereinheit und auf einem Positionserfassungsrotor angeordnet sind, der von einem stabförmigen Reflektor gebildet wird.

Nachstehend wird ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Fig. 3, die eine Schnittansicht der Posi­ tionserfassungsvorrichtung nach dem zweiten Ausführungsbei­ spiel zeigt, von Fig. 4, die eine Draufsicht eines Positions­ erfassungsrotors (Schlitzplatte) des Positionserfassungsschal­ ters der Positionserfassungsvorrichtung zeigt, und von Fig. 5, die eine Seitenansicht des Positionserfassungsrotors des Posi­ tionserfassungsschalters zeigt, beschrieben.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein einziges Lich­ temissionselement verwendet, das auf der Leiterplatte der elektronischen Steuereinheit angeordnet ist. Das Licht von dem Lichtemissionselement wird durch ein Reflektorglied reflek­ tiert und dann von dem entsprechenden Lichtempfangselement empfangen.

Wie in Fig. 3-5 dargestellt, trägt ein Gehäuse 31 eine handbetätigte Welle 32 und einen an der handbetätigten Welle 32 befestigten Positionserfassungsrotor (Schlitzplatte) 33. Das Gehäuse 31 enthält eine Leiterplatte 34 einer elektro­ nischen Steuereinheit, die eine Anordnung aus einem Lichtemis­ sionselement 35 und einem Lichtempfangselement 37 sowie wei­ tere, aus Halbleiterchips bestehende Elemente zur Steuerung der Steuereinheit trägt.

An der Innenfläche des Gehäuses 31 ist ein Reflektor 36 angebracht. Der Reflektor 36 kann durch Bedrucken oder Be­ schichten der Innenfläche des Gehäuses 31 mit einem reflektie­ renden Material gebildet werden.

Der Positionserfassungsrotor (Schlitzplatte) 33 weist Öffnungen 33a, 33b vom Graustufentyp auf. Ein Ende des Rotors 33 ist nach unten gebogen, um eine Haube 33c zu bilden. Die Haube 33c schirmt das Lichtempfangselement 37 gegen direktes Licht von dem Lichtemissionselement 35 ab.

Licht von dem Lichtemissionselement 35 wird von der am Gehäuse 31 befestigten Reflektorplatte reflektiert, erreicht das Lichtempfangselement 37 durch die entsprechenden Öffnungen 33a, 33b des Positionserfassungsrotors 33 und schaltet das Lichtempfangselement 37 aus dem ersten Zustand in den zweiten Zustand um. Da die Haube 33c eine direkte Einstrahlung des Lichts vom Lichtemissionselement 35 in das Lichtempfangsele­ ment 37 verhindert, kann eine Funktionsstörung des Fotodetek­ tors verhindert werden.

Bei einer in Fig. 6 dargestellten Modifikation des zweiten Ausführungsbeispiels trägt ein Gehäuse 41 einen Säge­ zahn-Reflektor 45, und ein darunter angeordneter Positionser­ fassungsrotor (Schlitzplatte) 42 weist mehrere, dem Sägezahn­ reflektor 45 entsprechende Öffnungen 42a auf. Der Rotor 42 weist eine Haube 42c auf, die sich von einem Ende des Rotors nach unten erstreckt. Eine Leiterplatte 43 der elektronischen Steuereinheit trägt ein einziges Lichtemissionselement 44 und mehrere Lichtempfangselemente 45, die entsprechend dem Posi­ tionserfassungsrotor 42 angeordnet sind.

Licht vom Lichtemissionselement 44 wird durch den Säge­ zahnreflektor 45 so reflektiert, daß es sich vertikal nach un­ ten durch die entsprechenden Öffnungen 42a zu den Lichtemp­ fangselementen 46 ausbreitet und die Lichtempfangselemente 46 aus dem ersten Zustand in den zweiten Zustand umschaltet.

Diese Konstruktion erhöht die Empfindlichkeit der Lichtempfangselemente.

Anstelle des an dem feststehenden Gehäuse 41 angebrach­ ten Reflektors kann ein Reflektor am Positionserfassungsrotor (Schlitzplatte) 42 angebracht werden, wie in Fig. 7 darge­ stellt. Bei dieser Modifikation wird ein Reflektor 47 zusammen mit dem Rotor 42 so ausgebildet, daß der Reflektor 47 den Öff­ nungen 42a des Rotors 42 entspricht.

Diese Konstruktion beseitigt die Positionsabweichung zwischen dem Reflektor und den Öffnungen des Rotors und er­ laubt eine zuverlässige Erzeugung von Positionserfassungssi­ gnalen.

In einem Positionserfassungsschalter nach einer weite­ ren, in Fig. 8, 9 dargestellten Modifikation dient ein Posi­ tionserfassungsrotor (Schlitzplatte) 52 mit Öffnungen 52a auch als Reflektor, der Licht von Lichtemissionselementen so re­ flektiert, daß die entsprechenden Lichtempfangselemente das Licht empfangen. Wenn die Höhe des Gehäuses 51 verringert wird, so daß sich der Zwischenraum a verringert, kann es ge­ schehen, daß das vom Lichtemissionselement eines Fotodetektors emittierte und durch eine entsprechende von den Öffnungen 52a des Rotors 52 hindurchtretende Licht durch das Gehäuse 51 re­ flektiert wird, eine andere Öffnung 52a passiert und ein nicht mit dem Lichtempfangselement übereinstimmendes Lichtempfangs­ element beeinflußt, d. h. das Lichtempfangselement eines ande­ ren Fotodetektors 54, und auf diese Weise eine Funktionsstö­ rung verursacht. Dieses unerwünschte Ereignis läßt sich ver­ hindern, indem das Gehäuse 52 mit einem Reflektorglied 55 mit abgeschrägter Oberfläche ausgestattet wird. Das durch die Öffnungen 52a des Rotors 52 fallende Licht wird durch die abgeschrägte Oberfläche des Reflektorgliedes 55 von der Posi­ tionsdetektoreinheit weg reflektiert, wodurch ein Erfassungs­ fehler durch die Lichtempfangselemente verhindert wird.

Diese Konstruktion der Positionserfassungsvorrichtung gestattet eine Verringerung der Gehäusehöhe und sichert dabei eine zuverlässige Positionserfassung.

Nach einer weiteren, in Fig. 10 dargestellten Modifika­ tion werden Fotodetektoren 64 auf einer Leiterplatte 63 einer elektronischen Steuereinheit montiert, indem die Fotodetekto­ ren 64 getrennt in Aussparungen 65 angeordnet werden, die in der Leiterplatte 63 der elektronischen Steuereinheit ausgebil­ det sind, und ein Reflektor 62 wird an einem Positionserfas­ sungsrotor (Schlitzplatte) 61 angebracht.

Das durch den Reflektor 61 reflektierte Licht von einem Fotodetektor 64 kann zwar divergieren oder streuen, aber das divergierende oder gestreute Licht wird von Trennwänden 66 ab­ geschirmt, so daß das Licht die Lichtempfangselemente der be­ nachbarten Fotodetektoren 64 nicht beeinflußt. Diese Konstruk­ tion ermöglicht somit eine zuverlässige Erzeugung von Posi­ tionserfassungssignalen ohne Funktionsstörung.

Die Beschreibung wurde zwar in Verbindung mit der Ver­ wendung eines Reflektors gegeben, aber die vorliegende Kon­ struktion kann auch auf eine Positionserfassungsvorrichtung angewandt werden, in welcher der Positionserfassungsrotor mit einem Lichtemissionselement und die Leiterplatte der elektro­ nischen Steuereinheit mit einer Anordnung von Lichtempfangs­ elementen ausgestattet sind. Durch getrennte Anordnung der Lichtempfangselemente in Aussparungen in der Leiterplatte wird Licht vom Lichtemissionselement nur durch das entsprechende Lichtempfangselement empfangen und erreicht nicht die anderen Lichtempfangselemente, so daß eine zuverlässige Erzeugung von Positionserfassungssignalen erreicht werden kann.

Außerdem können rund um die Lichtemissionselemente und/oder den am Rotor angebrachten Reflektor Lichtabschirmun­ gen angebracht werden, um zu verhindern, daß das divergierende oder streuende Licht unerwünschte Lichtempfangselemente er­ reicht.

Diese Anordnung ist auf beliebige Ausführungsbeispiele anwendbar, in denen Fotodetektoren eingesetzt werden.

Eine Positionserfassungsvorrichtung nach einem dritten Ausführungsbeispiel wird anhand von Fig. 11, die eine Schnitt­ ansicht der Vorrichtung darstellt, und von Fig. 12 beschrie­ ben, die eine Draufsicht des Positionserfassungsrotors (Schlitzplatte) des Positionserfassungsschalters der Vorrich­ tung darstellt.

An einer Innenfläche eines feststehenden Gehäuses 71 sind Lichtemissionselemente 72 angebracht, und auf einer Lei­ terplatte 73 einer elektronischen Steuereinheit sind Lichtemp­ fangselemente 74 so angeordnet, daß die Lichtempfangselemente 74 den Lichtemissionselementen 72 gegenüberliegen. Ein Posi­ tionserfassungsrotor (Schlitzplatte) 75 ist zwischen den Lichtemissionselementen 72 und den Lichtempfangselementen 74 angeordnet. Der Positionserfassungsrotor 75 weist Öffnungen 76 auf, die Erfassungspositionen "P", "R", "N", "D", "3", "2", "L" entsprechen. Der Rotor 75 ist mit einer handbetätigten Welle 77 verbunden. Eine Steuereinheit 78 ist innerhalb des Gehäuses 71 untergebracht.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird zwar ein direkt ar­ beitender Positionsdetektor verwendet, statt dessen kann aber ein auch ein Positionsdetektor vom Graustufentyp verwendet werden.

Nach einer in Fig. 13 dargestellten Modifikation des dritten Ausführungsbeispiels trägt eine Leiterplatte 80 einer elektronischen Steuereinheit eine U-förmige Fotodetektoranord­ nung 81, in der Lichtemissionselemente 82 Lichtempfangselemen­ ten 83 gegenüberliegen. Ein Positionserfassungsrotor (Schlitz­ platte) 84 ist in dem in der U-förmigen Fotodetektoranordnung 81 ausgebildeten Spalt angeordnet, um Positionserfassungssi­ gnale zu erzeugen.

Diese Konstruktion erlaubt eine Verringerung der Abmes­ sungen bei Verwendung handelsüblicher Fotodetektoren.

Nach einer in Fig. 14 dargestellten weiteren Modifika­ tion des dritten Ausführungsbeispiels trägt eine Leiterplatte 85 einer elektronischen Steuereinheit eine U-förmige Fotode­ tektoranordnung 86, in der Lichtemissionselemente 87 Lichtemp­ fangselementen 88 gegenüberliegen. Ein Positionserfassungsro­ tor (vertikale Schlitzplatte) 89 ist in dem in der U-förmigen Fotodetektoranordnung 86 ausgebildeten Spalt angeordnet, um Positionserfassungssignale zu erzeugen.

Diese Konstruktion erlaubt eine Verringerung der Breite d des Positionserfassungsrotors (der vertikalen Schlitzplatte) 89.

Eine Positionserfassungsvorrichtung nach einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand von Fig. 15, die eine Schnittansicht der Vorrichtung zeigt, und von Fig. 16 be­ schrieben, die eine Draufsicht eines Positionserfassungsrotors (Schlitzplatte) des Positionserfassungsschalters der Vorrich­ tung zeigt.

An einem Positionserfassungsrotor 95, der mittels einer handbetätigten Welle 94 drehbar ist, ist ein Lichtemissions­ element 96 angebracht. Auf einer an einem Gehäuse 91 befestig­ ten Leiterplatte 92 einer elektronischen Steuereinheit ist ein Lichtempfangselement 93 angebracht. So wird Licht von dem Lichtemissionselement 96 direkt durch das Lichtempfangselement 93 empfangen. Übrigens ist in dem Gehäuse 91 eine Steuerein­ heit 97 untergebracht.

Diese einfache Konstruktion erzeugt Positionserfas­ sungssignale.

Die Beschreibung ist zwar in Verbindung mit Fotodetek­ toren gegeben worden, aber in der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung können auch magnetische Sensoren verwendet werden.

Eine Positionserfassungsvorrichtung nach einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand von Fig. 17 be­ schrieben, die eine Schnittansicht der Vorrichtung zeigt.

Wie aus Fig. 17 erkennbar, sind an der Innenfläche ei­ nes Gehäuses 101 Magneten 102 angebracht, und auf einer Lei­ terplatte 103 einer elektronischen Steuereinheit sind Hall- Elemente 104 so angeordnet, daß sie den Magneten 102 gegen­ überliegen. Ein Rotor 106, der ähnlich konstruiert ist wie der des vierten Ausführungsbeispiels und aus einem nichtmagneti­ schen Material besteht, wie z. B. aus einem Harz, ist zwischen den Magneten 102 und den Hall-Elementen so angeordnet, daß Po­ sitionserfassungssignale erzeugt werden. Der Rotor 106 ist mit einer handbetätigten Welle 105 verbunden. Außerdem enthält das Gehäuse 101 eine Steuereinheit 107.

Eine Positionserfassungsvorrichtung nach einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand von Fig. 18 be­ schrieben, die eine Schnittansicht der Vorrichtung zeigt.

Ein Hall-Element (oder Magnetowiderstandselement) 113 ist auf einer Leiterplatte 112 einer elektronischen Steuerein­ heit angebracht, die an einem Gehäuse 111 befestigt ist. An einem durch eine handbetätigte Welle 114 drehbaren Positions­ erfassungsrotor 115 ist ein Magnet 116 angebracht. Wenn daher das Hall-Element (oder Magnetowiderstandselement) 113 dem Ma­ gneten 116 gegenüberliegt, erzeugt es ein Erfassungssignal, das die Position des Schalthebels anzeigt. Außerdem enthält das Gehäuse 111 eine Steuereinheit 117.

Eine Positionserfassungsvorrichtung nach einem sieben­ ten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand von Fig. 19, die eine Seitenansicht der Vorrichtung zeigt, und von Fig. 20 beschrieben, die eine Draufsicht eines Positionserfassungsro­ tors des Positionserfassungsschalters der Vorrichtung zeigt.

Ein Hall-Element (oder Magnetowiderstandselement) 123 ist an einer Leiterplatte 122 angebracht, die an einem Gehäuse 121 befestigt ist. Ein ringförmiger Permanentmagnet 125 mit ab­ wechselnd angeordneten Nord- und Südpolen ist an einer handbe­ tätigten Welle 124 befestigt. Außerdem enthält das Gehäuse 121 eine Steuereinheit 126.

Wenn der Permanentmagnet 125 zusammen mit der handbetä­ tigten Welle 124 gedreht wird, schalten die abwechselnd ange­ ordneten Nord- und Südpole die Ausgangssignale des Hall-Ele­ ments (oder Magnetowiderstandselements) 123 um und erzeugen auf diese Weise Signale, welche die Position des Schalthebels anzeigen.

Eine Positionserfassungsvorrichtung nach einem achten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand von Fig. 21, die eine Seitenansicht der Vorrichtung zeigt, und von Fig. 22 be­ schrieben, die eine Draufsicht eines Positionserfassungsrotors des Positionserfassungsschalters der Vorrichtung zeigt.

Ein Hall-Element (oder Magnetowiderstandselement) 133 ist an einer Leiterplatte 132 angebracht, die an einem Gehäuse 131 befestigt ist. Ein zahnradförmiges Element 135 (Rotor) aus magnetischem Material, bei dem Vorsprünge wie bei Zähnen eines Zahnrades ausgebildet sind, ist an einer handbetätigten Welle 134 befestigt. Außerdem enthält das Gehäuse 131 eine Steuer­ einheit 136.

Wenn der Permanentmagnet 135 zusammen mit der handbetä­ tigten Welle 134 gedreht wird, variiert der magnetische Wider­ stand, schaltet die Ausgangssignale des Hall-Elements (oder Magnetowiderstandselements) 133 um und erzeugt auf diese Weise Signale, welche die Position des Schalthebels anzeigen.

Eine Positionserfassungsvorrichtung nach einem neunten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand von Fig. 23, die eine Seitenansicht der Vorrichtung zeigt, und von Fig. 24 be­ schrieben, die eine Draufsicht eines Positionserfassungsrotors des Positionserfassungsschalters der Vorrichtung zeigt.

Ein Hall-Element (oder Magnetowiderstandselement) 143 ist an einer Leiterplatte 142 angebracht, die an einem Gehäuse 141 befestigt ist. An einer handbetätigten Welle 144 ist ein sektorförmiger Rotor 145 mit einem Permanentmagneten ange­ bracht, in dem zwei Reihen von Nord- und Südpolen ausgebildet sind. Außerdem enthält das Gehäuse 141 eine Steuereinheit 146.

Wenn der Rotor 145 zusammen mit der handbetätigten Welle 144 gedreht wird, dann schalten die abwechselnd angeord­ neten Nord- und Südpole die Ausgangssignale des Hall-Elements (oder Magnetowiderstandselements) 143 um und erzeugen so Si­ gnale, welche die Position des Schalthebels anzeigen.

Magnetische Positionserfassungsschalter wie die oben beschriebenen erzeugen ebenfalls Signale, welche die Position des Schalthebels anzeigen.

Claims (11)

1. Positionserfassungsvorrichtung, die aufweist:

eine Steuereinheit zur Steuerung des Betriebs eines Au­ tomatikgetriebes;
eine Positionsdetektorvorrichtung mit einem Drehglied, das zusammen mit der Betätigung eines Schalthebels drehbar ist, einer Ausgangseinrichtung, einer Eingangseinrichtung, die so angeordnet ist, daß sie die Ausgangseinrichtung nicht be­ rührt, und einer Schalteinrichtung, wobei die Positionsdetek­ torvorrichtung je nachdem, ob die Eingangseinrichtung ein Aus­ gangssignal von der Ausgangseinrichtung empfängt, einen der ersten und zweiten Zustände annimmt, und wobei die Schaltein­ richtung durch Drehen des Drehgliedes gedreht werden kann, um zwischen dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand umzuschal­ ten; und
ein Gehäuse, das die Positionsdetektorvorrichtung und die Steuereinheit enthält.

2. Positionserfassungsvorrichtung nach Anspruch 1,
wobei die Ausgangseinrichtung und die Eingangseinrich­ tung jeweils an einem feststehenden Glied angeordnet sind, und
wobei die Schalteinrichtung durch Anbringen einer Öff­ nung in dem Drehglied gebildet wird, so daß die Öffnung im Weg des Ausgangssignal von der Ausgangseinrichtung zur Eingangs­ einrichtung angeordnet werden kann, und
wobei die Eingangseinrichtung den ersten Zustand an­ nimmt, wenn beim Drehen des Drehgliedes die Öffnung in den Si­ gnalweg gelangt, und wobei die Eingangseinrichtung den zweiten Zustand annimmt, wenn sich die Öffnung nicht im Signalweg be­ findet.

3. Positionserfassungsvorrichtung nach Anspruch 2, wo­ bei die Ausgangseinrichtung und die Eingangseinrichtung an Oberflächen einander gegenüberliegender feststehender Glieder angeordnet sind.

4. Positionserfassungsvorrichtung nach Anspruch 2,
wobei die Ausgangseinrichtung und die Eingangseinrich­ tung an einer einzigen Oberfläche des feststehenden Gliedes angeordnet sind, und
wobei ein Reflektorglied an einer Oberfläche des fest­ stehenden Gliedes angebracht ist, die der Oberfläche des fest­ stehenden Gliedes gegenüberliegt, an der die Ausgangseinrich­ tung und die Eingangseinrichtung angebracht sind, und
wobei der Signalweg über das Reflektorglied verläuft.

5. Positionserfassungsvorrichtung nach Anspruch 1,
wobei die Schalteinrichtung gebildet wird, indem das Drehglied mit einem Reflektorglied versehen wird, welches das Ausgangssignal von der Ausgangseinrichtung reflektiert, und
wobei die Ausgangseinrichtung und die Eingangseinrich­ tung an einer Oberfläche eines feststehenden Gliedes angeord­ net sind, die der Oberfläche des Drehgliedes gegenüberliegt, an der das Reflektorglied angebracht ist, und
wobei die Eingangseinrichtung den ersten Zustand an­ nimmt, wenn ein Weg hergestellt wird, auf dem das Ausgangssi­ gnal von der Ausgangseinrichtung durch das Reflektorglied re­ flektiert und dann von der Eingangseinrichtung empfangen wird,
und wobei die Eingangseinrichtung den zweiten Zustand annimmt, wenn der Weg nicht hergestellt wird.

6. Positionserfassungsvorrichtung nach Anspruch 1,
wobei die Schalteinrichtung durch Anordnen der Aus­ gangseinrichtung auf dem Drehglied gebildet wird, und
wobei die Eingangseinrichtung auf einer Oberfläche ei­ nes feststehenden Gliedes angeordnet ist, die der Oberfläche des Drehgliedes gegenüberliegt, auf der die Ausgangseinrich­ tung angebracht ist, und wobei die Eingangseinrichtung den er­ sten Zustand annimmt, wenn sie bei der Drehung des Drehgliedes der Ausgangseinrichtung gegenüberliegt, und wobei die Ein­ gangseinrichtung den zweiten Zustand annimmt, wenn sie der Ausgangseinrichtung nicht gegenüberliegt.

7. Positionserfassungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei der dem Ausgangssignal von der Ausgangseinrichtung ausgesetzte Teil, ausschließlich der Eingangseinrichtung und des Reflektorgliedes, aus einem nichtreflektierenden Material besteht.

8. Positionserfassungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei der dem Ausgangssignal von der Ausgangseinrichtung ausgesetzte Teil, ausschließlich der Eingangseinrichtung und des Reflek­ torgliedes, das Ausgangssignal von der Ausgangseinrichtung in eine andere Richtung als zur Eingangseinrichtung hin reflek­ tiert.

9. Positionserfassungsvorrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 6, wobei die Ausgangseinrichtung aus einer ein­ zigen Einheit und die Eingangseinrichtung aus mehreren Einhei­ ten besteht.

10. Positionserfassungsvorrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 6, wobei in einem Glied, wo die Antriebswelle angebracht ist, eine Aussparung ausgebildet und die Ein­ gangseinrichtung in der Aussparung angeordnet ist.