DE19749330A1 - Vorrichtung zum Erfassen von Schaltstellungen eines mechanisch betätigbaren Schaltmittels - Google Patents

Vorrichtung zum Erfassen von Schaltstellungen eines mechanisch betätigbaren Schaltmittels

Info

Publication number
DE19749330A1
DE19749330A1 DE1997149330 DE19749330A DE19749330A1 DE 19749330 A1 DE19749330 A1 DE 19749330A1 DE 1997149330 DE1997149330 DE 1997149330 DE 19749330 A DE19749330 A DE 19749330A DE 19749330 A1 DE19749330 A1 DE 19749330A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
switching
detection device
position detection
switch
switch position
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.)
Granted
Application number
DE1997149330
Other languages
English (en)
Other versions
DE19749330C2 (de
Inventor
Stefan Garneyer
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.)
Leopold Kostal GmbH and Co KG
Original Assignee
Leopold Kostal GmbH and Co KG
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 Leopold Kostal GmbH and Co KG filed Critical Leopold Kostal GmbH and Co KG
Priority to DE1997149330 priority Critical patent/DE19749330C2/de
Publication of DE19749330A1 publication Critical patent/DE19749330A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19749330C2 publication Critical patent/DE19749330C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/965Switches controlled by moving an element forming part of the switch
    • H03K17/97Switches controlled by moving an element forming part of the switch using a magnetic movable element

Landscapes

  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet des Erfassens bestimmter Stellungen von beweglichen Teilen zueinander. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Erfassen von Schaltstellungen eines me­ chanisch betätigbaren, zwangsgeführten Schaltmittels (Schaltstellungs­ erfassungsvorrichtung), welche Schaltstellungserfassungsvorrichtung ei­ nen eine Schaltstellung anzeigenden Signalgeber und ein Signal­ aufnahmeelement aufweist, wobei eines der beiden Signalmittel an die Bewegung des Schaltmittels gekoppelt und das andere Signalmittel dies­ bezüglich ortsfest angeordnet ist.
Vorrichtungen zum Erfassen von Schaltstellungen werden etwa bei Schaltern verwendet, denen mehrere Funktionen zu kommen, um für ei­ nen Benutzer erkennbar zu machen, in welcher Schalt- bzw. Schalterstel­ lung sich ein solcher Multifunktionsschalter befindet. Derartige Schalter werden beispielsweise in Kraftfahrzeugen eingesetzt und können als Be­ leuchtungsschalter dienen. Ein solcher multifunktionaler Beleuchtungs­ schalter dient nicht nur zum Ein- und Ausschalten des Stand- und Ab­ blendlichtes, sondern mitunter auch zum Ein- und Ausschalten der vorde­ ren Nebelscheinwerfer sowie der Nebelrückschlußleuchte. Ferner kann mit einen solchen Schalter auch die Innenraumbeleuchtung betätigt wer­ den. Damit diese Funktionen unabhängig voneinander und parallel zuein­ ander ausgeführt werden können, ist ein solcher Schalter üblicherweise in mehreren Ebenen drehbar ausgestaltet. Zur Darstellung der jeweiligen Schalterstellung kann dem Schalter ein hinterleuchteter Symbolkranz zu­ geordnet sein, wobei in Abhängigkeit von der jeweiligen Schalterstellung das oder die Symbole hinterleuchtet sind, die für die tatsächlich einge­ schaltete Beleuchtung stehen. Die Erfassung der jeweiligen Schalterstel­ lung erfolgt somit mechanisch.
Ein weiterer solcher Multifunktionsschalter ist bei Kraftfahrzeugen der Lenkstockschalter, mit dem beispielsweise der Blinker, das Fernlicht, weitere Beleuchtungseinrichtungen, etwa die Lichthupe, oder die Schei­ benwischer geschaltet werden. Die Problematik bei Lenkstockschaltern ist insbesondere der nur gering dimensionierte Raum, in dem die elektrische Kontaktierung für die Vielzahl der vorgesehenen Schaltstellungen unter­ gebracht werden muß.
Derartige Schalter sind, wie bereits oben angedeutet, als Kontaktschalter ausgelegt, so daß eine Schalterstellung dann erreicht ist, wenn durch das Schaltorgan die entsprechende elektrische Verbindung hergestellt ist. Auch wenn mit einem solchen Multifunktionsschalter eine Vielzahl unter­ schiedlicher Funktionen schaltbar sind, so erhöht sich der Aufwand bei komplizierten Schalterstrukturen unverhältnismäßig, wenn die jeweiligen Schalterstellungen auf die oben beschriebene Weise erfaßt werden sol­ len. Dabei kann eine Schaltstellungserfassung nicht nur dazu dienen, die­ se einem Benutzer erkennbar zu machen, sondern die jeweilige Schalt­ stellung soll auch als Dateneingang einer Datenverarbeitungsanlage, etwa einem Bordcomputer bei Kraftfahrzeugen für Überwachungs- und Steue­ rungszwecke zugänglich gemacht werden. Für derartige Zwecke ist die oben beschriebene Schalterstellungserfassung jedoch nicht vorgesehen.
Eine elektronische Schaltstellungserfassung erfolgt beispielsweise bei Schalteinrichtungen für ein Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeuges. Der Schalthebel einer solchen Schalteinrichtung ist in seinen vorbestimmten Schaltstellungen üblicherweise durch eine Rasteinrichtung fixiert gehalten. Zum Anzeigen der jeweiligen Fahrstufe einer solchen Schalteinrichtung steht der Schalthebel mit einer Fahrstufenanzeige im Eingriff. An die Schwenkbewegung des Schalthebels ist ein Reiter mechanisch gekoppelt, der mit einem Schlitten zusammenwirkt. Beim Betätigen des Schalthebels wird der Schlitten entsprechend der Schaltstellung verfahren und durch­ läuft schaltstufenkennzeichnende elektrische Signalgeber, woraufhin beim Erreichen einer Fahrstufe ein entsprechendes Informationssignal an das Getriebesteuergerät gemeldet und dem Fahrer die jeweilige Fahrstufe an­ gezeigt wird.
Zur Sicherstellung einer Übereinstimmung zwischen der fixierten Stellung eines solchen Schalthebels und dem elektrischen Schaltpunkt ist eine aufwendige Vermessung dieser Schaltpunkte notwendig. Ferner müssen bei der Herstellung der Einzelteile einer solchen Schalteinrichtung und bei deren Montage sehr enge Fertigungstoleranzen eingehalten werden. Eine Verschiebung der Schalt- und/oder Fixierpunkte, etwa durch Abnutzung, kann nur durch eine aufwendige Neujustage, wenn überhaupt möglich, begegnet werden.
Bei der Schaltstellungserfassung als Fahrstufenerkennungsmittel für ein Automatikgetriebe ist man bemüht, eine Schaltstellung nicht nur anhand eines einzigen Merkmales zu bestimmen, da eine fehlerhafte Schaltstel­ lungserfassung zu einer fehlerhaften Ansteuerung des Getriebeschaltge­ rätes führt. Insbesondere bei einer Verwendung derartiger Schaltstel­ lungserfassungsvorrichtungen bei einer Schalteinrichtung, die nach dem Prinzip "shift-by-wire" arbeitet, kann dies unerwünschte Folgen nach sich ziehen. Zur Schaffung redundanter Schaltstellungsinformationen werden oftmals aufwendige Zusatzmaßnahmen zur Überprüfung der korrekten Funktion der Schaltelemente eingesetzt.
Ausgehend von diesem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Erfassen von Schalt­ stellungen eines mechanisch betätigten Schaltmittels vorzuschlagen, mit der auch komplexe Schaltstellungen, etwa diejenigen eines Lenkstock­ schalters, auch auf kleinstem Raum erfaßbar sind und mit der ebenfalls eine freie und somit auch alterungsadaptive Einstellung der zu erfassen­ den Schaltpunkte möglich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Signalge­ ber ein an die Bewegung des Schaltmittels gekoppelter magnetischer Si­ gnalgeber und daß als Signalempfänger ein wenigstens einen magneto­ elektrischen Wandler umfassendes Sensorarray vorgesehen ist, wobei der Signalgeber dergestalt bezüglich des Sensorarrays angeordnet ist, daß sich bei einer Betätigung des Schaltmittels von einer Schaltstellung in eine weitere die am Ausgang des oder der Wandler abgreifbare Spannung in­ folge der an die Bewegung des Schaltmittels gekoppelten Bewegung des magnetischen Signalgebers ändert.
Durch Bereitstellung einer Schaltstellungserfassungsvorrichtung, verwen­ dend einen an die Bewegung des Schaltmittels gekoppelten magneti­ schen Signalgeber sowie ein Sensorarray umfassend zumindest einen magnetoelektrischen Wandler, ist eine berührungslose Schaltstellungser­ fassung möglich. Ausgenutzt werden bei der Schaltstellungserfassungs­ vorrichtung gemäß der Erfindung die Eigenschaften des magnetischen Signalgebers, die zu einer Änderung der von dem Sensorarray erfaßten Magnetfeldkomponente führt. Entsprechend ändert sich die Ausgangs­ spannung des oder der zur Bildung des Sensorarrays verwendeten ma­ gnetoelektrischen Wandler. Durch einen Vergleich der am Wandleraus­ gang abgegriffenen Spannung mit einem in einem Speicher hinterlegten, für eine bestimmte Schaltstellung charakteristischen Spannungswert er­ folgt eine eindeutige Zuordnung der Position des Signalgebers und somit der Position des Schaltmittels einer bestimmten Schaltstellung.
Im Zusammenhang dieser Ausführungen steht der Begriff magnetischer Signalgeber für solche Signalgeber, bei deren Bewegung bei einem orts­ fest bezüglich dieser Bewegung angeordneten magnetoelektrischen Wandler eine Änderung des erfaßten Signales und somit eine Änderung der ausgangsseitig anliegenden Spannung erfolgt.
Daher ist in einem Ausführungsbeispiel vorgesehen, daß als Signalgeber ein Magnet, insbesondere ein Dauermagnet vorgesehen ist. In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist anstelle des Dauermagneten ein Signal­ geber aus einem Werkstoff mit ferromagnetischen Eigenschaften ange­ ordnet. Bei einer Schaltstellungserfassungsvorrichtung gemäß letzterem Ausführungsbeispiel ist diese in einem Magnetfeld angeordnet. Durch die Bewegung eines solchen Signalgebers wird das Magnetfeld entsprechend den Bewegungen des an das Schaltmittel gekoppelten Signalgebers mo­ duliert. Diese Änderungen sind mit den das Sensorarray bildenden ma­ gnetoelektrischen Wandlern erfaßbar. Deutlichere Signaländerungen kön­ nen bei einer solchen Anordnung dadurch herbeigeführt werden, daß an­ stelle eines ferromagnetische Eigenschaften aufweisenden Signalgebers ein solcher verwendet wird, der als magnetischer Flußkonzentrator aus­ gebildet ist. Ein solches, die magnetoelektrischen Wandler vorspannen­ des Magnetfeld kann entweder dadurch angelegt sein, daß das gesamte Sensorarray im Einfluß eines einzigen Magnetfeldes angeordnet ist, oder daß jedem einzelnen magnetoelektrischen Wandler ein eigener Magneti­ sierungsmagnet zugeordnet ist.
Es ist zweckmäßig, als magnetoelektrische Wandler Hall-Sensoren, ins­ besondere Hall-IC's oder auch magnetoresistive Sensorelemente einzu­ setzen. Diese elektromagnetischen Wandler benötigen nur einen geringen Platzbedarf und sind einfach und robust aufgebaut.
In einem Ausführungsbeispiel umfaßt das Sensorarray lediglich einen ein­ zigen magnetoelektrischen Wandler. In Abhängigkeit von dem Abstand des magnetischen Signalgebers von dem magnetoelektrischen Wandler wird von diesem der zu erfassende Magnetfeldvektor in unterschiedlicher Größe erfaßt. Über die Größe des erfaßten Vektors kann eine Schaltstel­ lungszuordnung erfolgen.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel, welches zweckmäßigerweise für solche Schaltmittel eingesetzt wird, deren Schaltorgan dreidimensional und somit auch der magnetische Signalgeber dreidimensional bewegt wird, werden mehrere Wandler, vorzugsweise drei, eingesetzt, die eine im wesentlichen orthogonale Anordnung zueinander aufweisen. Durch eine solche Anordnung sind drei Magnetfeldvektoren hinsichtlich ihres Betra­ ges erfaßbar. Dies ermöglicht nicht nur eine eindeutige Bestimmung der Lage des magnetischen Signalgebers, sondern trägt auch zur Informati­ onsredundanz bei.
Zur Erhöhung einer solchen Informationsredundanz kann eine Schaltstel­ lungserfassungsvorrichtung ein zweites Sensorarray aufweisen, welches bezüglich des ersten Sensorarrays eine unterschiedliche Anordnung auf­ weist. Eine Lagebestimmung des magnetischen Signalgebers und somit eine Zuordnung zu einer bestimmten Schaltstellung erfolgt dann mit hoher Informationsredundanz und gewährleistet somit eine hinreichende Sicher­ heit auch für eine hochgenaue Schaltstellungserfassung.
Die Vorteile der Erfindung betreffen insbesondere die Einfachheit im Auf­ bau einer solchen Schaltstellungserfassungsvorrichtung. Ferner macht sich die erfindungsgemäße Schaltstellungserfassungsvorrichtung zunutze, daß beispielsweise bei Verwendung eines Dauermagneten als Signalge­ ber die magnetische Feldstärke mit zunehmendem Abstand vom Magne­ ten exponentiell abnimmt. Entsprechend groß sind die von den magneto­ elektrischen Wandlern ausgegebenen Spannungsunterschiede. Daher kann eine solche Schaltstellungserfassungsvorrichtung insbesondere bei solchen Multifunktionsschaltern eingesetzt werden, mit denen eine Viel­ zahl von Schaltbewegungen auf kleinstem Raum durchgeführt werden. Daher ist eine solche Schaltstellungserfassungsvorrichtung vorteilhaft zur Erfassung der Schaltstellungen eines Lenkstockschalters eines Kraftfahr­ zeuges einsetzbar. Die eigentliche Signalauswertung erfolgt prozessorge­ steuert.
Vorteilhaft ist ferner, daß eine Eichung einer solchen Schaltstellungser­ fassungsvorrichtung nach einer Montage des Schalters erfolgen kann. Die Präzision der Schaltstellungserfassung ist damit unabhängig von irgend­ welchen Fertigungstoleranzen. Eine Eichung kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß das Schaltmittel nacheinander in die unterschiedlichen Schaltpositionen gebracht wird und die an dem oder den Wandlerausgän­ gen abgegriffene Spannung ihrem Betrag nach abgespeichert wird.
Ebenfalls kann eine alterungsbedingte Dejustage einer solchen Vorrich­ tung Softwareseitig korrigiert werden. Dabei kann vorgesehen sein, daß der Prozessoreinheit eine Speichereinheit zugeordnet ist, in der zeitlich ältere Daten einer jeden Schaltstellung abgelegt sind, so daß eine zeitlich rekursive Filterung hinsichtlich dieser Daten möglich ist. Dies erlaubt, eine solche Schaltstellungserfassungsvorrichtung selbstlernend sich an eine allmählich ändernde mechanische Schaltstellung an passend auszubilden.
Weitere Vorteile der Erfindung sowie weitere Ausgestaltungen sind Be­ standteil der übrigen Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschrei­ bung von Ausführungsbeispielen. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Schaltstellungserfas­ sungsvorrichtung, die einem eindimensional bewegbaren Schaltmittel zugeordnet ist,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Schaltstellungserfas­ sungsvorrichtung, die einem dreidimensional bewegbaren Schaltmittel zugeordnet ist,
Fig. 3 eine Schaltstellungserfassungsvorrichtung in einer Anord­ nung gemäß der Fig. 2 in einer weiteren Ausgestaltung und
Fig. 4 einen Lenkstockschalter mit einer magnetisch arbeitenden Schaltstellungserfassungsvorrichtung.
Fig. 1 zeigt eine Schaltstellungserfassungsvorrichtung 1 zur Erfassung der unterschiedlichen Schalterstellungen S1-3 eines Schaltorgans 2. Das Schaltorgan 2 ist schwenkbar an der Welle 3 eindimensional bewegbar angelenkt. Das Schaltorgan 2 befindet sich in seiner in Fig. 1 gezeigten Stellung in einer Endstellung S1 und kann um die Welle 3 in die weiteren Schaltstellungen S2, S3 verschwenkt werden.
Dem Schaltorgan 2 ist als magnetischer Signalgeber ein Dauermagnet 4 zugeordnet, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel am unteren freien Ende des Schaltorgans 2 angeordnet ist. Als magnetoelektrischer Wandler ist von dem Dauermagneten 4 beabstandet ein Hall-Sensor 5 vorgesehen. Der Hall-Sensor 5 ist aufgrund seiner in Fig. 1 dargestellten Anordnung zur Erfassung der senkrecht zu seiner flachen Seite 6 verlau­ fenden Magnetfeldvektoren ausgebildet. In der dargestellten Stellung be­ findet sich das Schaltorgan 2 in seiner einen Endstellung S1. In dieser Stellung ist an dem Ausgang des Hall-Sensors 5 dem Betrage nach die größte Spannung abgreifbar. Beim Bewegen des Schaltorgans 2 aus der Schaltstellung S1 in die benachbarte Schaltstellung S2 führt dies zu einer Betragsänderung des von dem Hall-Sensor 5 erfaßten Vektors, so daß ausgangsseitig am Hall-Sensor 5 in der Schaltstellung S2 eine geringere Spannung abgreifbar ist. Beim weiteren Betätigen des Schaltorgans 2 zum Schalten desselben in die Schaltstellung S3 ist der Dauermagnet 4 soweit von dem Hall-Sensor 5 entfernt, daß ausgangsseitig an diesem keine oder nur eine geringe Spannung abgreifbar ist. Der Hall-Sensor 5 ist an eine Prozessoreinheit zum Auswerten der Wandlerausgangsspannung angeschlossen. Die für jede Schaltstellung charakteristische Spannung - dies kann auch ein Spannungsintervall sein - ist in einer Speichereinheit hinterlegt, so daß zur Erfassung einer Schaltstellung ein Vergleich mit der am Ausgang des Hall-Sensors 5 anliegenden Spannung mit den gespei­ cherten, zur Bestimmung der Schaltstellung S1, S2, S3 erfolgt. In Abhän­ gigkeit von der jeweiligen Schaltstellung S1, S2 oder S3werden dann durch die Prozessoreinheit der oder die zu schaltenden Aktoren angesteuert.
Eine weitere Schaltstellungserfassungsvorrichtung 7, die entsprechend der Schaltstellungserfassungsvorrichtung der Fig. 1 arbeitet, ist in Fig. 2 schematisch dargestellt. Bei dem in Fig. 2 gezeigten Schaltorgan 8 handelt es sich um ein solches, welches dreidimensional bewegbar ist, so daß der am Ende des Schaltorgans 8 angeordnete Dauermagnet 9 ebenfalls dreidimensional bewegbar ist. Das Sensorarray wird durch drei Hall-Sensoren 10, 11, 12 gebildet, die orthogonal zueinander angeordnet sind. Die Hall-Sensoren 10, 11, 12 sind daher zum Erfassung von drei unterschiedlichen Magnetfeldvektoren angeordnet. Ausgangsseitig sind die Hall-Sensoren 10, 11, 12 an einen Multiplexer 13 angeschlossen, der wiederum einen A/D-Wandler 14 beaufschlagt. Der A/D-Wandler 14 ist an den Eingang einer Prozessoreinheit 15 angeschlossen, welcher Prozes­ soreinheit 15 ein Speichermodul 16 zugeordnet ist.
Bewegungen des Dauermagneten 9 infolge von Bewegungen des Schalt­ organs 8 führen dazu, daß sich die Ausgangsspannungen der Hall-Sensoren 10, 11, 12 in Abhängigkeit von den durchgeführten Bewegun­ gen, insbesondere von den erreichten Schaltstellungen verändern. In dem Speichermodul 16 sind die für bestimmte Schaltstellungen charakteristi­ schen Spannungswerte hinterlegt. Jede Schaltstellung S1-i ist somit durch eine charakteristische Spannung am Ausgang der Hall-Sensoren 10, 11, 12 bestimmt. Tabelle 1 zeigt in allgemeiner Form die unterschiedlichen, an den Ausgängen der Hall-Sensoren 10, 11, 12 bei einer Eichung der Schaltstellungserfassungsvorrichtung 7 hinterlegten Spannungen.
Bei einer Bewegung des Schaltorganes 8 und der dementsprechenden Bewegung des Dauermagneten 9 von einer Schaltstellung in eine weitere ist somit eine eindeutige Lagebestimmung des Dauermagneten 9 und somit der Schaltstellung durch Vergleich der erfaßten Spannungen mit den hinterlegten möglich. Sind neben den ursprünglich hinterlegten Span­ nungskennwerten weitere aus vorangegangenen Schaltstellungen erfaßte hinterlegt, kann eine zeitlich rekursive Filterung durchgeführt werden, so daß eine Korrektur bei einem mechanischen Verschleiß der Schaltorgan­ führung möglich ist. Eine manuelle Nachjustage durch alterungs- bzw. umgebungsbedingte Veränderungen ist daher nicht erforderlich.
Schematisiert ist in Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem anstelle des in Fig. 2 gezeigten Dauermagneten 9 ein Magnet­ flußkonzentrator 17 vorgesehen ist. Diese Schaltstellungserfassungsvor­ richtung 18 befindet sich in einem schematisch durch den Hufeisenma­ gneten 19 angedeuteten Magnetfeld. Das durch die Hall-Sensoren gebil­ dete Sensorarray ist somit vorgespannt; Bewegungen des Magnetfluß­ konzentrators 17 führen sodann zu einer Modulation des durch den Hufei­ senmagneten 19 induzierten Magnetfeldes, welche Änderungen ebenfalls von den Hall-Sensoren erfaßbar sind.
Die in Fig. 2 schematisch dargestellte Schaltstellungserfassungsvorrich­ tung 7 ist, wie in Fig. 4 gezeigt, beispielhaft in einen Lenkstockschalter 20 eingebaut. Der Lenkstockschalter 20 umfaßt einen Betätigungsarm 21, der selbst in unterschiedliche Schaltstellungen bringbar ist und dem ferner ein Drehschalter 22 sowie ein Tastschalter 23 zugeordnet sind. Die Be­ wegungen des Lenkstockschalters 20 werden über einen Übertragungs­ hebel 24, der in einem Gehäuse 25 dreidimensional bewegbar angelenkt ist, in das Gehäuse 25 hinein übertragen. An dem kurzen Hebelarm 26 ist der Dauermagnet 9 befestigt gehalten. Die Hall-Sensoren 10, 11, 12 bilden das Sensorarray. Aus diesem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel wird deutlich, daß die erfindungsgemäße Schaltstellungserfassungsvor­ richtung auch in sehr begrenzten räumlichen Verhältnissen einbaubar ist. Ferner ist dieser Figur zu entnehmen, daß mit der Schaltstellungserfas­ sungsvorrichtung 7 auch ganz geringe räumliche Lageveränderungen des Dauermagneten 9, etwa wenn der Tastschalter 23 betätigt wird, mit dem Sensorarray erfaßbar sind.
Bezugszeichenliste
1
Schaltstellungserfassungsvorrichtung
2
Schaltorgan
3
Welle
4
Dauermagnet
5
Hall-Sensor
6
flache Seite des Hall-Sensors
7
Schaltstellungserfassungsvorrichtung
8
Schaltorgan
9
Dauermagnet
10
Hall-Sensor
11
Hall-Sensor
12
Hall-Sensor
13
Multiplexer
14
A/D-Wandler
15
Prozessoreinheit
16
Speichermodul
17
Magnetflußkonzentrator
18
Schaltstellungserfassungsvorrichtung
19
Hufeisenmagnet
20
Lenkstockschalter
21
Betätigungsarm
22
Drehschalter
23
Tastschalter
24
Übertragungshebel
25
Gehäuse
26
kurzer Hebelarm
S1
Schaltstellung
S2
Schaltstellung
S3
Schaltstellung

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Erfassen von Schaltstellungen eines mechanisch betätigbaren, zwangsgeführten Schaltmittels (Schaltstellungser­ fassungsvorrichtung), welche Schaltstellungserfassungsvorrichtung einen eine Schaltstellung anzeigenden Signalgeber und ein Signal­ aufnahmeelement aufweist, wobei eines der beiden Signalmittel an die Bewegung des Schaltmittels gekoppelt und das andere Signal­ mittel diesbezüglich ortsfest angeordnet ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Signalgeber ein an die Bewegung des Schalt­ mittels gekoppelter magnetischer Signalgeber (4, 9, 17) und daß als Signalempfänger ein wenigstens einen magnetoelektrischen Wandler (5, 10, 11, 12) umfassendes Sensorarray vorgesehen ist, wobei der Signalgeber (4, 9, 17) dergestalt bezüglich des Sensorar­ ray angeordnet ist, daß sich bei einer Betätigung des Schaltmittels (2, 8, 20) von einer Schaltstellung in eine weitere die am Ausgang des oder der Wandler (5, 10, 11, 12) abgreifbare Spannung infolge der an die Bewegung des Schaltmittels (2, 8, 20) gekoppelten Be­ wegung des magnetischen Signalgebers (4, 9, 17) ändert.
2. Schaltstellungserfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Signalgeber ein Magnet (4, 9) vorgese­ hen ist.
3. Schaltstellungserfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Signalgeber ein Geber aus einem Werk­ stoff mit ferromagnetischen Eigenschaften zum Modulieren eines anstehenden Magnetfeldes vorgesehen ist.
4. Schaltstellungserfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Wandler Hall-Sensoren, insbesondere Hall-IC's (5, 10, 11, 12) eingesetzt sind.
5. Schaltstellungserfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Wandler magnetoresisti­ ve Sensorelemente eingesetzt sind.
6. Schaltstellungserfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Wandler (10, 11, 12) eingesetzt sind, die eine im wesentlichen orthogonale Anord­ nung zueinander aufweisen.
7. Schaltstellungserfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Einsatz von meh­ reren Wandlern der Ausgang der Wandler (10, 11, 12) an den Ein­ gang eines Multiplexers (13) angeschlossen ist, dessen Ausgang den Eingang eines A/D-Wandlers (14) beaufschlagt und welcher A/D-Wandler (14) an eine Prozessoreinheit (15) mit einem dieser zugeordneten Speichermodul (16), in dem die charakteristischen Wandlerausgangsspannungen der eingesetzten Wandler für die bestimmten Schaltstellungen (S1-3) hinterlegt sind, angeschlossen ist.
8. Schaltstellungserfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Sensorarray in einer zum ersten Sensorarray unterschiedlichen Anordnung vorge­ sehen ist.
9. Schaltstellungserfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Auswertung der ausgangsseitig an den magnetoelektrischen Wandlern anliegenden Signale eine Prozessoreinheit, insbesondere ein Mikroprozessor, vorgesehen ist.
DE1997149330 1997-11-07 1997-11-07 Vorrichtung zum Erfassen von Schaltstellungen eines mechanisch betätigbaren Schaltmittels Expired - Lifetime DE19749330C2 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1997149330 DE19749330C2 (de) 1997-11-07 1997-11-07 Vorrichtung zum Erfassen von Schaltstellungen eines mechanisch betätigbaren Schaltmittels

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1997149330 DE19749330C2 (de) 1997-11-07 1997-11-07 Vorrichtung zum Erfassen von Schaltstellungen eines mechanisch betätigbaren Schaltmittels

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19749330A1 true DE19749330A1 (de) 1999-05-20
DE19749330C2 DE19749330C2 (de) 2003-10-30

Family

ID=7847990

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1997149330 Expired - Lifetime DE19749330C2 (de) 1997-11-07 1997-11-07 Vorrichtung zum Erfassen von Schaltstellungen eines mechanisch betätigbaren Schaltmittels

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19749330C2 (de)

Cited By (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE20102050U1 (de) 2001-01-30 2001-05-10 Siemens AG, 80333 München Erfassungseinrichtung zur Erfassung einer Schaltbewegung eines elektrischen Schalters
DE10157565A1 (de) * 2001-11-23 2003-06-12 Hl Planar Technik Gmbh Drehschalteinheit mit zusätzlicher Schaltfunktion
WO2005041229A1 (de) * 2003-09-23 2005-05-06 Bosch Rexroth Ag Schalteinheit mit rastfunktion für ein werkzeug
WO2006056170A1 (de) * 2004-11-24 2006-06-01 Zf Friedrichshafen Ag Schaltvorrichtung für ein kraftfahrzeug
DE202005016726U1 (de) * 2005-10-24 2007-03-01 Rema Lipprandt Gmbh & Co. Kg Fahrschalter zur Steuerung eines Fahrantriebs eines kraftgetriebenen Flurförderzeugs
DE102006030746A1 (de) * 2006-06-22 2007-12-27 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Hebelschalter für einen Lenkstock eines Kraftfahrzeugs
DE102006030745A1 (de) * 2006-06-22 2007-12-27 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Hebelschalter für einen Lenkstock eines Kraftfahrzeugs
DE102006057571A1 (de) * 2006-12-06 2008-06-12 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Lenkstockschalter für Kraftfahrzeuge
DE102007026303A1 (de) * 2007-06-06 2008-12-11 Cherry Gmbh Wählhebelmodul mit 3D-Magnetsensorelement
DE102008013987A1 (de) * 2008-03-13 2009-09-17 Meflex Telecontrol Gmbh & Co. Kg Elektromechanische Gebereinrichtung
EP1270328A3 (de) * 2001-06-25 2009-11-04 Yazaki Corporation Mehrfunktionschalter
DE102008028618B3 (de) * 2008-06-18 2009-11-12 Ecs Engineered Control Systems Ag Elektromechanische Gebereinrichtung
EP2100770A3 (de) * 2008-03-13 2009-12-02 Alps Electric Co., Ltd. Lenkstockschaltervorrichtung
EP2141460A2 (de) * 2008-06-30 2010-01-06 Hirschmann Automotive GmbH Linearwegmessung bei einem AGR-Ventil
DE102008049679A1 (de) * 2008-09-30 2010-04-01 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Schaltermodul mit Sensormitteln zur Erkennung von Schaltpositionen
US8122783B2 (en) 2008-02-22 2012-02-28 Sauer-Danfoss Inc. Joystick and method of manufacturing the same
DE102011119862A1 (de) 2011-12-01 2013-01-17 Jopp Holding GmbH Schalthebel mit Positionserkennung
DE102012206580A1 (de) 2012-04-20 2013-10-24 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Schalteinrichtung
US8760152B2 (en) 2009-04-01 2014-06-24 Ecs Engineered Control Systems Ag Device for detecting the position of a gear step selector lever and motor vehicle equipped with same
DE102013223297A1 (de) * 2013-11-15 2015-05-21 Lemförder Electronic GmbH Bedienhebel und Verfahren zum Betreiben eines Bedienhebels
US9046167B2 (en) 2010-02-11 2015-06-02 Dura Automotive Systems Sas Device for detecting the neutral position of a lever for controlling shifting and selecting gears in a motor vehicle gearbox
DE102015104888A1 (de) 2015-03-30 2016-10-06 Jopp Holding GmbH Magnetelement sowie Anordnung eines solchen Magnetelements mit Lagesensor zur Positionserkennung
DE102017202374A1 (de) 2016-02-19 2017-08-24 Volkswagen Aktiengesellschaft Vorrichtung und verfahren zum ermitteln einer schaltstellung eines getriebes
DE102017202833A1 (de) * 2017-02-22 2018-08-23 Zf Friedrichshafen Ag Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen einer Position eines Betätigungselements für ein Getriebe eines Fahrzeugs und System zum Bewirken von Schaltvorgängen eines Getriebes eines Fahrzeugs
DE102009039977B4 (de) 2008-09-08 2019-05-16 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Positionssensoranordnung
DE102017131144A1 (de) * 2017-12-22 2019-06-27 Preh Gmbh Betriebsarten-Wähleinrichtung für ein Fahrzeuggetriebe mit 3D-Hallsensor
DE102019107342A1 (de) * 2019-03-22 2020-09-24 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Lenkstockschalter für ein Fahrzeug

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018131787A1 (de) * 2018-12-11 2020-06-18 Bcs Automotive Interface Solutions Gmbh Lenkstockschaltervorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4108388A1 (de) * 1991-03-15 1992-09-17 Wabco Westinghouse Fahrzeug Einrichtung zur beruehrungslosen erfassung von mindestens zwei positionen eines schaltelementes

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3244891C2 (de) * 1982-12-04 1985-07-11 Angewandte Digital Elektronik Gmbh, 2051 Brunstorf Einrichtung zur berührungslosen Positionsmessung
DE3442879C2 (de) * 1984-11-24 1994-09-01 Wabco Vermoegensverwaltung Einrichtung zum Erfassen der relativen Position von zwei relativ zueinander bewegbaren Teilen
SE445585B (sv) * 1985-02-28 1986-06-30 Saab Scania Ab Arrangemang vid en magnetisk legesgivare
DE3611469A1 (de) * 1986-04-05 1987-10-08 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung und verfahren zur beruehrungslosen positionsmessung

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4108388A1 (de) * 1991-03-15 1992-09-17 Wabco Westinghouse Fahrzeug Einrichtung zur beruehrungslosen erfassung von mindestens zwei positionen eines schaltelementes

Cited By (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE20102050U1 (de) 2001-01-30 2001-05-10 Siemens AG, 80333 München Erfassungseinrichtung zur Erfassung einer Schaltbewegung eines elektrischen Schalters
EP1270328A3 (de) * 2001-06-25 2009-11-04 Yazaki Corporation Mehrfunktionschalter
DE10157565A1 (de) * 2001-11-23 2003-06-12 Hl Planar Technik Gmbh Drehschalteinheit mit zusätzlicher Schaltfunktion
DE10157565B4 (de) * 2001-11-23 2005-10-27 Hl-Planar Technik Gmbh Drehschalteinheit mit zusätzlicher Schaltfunktion
WO2005041229A1 (de) * 2003-09-23 2005-05-06 Bosch Rexroth Ag Schalteinheit mit rastfunktion für ein werkzeug
US7619499B2 (en) 2003-09-23 2009-11-17 Bosch Rexroth Ag Switching unit having a locking function for a tool
WO2006056170A1 (de) * 2004-11-24 2006-06-01 Zf Friedrichshafen Ag Schaltvorrichtung für ein kraftfahrzeug
DE102004056800A1 (de) * 2004-11-24 2006-06-01 Zf Friedrichshafen Ag Schaltvorrichtung für ein Kraftfahrzeug
US7829805B2 (en) 2004-11-24 2010-11-09 Zf Friedrichshafen Ag Shifting device for a motor vehicle
US7878289B2 (en) 2005-10-24 2011-02-01 Rema Lipprandt Gmbh & Co. Kg Controller for controlling a drive mechanism of a powered industrial truck
DE202005016726U1 (de) * 2005-10-24 2007-03-01 Rema Lipprandt Gmbh & Co. Kg Fahrschalter zur Steuerung eines Fahrantriebs eines kraftgetriebenen Flurförderzeugs
DE102006030745A1 (de) * 2006-06-22 2007-12-27 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Hebelschalter für einen Lenkstock eines Kraftfahrzeugs
DE102006030746A1 (de) * 2006-06-22 2007-12-27 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Hebelschalter für einen Lenkstock eines Kraftfahrzeugs
WO2008067954A1 (de) * 2006-12-06 2008-06-12 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Lenkstockschalter für kraftfahrzeuge
DE102006057571A1 (de) * 2006-12-06 2008-06-12 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Lenkstockschalter für Kraftfahrzeuge
JP2010511556A (ja) * 2006-12-06 2010-04-15 ヴァレオ・シャルター・ウント・ゼンゾーレン・ゲーエムベーハー 自動車のステアリングコラムスイッチ
DE102007026303B4 (de) * 2007-06-06 2011-05-26 Zf Friedrichshafen Ag Wählhebelmodul mit 3D-Magnetsensorelement
DE102007026303A1 (de) * 2007-06-06 2008-12-11 Cherry Gmbh Wählhebelmodul mit 3D-Magnetsensorelement
DE102009006405B4 (de) 2008-02-22 2024-08-22 Danfoss Power Solutions Inc. Steuerhebel und Verfahren zur Herstellung des selbigen
US8122783B2 (en) 2008-02-22 2012-02-28 Sauer-Danfoss Inc. Joystick and method of manufacturing the same
EP2100770A3 (de) * 2008-03-13 2009-12-02 Alps Electric Co., Ltd. Lenkstockschaltervorrichtung
DE102008013987A1 (de) * 2008-03-13 2009-09-17 Meflex Telecontrol Gmbh & Co. Kg Elektromechanische Gebereinrichtung
DE102008028618B3 (de) * 2008-06-18 2009-11-12 Ecs Engineered Control Systems Ag Elektromechanische Gebereinrichtung
US8350560B2 (en) 2008-06-18 2013-01-08 Ecs Engineered Control Systems Ag Electromechanical transducer device
EP2141460A3 (de) * 2008-06-30 2013-05-22 Hirschmann Automotive GmbH Linearwegmessung bei einem AGR-Ventil
EP2141460A2 (de) * 2008-06-30 2010-01-06 Hirschmann Automotive GmbH Linearwegmessung bei einem AGR-Ventil
DE102009039977B4 (de) 2008-09-08 2019-05-16 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Positionssensoranordnung
DE102008049679A1 (de) * 2008-09-30 2010-04-01 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Schaltermodul mit Sensormitteln zur Erkennung von Schaltpositionen
US8760152B2 (en) 2009-04-01 2014-06-24 Ecs Engineered Control Systems Ag Device for detecting the position of a gear step selector lever and motor vehicle equipped with same
US9046167B2 (en) 2010-02-11 2015-06-02 Dura Automotive Systems Sas Device for detecting the neutral position of a lever for controlling shifting and selecting gears in a motor vehicle gearbox
DE102011119862A1 (de) 2011-12-01 2013-01-17 Jopp Holding GmbH Schalthebel mit Positionserkennung
DE102012206580A1 (de) 2012-04-20 2013-10-24 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Schalteinrichtung
US10563756B2 (en) 2013-11-15 2020-02-18 Zf Friedrichshafen Ag Operating lever and method for operating an operating lever
DE102013223297A1 (de) * 2013-11-15 2015-05-21 Lemförder Electronic GmbH Bedienhebel und Verfahren zum Betreiben eines Bedienhebels
DE102015104888B4 (de) 2015-03-30 2018-07-05 Jopp Holding GmbH Anordnung eines Magnetelements mit Lagesensor zur Positionserkennung an einem rotierbaren Maschinenelement
DE102015104888A1 (de) 2015-03-30 2016-10-06 Jopp Holding GmbH Magnetelement sowie Anordnung eines solchen Magnetelements mit Lagesensor zur Positionserkennung
DE102017202374A1 (de) 2016-02-19 2017-08-24 Volkswagen Aktiengesellschaft Vorrichtung und verfahren zum ermitteln einer schaltstellung eines getriebes
DE102017202833A1 (de) * 2017-02-22 2018-08-23 Zf Friedrichshafen Ag Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen einer Position eines Betätigungselements für ein Getriebe eines Fahrzeugs und System zum Bewirken von Schaltvorgängen eines Getriebes eines Fahrzeugs
CN110325826A (zh) * 2017-02-22 2019-10-11 Zf 腓德烈斯哈芬股份公司 用于确定车辆的变速器的操作元件的位置的设备和方法以及用于促成车辆的变速器换挡过程的系统
DE102017131144A1 (de) * 2017-12-22 2019-06-27 Preh Gmbh Betriebsarten-Wähleinrichtung für ein Fahrzeuggetriebe mit 3D-Hallsensor
DE102017131144B4 (de) 2017-12-22 2023-01-05 Preh Gmbh Betriebsarten-Wähleinrichtung für ein Fahrzeuggetriebe mit 3D-Hallsensor
DE102019107342A1 (de) * 2019-03-22 2020-09-24 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Lenkstockschalter für ein Fahrzeug
CN113874252A (zh) * 2019-03-22 2021-12-31 法雷奥开关和传感器有限责任公司 用于车辆的转向柱开关
US11987173B2 (en) 2019-03-22 2024-05-21 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Steering column switch for a vehicle
CN113874252B (zh) * 2019-03-22 2024-06-04 法雷奥开关和传感器有限责任公司 用于车辆的转向柱开关

Also Published As

Publication number Publication date
DE19749330C2 (de) 2003-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19749330C2 (de) Vorrichtung zum Erfassen von Schaltstellungen eines mechanisch betätigbaren Schaltmittels
EP0075693B2 (de) Gangwähler für ein Getriebe
EP1815594B1 (de) Schaltvorrichtung für ein kraftfahrzeug
EP1240446B1 (de) Steuereinrichtung für ein automatisch und manuell schaltbares schaltgetriebe in einem kraftfahrzeug
WO2001013011A1 (de) Elektronisches steuergerät für ein kraftfahrzeug-automatikgetriebe und verfahren zum abgleichen eines positionserkennungssensors in einem elektronischen steuergerät für ein kraftfahrzeug-automatikgetriebe
EP2171315A1 (de) Elektromechanische gebereinrichtung
EP1238214A1 (de) Sensoriksystem für die steuereinrichtung eines automatisch schaltbaren getriebes
WO2018153585A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum bestimmen einer position eines betätigungselements für ein getriebe eines fahrzeugs und system zum bewirken von schaltvorgängen eines getriebes eines fahrzeugs
DE112018003012T5 (de) Positionssensor
DE102007026303A1 (de) Wählhebelmodul mit 3D-Magnetsensorelement
WO2005106397A1 (de) Drehsteller
EP2891024B1 (de) Bedienvorrichtung für eine funktionseinrichtung eines kraftfahrzeugs
DE19748131A1 (de) Vorrichtung zum Erfassen von Schaltstellungen eines mechanisch betätigbaren Schaltmittels sowie Verfahren zum Erfassen von Schaltstellungen eines mechanisch betätigbaren Schaltmittels
DE29812227U1 (de) Vorrichtung zum Erfassen von Schalterstellungen eines mechanisch betätigbaren Schalters
DE19522656A1 (de) Positionserkennungsvorrichtung für einen Wählhebel in Kraftfahrzeugen
DE102007043480A1 (de) Anordnung zur Erfassung eines Drehwinkels
EP1138984B1 (de) Wählhebelschaltung für ein Getriebe in einem Fahrzeug
DE102015225902A1 (de) Magnetfeldsensorvorrichtung und Verfahren zum Positionserfassen eines Wählhebels eines Kraftfahrzeugs
WO1996041133A1 (de) Anordnung zur erfassung einer bewegung
DE102007052978A1 (de) Anordnung zur Erfassung eines Drehwinkels
DE102008049679A1 (de) Schaltermodul mit Sensormitteln zur Erkennung von Schaltpositionen
EP1099883B1 (de) Vorrichtung zur Erkennung der Stellung eines Wahlhebels
EP2656364B1 (de) Schaltvorrichtung mit schaltzustandserkennung
DE10108267A1 (de) Wählhebelschaltung für ein Getriebe in einem Fahrzeug
DE102022209298A1 (de) Sensoranordnung für ein Fahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8304 Grant after examination procedure
8364 No opposition during term of opposition
R084 Declaration of willingness to licence
R071 Expiry of right