SE510069C2 - Manöveranordning samt användningen av manöveranordningen i ett motorfordon - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 510 069 2 REDoGöRELsE FÖR UPPFINNINGEN: Ändamålet med föreliggande uppfinning är således att framtaga en nmnöveranordning med en kompakt och billig uppfatta olika sensoranordning för att lägen hos manöverspaken, vilken manöveranordning kan användas exempelvis vid växellådor i motorfordon.

Manöveranordningen skall vidare ha minskade krav på känslighet jämfört med tidigare kända anordningar, samt tidigare kända vara okänsligare för störningar än anordningar.

Dessa ändamål uppnås med hjälp av en, manöveranordning vilken är försedd med medel för att överföra samtliga rörelser hos en manöverspak till rörelser hos en kodanordning på en yta. Manöveranordningen enligt uppfinningen innefattar en manöverkonsol samt nämnda manöverspak vilken är rörlig mellan ett antal förutbestämda lägen, en kodanordning och en detektoranordning med vilken kodanordningen är inrättad att samverka.

Detektoranordningen, vilken företrädesvis är plan och anordnad i en vägg i manöverkonsolen, innefattar medel för att detektera kodanordningens lägen på denna yta. Även kodanordningen är företrädesvis plan, anordnad parallellt med detektoranordningen, och har samtliga sina rörelser väsentligen i ett plan.

BESKRIVNING AV RITNINGARNA: Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas närmare med hjälp av ett exempel på en föredragen utföringsform, samt med hänvisning till de bifogade ritningarna, där fig. 1 schematiskt visar ett tvärsnitt från sidan av föreliggande uppfinning, och 10 15 20 25 30 35 510 069 3 fig. 2 schematiskt visar en rörelseriktning för en kodanordning enligt uppfinningen, och schematiskt ovanifrån visar de tillgängliga föredragen fig. 3 rörelsemönstren för utföringsform av uppfinningen, och växelspaken i en fig. 4 schematiskt visar en rörelseriktning för en kodanordning enligt uppfinningen, och fig. 5 visar kodanordningen och sensoranordningen enligt uppfinningen, och fig. 6 åskådliggör principen för kodanordningens samverkan med sensoranordningen, och fig.7 visar en föredragen utföringsform av kodanordningen enligt uppfinningen, och fig. 8 visar ett exempel på en kodtabell för bruk i uppfinningen.

FÖREDRAGNA Uwrönmcsrommn: I fig. 1 visas ett tvärsnitt av en manöveranordning 100 enligt uppfinningen. Manöveranordningen 100 i. fig 1. är avsedd att användas för att styra växellägen i ett fordon.

Manöveranordningen 100 innefattar en manöverkonsol 101 vilken i denna utföringsform omsluter åtminstone del av manöveranordningen 100. För tydlighetens skull visas endast en smärre del av manöverkonsolen 101.

Manöveranordningen 100 innefattar vidare en manöverspak 103, i denna utföringsform en växelspak, vilken är svängbart lagrad kring en svängningsled 105 i form av en kula, med hjälp av vilken svängningsled 105 växelspaken 103 kan röras relativt manöverkonsolen 101 i den riktning som 10 15 20 25 30 35 510 G69 4 visas av pilen 1, samt i ytterligare en motsvarande krökt rörelse som är väsentligen vinkelrät mot den krökta rörelse som definieras av pilen 1. I den del av konsolens 101 vägg som visas i fig 1 finns en sensoranordning 107, i föreliggande fall ett detektorkort vilket är försett med fyra stycken sensorer 109 av skäl som kommer att framgå nedan.

Manöveranordningen 100 i det visade utföringsexemplet innefattar vidare en platta 111 vilken är avsedd att röra sig vid växelspakens 103 rörelser och att därvid samverka med detektorkortet 107 på ett vis som kommer att beskrivas närmare i det följande. Plattan 111 är förbunden med växelspaken 103 via en ram 113, en tapp 115 och en bladfjäder 117. I en föredragen utföringsfornl är både detektorkortet 107 och plattan 111 plana och parallella med varandra.

För att tillse att plattan 111 rör sig med växelspakens 103 rörelser är plattan 111, som nämnts ovan, förbunden med växelspakens 103 ram 113 via en tapp 115 vilken griper in i en öppning i plattan 111. Tappen 115 löper i ett (ej visat) spår i konsolväggen 101 och är belastad i riktning mot konsolväggen 101 med hjälp av ett fjäderelement 119.

Plattan 111 är vidare förbunden med ramen 113 med hjälp av en bladfjäder 117. Denna bladfjäder 117 håller plattan 111 i samma plan som detektorkortet 107 och griper in i plattan 111 men ej i konsolväggen 101, vilket schematiskt visas med förbindelsen 121. Denna förbindelse 121 kan vara utförd på ett stort antal sätt, exempelvis att bladfjädern 117 griper in i en fördjupning i plattan 111 eller, i en föredragen utföringsform, genom en tapp vilken griper in i en öppning i plattan 111 utan att gripa in i konsolväggen 101. 10 15 20 25 30 35 510 069 5 En av de rörelseriktningar som är möjliga med växelspaken 103 visas av pilen 1 i fig 1. När växelspaken 103 rör sig enligt pilen 1 kommer plattan 111 att röra sig längs konsolväggen 101, över detektorkortet 107, i den riktning som visas med pilen 1', på grund av att tappen 115 löper i ett (ej visat) spår i pilens 1' riktning i konsolväggen 101 och därvid medbringar plattan 111 i denna rörelseriktning.

Här inses att anledningen till att tappen 115 är fjäderbelastad i riktning' mot konsolväggen 101 är att tillse att tappen 115 stannar kvar i det (ej visade) spåret under sin rörelse enligt pilen 1'.

Växelspakens 103 huvudsakligen tvådimensionella rörelse i pilens 1 riktning blir sålunda omvandlad till en huvudsakligen endimensionell rörelse hos plattan 111 i pilens 1' riktning.

I fig 2 visas plattans 111 kontur, dess rörelseriktning 1' vid växelspakens rörelse enligt pilen 1, samt ett antal olika lägen som plattan 111 kan inta vid rörelse i rörelseriktningen 1'. I fig 2 visas även den öppning i plattan 111 i vilken tappen 115 griper in, samt en tänkt mittlinje 202 i plattan 111.

I fig. 3 visas schematiskt ovanifrån de tillgängliga lägen som växelspaken 103 enligt uppfinningen kan inta i detta utföringsexempel, samt spår i. manöverkonsolen :L vilka växelspaken 103 kan förflyttas för att nå sina olika lägen.

Som framgår av fig 3 har växelspaken 103 i den föredragna utföringsformen sex lägen, i fortsättningen benämnda R,N,D,-,+ och M, där lägena + och - motsvarar uppväxling respektive nedväxling i en nmnuell mod i en automatisk växellåda, M är ett viloläge mellan + och -, N är neutralläge, D motsvarar körläge i en automatisk växellåda och R är backläge. 10 15 20 25 30 35 510 069 6 Som vidare framgår av fig 3 finns i den visade utföringsformen av längsgående spår 323,325,327 för växelspakens 103 rörelser samt ett huvudsakligen tvärgående spår 329 för växelspakens uppfinningen tre huvudsakligen 103 rörelse.

Pilen 1 visar samma rörelse som i fig 1 men sedd ovanifrån och svarar mot att växelspaken 103 rör sig i det tvärgående spåret 329. Växelspakens 103 rörelse i de tre längsgående spåren 323,325,327 visas av pilen 2. Det bör inses att den rörelse som.växelspaken 103 gör i de längsgående spåren och som visas av pilen 2 är en krökt rörelse i likhet med den rörelse som visas i fig 1 av pilen 1, samt att de två krökta rörelser som definieras av pilarna 1 och 2 är huvudsakligen vinkelräta mot varandra.

Med hänvisning till det ovanstående inses att när växelspaken 103 rör sig enligt pilen 1 kommer plattan 111 på grund av tappens 115 ingrepp i öppningen i plattan 111 att röra sig i pilens 1' riktning, och när växelspaken 103 rör sig enligt pilen 2 kommer plattan 111 att rotera kring tappen 115 i pilens 2 rörelseriktning. Denna rotationsrörelse hos plattan 111 uppstår eftersom tappen 115 griper in i plattan 111 och i konsolväggen 101 och sålunda utgör en rotationsaxel för plattan 111, samt på grund av att bladfjädern 117 bringar plattan 111 att rotera kring denna rotationsaxel eftersonx bladfjädern 117 är förbunden med plattan 111 via förbindelsen 121.

Sålunda kommer plattan 111 vid växelspakens 103 rörelse enligt pilen 2 att röra sig i en cirkelbåge på en yta vilken yta sammanfaller med det plan som definieras av det plana detektorkortet 107. Härigenom. har' med andra ord växelspakens 103 samtliga rörelser kunnat omvandlas till rörelser i väsentligen ett plan hos plattan 111. Det bör här framhållas att substantivet "plan" ovan och i 10 15 20 25 30 35 510 069 7 fortsättningen avser en väsentligen tvâdimensionell yta, vilken i olika utföringsformer av föreliggande uppfinning kan anta olika former, exempelvis plan eller krökt.

När växelspakens 103 huvudsakliga rörelseriktning är enligt pilen 2 befinner sig växelspaken 103 i ett av de längsgående spåren 323,325,327 vilka visas i fig 3.

Beroende på vilket av de längsgående spåren 323,325,327 som växelspaken 103 befinner sig i kommer den ovan nämnda cirkelbågen att ha olika stor radie, eftersom tappen 115 kommer att inta olika lägen i pilens 1' riktning. I utföringsexemplet visas tre längsgående spår och följaktligen kommer tre olika radier för denna cirkelbåge att finnas.

Principen för plattans 111 rotation i en cirkelbåge vid växelspakens 103 rörelse enligt pilen 2 visas i fig 4. I fig 4 visas plattans lll kontur, en tänkt mittlinje 202 i denna kontur, samt med en streckad linje den cirkelbåge längs vilken en viss given punkt x på plattan 111 kommer att röra sig vid växelsspakens rörelse 103 enligt pilen 2.

I fig 4 visas även de tre olika lägen enligt pilen 1' som tappen 115 - och därmed plattan 111 - kan inta i utföringsexemplet. Härigenom inses att punkten x på plattan lll liksom varje punkt på plattan 111 kommer att kunna förflytta sig längs tre olika cirkelbågar, beroende på vilket av de längsgående spåren 323,325,327 sonlväxelspaken 103 befinner sig i.

I fig 5 visas plattan 111, plattans 111 tänkta mittlinje 202, punkten x på plattan 111 samt, beläget bakom plattan 111, detektorkortet 107 vilket i exemplet är försett med fyra sensorer 109, fortsättningsvis benämnda A,B,C och D.

Med streckade linjer visas de ytterlägen som plattans 111 tänkta mittlinje 202 kan inta vid sin rotation kring tappen 10 15 20 25 30 35 8 115, vilka ytterlägen svarar mot växelspakens 103 två från varandra längst belägna lägen, i det visade exemplet lägena "R" och "+". Eftersom den yta som.den tänkta mittlinjen 202 på plattan 111 täcker vid förflyttning mellan sina ytterlägen bildar ett cirkelsegment inses här det lämpliga i att utforma plattan 111 som ett cirkelsegment med en storlek som är anpassad till ovan nämnda yta.

Principerna för plattans 111 uppfinningsenliga samverkan med detektorkortet 107 torde nu framgå, och visas i fig 6.

I fig 6 visas plattan 111 i det läge som svarar mot att växelspaken 103 är i läge "R". Detektorkortet 107 är fast anordnad i konsolväggen 101, varför detektorkortet 107 och dess sensorer har samma läge som i fig 5. Som framgår av ritningen är nu punkten x på plattan 111 mitt för sensor B.

Eftersom plattan 111 rör sig med växelspakens 103 rörelser, och vart och ett av växelspakens 103 lägen motsvaras av ett unikt läge hos plattan 111 relativt detektorkortet 107 kan detektering av växelspakens 103 lägen ske genom att plattan 111 förses med en lämplig kodning som kan detekteras av detektorkortet 107. Plattan 111 blir på så vis en kodplatta.

I en föredragen utföringsform är sensorerna .A,B,C,D i detektorkortet 107 så kallade Hall-sensorer, vilka. kan detektera variationer i magnetfält. I denna utföringsform är plattan lll lämpligtvis en magnetiserad plastplatta, där hela plattan 111 är magnetiserad som “sydpol", förutom vissa av de områden på plattan 111 som kommer att hamna mitt för sensorerna A,B,C,D vid växelspakens 103 olika lägen. Dessa områden är då magnetiserade som "nordpol".

I det visade exemplet används fyra sensorer, vilket innebär att detektorkortet 107 kommer att kunna avge en fyrsiffrig binär kod, där "O" hos en sensor svarar mot "sydpol“ på 10 15 20 25 30 35 510 069 9 kodplattan 111 och "1" hos en sensor svarar mot "nordpol" på kodplattan lll.

Punkten x i plattan 111 hamnar som framgår av fig 6 mitt för sensor B när växelspaken 103 står i läge "R". Punkten x har magnetiserats som "nordpol“, övriga plattan 111 är "sydpol", vilket innebär att den kod som detekteras av detektorkortet 107 vid läge "R" hos växelspaken 103 med andra ord blir A=0, B=1, C=0, D=0.

På motsvarande sätt magnetiseras "nordpoler“ på områden på kodplattan 111 vilka svarar mot växelspakens 103 övriga lägen. "Nordpolerna" läggs in så att önskad kod skapas för vart och ett av växelspakens 103 lägen. Givetvis kan godtyckliga koder användas, enda kravet på koden är att den blir entydig, men en lämplig kod i sammanhanget är så kallad Gray-kod vilket innebär att bara en position i den fyrsiffriga binära koden ändras när växelspaken 103 förs mellan två närbelägna lägen. I fig 7 visas en sålunda kodad kodplatta 111 enligt uppfinningen, med en tänkt mittlinje 202.

Vissa av "nordpolerna" på kodplattan i fig 7 består av områden. Detta beror på den ovannämnda principen om att bara ändra en siffra åt gången i koden. Vissa av Hall-sensorerna i detektorkortet 107 komer då att täckas av "nordpoler“ i flera på varandra större sammanhängande följande lägen, varför de positioner på kodplattan 111 som svarar mot dessa lägen har förbundits, och gjorts till en större, sammanhängande "nordpol".

I fig 8 visas slutligen ett exempel på en fullständig kodtabell enligt uppfinningen för växelspakens 103 alla lägen. Samtliga koder i tabellen är ej utnyttjade i exemplet. 10 15 20 25 30 35 510 069 10 Uppfinningen är inte begränsad till den ovan beskrivna utföringsformen utan kan fritt varieras inom ramen för de efterföljande patentkraven. Den sensorprincip som används Hall-sensorer och en behöver exempelvis inte vara magnetiserad kodplatta, utan kan vara godtyckliga exempelvis en kodorgan och sensorer, samverkande ljusavgivande eller ljusgenomsläppande platta samt ljuskänsliga sensorer.

Kodanordningen och detektoranordningen har i beskrivningen ovan visats som plana plattor, men det är även tänkbart med andra utformningar på dessa, om man bibehåller principen med en tvådimensionell rörelse hos kodanordningen relativt detektoranordningen. Eftersom växelspakens rörelser i exemplet sker längs en krökt yta kan en kupolformad detektoranordning vilken uppfattar rörelser längs ett kupolformat plan hos en kodanordning vara tänkbar.

Givetvis kan den ovan skildrade principen användas i växelspakar med fler eller färre växellägen än de ovan visade. Den ovan skildrade principen kan även användas i helt andra tillämpningar för manöverspakar än växelspakar för motorfordon, exempelvis styrspakar för olika typer av fordon och farkoster.

Den ovan skildrade principen för att överföra växelspakens rörelser till rörelse i två dimensioner hos kodanordningen kan givetvis uppnås på ett antal alternativa sätt. Ett tänkbart alternativ är exempelvis att kodanordningen rör sig i skenor i manöverkonsolen, vilket skulle kunna ersätta tappen.

Den struktur i vilken kodplattan och/eller detektoranordningen är anordnade behöver ej vara en manöverkonsol, utan kan vara en i stort sett godtyckligt vald struktur i fordonet. 510 069 ll I en alternativ utföringsform enligt uppfinningen kan kodplattan även ges koder vid lägen som motsvarar att växelspaken befinner sig mellan något av växellägena. På så vis kan information fås om att växelspaken är under förflyttning, och vart den är under förflyttning.

Claims (4)

sío 069 /Ã PATENTKRAV :

1. Manöveranordning (100) innefattande en manöverkonsol (101), en manöverspak (103) vilken är rörlig mellan ett antal förutbestämda lägen, en kodanordning (111) och en detektoranordning (107) med vilken kodanordningen (111) är inrättad att samverka, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att - manöveranordningen (100) innefattar medel (113,115,119,1l7,l21) för att överföra samtliga manöverspakens (103) rörelser till rörelser hos kodanordningen (lll) på en yta, - detektoranordningen (107) innefattar medel (109) för att detektera kodanordningens (111) lägen på denna yta, - detektoranordningen (107) är plan och anordnad i en vägg i manöverkonsolen (101), - kodanordningen (lll) är plan, anordnad parallellt med detektoranordningen (107), och har samtliga sina rörelser väsentligen i ett plan.

2. Manöveranordning (100) enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att medlen för att överföra samtliga manöverspakens (103) rörelser till rörelser hos kodanordningen (111) på en yta innefattar minst en ram (113) anordnad i anslutning till manöverspaken (103), minst en fjäderbelastad tapp (115) anordnad på denna ram (113) vilken tapp (115) griper in i en öppning i kodanordningen (111) och löper i ett spår i manöverkonsolen (101), samt minst en bladfjäder (117) anordnad i anslutning till ramen (113), vilken bladfjäder (117) griper in i kodanordningen (111).

3. Manöveranordning (100) enligt något av kraven 1 - 2, 510 069 /J k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att detektoranordningen (107) innefattar Hall-element (109) samt att kodanordningen (111) utgörs av en platta med magnetiserade områden.

4. Bruk av manöveranordning (100) enligt något av föregående krav som Växelspak i ett motorfordon.