ES2282890T3

ES2282890T3 - Conmutador inductivo.

Info

Publication number: ES2282890T3
Application number: ES04765063T
Authority: ES
Inventors: Martin Zapf; Thomas Luber
Original assignee: ZF Electronics GmbH
Current assignee: ZF Electronics GmbH
Priority date: 2003-09-11
Filing date: 2004-09-10
Publication date: 2007-10-16
Anticipated expiration: 2024-09-10
Also published as: ATE359620T1; DE502004003493D1; WO2005027347A1; US20080142346A1; EP1665536A1; US7701201B2; JP4146490B2; EP1665536B1; JP2007505534A

Abstract

Dispositivo de conmutación inductivo con un mecanismo de bloqueo o con una palanca selectora que se puede amarrar, con una unidad de sensor y con un circuito de evaluación, en el que está prevista una unidad de sensor - con al menos dos bobinas de sensor (L1, L2, etc.), que están alojadas sobre una placa de circuito impreso, - y con al menos un elemento de activación conductor, cuya distancia (x) con respecto a dos bobinas de sensor (L1, L2) adyacentes o cuya cobertura (y) de dos bobinas de sensor (L1, L2, etc.) respectivas es variable con objeto de la modificación de su inductividad., en el que las modificaciones de la inductividad provocan en el circuito de evaluación unas funciones de conmutación y, en concreto, a través de una comparación de la reactancia inductiva de bobinas de sensor (L1, L2) adyacentes, caracterizado porque la comparación de la reactancia inductiva de bobinas de sensor adyacentes (L1, L2, etc.) está memorizada como función logarítmica de la cobertura de las bobinas (y) y porque en esta representación (figura 18) está memorizado un umbral de conmutación entre dos zonas de conmutación respectivas, cuyo exceso activa la función de conmutación respectiva.

Description

Conmutador inductivo.

La invención se refiere a un dispositivo de conmutación inductivo con una unidad de sensor, que se puede utilizar especialmente para un dispositivo de conmutación de la posición, que se emplea en engranajes automáticos de vehículos.

Se conoce en el estado de la técnica un sensor angular del recorrido, especialmente para la determinación de una marcha metida en el sector del automóvil, de acuerdo con la publicación de patente DE 198 06 529. El sensor angular del recorrido conocido presenta cuatro bobinas de medición, que están dispuestas en una superficie X-Y sobre un soporte de bobinas en un ángulo de 90º entre sí y están conectadas en una electrónica de evaluación. El sensor presenta también un llamado objetivo, que se puede mover esencialmente en paralelo a la superficie X-Y con relación a las bobinas de medición y de esta manera induce tensiones en las bobinas de medición. A partir de las tensiones inducidas, la electrónica de evaluación puede calcular el trayecto recorrido en dirección-Y y el ángulo \alpha del objetivo en una superficie Z-X. El sensor del ángulo del recorrido conocido se caracteriza porque las bobinas de medición colocadas opuestas entre sí están dispuestas a una distancia unas de las otras y las bobinas de medición adyacentes se superponen en cada caso al menos en parte.

En la solicitud más antigua DE 102 42 385 A1 se publica una unidad de sensor inductivo con al menos dos bobinas de sensor, que están colocadas adyacentes entre sí planas sobre una superficie de conductores. En un elemento de activación conductor adyacente se puede modificar la distancia x con respecto a las bobinas de sensor y la superposición "y" de las bobinas de sensor. La evaluación de las modificaciones de la inductividad que se producen de esta manera tiene lugar como en los conmutadores de proximidad inductivos a través de la incorporación de las bobinas de sensor en un circuito oscilante. Una evaluación de resonancia de este tipo está afectada por la temperatura y es relativamente costosa.

A partir del sector del automóvil se conoce, además, la aplicación múltiple de conmutadores mecánicos, entre otros en sistemas de cierre, elementos de mando de los inducidos, regulaciones de los asientos, regulaciones de los espejos, etc. Los conmutadores mecánicos tienen el inconveniente de que no trabajan de forma libre de desgaste. Su duración de vida útil está limitada, por una parte, por la erosión del material de contacto, por las modificaciones del material (oxidación), por las deposiciones sobre los contactos de conmutación como consecuencia de la fricción mecánica o de la sobrecarga eléctrica o como consecuencia de un arco luminoso durante el proceso de desconexión.

Una forma especial de los conmutadores mecánicos son los conmutadores mecánicos de cursor. Un contacto desplazable marcha sobre la trayectoria de contacto y establece de esta manera, de acuerdo con la posición respectiva, un contacto con conexiones alternas (los llamados conmutadores de codificación).Las vibraciones que se producen en el vehículo conducen, en una unidad de corredera de conmutación de este tipo, a un desgaste elevado de los contactos de cursor y de las trayectorias de desplazamiento.

En los vehículos modernos, los servo motores se conmutan actualmente la mayoría de las veces a través de semiconductores de potencia libres de desgaste, que son activados entonces, sin embargo, de nuevo a través de conmutadores libres de desgaste. Para configurar el sistema de una manera totalmente libre de desgaste, es necesario el desarrollo de conmutadores de nuevo tipo, que trabajen sin contactos mecánicos de conmutación (es decir, con sensores).

Se conocen en el estado de la técnica sensores Hall, que reaccionan a la aproximación de imanes permanentes y de esta manera activan una función de conmutación. Se conoce, además, la utilización de sensores GMR, que se basan en el efecto de una modificación de la resistencia, que se provoca a través de un campo magnético exterior. El campo magnético exterior puede proceder de un imán permanente o de un plástico magnetizable y puede provocar funciones de conmutación correspondientes.

Además, se conoce el empleo de barreras ópticas y de barreras de reflexión, que tienen el inconveniente de que son sensibles a la luz parásita y de que los componentes ópticos envejecen y se pueden contaminar de una manera sencilla. El empleo de tales sensores tiene, además, el inconveniente de que son caros en comparación con los conmutadores mecánicos y con los conmutadores inductivos.

En los elementos de conmutación se utiliza como soporte para iluminaciones, representaciones o conmutadores mecánicos con frecuencia una placa de circuito impreso de coste favorable. La presencia de una placa de circuito impreso de este tipo favorece el empleo de la presente invención. Como posibilidad de coste favorable está, por ejemplo, el principio de actuación utilizado en la publicación DE 101 25 278, del acoplamiento inductivo de dos bobinas de sensor montadas sobre la placa de circuito impreso y su atenuación a través de un activador conductor. En este caso, la intensidad de la atenuación está correlacionada con la posición del activador con respecto a los sensores. En esta tecnologías es un inconveniente que puede suceder que los sensores deban tener en la forma de realización práctica un tamaño mínimo de aproximadamente 10 mm x 10 mm sobre la placa de circuito impreso, con lo que se puede conseguir un acoplamiento aceptable y, por lo tanto, se puede configurar la electrónica de preparación de una manera sencilla y de coste efectivo. En las placas de circuito impreso que se pueden producir actualmente con coste favorable, se consigue una resolución local de 0,12 mm, es decir, que la anchura de los conductores de los arrollamientos de sensor puede ser como máximo 0,12 mm, de la misma manera que la anchura de aislamiento entre los arrollamientos. Condicionado por ello, la bobina de emisión como también la bobina de recepción de los sensores puede presentar solamente 5 arrollamientos aproximadamente.

El cometido de la invención consiste en ejercer una influencia sobre la inductividad de bobinas de sensores a través de un activados colocado sobre la bobina y evaluar esta modificación de la inductividad de una manera sencilla.

La inductividad de una bobina se modifica en una medida considerable a través de un elemento de activación conductor que presenta, de acuerdo con la reivindicación independiente 1, una distancia x variable con respecto a las bobinas de sensor y/o una cobertura "y" variable de las bobinas de sensor. El cometido se soluciona a través de un dispositivo de conmutación con las características de la reivindicación 1. Los desarrollos convenientes se definen en las reivindicaciones dependientes.

Una bobina de sensor no atenuado con una medida exterior de 10 mm x 10 mm, que está arrollada sobre la placa de circuito impreso como una espiral rectangular desde dentro hacia fuera, presenta, en la resolución que se puede alcanzar sobre la placa de circuito impreso, 10 arrollamientos y una inductividad de aproximadamente 1 \muH.

En particular, se conoce a partir de la publicación GB 1 415 644 utilizar la impedancia de una estructura en espiral como sensor, pero la estructura en espiral conocida está arrollada de forma bifilar, con el fin de aprovechar la componente óhmica de la impedancia en espiral y para desconectar la componente inductiva de la impedancia en espiral. A diferencia de ello, la bobina de sensor de acuerdo con la invención está arrollada de forma monofilar, como se deduce a partir de la descripción detallada siguiente con la ayuda de las figuras.

La figura 1 muestra la realización plana de un bucle de sensor sobre una placa de circuito impreso junto con el símbolo L equivalente desde el punto de vista electrotécnico.

La figura 2 muestra un diagrama de bloques funcional de un dispositivo de conmutación de acuerdo con la invención con unidad de sensor con una medición de la reactancia como circuito de evaluación.

La figura 3 muestra un diagrama de bloques funcional con un circuito de evaluación de la reactancia y con dos sensores activados a través de modo de acceso múltiple para la detección de un recorrido de desplazamiento y.

La figura 4 muestra una curva característica típica para la inductividad de un primer sensor L1 según la figura 3 y de un segundo sensor L2 según la figura 3 como función del recorrido de desplazamiento y.

La figura 5 muestra una corredera de conmutación para un automóvil con una palanca selectora automática, que está conectada en un dispositivo de conmutación de acuerdo con la figura 3 o la figura 6.

La figura 6 muestra el esquema de una placa de circuito impreso con varias unidades de sensor para la unidad de corredera de conmutación según la figura 5.

La figura 7 muestra el diagrama de bloques de una unidad electrónica, cando se combinan varios sensores inductivos.

La figura 8 muestra la inductividad normalizada de las señales de sensor de las diferentes unidades de conmutación en la figura 7 en procesos de conmutación de la palanca selectora automática desde la posición 1 a la posición 4.

La figura 9 muestra un esquema similar de una placa de circuito impreso como en la figura 6, pero con una unidad de conmutación redundante.

La figura 10 muestra el diagrama de bloques de una unidad de evaluación con impresión de la tensión.

La figura 11 muestra la modificación de la inductividad evaluada de acuerdo con la figura 10.

La figura 12 muestra el diagrama de bloques de una unidad de evaluación con impresión de la corriente.

La figura 13 muestra la modificación de la inductividad evaluada de acuerdo con la figura 12.

La figura 14 muestra una normalización cero de la inductividad medida de acuerdo con la figura 13.

La figura 15 muestra una dependencia de la normalización cero de acuerdo con la figura 14, cuando se modifica adicionalmente la distancia x de acuerdo con la figura 3.

La figura 16 muestra una formación de cocientes para llegar a ser independiente de la dependencia de la distancia de acuerdo con la figura 15.

La figura 17 muestra un dispositivo de evaluación logarítmica de los cocientes de acuerdo con la figura 16 para la determinación de la posición exacta del recorrido y.

La figura 18 muestra una definición de umbrales de conmutación en el caso de desplazamientos-y de acuerdo con las figuras 12 a 17.

La figura 19 muestra un desplazamiento de los umbrales de conmutación de acuerdo con la figura 18.

De acuerdo con la figura 1 se coloca una bobina de sensor plana sobre una placa de circuito impreso. La conexión en el punto central de la espiral se realiza, por ejemplo, sobre el lado trasero de la placa de circuito impreso. Si se cubre el sensor de acuerdo con la figura 1 con un activador conductor a la distancia x de x = 0,05 mm, por ejemplo, entonces se reduce la inductividad, por ejemplo, desde aproximadamente 1 \muH hasta, por ejemplo, aproximadamente 0,2 \muH.

La reducción de la inducción a través del activador B depende de la distancia x del activador B con respecto al bucle sensor (figura 2); pero también es una función del grado de cobertura del bucle sensor a través del elemento de activación (figura 3). Si el activador cubre toda la superficie de un bucle de acuerdo con la figura 1 a una distancia x constante, entonces la amplitud del a tensión del sensor con el grado de cobertura del 100% es mínima, dependiendo la magnitud de la tensión mínima del sensor de la distancia x. La reactancia L es, por lo tanto, variable (figura 1).

De esta manera, para el conmutador son posibles dos mecanismos de conmutación:

-: el grado de cobertura G es mantenido en una magnitud definida, y la distancia x entre el elemento de activación B y el bucle sensor se varía (como se representa, por ejemplo, en la figura 2), o

-: la distancia x se mantiene relativamente constante y se modifica el grado de cobertura G (como se representa, por ejemplo, a través del desplazamiento-y en la figura 3),

-: también es posible la combinación de los dos mecanismos de conmutación x e y (figura 3).

Como electrónica de evaluación de coste favorable se conoce desde hace mucho tiempo un circuito oscilante LC, que está constituido por una inductividad de sensor L, una capacidad fija C y un amplificador de inversión, en cuya derivación de reacoplamiento está incorporado el circuito oscilante LC. La frecuencia del circuito oscilante se determina a través de la frecuencia de resonancia del elemento LC de acuerdo con la fórmula:

fr = \frac{1}{2\pi} x \frac{1}{\surd LC}

Un contador de frecuencia conectado a continuación determina las oscilaciones por unidad de tiempo y las emite como valor de la señal. Para una función de conmutación sencilla es suficiente comparar por medio de un comparador el valor actual de la frecuencia con un valor umbral y de esta manera activar la función de conmutación. En un caso habitual, se coloca la señal de conmutación en "1", cuando la frecuencia es más elevada que una frecuencia límite ajustada, lo que corresponde a una inductividad más reducida a través de una atenuación más elevada. En el caso de una frecuencia más reducida, el comparador emite un "0". A través de un conmutador alto - bajo conectado a continuación o a través de un relé se pueden conectar entonces potencias altas. Pero las funciones de los contadores de frecuencia y del comparador se pueden realizar también, por decirlo así, como Firmware en un microcontrolador.

Por lo tanto, se puede realizar de una manera sencilla un conmutador táctil libre de desgaste en una unidad de mando del automóvil. El elemento de atenuación se aproxima a través de presión sobre una tecla en el sensor y se retiene allí por medio de un mecanismo de bloqueo. Solamente en el caso de una presión nueva sobre el botón de tecla se anula el bloqueo y se lleva el activador a su posición de reposo a una distancia mayor del sensor (principio de bloqueo de bolígrafo). Se pueden realizar de una manera sencilla y de coste favorable teclas de conmutación como, por ejemplo, conmutadores para intermitentes de aviso, luces antiniebla, calefacción de los cristales traseros, etc.

En aplicaciones, en las que son necesarios puntos de conmutación muy exactos, son problemáticas con frecuencia las influencias de la temperatura sobre amplificadores, capacidades, comparadores, etc. En aplicaciones estables a la temperatura se pueden eludir estas influencias de acuerdo con la invención, colocando dos sensores adyacentes entre sí sobre una placa de circuito impreso y conectando ambos al mismo tiempo o de forma alterna (ver las figuras 2 ó 3). La conexión adicional de la inductividad L1 o L2 se lleva a cabo a través de un transistor de conmutación o transistor de efecto de campo o MOSFET (figura 2) o un multiplexor analógico AMUX (figura 3). Si se aplica una evaluación relativa, utilizando como criterio de conmutación la relación de la primera reactancia de sensor con respecto a la segunda reactancia de sensor, entonces se eliminan las influencias perturbadoras. El circuito es muy estable a la temperatura.

Este tipo de circuito se ha revelado también como ventajoso en aplicaciones, en las que se detecta la posición "y" del activador con relación a las posiciones del sensor, manteniendo al mismo tiempo más o menos constante la distancia x del activador con respecto al sensor (como, por ejemplo, en los sensores angulares del recorrido). También aquí, de acuerdo con la figura 3, tiene lugar una evaluación relativa, que se puede realizar mejor, pero no de forma exclusiva, a través de un microcontrolador \muC.

\newpage

La figura 4 muestra dos curvas características típicas de la reactancia normalizada como función del recorrido de desplazamiento y. En la zona de desplazamiento entre los máximos de las curvas características L1 y L2, el microcontrolador \muC puede realizar un reconocimiento de la posición exacta. En otros casos de aplicación práctica se pueden utilizar todavía más sensores para la identificación de la posición del activador.

Si deben detectarse varias posiciones en un caso de aplicación, como se representa en la figura 3 como corredera de conmutación para un automóvil, entonces es conveniente combinar varios sensores inductivos como unidad funcional. En el ejemplo de la conversión de la identificación de la posición de una palanca selectora automática, se procede de la siguiente manera:

Debajo de una pantalla como en la figura 5 se coloca una placa de circuito impreso como en la figura 6, sobre cuyo lado superior se puede montar, por ejemplo, la iluminación trasera de las representaciones de pantalla 1, 2, ... P. Con la palanca selectora automática AW (ver las figuras 5 y 6), que penetra a través de una abertura en la placa de circuito impreso, está conectado un carro de activación BS, que está colocado plano sobre el lado inferior de la placa de circuito impreso LP y sobre el que están colocados un activador o varios activadores (en la figura 6, por ejemplo, las superficies de activación BF1 y BF2). Las superficies de activación se desplazan a una distancia x definida sobre las diferentes unidades de sensor SE.

Con el concepto del desplazamiento se entiende un movimiento del carro de activación, que puede ser lineal o puede cambiar la dirección. Las bobinas de sensor a recorrer pueden estar yuxtapuestas sobre una línea recta, como se representa, en principio, en la figura 7. Las bobinas de sensor pueden estar colocadas, sin embargo, también adyacentes de acuerdo con una tecnología más compleja, como se aplica, por ejemplo, para correderas de conmutación de acuerdo con las figuras 6 y 9.

Además, la topología de las bobinas de sensor adyacentes (rectas, trazos poligonales, otra trayectoria) puede estar dispuesta sobre una placa de circuito impreso plana o sobre una placa de circuito impreso curvada. En la figura 7 se representa una disposición plana de las bobinas de sensor, mientras que en las figuras 5 y 6 se representa un ejemplo de una placa de circuito impreso curvada, que está dispuesta debajo de la corredera de conmutación doblada. En ambos casos, se desplaza el carro de activación a una distancia x, que es esencialmente constante o que puede ser también variable, por encima de la disposición de bobinas de sensores.

Otra variante del desplazamiento reivindicado se obtiene cuando la placa de circuito impreso curvada, que sigue a la corredera doblada de acuerdo con la figura 5, es sustituida por una placa de circuito impreso plana, que está dispuesta en un plano que se extiende perpendicular a la superficie de la corredera. En este caso, el caro de activación se coloca también vertical y se desplaza de forma sucesiva sobre bucles de sensor, que están colocados, por ejemplo, en forma de arco de círculo, sobre la placa de circuito impreso plana vertical.

En el caso de la combinación de varios conmutadores inductivos, se represente el diagrama de bloques como en la figura 7. Las amplitudes correspondientes de las señales de sensor durante los procesos de conmutación de la palanca selectora alternativa se pueden reconocer en la figura 8 para las posiciones 1, 2, 3 y 4, estando aplicada la reactancia normalizada sobre al recorrido de desplazamiento P1-P4 para los sensores L1-L4. Se representan los umbrales de conmutación P1-P2, P2-P3 y P3-P4 respectivos.

También se puede realizar una identificación de la posición redundante y, por lo tanto, segura, sin mucho gasto adicional, como se representa, por ejemplo, en la figura 9. Allí se propone formar, en lugar de una unidad de sensor por cada posición, dos unidades de sensor por cada posición y comparar las señales. En el caso de resultados contradictorios, la unidad de evaluación realizará la función de conmutación de tal manera que se lleva todo el sistema a un estado seguro. La placa de circuito impreso se puede ampliar a tal fin, por ejemplo, con unidades de sensores de seguridad SSE de acuerdo con la figura 9.

La unidad de evaluación para el módulo sensor será, en general, un microcontrolador, que transmite a través de una interfaz (CAN, LIN, etc.) las informaciones de conmutación a la electrónica de control o bien a la electrónica de potencia.

La evaluación de la señal se lleva a cabo en varias bobinas de sensor a través de un multiplexor (figura 3, figura 7), que solamente conecta adicionalmente en cada caso una de las bobinas de sensor del circuito de evaluación. A tal fin, las figuras 10 y 11 muestran un ejemplo de realización de la evaluación de las señales, que se puede aplicar de una manera similar al ejemplo de realización representado en las figuras 7 y 8.

De acuerdo con las figuras 10 y 11, se establece el límite entre las posiciones de dos bobinas de sensor adyacentes a través de una comparación directa de la reactancia inductiva respectiva. De acuerdo con el diagrama de bloques de la figura 10, un oscilador sinusoidal genera una tensión alterna de 12 MHz; ésta es amplificada y es alimentada como tensión en cada caso a una de las tres bobinas de sensor, que se conectan en el modo de acceso múltiple por división de tiempo. Si se mueve el activador, que está constituido por material conductor, sobre las bobinas, entonces se reduce a través de pérdidas de corriente parásita la inductividad de las bobinas. De esta manera, se reduce también la reactancia, que se calcula de la siguiente manera: XL = 2 * Pl * f * L (f = 12 MHz). Si, por ejemplo, una bobina tiene una inductividad de 1000 nH sin activador y 200 nH con activador, entonces a partir de la ecuación anterior se deduce una XL de 75 ohmios y de 15 ohmios, respectivamente. En el caso de una tensión alterna constante fluye una corriente, que depende de la cobertura del activador. Esta corriente es convertida en una tensión HF proporcional y es alimentada rectificada al microcontrolador.

El concepto de evaluación del microcontrolador se representa en la figura 11. El microcontrolador mide de forma cíclica a intervalos de tiempo fijos, por ejemplo, de 2 ms, la tensión rectificada de cada sensor. Si se mueve el activador en el carro de recorrido fijo sobre los sensores y registra las tensiones, entonces se obtienen las curvas que se muestran en la figura 11. Con sensores adicionales se puede incrementar la zona del recorrido. En el estado estático del activador se evalúan siempre solamente dos valores, es decir, que para el microcontrolador están presentes en cada instante solamente dos valores de medición adyacentes. En el Firmware de evaluación en el microcontrolador se calcula el cociente a partir de dos tensiones de sensores adyacentes y se comparan con un valor fijo. Según que el cociente sea mayor o menor que el valor fijo, se determina una u otra posición de conmutación.

En la figura 12 se representa -como alternativa a la alimentación de la tensión de acuerdo con la figura 10- una alimentación de corriente a las reactancias de la bobina. Un oscilador sinusoidal genera una corriente alterna con amplitud constante y frecuencia constante, por ejemplo, de f = 12 MHz. Esta corriente alterna es amplificada y es alimentada de forma sucesiva a una respectiva de las cuatro bobinas de sensor L1 a L4 ejemplares.

Si se mueve el activador, que está constituido por material buen conductor (por ejemplo, cobre o latón), más allá de las bobinas, entonces se reduce la inductividad L de las bobinas a través de las pérdidas de la corriente parásita. De este modo se reduce también la resistencia inductiva XL, que se calcula de la siguiente manera: XL = 2 * Pl * F * L.
Si el activador no cubre una bobina, entonces presenta una inductividad de 1000 nH, por ejemplo. En cambio, si el activador cubre totalmente una bobina, entonces presentas una inductividad de 200 nH, por ejemplo. A partir de la ecuación anterior se deduce entonces una resistencia inductiva XL, por ejemplo de 75 ohmios o bien de 15 ohmios, por ejemplo.

La caída de la tensión en una de las bobinas L1 a L4 es rectificada y es alimentada a un microcontrolador para el procesamiento posterior. Las bobinas actúan, por lo tanto, como sensores para el lugar geométrico del activador.

La evaluación adicional de la señal se representa en la figura 13. El microcontrolador mide de forma cíclica a intervalos de tiempo fijos las tensiones de los sensores 11 a L4, que son proporcionales a sus inductividades. Si se mueve un activador en forma de rombo en etapas de recorrido fijas sobre los sensores y registra las tensones, entonces se obtienen las curvas aproximadamente sinusoidales que se muestran en la figura 13. Con sensores adicionales se puede incrementar la zona del recorrido.

En la siguiente etapa de procesamiento se lleva a cabo de acuerdo con la figura 14 una normalización a cero. En primer lugar, a partir de las curvas de acuerdo con la figura 13 se determina el número de sensor y la señal del sensor con la máxima inductividad Lmax. En el ejemplo 1000 nH. A continuación, se restan los valores de los sensores de Lmax y se obtienen entonces las cuatro curvas de atenuación mostradas en la figura 14.

Si un sensor no está cubierto por el activador, entonces la atenuación es 0%, en el caso de que el sensor esté totalmente cubierto, la atenuación es 100%.

Pero la atenuación puede ser también todavía una función de la distancia de activador con respecto a las bobinas de sensor. Si la distancia es mayor, se reduce la atenuación máxima, como se puede ver en la figura 15.

Para no tener que depende de esta modificación de la distancia (en algunos dispositivos de conmutación de la posición para cajas de cambios automáticas son inevitables las modificaciones de la distancia), se forman los cocientes a partir de dos curvas adyacentes. A partir de ello se obtienen, por ejemplo, las tres curvas de cocientes, que se representan en la figura 16.

Para conseguir una relación lineal entre recorrido y señal, se logaritman a continuación las curvas de los cocientes (figura 17). Cuanto más exactamente las formas de las curvas en la figura 14 corresponden a una forma sinusoidal, tanto más lineales serán las curvas logarítmicas de acuerdo con la figura 17.

Con la ayuda del gradiente y con la ayuda de un punto sobre una recta respectiva -a partir de cada valor del logaritmo- se puede establecer la posición exacta del recorrido y (figura 17).

La figura 18 muestra un ajuste de umbrales de conmutación. Los circuitos automáticos en automóviles tienen, en general, cuatro posiciones de conmutación (zonas): aparcamiento (park), marcha atrás (reverse), neutral (neutro) y avance (drice). En el caso de empleo del sistema sensor, hay que distinguir, por lo tanto, entre cuatro zonas. Entre las cuatro zonas se encuentran tres umbrales de conmutación. Cada umbral de conmutación se puede ajustar, memorizando los valores de las ordenadas de todas las rectas de acuerdo con la figura 17 para determinadas posiciones del recorrido. Estos umbrales de conmutación se ajustan de la siguiente manera:

El activador se lleva a la primera posición (por ejemplo 8 mm); ahora se memoriza el valor sobre la primera recta (por ejemplo, 0,2). En los otros umbrales de conmutación se procede de la misma manera. Durante el funcionamiento se compara de una manera continua el valor de las ordenadas sobre la recta cortada en ese momento con los umbrales de conmutación. En el ejemplo de la figura 18, la posición actual del activador está en 28 mm. El valor sobre la ordenada 0,2 es aquí menor que el valor de la ordenada del segundo umbral de conmutación (0,8). Esto significa que la posición actual del activador está en la zona 3.

En la figura 19 se representa finalmente un desplazamiento de todos los umbrales de conmutación en una única posición. En la práctica puede suceder que la estructura completa del sensor sea desplazada mecánicamente con los umbrales de conmutación ya ajustados. Entonces deberían ajustarse de nuevo teóricamente todos los umbrales de conmutación de acuerdo con la figura 18.

Con una "calibración de 1 punto" es posible de una manera preferida desplazar en una única posición todos los puntos de conmutación con un único valor. A tal fin, deben ser conocidos los gradientes de todas las rectas de acuerdo con las figuras 17 y 18. En el ejemplo de la figura 19, los umbrales de conmutación deben desplazarse de "antiguos" a "nuevos". A tal fin, se mueve el activador a la posición "umbral de conmutación nuevo". Con la ayuda de la diferencia \DeltaY1 de os dos puntos sobre la ordenada (P1 = 0,2 y P2 = -0,2) y con la ayuda del gradiente de las primeras rectas se puede calcular la diferencia del recorrido \DeltaX1. Con esta información se pueden calcular, en las otras rectas, los valores de las ordenadas de los nuevos umbrales de conmutación. Los nuevos valores de las ordenadas se depositan ahora en una memoria no volátil y se utilizan desde este momento como umbrales de conmutación.

Claims

1. Dispositivo de conmutación inductivo con un mecanismo de bloqueo o con una palanca selectora que se puede amarrar, con una unidad de sensor y con un circuito de evaluación, en el que está prevista una unidad de sensor

-: con al menos dos bobinas de sensor (L1, L2, etc.), que están alojadas sobre una placa de circuito impreso,

-: y con al menos un elemento de activación conductor, cuya distancia (x) con respecto a dos bobinas de sensor (L1, L2) adyacentes o cuya cobertura (y) de dos bobinas de sensor (L1, L2, etc.) respectivas es variable con objeto de la modificación de su inductividad.,

en el que las modificaciones de la inductividad provocan en el circuito de evaluación unas funciones de conmutación y, en concreto, a través de una comparación de la reactancia inductiva de bobinas de sensor (L1, L2) adyacentes, caracterizado porque la comparación de la reactancia inductiva de bobinas de sensor adyacentes (L1, L2, etc.) está memorizada como función logarítmica de la cobertura de las bobinas (y) y porque en esta representación (figura 18) está memorizado un umbral de conmutación entre dos zonas de conmutación respectivas, cuyo exceso activa la función de conmutación respectiva.

2. Dispositivo de conmutación de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la tensión alterna de amplitud constante y de frecuencia constante (f) es impresa en las bobinas de sensor (L1, L2) y a continuación es evaluada la amplitud de la corriente de las inductividades variables (L1, L2, etc.).

3. Dispositivo de conmutación inductivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque se imprime una corriente alterna de amplitud constante y de frecuencia constante (f) en las bobinas de sensor (L1, L2) y a continuación se evalúa la amplitud de la tensión de las inductividades variables (L1, L2, etc.).

4. Dispositivo de conmutación inductivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por una utilización de un conmutador de cursor como dispositivo de conmutación de la posición para un cambio de marchas automático del vehículo.

5. Dispositivo de conmutación inductivo de acuerdo con la reivindicación 4, con una palanca selectora (AW) y un carro de activación (BS), que lleva el elemento de activación conductor y se desplaza esencialmente horizontal.

6. Dispositivo de conmutación inductivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por una utilización como conmutador de contacto inductivo con un mecanismo de bloqueo de acuerdo con el principio de bolígrafo, que lleva el elemento de activación conductor.

7. Dispositivo de conmutación inductivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que para la formación de un criterio de conmutación estable a la temperatura y exacto, solamente se puede conmutar en cada caso una de las bobinas de sensor (L1, L2, etc.) del circuito de evaluación.

8. Dispositivo de conmutación inductivo de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque la evaluación de la señal de las bobinas de sensor se lleva a cabo a través de un multiplexor (AMUX).

9. Dispositivo de conmutación inductivo de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque la evaluación de la señal de las bobinas de sensor (L1, L2, etc.) se lleva a cabo a través de un conmutador MOSFET.

10. Dispositivo de conmutación inductivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado la memorización de los grafos de la función (rectas en la figura 18) se realiza a través de parámetros (gradiente y punto de las funciones rectas en la figura 18 y porque se ajustan al mismo tiempo varios umbrales de conmutación al mismo tiempo a través de una calibración de 1 punto.