特許 6545166 光伝送区間の信号伝送品質を決定する方法及び装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6545166

(24)【登録日】2019年6月28日

(45)【発行日】2019年7月17日

(54)【発明の名称】光伝送区間の信号伝送品質を決定する方法及び装置

(51)【国際特許分類】

   H04B 10/077 20130101AFI20190705BHJP

   G08C 25/00 20060101ALI20190705BHJP

   B62K 23/06 20060101ALI20190705BHJP

【ＦＩ】

   H04B10/077 150

   G08C25/00 K

   B62K23/06

【請求項の数】10

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2016-528864(P2016-528864)

(86)(22)【出願日】2014年10月27日

(65)【公表番号】特表2017-504985(P2017-504985A)

(43)【公表日】2017年2月9日

(86)【国際出願番号】EP2014072942

(87)【国際公開番号】WO2015078640

(87)【国際公開日】20150604

【審査請求日】2017年10月4日

(31)【優先権主張番号】102013224258.1

(32)【優先日】2013年11月27日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】508187001

【氏名又は名称】レムフェルダー エレクトロニック ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】Ｌｅｍｆｏｅｒｄｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ＧｍｂＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100069556

【弁理士】

【氏名又は名称】江崎 光史

(74)【代理人】

【識別番号】100111486

【弁理士】

【氏名又は名称】鍛冶澤 實

(74)【代理人】

【識別番号】100173521

【弁理士】

【氏名又は名称】篠原 淳司

(74)【代理人】

【識別番号】100191835

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 真介

(74)【代理人】

【識別番号】100153419

【弁理士】

【氏名又は名称】清田 栄章

(72)【発明者】

【氏名】エルトマン・トーマス

(72)【発明者】

【氏名】ヤーン・ヨルク

【審査官】 後澤 瑞征

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−１７８３９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０８６２５０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ１０／００−１０／９０

Ｈ０４Ｊ１４／００−１４／０８

Ｂ６２Ｋ ２３／０６

Ｇ０８Ｃ ２５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一端に光送信機（１３５）を有し、他端に光受信機（１４０）を有する光伝送区間（１０５）の信号伝送品質を決定する方法（５００）において、
この方法（５００）が、
送信機コード（１２５）が、光送信機（１３５）から光受信機（１４０）に送信される信号を表すとして、この送信機コード（１２５）を受信する工程（５０５）と、
受信機コード（１３０）が、光受信機（１４０）により送信機コード（１２５）を用いて用意される信号を表すとして、この受信機コード（１３０）を読み出す工程（５１０）と、
光伝送区間（１０５）の信号伝送品質を決定するために、送信機コード（１２５）と受信機コード（１３０）が一致する度合いを算出する工程（５１５）と、
を有し、
受信機コード（１３０）を搬送する信号の受信機コード信号強度を測定する工程と、
この受信機コード信号強度の所定の値からの偏差を決定する工程と、
を更に有することを特徴とする方法。

【請求項2】

請求項１に記載の方法（５００）において、
当該の受信機コード信号強度の所定の値からの偏差を用いて、送信機コード（１２５）を搬送する信号の送信機コード信号強度を変更する工程を有することを特徴とする方法。

【請求項3】

請求項２に記載の方法（５００）において、
当該の変更する工程で、当該の送信機コード信号強度を変更するために、少なくとも二つの異なる措置を実施することを特徴とする方法。

【請求項4】

請求項１から３までのいずれか一つに記載の方法（５００）において、
別の送信機コードが、光送信機（１３５）から光受信機（１４０）に送信される別の信号を表し、この別の送信機コードが、当該の受信する工程（５０５）で受信された送信機コード（１２５）と異なるコードであるとして、この別の送信機コードを受信する別の工程を有することを特徴とする方法。

【請求項5】

請求項１から４までのいずれか一つに記載の方法（５００）において、
当該の受信する工程（５０５）で、送信機コード（１２５）として二進コードを受信することと、当該の読み出す工程（５１０）で、受信機コード（１３０）として二進コードを読み出すこととのいずれか一つを特徴とする方法。

【請求項6】

請求項１から５までのいずれか一つに記載の方法（５００）において、
少なくとも一つの追加の送信機コードが、少なくとも一つの追加の光送信機から少なくとも一つの追加の光受信機に送信される信号を表し、この少なくとも一つの追加の光送信機が、少なくとも一つの追加の光伝送区間の一端に配置され、この少なくとも一つの追加の光受信機が他端に配置されており、この少なくとも一つの追加の送信機コードが当該の送信機コードと異なるとして、当該の受信する工程（５０５）で、更に、この少なくとも一つの追加の送信機コードを受信し、
少なくとも一つの追加の受信機コードが、前記の少なくとも一つの追加の光受信機により前記の少なくとも一つの追加の送信機コードを用いて用意される信号を表すとして、当該の読み出す工程（５１０）で、更に、この少なくとも一つの追加の受信機コードを読み出し、
当該の算出する工程（５１５）で、前記の少なくとも一つの追加の光伝送区間の信号伝送品質を決定するために、前記の少なくとも一つの追加の送信機コードと前記の少なくとも一つの追加の受信機コードが一致する度合いを算出する、
ことを特徴とする方法。

【請求項7】

請求項６に記載の方法（５００）において、
当該の受信する工程（５０５）で、追加の送信機コードとして、反転された送信機コード（１２５）と一致するコートを受信することを特徴とする方法。

【請求項8】

一端に光送信機（１３５）を有し、他端に光受信機（１４０）を有する光伝送区間（１０５）の信号伝送品質を決定する装置（１００）において、この装置（１００）が、
送信機コード（１２５）が、光送信機（１３５）から光受信機（１４０）に送信される信号を表すとして、この送信機コード（１２５）を受信する受信ユニット（１１０）と、 受信機コード（１３０）が、光受信機（１４０）により送信機コード（１２５）を用いて用意される信号を表すとして、この受信機コード（１３０）を読み出す読出ユニット（１１５）と、
光伝送区間（１０５）の信号伝送品質を決定するために、送信機コード（１２５）と受信機コード（１３０）が一致する度合いを算出する算出ユニット（１２０）と、
受信機コード（１３０）を搬送する信号の受信機コード信号強度を測定して、この受信機コード信号強度の所定の値からの偏差を決定するユニットと、
を有することを特徴とする装置。

【請求項9】

オートマチック変速機用の変速段セレクタレバー（３００）において、
請求項８に記載の装置（１００）を有することを特徴とする変速段セレクタレバー（３００）。

【請求項10】

コンピュータプログラムにおいて、
このコンピュータプログラムが装置（１００）上に実行された場合に、請求項１から７までのいずれか一つに記載の方法（５００）を実施するプログラムコードを有することを特徴とするコンピュータプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光伝送区間の信号伝送品質を決定する方法及びそれに対応する装置に関する。

【背景技術】

【0002】

現在の車両のオートマチックセレクタレバーは、典型的には、オートマチックセレクタレバーの位置を測定するための非接触式ホールセンサを有する。そのために、通常高価な磁石とデジタル又はアナログホールＩＣとを使用している。そのようなアプリケーションの機能を保証するために、開発時に、しばしば負担のかかるシミュレーション方法とテストが実施されている。例えば、外部磁界により、その機能が影響を受ける場合が有る。

【0003】

現在の車両では、フォトアイソレータが、限定的な規模でしか使用されていない。例えば、フォトアイソレータ方式により動作する回転式選択スイッチ又は操舵角センサが一般的である。それは、基本的に汚染又は結露などの外界からの影響が車両でのフォトアイソレータを使用を阻害する可能性が有ることに起因する。例えば、フォトアイソレータは、グラウティングにより密閉することができない。使用可能性が制限される別の理由は、全ての電子部品を平坦な電子回路基板上に高い費用効率で取り付ける必要が有ることである。それによって、メカトロニクスシステムでのフォトアイソレータの最適な配置に関する自由度が低減される。更に、特に、ギヤシフト又は変速段選択アプリケーションにおいて、多くの場合、照明用ＬＥＤの形の妨害源が存在する。

【0004】

それに対して、産業用途では、フォトアイソレータは非常に良好に使われている。そこでは、例えば、所定の光周波数に関するフィルタ技術、パルス化された光又はそれら二つの方法の組合せが、外部からの影響を排除するために用いられている。特許文献１〜３は、従来技術によるフォトアイソレータ装置を記載している。しかしながら、それらの方法は、車両での使用に関して、外部からの影響を全て十分に確実に検知できないか、或いは高い費用効率を示し得ない大きな負担を必要とする可能性があるとの欠点を有する。フォトアイソレータは、例えば、散乱光により影響を受ける場合が有る。複数の送信機、或いは、例えば、照明用ＬＥＤなどの光源が動作している場合、散乱光が、知らずに受信機に作用する可能性が有る。そのような散乱光は、例えば、送信機の結露によって生じる可能性が有り、それにより、送信機の光が散乱して放出される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】ドイツ特許公開第１０２００８００９１８０号明細書

【特許文献2】ドイツ特許公開第１０２０１１０００８５７号明細書

【特許文献3】ドイツ特許公開第３９３９１９１号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

このような背景に鑑みて、本発明は、主請求項による光伝送区間の信号伝送品質を決定する改善された方法及び改善された装置を提供する。有利な実施形態は、従属請求項及び以下の記述から明らかとなる。

【課題を解決するための手段】

【0007】

一端に光送信機を有し、他端に光受信機を有する光伝送区間の信号伝送品質を決定する方法は、次の工程を有する。

【0008】

ａ）送信機コードが光送信機から光受信機に送信される信号を表すとして、この送信機コードを受信する工程。

【0009】

ｂ）受信機コードが光受信機により送信機コードを用いて用意される信号を表すとして、この受信機コードを読み出す工程。

【0010】

ｃ）光伝送区間の信号伝送品質を決定するために、これらの送信機コードと受信機コードが一致する度合いを算出する工程。

【0011】

信号伝送品質とは、如何なる精度で送信機から受信機に信号が伝送されたのかを表す変量であると理解することができる。送信された信号と受信された信号が一致する度合いが高くなる程、より良い信号伝送品質であるとすることができる。光伝送区間とは、光線の伝送区間であると理解することができる。この光線は、一回又は複数回反射されて、光伝送区間を通過することができる。例えば、光伝送区間は、フォトアイソレータの光路とすることができる。光線は、光送信機から光伝送区間を介して光受信機に伝送することができる。この場合、光送信機は、光伝送区間の一端を示し、光受信機は、光伝送区間の他端を示す。光送信機とは、電気信号を光に変換するように構成された電気部品であると理解することができる。それは、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）とも呼ばれる発光ダイオードとすることができる。フォト受信機とも呼ばれる光受信機とは、光を電気信号に変換するように構成されたセンサであると理解することができる。それは、例えば、フォトダイオードとすることができる。

【0012】

光送信機は、送信機コードを送信するように構成することができる。送信機コードとは、例えば、赤の波長領域の光（赤色光線）又は赤外光などの光線の形で光受信機に送信できるコードであると理解することができる。このコードは、例えば、所定のビット配列のデジタル符号語とすることができ、それを用いて、光の強度を変更する。光受信機は、送信機コードを受信するように構成することができる。更に、光受信機は、送信機コードを用いて受信機コードを用意するように構成することができる。この受信機コードは、光受信機において、送信機コードを搬送する光信号を受信している限り、送信機コードを表す電気信号とすることができる。これらの送信機コードと受信機コードを互いに比較することができる。それにより、送信機コードと受信機コードが一致する度合いを算出することができる。この場合、例えば、送信機コードと受信機コードの如何に多くのコード区画がそれぞれ互いに一致するのかを算出することができる。一致する度合いとは、一致するコード区画の数であると理解することができる。この一致するコード区画の数に応じて、光伝送区間の信号伝送品質を決定することができる。送信機コードと受信機コードが完全に一致することは、例えば、実現可能な最良の信号伝送品質に対応させることができる。

【0013】

本アプローチは、フォトアイソレータの機能が外部からの影響により制限される可能性が有るとの知見に基づいている。例えば、汚れ又は露がフォトアイソレータの光送信機及び／又は光受信機上に付着する場合が有る。それによって、光送信機から送出される光線が、変化した角度で放出されるか、或いは光受信機が、送出された光線の一部だけを検出する可能性が有る。それは、フォトアイソレータの誤動作又は故障を引き起こす場合が有る。そのような外部からの影響により生じる妨害を防止するために、コードを送信するように光送信機を構成することができる。光受信機は、そのコードを受信するように構成することができる。ここで、送信されたコードと受信されたコードを比較することによって、光伝送区間が外部からの影響により妨害されたか否かを確認できる。それは、例えば、送信されたコードを搬送する光の一部が伝送時に望ましくない散乱により受信機に届かないために、特に、両方のコードが互いに異なる場合であるとすることができる。

【0014】

本アプローチは、技術的に簡単で非常に安価に実現できる補助手段を用いて、フォトアイソレータの機能を妨害する可能性の有る外部からの影響を確実に検知できるとの利点を提供する。それにより動作の安全性が向上されるために、そのようなフォトアイソレータは、例えば、筐体内における自動車のオートマチック変速機の変速段セレクタレバーの位置を決定するために、コストを節約した形で車両に採用することもできる。

【0015】

本アプローチの一つの実施構成では、本方法は、受信機コードを搬送する信号の受信機コード信号強度を測定する工程を有することができる。更に、この場合、本方法は、受信機コード信号強度の所定の値からの偏差を決定する工程を有することができる。受信機コード信号強度とは、受信機コードを搬送する信号のレベルであると理解することができる。この受信機コードを搬送する信号は、例えば、アナログ信号とすることができる。所定の値とは、受信機コード信号強度の保存された基準値であると理解することができる。受信機コード信号強度の所定の値からの偏差を決定するために、受信機コード信号強度を所定の値と比較することができる。例えば、この所定の値は、受信機コードを搬送する信号の最小信号強度を表すことができる。受信機コード信号強度は、光伝送区間の物理的な特性により影響を受ける可能性が有る。光受信機が、送信機コードを搬送する信号を用いて、光伝送区間の物理的な特性に関係無く、受信機コードを搬送する信号を提供できるように、受信機コード信号強度の測定と受信機コード信号強度の所定の値からの偏差の決定とによって、送信機コードを搬送する信号が最小信号強度で光受信機に送信されたのかを確認することができる。そのような偏差の決定は、誤り診断でも役に立つことができる。

【0016】

本アプローチの一つの実施構成では、本方法は、受信機コード信号強度の所定の値からの偏差を用いて、送信機コードを搬送する信号の送信機コード信号強度を変更する工程を有することができる。送信機コード信号強度とは、送信機コードを搬送する信号のレベルであると理解することができる。例えば、この送信機コードを搬送する信号は、例えば、赤の波長領域の光又は赤外光などの光信号とすることができる。例えば、光送信機及び／又は光受信機の結露又は汚染のために、受信機コード信号強度が所定の値と異なる場合、例えば、光送信機の送信電力の上昇によって、送信機コード信号強度を増大することができる。それによって、光伝送区間が確かに開放されているが、望ましくない外部からの影響により妨害されている場合でも、送信機コードを搬送する信号が光受信機に到達することを実現できる。更に、送信機コード信号強度を変更することは、例えば、光送信機の排熱増加により、光送信機の結露が低減することによって、光伝送区間の妨害を少なくとも部分的に排除できるとの利点を提供する。

【0017】

本アプローチの一つの実施構成では、この変更する工程において、送信機コード信号強度を変更するために、少なくとも二つの異なる措置を実施することができる。例えば、少なくとも二つの異なる大きさの直列抵抗を介して、光送信機、例えば、ＬＥＤに電流を流すこと、及び／又は追加の光送信機を接続することによって、送信機コード信号強度を変更することができる。この変更する工程において、少なくとも二つの異なる措置を実施することによって、効率的且つ省資源形態で、送信機コード信号強度を光送信機及び／又は光受信機の結露度合いに適合させることができる。それにより、光送信機の寿命を延ばす作用及び／又は光伝送区間の機能妨害に対抗する作用を得ることができる。

【0018】

本アプローチの一つの実施構成では、本方法は、別の送信機コードを受信する別の工程を有することができる。この場合、この別の送信機コードは、光送信機から光受信機に送信される別の信号を表すことができる。この場合、別の送信機コードは、受信する工程で受信する送信機コードと異なることができる。これらの送信機コードと別の送信機コードが互いに異なることによって、光伝送区間の物理的な特性が、同じ送信機コードの反復伝送により影響を受けることを防止できる。それにより、信号伝送エラーを回避できる。

【0019】

本アプローチの一つの実施構成では、受信する工程において、送信機コードとして、二進コードを受信することと、読み出す工程において、受信機コードとして、二進コードを読み出することとのいずれか一つを実施することができる。二進コードとは、一般的に、例えば、１と０又は真又は偽などの二つの異なるシンボルのシーケンスにより情報を表現可能なコードであると理解することができる。有利には、二進コードは、簡単で安価な技術手段により構成するとともに、安価且つ省資源形態で処理することができる。

【0020】

本アプローチの一つの実施構成では、受信する工程において、更に、少なくとも一つの追加の送信機コードを受信することができる。この場合、少なくとも一つの追加の送信機コードは、少なくとも一つの追加の光送信機から少なくとも一つの光受信機に送信される信号を表すことができる。少なくとも一つの追加の光伝送区間の一端に、この少なくとも一つの追加の光送信機を配置し、他端に、この少なくとも一つの追加の光受信機を配置することができる。この場合、この少なくとも一つの送信機コードは、送信機コードと異なるコードとすることができる。

【0021】

この読み出す工程において、更に、少なくとも一つの追加の受信機コードを読み出すことができる。この場合、少なくとも一つの追加の受信機コードは、少なくとも一つの追加の光受信機により少なくとも一つの追加の送信機コードを用いて用意された信号を表すことができる。

【0022】

この算出する工程において、更に、少なくとも一つの追加の光伝送区間の信号伝送品質を決定するために、これらの少なくとも一つの追加の送信機コードと少なくとも一つの追加の受信機コードが一致する度合いを算出することができる。

【0023】

そのような二チャンネルによる実施構成によって、小さいコストと材料負担により、本方法の特に高い信頼度を保証することができる。そのため、本方法は、例えば、車両の領域などの高い安全要件の領域にも適用することができる。

【0024】

この少なくとも一つの追加の送信機コードが送信機コードと異なることによって、前記の光送信機と少なくとも一つの追加の光送信機が同時に動作しないことを実現できる。それによって、散乱光による相互の機能妨害を回避することができる。

【0025】

本アプローチの一つの実施構成では、受信する工程において、追加の送信機コードとして、反転された送信機コードと一致するコードを受信することができる。反転された送信機コードとは、一般的に、送信機コードを表すコード配列、例えば、デジタル符号語を論理的に逆転させたコード又はコード桁毎に反転させたコードであると理解することができる。それによって、特に簡単に、且つ低い計算負荷で送信機コードと少なくとも一つの追加の送信機コードの間の実現可能な最大限の違いを作り出すことができる。

【0026】

本アプローチは、更に、一端に光送信機を有し、他端に光受信機を有する光伝送区間の信号伝送品質を決定する装置を提供する。本装置は、次の特徴を備えることができる。
ａ）送信機コードが光送信機から光受信機に送信される信号を表すとして、この送信機コードを受信する受信ユニット
ｂ）受信機コードが光受信機により送信機コードを用いて用意された信号を表すとして、この受信機コードを読み出す読出ユニット
ｃ）光伝送区間の信号伝送品質を決定するために、送信機コードと受信機コードが一致する度合いを算出する算出ユニット

【0027】

一つの装置は、センサ信号を処理して、その信号に応じて制御信号を出力する電気機器とすることができる。この装置は、ハードフェア及び／又はソフトウェアにより構成可能な一つ又は複数の好適なインタフェースを備えることができる。ハードフェアによる構成では、これらのインタフェースは、例えば、この装置の機能を置き換えた、集積回路の部分とすることができる。これらのインタフェースは、独自の集積回路とするか、或いは少なくとも部分的に個別部品から構成することができる。ソフトウェアによる構成では、これらのインタフェースは、例えば、マイクロプロセッサ上でそれ以外のソフトウェアモジュールと並列に存在するソフトウェアモジュールとすることができる。この装置は、有利には、操作部材により調整を実施するための調節装置とすることができる。そのような調節装置は、例えば、変速段セレクタレバー、シャーシ調節装置とすることができる。

【0028】

本アプローチは、更に、前述した実施構成の中の一つに基づく方法を実施する装置を備えた調節装置を提供する。そのような調節装置は、例えば、シャーシを調節するための調節装置とすることができる。有利には、本アプローチは、オートマチック変速機用の変速段セレクタレバーを提供する。変速段セレクタレバーは、通常、オートマチック変速機において、例えば、ニュートラル変速段用のＮ、前進走行変速段又はドライブ用のＤ及び後進走行変速段用のＲなどの異なる選択変速段の間を切り換えるために使用される。駐車変速段用のＰなどの別の選択変速段は、同じく変速段セレクタレバーにより選択可能である。変速段セレクタレバーを用いて投入された選択変速段に関する情報は、例えば、シフト・バイ・ワイヤ式変速段選択システムの場合のように、機械的又は電子的に実現することができる。この情報は、選択された選択変速段に対応して自動車変速機の切り換えを行なうために、場合によっては、変速機制御機器による検証後に、変速機制御機器を介して自動車変速機に転送することができる。この変速段セレクタレバーは、有利には、シフトレバー又は回転選択スイッチとすることができる。更に有利には、この変速段セレクタレバーは、シフト・バイ・ワイヤシステムに組み込まれる。この変速段セレクタレバーは、前述した実施構成の中の一つに基づく方法を実施する装置を備えることができる。そのような変速段セレクタレバーは、高い信頼度と精度を有し、従来の変速段セレクタレバーよりも明らかに安価に製造することができる。

【0029】

半導体メモリ、固定ディスクメモリ又は光メモリなどの機械読み取り可能な媒体に保存できるとともに、コンピュータ又は装置上でプログラムを実行した場合に前述した実施構成の中の一つに基づく方法を実施するために使用されるプログラムコードを有するコンピュータプログラム製品も有利である。

【0030】

添付図面に基づき、本発明の実施例を詳しく説明する。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】本発明の一つの実施例による光伝送区間の信号伝送品質を決定する装置の模式図

【図2】本発明の一つの実施例によるフォトアイソレータ構成の模式図

【図3】本発明の一つの実施例で使用するためのオートマチック変速機用変速段セレクタレバーの横断面図

【図4】本発明の一つの実施例で使用するためのオートマチック変速機用変速段セレクタレバーの横断面図

【図5】本発明の一つの実施例による光伝送区間の信号伝送品質を決定する方法のフローチャート図

【発明を実施するための形態】

【0032】

本発明の有利な実施例の以下の記述において、異なる図面に図示された同様に作用する構成要素には、同じ又は同様の符号を使用しており、それらの構成要素の記述の繰り返しを省いている。

【0033】

図１は、本発明の一つの実施例に基づく光伝送区間１０５の信号伝送品質を決定する装置１００の模式図を図示している。この装置１００は、受信ユニット１１０、読出ユニット１１５及び算出ユニット１２０を備えている。この受信ユニット１１０は、送信機コード１２５を受信するように構成されている。この読出ユニット１１５は、受信機コード１３０を読み出すように構成されている。これらの受信ユニット１１０と読出ユニット１１５は、それぞれ算出ユニット１２０と接続されている。この算出ユニット１２０は、送信機コード１２５と受信機コード１３０を受信するように構成されている。更に、この算出ユニット１２０は、送信機コード１２５と受信機コード１３０が一致する度合いを算出するように構成されている。この一致する度合いに基づき、光伝送区間１０５の信号伝送品質を決定することができる。

【0034】

受信ユニット１１０は、この装置１００のインタフェースを介して、光送信機１３５と接続されている。読出ユニット１１５は、この装置１００の別のインタフェースを介して、光受信機１４０と接続されている。光送信機１３５は、光伝送区間１０５の一端に配置されている。光伝送区間１０５の他端には、光受信機１４０が配置されている。光送信機１３５は、光伝送区間１０５を介して送信機コード１２５を光受信機１４０に送信するように構成されている。例えば、光伝送区間１０５は、フォーク式フォトアイソレータ又は反射式フォトアイソレータの光路とすることができる。これらの光送信機１３５と光受信機１４０の相互間隔は、例えば、３ｍｍ〜１２０ｍｍとすることができる。本発明の一つの実施例では、光送信機１３５と光受信機１４０は、車両のオートマチック変速機用の変速段セレクタレバーに配置することができる。この場合、光伝送区間１０５は、例えば、変速段セレクタレバーの回転ボタン又は押しボタンにより開放又は阻止することができる。更に、光送信機１３５は、例えば、電気信号の形で、送信機コード１２５を受信ユニット１１０に送信するように構成されている。光送信機１３５は、送信機コード１２５を伝送するために、例えば、赤色光又は赤外光の信号を出力することができる。光受信機１４０は、この送信機コード１２５を受信するように構成されている。更に、光受信機１４０は、送信機コード１２５を用いて受信機コード１３０を用意するように構成されている。この場合、受信機コード１３０は、光受信機１４０が送信機コードを受信している限り、送信機コード１２５を表す。更に、光受信機１４０は、受信機コード１３０をそれに対応する信号の形で読出ユニット１１５に送信するように構成されている。

【0035】

これらの送信機コード１２５と受信機コード１３０は、互いに一致するか、或いは互いに相違する可能性が有る。例えば、光伝送区間１０５が望ましくない外部からの影響により妨害された場合、互いに相違する可能性が有る。光伝送区間１０５は、例えば、光送信機１３５及び／又は光受信機１４０に付着する露滴又は汚染粒子により妨害される可能性が有る。

【0036】

送信機コード１２５は、任意選択により、符号化ユニット１４５により用意することができる。この符号化ユニット１４５は、マイクロコントローラの形で実現して、例えば、ＵＡＲＴ（汎用非同期式受信／送信回路）などのデジタルインタフェースを介して、光送信機１３５と接続することができる。本発明の一つの実施例では、符号化ユニット１４５は、送信機コード１２５を二進コードとして出力するように構成することができる。光送信機１３５は、符号化ユニット１４５から送信機コード１２５を受信して、その送信機コード１２５を光信号の形で光受信機１４０に送信するように構成することができる。

【0037】

算出ユニット１２０は、送信機コード１２５と受信機コード１３０が一致する度合いを（図１において、このユニット１２０から下向きの矢印で示された）それに対応する信号の形で、この装置１００の追加のインタフェースに出力するように構成することができる。この追加のインタフェースは、例えば、（図１に図示されていない）制御機器と接続することができる。この制御機器は、一致する度合いに基づき光伝送区間１０５の信号伝送品質を決定するように構成することができる。この制御機器は、信号伝送品質に応じて、例えば、それに対応する制御信号を、例えば、オートマチック変速機などの別の装置に出力することができる。更に、算出ユニット１２０が、一致する度合いを直接決定して、その一致する度合いから光伝送区間１０５の信号伝送品質（信号伝送品質は、それに対応する信号として、このユニット１２０から下向きの矢印で示されている）を決定することも考えられる。

【0038】

図２は、本発明の一つの実施例によるフォトアイソレータ構成２００の模式図を図示している。このフォトアイソレータ構成２００は、第一のフォトアイソレータ２０１と第二のフォトアイソレータ２０３を備えている。この第一のフォトアイソレータ２０１は、第一の送信機としての光送信機１３５と、第一の受信機としての光受信機１４０とを有する。この第二のフォトアイソレータ２０３は、第二の送信機としての追加の光送信機２０５と、第二の受信機としての追加の光受信機２１０とを有する。これらの光送信機１３５と光受信機１４０は、それぞれ光伝送区間１０５の一端を形成する。これらの追加の光送信機２０５と追加の光受信機２１０は、それぞれ光伝送区間２１５の一端を形成する。光送信機１３５は、送信機コード１２５を光受信機１４０に送信するように構成されている。追加の光送信機２０５は、追加の送信機コード２２０を追加の光受信機２１０に送信するように構成されている。この場合、追加の送信機コード２２０は、送信機コード１２５と異なることができる。例えば、送信機コード１２５は、デジタル符号配列「０１０１０１」と一致することができる。任意選択により、追加の送信機コード２２０は、送信機コード１２５を論理反転したコードを表すことができ、そのため、前記の例の追加の送信機コード２２０は、デジタル符号配列「１０１０１０」と一致することができる。これらのフォトアイソレータ２０１，２０３は、互いに隣接して配置することができる。その場合、フォトアイソレータ２０１，２０３の間にクロストークが発生する可能性が有る。クロストークとは、一般的に、独立した信号チャネルの望ましくない相互干渉であると理解することができる。例えば、散乱光の形で、送信機コード１２５を搬送する光信号が追加の光受信機２１０に放出されるか、追加の送信機コード２２０を搬送する光信号が光受信機１４０に放出されるか、或いはその両方である可能性が有る。

【0039】

図３は、本発明の一つの実施例で使用するためのオートマチック変速機用変速段セレクタレバー３００の横断面を図示している。この変速段セレクタレバー３００は、中央の回転軸３０５を備えた回転ボタン又は押しボタンの形で実現される。この回転軸３０５は、変速段セレクタレバー３００に対して直角に配置されている。この変速段セレクタレバー３００は、回転軸３０５の周りを一つ又は二つの方向に回転させることができる。更に、この変速段セレクタレバー３００は、回転軸３０５の方向に対して下方に押圧することができる。この変速段セレクタレバー３００は、例えば、押圧及び／又は回転時にオートマチック変速機での変速段の切換を実行するように構成することができる。図３は、基準位置とも呼ぶことができる、押圧されていない状態の変速段セレクタレバー３００を図示している。

【0040】

この変速段セレクタレバー３００は、中空の回転本体部３１０を備えている。更に、この変速段セレクタレバー３００は、第一のフォーク式フォトアイソレータ３１５と第二のフォーク式フォトアイソレータ３１７を備えている。これらのフォーク式フォトアイソレータ３１５，３１７は、互いに対向して配置されている。この回転本体部３１０は、外側周縁領域に縁取り部３２０を有する。この縁取り部３２０は、少なくとも三つの窪み３２５を備えている。この縁取り部３２０は、それぞれフォーク式フォトアイソレータ３１５，３１７の光送信機と光受信機の間に配置されている。第一のフォーク式フォトアイソレータ３１５の光送信機と光受信機は、例えば、図１と２に図示されている通りの光送信機１３５と光受信機１４０とすることができる。第二のフォーク式フォトアイソレータ３１７の光送信機と光受信機は、例えば、図２に図示されている通りの追加の光送信機２０５と追加の光受信機２１０とすることができる。窪み３２５を備えた縁取り部３２０は、回転本体部３１０の回転及び／又は押圧時に第一のフォーク式フォトアイソレータ３１５の光伝送区間及び／又は第二のフォーク式フォトアイソレータ３１７の追加の光伝送区間を開放及び／又は阻止するように構成されている。図３に図示された、変速段セレクタレバー３００の基準位置では、縁取り部３２０は、光伝送区間を少なくとも部分的に阻止するように、第一のフォーク式フォトアイソレータ３１５内に位置することができる。その場合、信号伝送は行なわれない（信号００とも呼ばれる）。それに対して、第二のフォーク式フォトアイソレータ３１７は、追加の光伝送区間を完全に開放しており、そのため、信号伝送が行なわれる（信号１１とも呼ばれる）ように、窪み３２５の中の一つに位置することができる。

【0041】

図４は、本発明の一つの実施例で使用するためのオートマチック変速機用変速段セレクタレバー３００の横断面を図示している。図３と異なり、図４は、押圧された状態の変速段セレクタレバー３００を図示している。この押圧された状態では、縁取り部３２０は、光伝送区間を完全に阻止するように、第一のフォーク式フォトアイソレータ３１５内に位置することができる。そのため、図３に図示された基準位置のような信号伝送が行なわれない（信号００）。それに対して、窪み３２５は、追加の光伝送区間を少なくとも部分的に阻止するように、第二のフォーク式フォトアイソレータ３１７内に位置することができる。そのため、第二のフォーク式フォトアイソレータ３１７でも、信号伝送が行なわれない（信号００）。例えば、変速段セレクタレバー３００を押圧することによって、オートマチック変速機での変速段の切換を始動することができる。

【0042】

以下において、図１〜４に基づき、本発明の一つの実施例を別の言い方で再度説明する。

【0043】

本発明は、変速段選択用途において一つ又は二つのフォトアイソレータを妨害に強い形で動作させる経済的な方法を提供する。フォトアイソレータとは、物体によって遮断できる、送信機と受信機を備えた光区間であると理解することができる。この送信機は、光送信機と呼ぶこともでき、この受信機は、光受信機と呼ぶこともできる。このフォトアイソレータは、例えば、直線運動又は回転運動を検出する役割を果たす。この場合、安価な標準部品を使用することができる。更に、本方法は、外部からの影響を受けないようにすることができる。更に、本方法は、センサの故障時に、本方法を実施するシステムの使用可能性を保証することができる。それは、例えば、そのシステムの二チャネル構成によって実現することができる。

【0044】

本方法は、簡単な設計のために安価に調達できる大量生産により製造される幾つかの少数の部品を用いて実現できる簡単な評価方法とすることができる。そのために、例えば、ＳＭＤ（Ｓｕｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ：表面実装部品）型フォーク式フォトアイソレータを用いることができる。この評価方法を用いて、動作の安全性を向上するとともに、フォトアイソレータを診断可能とすることができる。そのため、この評価方法は、安全用途においても実施可能である。この評価方法を実施するために、例えば、マイクロコントローラ内の自由なリソースに頼ることができ、そのことは、更なる経済的な利点を提供することができる。

【0045】

外部からの作用に対する保護は、デジタル符号語を送信機コード１２５として送信して、その符号語を同じチャネル上で受信することによって達成される。非同期ＵＡＲＴは、光送信機１３５とも呼ばれるフォトアイソレータのＬＥＤに所定のビット配列を送信する。ＵＡＲＴとは、普及しているマイクロコントローラにおける周辺ユニットであると理解することができる。光受信機１４０とも呼ばれる、それと接続された光電式受信機には、受信機コード１３０の形の受信信号がＵＡＲＴに着信する。マイクロコントローラ、例えば、算出ユニット１２０は、同一性に関して送信と受信を比較する。それが成立する場合、高い信頼度で、フォトアイソレータが減衰されずに正常に動作していると看做すことができる。この符号語は、周期的に変更することができる。更に、異なるチャネルが異なる符号語を使用することができる。例えば、符号語を反転させることができる。それによって、隣り合う送信機が同時に動作せず、それによって、散乱光を防止することができる。マイクロコントローラによるフォトアイソレータの制御は、割込動作によりバックグラウンドで進行させることができる。それに対応する結果は、フラッグを介してフォアグラウンドアプロケーションに通知することができる。

【0046】

レベル強度を保証するために、アナログ受信信号、例えば、受信機コード１３０を搬送する信号のレベルを周期的に測定して、所定の値と比較することができる。例えば、センサ及び／又は受信機の一時的な結露のために、このレベルが所定の値を下回った場合、送信電力を上げることができる。その時に発生するＬＥＤの熱は、更に結露を軽減させることができる。これは、例えば、別の直列抵抗に切り換えることによって、少なくとも二段階で行なうことができる。場合によっては、送信機のＬＥＤが僅かに過電流となるので、このレベルが再び所定の値と一致した場合、例えば、電流消費量を下げるか、或いはＬＥＤを持続的に損傷させないために、送信電力を下げることができる。

【0047】

少なくとも二つのフォトアイソレータを使用した場合、例えば、ＡＳＩＬ Ｂなどの二チャネル構成の安全基準に関する機能信頼度を満たすことができる。手頃な値段のＳＭＤ型標準部品を使用できるので、是認できるコスト範囲内での二チャネル構成も可能である。更に、少なくとも二つの受信機の使用時に、レバー又は押しボタンの運動方向を検出することができ、それは、安価な増分式センサの際に重要である。

【0048】

フォトアイソレータの障害を明らかに検出可能なので、第二のチャネルによって、システムの利用可能性を保証することができる。そのため、例えば、高価な多数決機器を使わなくて済ますことができる。

【0049】

本方法は、基本的に、例えば、フォーク式フォトアイソレータ又は反射式フォトアイソレータなどのフォトアイソレータの全ての変化形態に適している。更に、本方法は、増分変換器及び絶対変換器での使用に適している。フォーク式フォトアイソレータなどの標準部品は、例えば、回転式、リニア式又は軌道運搬式システムに適用することができる。

【0050】

複数のフォトアイソレータの場合、一つのＵＡＲＴにおいて、それぞれ二つのフォトアイソレータを動作させることができる。この場合、図２に図示されている通り、第一のフォトアイソレータを標準形態で動作させ、第二のフォトアイソレータを論理的に反転した形態で動作させることができる。

【0051】

通常、マイクロコントローラには、何れにせよＩ／Ｏピンが必要なので、追加のリソースは不要である。ＵＡＲＴは、実際の３２ビットＩＣで存在する。ソフトウェアの負荷は、割込構成によって、バックグラウンドにおいて、非常に小さく保持することができる。

【0052】

本方法は、回転運動及び／又は直線運動の外に、押圧運動及び／又は傾斜運動も検出するように構成することができる。そのために、例えば、押圧運動がフォーク式フォトアイソレータの別の遮断符号を示すように、遮断リング、例えば、図３と４に図示された縁取り部３２０を備えた回転本体部３１０を符号化することができる。図４には、変速段セレクタレバー３００とも呼ばれる回転ボタンを下方に押した場合、全てのフォトアイソレータ、ここでは、複式フォトアイソレータの遮断が起こる。図３と４に例示したシステムでは、この位置関係は、回転ボタンを押した時にのみ生じ得る。

【0053】

図５は、本発明の一つの実施例による光伝送区間の信号伝送品質を決定する方法５００の模式図を図示している。この光伝送区間は、その一端に光送信機を有し、その他端に光受信機を有する。第一の工程５０５では、送信機コードが受信される。この場合、送信機コードは、光送信機から光受信機に送信される信号を表す。受信機コードを読み出す工程５１０がそれに続く。この場合、受信機コードは、光受信機が送信機コードを用いて用意した信号を表す。最後に、工程５１５で、光伝送区間の信号伝送品質を決定するために、送信機コードと受信機コードが一致する度合いの算出が行なわれる。

【0054】

ここで述べた、図面に図示された実施例は、単なる例として選択されたものである。様々な実施例は、全体として、或いは個々の特徴に関して互いに組み合わせることができる。一つの実施例は、別の実施例の特徴によって補完することもできる。

【0055】

更に、本発明による方法の工程は、反復して、並びに前述した順序と異なる順序で実施することができる。

【0056】

一つの実施例が第一の特徴と第二の特徴の間に「及び／又は」の結合を有する場合、その実施例が、一つの実施構成では第一の特徴と第二の特徴を有し、別の実施構成では第一の特徴だけを有するか、或いは第二の特徴だけを有すると読み取ることができる。

【符号の説明】

【0057】

１００ 光伝送区間の信号伝送品質を決定する装置
１０５ 光伝送区間
１１０ 受信ユニット
１１５ 読出ユニット
１２０ 算出ユニット
１２５ 送信機コード
１３０ 受信機コード
１３５ 光送信機
１４０ 光受信機
１４５ 符号化ユニット
２００ フォトアイソレータ構成
２０１ 第一のフォトアイソレータ
２０３ 第二のフォトアイソレータ
２０５ 追加の光送信機
２１０ 追加の光受信機
２１５ 追加の光伝送区間
２２０ 追加の送信機コード
３００ 変速段セレクタレバー
３０５ 回転軸
３１０ 回転本体部
３１５ 第一のフォーク式フォトアイソレータ
３１７ 第二のフォーク式フォトアイソレータ
３２０ 縁取り部
３２５ 窪み
５００ 光伝送区間の信号伝送品質を決定する方法
５０５ 送信機コードの受信
５１０ 受信機コードの読出
５１５ 送信機コードと受信機コードが一致する度合いの算出

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】