CN101946108B

CN101946108B - 变速器执行机构

Info

Publication number: CN101946108B
Application number: CN2009801059546A
Authority: CN
Inventors: 克里斯蒂安·布拉默; 米可·霍伊里希; 赖纳·霍尔舍; 安德里亚斯·西弗斯; 蒂诺·维格斯
Original assignee: Wabco GmbH
Current assignee: ZF CV Systems Europe BV; ZF CV Systems Hannover GmbH
Priority date: 2008-03-15
Filing date: 2009-02-04
Publication date: 2013-11-06
Anticipated expiration: 2029-02-04
Also published as: EP2265844B1; US20110041639A1; ES2551359T3; WO2009115167A3; WO2009115167A2; DE102008014504A1; CN101946108A; EP2265844A2; US8359942B2

Abstract

本发明涉及一种用于变速器的变速器执行机构，具有：分挡传感器(16、36)，该分挡传感器(16、36)构造用于检测变速器的在分挡传感器测量方向(R_S)上可纵向推移的分挡级杆的切换位置；挡位槽传感器(30)，该挡位槽传感器(30)构造用于检测变速器的在挡位槽传感器测量方向(R_G)上可纵向推移的挡位槽杆的挡位槽杆位置；以及挡位传感器(34)，该挡位传感器(34)构造用于检测变速器的在挡位传感器测量方向(R_N)上可纵向推移的挡位杆的挡位杆位置。按照本发明设置为，两个测量方向(R_S、R_G)基本上平行地分布并且展开测量方向平面(E)，并且第三测量方向(R_N)与该测量方向平面(E)形成钝角(γ)。

Description

变速器执行机构

技术领域

本发明涉及一种用于变速器的变速器执行机构，具有：(a)分挡传感器(Splitsensor)，该分挡传感器构造用于检测变速器的在分挡传感器测量方向上可纵向推移的分挡级的切换位置；(b)挡位槽传感器(Gassensensor)，该挡位槽传感器构造用于检测变速器的在挡位槽传感器测量方向上可纵向推移的挡位槽杆的挡位槽杆位置；以及(c)挡位传感器，该挡位传感器构造用于检测变速器的在挡位传感器测量方向上可纵向推移的挡位杆的挡位杆位置。这种变速器执行机构是公知的并且用于检测变速器的切换状态。公知的变速器执行机构的缺点在于其花费巨大的制造及其在变速器上的装配很费劲。此外，公知的变速器执行机构具有相对高的失灵概率。

背景技术

由EP1055914公知一种磁性位置传感器的系统，该系统经常用在变速器执行机构中。但是，在那里所介绍的系统涉及对一个旋转和多个平动的探测。与此相对地，在本发明中对三个平动进行探测。

发明内容

本发明的任务在于，提供一种变速器执行机构，其中，分挡级、挡位及挡位槽的切换位置能够以提高的精确度得以测量。

本发明通过如下依据类属的变速器执行机构来解决所述问题，其中，两个测量方向基本上平行地分布并且展开测量方向平面，并且第三测量方向与所述测量方向平面形成钝角。

这种变速器执行机构的优点在于其很低的易受干扰性。在常规的变速器执行机构中，从一个变速器状态到另一变速器状态的切换可能导致：不仅传感器之一如其应当的那样探测信号，而且两个或者全部传感器都提供信号。原因在于，各个的传感器相互影响。按照本发明的变速器执行机构基于传感器的空间布置很大程度上抑制这种干扰信号，从而评估过程是简单的并且不太容易出错。

另一个优点在于，按照本发明的变速器执行机构允许简单的构造形式，该简单的构造形式实现了简单且快速地装配变速器执行机构。此外，按照本发明的变速器执行机构有小的结构空间并且因此节约空间。

在本申请的范围内，对于对切换位置或者位置的检测特别是理解为如下的每个过程，在所述过程中，获取测量值，基于这些测量值推导出切换位置或者位置。对于所述位置可以是二进制的给出值(Angabe)，即为一结论：例如是否分挡级杆是在第一位置内还是在第二位置内。检测优选提供如下的位置数值，该位置数值表现为相对于变速器或者相对于变速器执行机构的位置给出值。

分挡传感器测量方向一般平行于分挡级杆的纵向地分布，挡位槽传感器测量方向一般平行于挡位槽杆的纵向地分布，并且挡位传感器测量方向一般平行于挡位杆的纵向地分布。

“分挡传感器构造用于检测变速器的在分挡传感器测量方向上可纵向推移的分挡级杆的切换位置”这一特征也特别地意味着：该分挡级杆具有相应于分挡传感器测量方向的分挡级推移方向。相应地，挡位槽杆具有相应于挡位槽传感器测量方向的挡位槽杆推移方向。如果对变速器的某一分挡级进行切换，则这就导致分挡级杆在与分挡传感器测量方向相应的分挡级杆推移方向上的纵向推移。

对于“测量方向中的两个基本上平行分布”这一特征特别地理解为：两个测量方向在严格意义上平行分布是优选地而并非必需地。于是，可行的是，两个测量方向彼此以很小的角度倾斜地分布。该很小的角度例如小于5°。当这两个测量方向在严格意义上彼此平行分布时，测量方向平面就是两个测量方向分布于其中的那个唯一确定的平面。于是，该测量方向平面例如以通过分挡级杆和挡位槽杆的方式分布。当这两个测量方向不是在严格意义上彼此平行分布时，就选择如下平衡面作为测量方向平面，该平衡面这样设置，即，这两个测量方向与该平衡面形成的角度的平方最小。

在优选的实施方式中，第三测量方向与测量方向平面围成大于80°的角度。通过这种方式，各个传感器相互间的干扰影响很大程度上最小化。角度越大，干扰影响就越小。因此，特别优选的是，第三测量方向基本上垂直地置于测量方向平面上。

当分挡传感器测量方向和挡位槽传感器测量方向基本上平行分布，并且挡位传感器测量方向与测量方向平面形成钝角，特别是大于90°的钝角时，各个传感器之间的干扰特别小。

当挡位槽传感器包括挡位槽传感器磁体，该挡位槽传感器磁体在挡位槽杆的小于三分之一的圆周角上，特别是在挡位槽杆的小于五分之一的圆周角上延伸时，获得特别稳定可靠的变速器执行机构。所述圆周角以如下方式测定，即，对挡位槽杆的纵轴线进行测定。当挡位槽杆基本上呈圆柱形时，挡位槽杆关于纵轴线是旋转对称的。从该纵轴线出发，该圆周角是如下的角度范围，即，从纵轴线看来，挡位槽传感器磁体呈现为处于该角度范围内。

为了能够借助挡位槽传感器磁体特别准确地测定出挡位槽杆位置，原则上如下的挡位槽传感器磁体是有利的，该挡位槽传感器磁体完全绕挡位槽杆分布，从而所述圆周角为360°。但是令人惊讶地已经证实的是：具有优点的是，将挡位槽传感器磁体构造得较小。由此，虽然获得的信号较弱，但是负面的效应通过如下方式得到过补偿(überkompensieren)，即，对于另外两个传感器的干扰信号较小。挡位槽传感器磁体所延伸的圆周角越小，则在对于另外的传感器的干扰影响方面就更为有利。因此特别优选的是，该圆周角是圆周角的一小部分，特别地小于70°或者甚至小于45°

当挡位槽传感器磁体呈扇形并且抗扭地固定在挡位槽杆上时，获得可特别容易地评估的信号。通过这种方式，挡位槽杆传感器一方面传输强且可良好评估的位置信号，并且另一方面对其余传感器的干扰影响很小。

按照优选的实施方式，挡位槽传感器磁体固定在如下的适配器上，该适配器在挡位槽杆纵向上不可推移地固定在挡位槽杆上，其中，该适配器以绕挡位槽杆纵向抗扭的方式在引导套筒内引导。在此，该挡位槽杆纵向沿着挡位槽杆纵轴线分布并且相应于挡位槽传感器测量方向。引导套筒例如固定在壳体上。作为引导套筒的命名非限制性地理解为：引导套筒必须完全在径向上围绕适配器。决定性的仅有，该引导套筒使得适配器抗扭地引导。对于“适配器抗扭地在引导套筒中引导”这一特征特别是理解为：适配器不能绕挡位槽杆纵向转动。

可另选地，变速器执行机构具有抗扭地固定在壳体上的螺旋弹簧，其中，适配器抗扭地固定在螺旋弹簧上，从而该适配器抗扭地固定在壳体上。

优选的是，挡位槽传感器包括用于通过测量挡位槽传感器磁体的挡位槽传感器磁体位置来检测挡位槽杆位置的挡位槽传感器元件。按照同样的方式，挡位传感器优选包括挡位传感器元件，该挡位传感器元件被布置用于通过测量挡位传感器磁体的挡位传感器磁体位置来检测挡位杆位置。分挡传感器优选包括固定在分挡杆上的分挡传感器环形磁体，其中，分挡杆以如下方式相对于变速器进行布置，即，对变速器分挡级的切换导致分挡传感器环形磁体的纵向推移，并且其中，分挡传感器包括被布置用于检测该纵向推移的分挡传感器元件。换句话说，传感器元件优选为磁感应传感器元件，特别地是PLCD传感器元件(PLCD，permanent magnet linear contact-less displacement(永磁线性非接触位移)，线性非接触的具有永磁体的位移传感器)。

优选的是，该变速器执行机构具有传感器元件壳体，该传感器元件壳体包住分挡传感器元件、挡位槽传感器元件和挡位传感器元件。当上面提到的壳体时，特别是意指传感器元件壳体。

附图说明

下面借助附图详细阐述本发明。

在此：

图1示出挡位槽传感器和分挡传感器相对于变速器挡位杆的布置方案，

图2示出附带有挡位传感器的依照图2的布置方案，

图3以另外的透视图示出依照图2的布置方案，

图4示出用于按照本发明的变速器执行机构的变速器元件壳体，

图5示出按照本发明的变速器执行机构的适配器的截面图，以及

图6示出依照图5的适配器的侧视图。

具体实施方式

图1示出未另外绘出的变速器的分挡级杆10，分挡级杆10在分挡传感器测量方向R_S上可纵向推移。此外，图1示出挡位槽杆12，挡位槽杆12在挡位槽传感器测量方向R_G上可纵向推移地支承。此外，绘出挡位杆14，挡位杆14在挡位传感器测量方向R_N上可推移地支承。分挡传感器测量方向R_S和挡位传感器测量方向R_G彼此平行并且展开测量方向平面E。挡位传感器测量方向R_N相对于测量方向平面E成角度γ地分布，其中，该角度γ在这里的情况下为90°，从而挡位传感器测量方向R_N在相对于测量方向平面E的法线方向上分布。

在分挡级杆10上布置有分挡传感器环形磁体16，分挡级杆10在所述分挡传感器环形磁体16的纵向上居于中心地贯穿分挡传感器环形磁体16。分挡传感器环形磁体16是分挡传感器的部件，分挡传感器构造用于检测分挡级杆10的切换位置。

在挡位杆14上固定有挡位传感器磁体18，例如以粘接或者旋拧的方式进行固定。挡位传感器磁体18是挡位传感器的部件，挡位传感器构造用于检测挡位杆14的挡位杆位置。在挡位槽杆12上以如下方式固定有适配器20，即，适配器20在挡位槽传感器测量方向R_G上不可推移。适配器20具有挡位槽传感器磁体容纳部22，借助挡位槽传感器磁体容纳部22来固定挡位槽传感器磁体24，在这里的情况下以夹持的方式来固定。挡位槽传感器磁体24呈扇形并且在90°的挡位槽杆圆周角α上延伸。换句话说，挡位槽传感器磁体24从挡位槽杆纵轴线L_G来看呈现为处于90°的角度内。挡位槽杆圆周角α的确定在图中通过虚线标示。上面提到的挡位槽杆纵向相应于挡位槽杆纵轴线。

在这里的情况下，适配器20构造为塑料压铸件并且具有引导槽26，未绘出的引导套筒的同样未绘出的引导凸鼻嵌入该引导槽26内。由此，适配器20被抗扭地固定，也就是说，适配器20仅能绕挡位槽杆纵轴线L_G转过以很小角度的转角`。

图2示出挡位槽传感器磁体24，挡位槽传感器磁体24与挡位槽传感器元件28以4mm至9mm保持间距并且与挡位槽传感器元件28一起是挡位槽传感器30的部件。该挡位槽传感器元件是PLCD传感器元件，借助PLCD传感器元件，对挡位槽传感器磁体24沿着挡位槽杆纵轴线L_G的位置进行探测。

此外，图2示出挡位传感器32，档位传感器32与挡位传感器磁体18一起是挡位传感器34部件，该挡位传感器34对挡位杆14沿着其挡位杆纵轴线L_N的挡位杆位置进行探测。

分挡传感器环形磁体16与示意绘出的分挡传感器元件36一起共同作用，分挡传感器元件36对分挡传感器环形磁体16的位置进行检测。挡位槽传感器元件28、挡位传感器元件32和分挡传感器元件36都与共同的评估芯片相连，该评估芯片对分挡级杆10、挡位槽杆12和挡位杆14的各自位置进行计算并且通过唯一的接口38来输出这样测定的位置。

图3以另一视图示出图2中所示的部件，其中可以看到引导槽26的里面。

图4示出传感器元件壳体40，传感器元件壳体40将挡位槽传感器元件28(参见图2)、挡位传感器元件32和分挡传感器元件36容纳于自身之中。通过两个装配钻孔42a、42b，该传感器元件壳体40可以固定在按照本发明的变速器执行机构的其他部件上。由传感器元件壳体40包围的并且固定在该传感器壳体40上的部件形成传感器结构组件，该传感器结构组件是独立的发明主题。

图5示出挡位槽杆12，挡位槽杆12具有头部44，适配器20固定在该头部44上。在适配器20上抗扭地固定有螺旋弹簧46，螺旋弹簧46在其那方面抗扭地固定在传感器元件壳体40(参见图4)上。因为螺旋弹簧46由此不能绕挡位槽杆纵轴线L_G转动，所以适配器20同样以相对于传感器元件壳体40抗扭的方式来装配。适配器20仍可以在挡位槽传感器测量方向R_G上运动。

图6示出适配器20的侧视图。可以看出，螺旋弹簧46具有止动段48，利用该止动段48将螺旋弹簧46固定在传感器元件壳体40上。

Claims

1.一种用于变速器的变速器执行机构，具有：

（a）分挡传感器（16、36），所述分挡传感器（16、36）构造用于检测所述变速器的在分挡传感器测量方向（R_S）上能纵向推移的分挡级杆的切换位置；

（b）挡位槽传感器（30），所述挡位槽传感器（30）构造用于检测所述变速器的在挡位槽传感器测量方向（R_G）上能纵向推移的挡位槽杆的挡位槽杆位置；

（c）挡位传感器（34），所述挡位传感器（34）构造用于检测所述变速器的在挡位传感器测量方向（R_N）上能纵向推移的挡位杆的挡位杆位置，

其特征在于，

（d）所述分挡传感器测量方向（R_S）和所述挡位槽传感器测量方向（R_G）基本上平行地分布并且展开测量方向平面（E），并且

（e）所述挡位传感器测量方向（R_N）与所述测量方向平面（E）形成大于80°的角（γ）。

2.按照权利要求1所述的变速器执行机构，其特征在于，所述挡位传感器测量方向（R_N）与所述测量方向平面（E）围成钝角（γ）。

3.按照权利要求1或2所述的变速器执行机构，其特征在于，所述挡位槽传感器（30）包括挡位槽传感器磁体（24），所述挡位槽传感器磁体（24）在所述挡位槽杆（12）的小于三分之一的挡位槽杆圆周角（α）上延伸。

4.按照权利要求1或2所述的变速器执行机构，其特征在于，所述挡位槽传感器（30）包括挡位槽传感器磁体（24），所述挡位槽传感器磁体（24）在所述挡位槽杆（12）的小于五分之一的挡位槽杆圆周角（α）上延伸。

5.按照权利要求4所述的变速器执行机构，其特征在于，所述挡位槽传感器磁体（24）呈扇形地固定。

6.按照权利要求4所述的变速器执行机构，其特征在于，

-所述挡位槽传感器磁体（24）固定在适配器（20）上，所述适配器（20）在挡位槽杆纵向（L_N）上不能推移地固定在所述挡位槽杆（12）上，并且

-所述适配器（20）绕所述挡位槽杆纵向（L_G）抗扭地在引导套筒中引导。

7.按照权利要求6所述的变速器执行机构，其特征在于，所述变速器执行机构具有：

-传感器元件壳体（40），和

-抗扭地固定在所述传感器元件壳体（40）上的螺旋弹簧（46），

-其中，所述适配器（20）抗扭地固定在所述螺旋弹簧（46）上，从而所述适配器（20）抗扭地固定在所述传感器元件壳体（40）上。

8.按照权利要求4所述的变速器执行机构，其特征在于，所述挡位槽传感器（30）包括挡位槽传感器元件（28），用于通过测量所述挡位槽传感器磁体（24）的挡位槽传感器磁体位置来检测挡位槽杆位置。

9.按照权利要求8所述的变速器执行机构，其特征在于，所述挡位传感器（34）包括挡位传感器元件（32），所述挡位传感器元件（32）被布置用于通过测量挡位传感器磁体（18）的挡位传感器磁体位置来检测挡位杆位置。

10.按照权利要求9所述的变速器执行机构，其特征在于，

-所述分挡传感器（16、36）包括固定在分挡级杆（10）上的分挡传感器环形磁体（16），

-其中，所述分挡杆（10）以如下方式相对于所述变速器布置，即，对所述变速器的分挡级的切换导致所述分挡传感器环形磁体（16）的纵向推移，并且

-其中，所述分挡传感器包括分挡传感器元件（36），所述分挡传感器元件（36）被布置用于检测所述分挡传感器环形磁体（16）的纵向推移。

11.按照前述权利要求10所述的变速器执行机构，其特征在于，所述分挡传感器元件（36）、所述挡位槽传感器元件（28）和/或所述挡位传感器元件（32）是永磁线性非接触位移挡位传感器元件。

12.按照权利要求11所述的变速器执行机构，其特征在于，所述变速器执行机构具有传感器元件壳体（40），所述传感器元件壳体（40）包住所述分挡传感器元件（36）、所述挡位槽传感器元件（28）和所述挡位传感器元件（32）。

13.一种变速器，具有按照前述权利要求之一所述的变速器执行机构。