CN102257294B - 用于识别可运动换挡元件的位置的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于识别可运动换挡元件(2)的位置的设备(1)，该换挡元件具有至少一个带有第一轮廓(5)的止动器(4)，该止动器在最上面的水平面(10)上具有至少一个第一换挡位置，并且在止动器(4)的最下面的水平面(11)上具有至少一个第二换挡位置，其中，止动器(4)分配有传感器按键(7)，该传感器按键在壳体(9)中具有可升降运动且弹簧加载的按键元件(8)，该按键元件与止动器(4)共同作用，并且在壳体(9)内设置有传感器(15)，通过该传感器可以确定按键元件(8)的姿态或者由按键元件加载的构件的姿态，并可以从中识别换挡元件(2)的位置(P₁、P₂)，其中，空挡姿态和倒挡姿态通过极端的换挡位置(10、11)来确定。

Description

用于识别可运动换挡元件的位置的设备

技术领域

本发明涉及一种用于识别可运动换挡元件、特别是车辆变速器的换挡滑杆或换挡轴的位置的设备。该换挡元件具有带有至少一个第一轮廓的、布置在换挡元件处或换挡元件上的止动器。该止动器在最上面的水平面上占据至少一个换挡位置并在最下面的水平面上占据至少一个换挡位置。止动器分配有传感器按键，该传感器按键具有在壳体内可升降运动且弹簧加载的止动元件。在壳体内同样设置有传感器，该传感器可以确定可升降运动的止动元件的姿态并从中测定位置识别。可升降运动且弹簧加载的止动元件通常是可运动的球并与在换挡元件上的止动器共同作用。

背景技术

公开文献DE 10 2006 036 696A1公开了一种用于确定至少一个变速器构件姿态的传感器按键。该传感器按键具有至少一个传感机构和以可升降运动的方式支承在壳体内的感应螺栓(Abtastbolzen)。在此，感应螺栓的携带在壳体上的端部可以相对至少一个配属于变速器构件的运动轨道或斜面弹性预张紧。传感机构携带有至少一个脉冲发送器，该脉冲发送器无接触地测定感应螺栓的姿态，进而同样无接触地测定换挡位置。

DE 195 81 769C1公开了一种锁止器具的斜面轮廓。该锁止器具用于对可运动的换挡或调整元件加以固位。这些锁止器具尤其用于变速器的换挡。在端侧上具有止动球的锁止螺栓在变速器壳体内可移动地引导。锁止螺栓通过压力弹簧预张紧。由此，通过这种利用压力弹簧进行的预张紧，止动球跟随设置在换挡或调整元件上的曲线。在此，止动球贴靠在呈曲线形构造的斜面轮廓上的两个接触点上。在此，斜面轮廓以如下方式构造，即，使接触点与对称构成的斜面轮廓的回转点相一致。

在由现有技术的用于识别可运动的换挡元件的位置的所提到的设备中，以下一般是不可能的，即，在止动器上形成高度编码，这种高度编码一方面准确地描绘出期望的和预先规定的换挡力，且另一方面为每个挡位提供了明确的测量值。由此，不可能无问题地探明待探测的换挡姿态。轮廓的明确探明例如可以通过提高或改变操作轮廓进行，但这样也造成锁止力的改变进而换挡力分布的改变。然而换挡力分布由用户方面预先规定并几乎不能改变。这意味着，在借助于换挡或调整元件操作变速器时，这必须尽可能在不带有提高的力耗费的情况下是可行的。

另一个问题是，信号发送器在大多数情况下是磁铁，并且磁铁的磁场强度在使用寿命期间可能例如由于由金属构成的污物积聚、震动或高变速器温度而改变。然后也必须为单个挡位姿态分配新的测量值。这要求复杂和定期进行反复的校验。

发明内容

本发明基于以下任务，即，提供一种用于识别可运动换挡元件的位置的设备，在该设备中排除了上面提到的缺点。

上述任务通过一种按权利要求1所述的用于识别可运动换挡元件的位置的设备来解决。依据本发明，换挡位置空挡姿态和倒挡姿态在止动器上分配有最高和最低的换挡姿态或最低和最高的换挡姿态。这些换挡姿态一般构造为止动台，并表现为确定的径向高度水平面，预张紧的按键元件的弹簧加载该垂直水平面。在此不必需的是，按键元件同时在止动台内卡止。

本发明基于以下想法，即，一方面可靠地识别倒挡是绝对必要的，以便例如接通倒车灯，另一方面同样必须可靠识别空挡姿态，以便允许发动机启动或在双离合器变速器的情况下排除两个挡位的并行的、会毁坏变速器的换挡。相对应地，其余挡位姿态的识别是次要的，因为这些挡位的错误探测大多没有这种类型的安全性相关的后果。

在变速器的使用寿命上观察，载依据本发明的设备中，由传感器探测的信号值同样改变了。但本发明可以使倒挡和空挡通道得到可靠探测，因为该倒挡和空挡通道分配有能在止动器上特别简单地识别出的极端姿态，正如下面所阐释的：如果信号发送器例如构造为可以通过止动器加载的、可升降运动的磁铁，那么分配给每个定位轮廓的绝对场强可在使用寿命期间改变。但在通过空挡通道时始终达到最高或最低的测量值，这可以通过简单比较换挡位置的信号而在彼此之间测定。对倒挡姿态适用相应的内容。

在信号评估方面有以下想法，即，预先规定换挡图，进而空挡姿态强制性地在换挡时必须从一个挡位姿态达到另一个挡位姿态。因为大多数传感器提供连续的测量值，所以在评估时仅需注意局部的信号最小值或最大值。由此，绝对测量值不起作用，只要明确识别在通过时产生最小值或最大值。由此，这种解决方案相对于磁铁的场强变化是稳定耐用的，因为可以考虑到测量值差。出于相同原因，在信号水平面彼此相对移动时确保了可靠的识别。

对于有些应用场合而言，前进挡的换挡姿态识别精确度可以忽略。那么不需要为这些绝对的测量值进行评估。限制到相对测量值上允许了设备的非常简单的构造，并确保了在无维护措施、在此期间的校准或复杂的电子信号处理的情况下可靠识别。

但如果需要，可以取代通过对空挡姿态的校准的方式，由以下方式进行校验，即，在测试运行或甚至在正常行驶运行中多次通过空挡姿态，并将所探测到的极端值在换挡逻辑下提高到新的参考值。

在本发明的一种设计方案中，用于所有前进挡姿态的止动台具有相同的水平面。由此，这些前进挡姿态不会彼此不同。带有这种类型止动台的止动器可以特别简单地制造并允许特别简单的电子评估，因为仅三个换挡位置必须不同。

与此相反而同样可行的是，每个单个的前进换挡姿态分配有作为中间换挡姿态地单独的中间水平面，从而使得每个挡位可以分解。出于可靠性的原因，用于倒挡的止动水平面的距离与前进挡的止动水平面相比相对较大。

空挡通道在本发明的一种方案中处于相同的水平面上，也就是说，通道的预选通过止动器不产生高度变化，进而也不产生信号变化。这在止动器上通过槽来描绘。作为选择，可以由空挡通道内的各个姿态通过不同的槽深进行区分。在这种情况下，槽深的变化相对于下个止动台的行程应该是较小的。

在本发明的一种设计方案中，按键元件构造为为止动元件。由此，传感器按键表现为换挡止动器，并且不仅用于探明换挡位置，而且也用于同时在止动器上卡止，从而可靠地保持住挡位。因为这种的止动元件对换挡感觉具有明显影响，所以该止动元件优选构造为滚动支承的止动球。

在本发明的另一方案中，促成可靠止动位置的止动元件和传感器按键构造为两个不同的构件。在这种情况下有利的是，这些构件向不同的轮廓预张紧。第一止动器的第一轮廓为传感器按键仅能以如下方式选择，即，使得实现可靠的挡位识别，而第二止动器的第二轮廓则以如下方式调准，即，使得产生最佳的换挡力分布。

止动器一般由板件构造成，并与换挡元件形锁合或材料锁合地连接。在此，板件可以直接固着在换挡元件上，或固着在包围换挡元件的套管上。换挡元件通常是圆柱体的换挡轴或换挡滑杆。

最高的换挡位置不一定必须是止动轮廓上的绝对最高点。那么可以考虑的是，为实现可靠的卡位，在最高的换挡位置与空挡位置之间的止动轮廓布置有小凸台，该凸台将行驶运行中的止动元件保持在最高的换挡位置内。仅必须确保最高的换挡位置从中间换挡位置明显地突出。

附图说明

下面，借助实施例对本发明进行详细阐释。其中：

图1示意性地示出用于识别可运动的换挡和调整元件的位置的装置；

图2示意性地示出带有不同水平面的换挡图；

图3示出带有换挡图的止动器的透视视图；

图4示出按照图3的止动器的放大的横截面；

图5示出另一止动器的俯视图。

具体实施方式

图1示出用于识别可运动的换挡或调整元件2的位置的设备1的示意图。换挡或调整元件2沿在图1中以双箭头A-A示出的运动方向运动。换挡或调整元件具有至少一个构造有相应轮廓5的止动器4。用于识别可运动的换挡或调整元件2的位置的设备1配属于换挡或调整元件。设备1具有可升降运动的按键元件8，该按键元件在按键元件的前端部8A上携带有球17。该球17以相应的方式嵌入到换挡或调整元件2的轮廓5内。感应螺栓8利用弹簧20预张紧。感应螺栓8本身在壳体9的内部运动。感应螺栓8的姿态利用传感器按键7来探测。为此，传感器按键7包括多个传感器15。止动器4的轮廓5具有至少一个最上面的水平面10和最下面的水平面11。

图2示出示意性的换挡图，其中，相同的高度通过相同的阴影线表示。倒挡表示为最高的换挡姿态11，而空挡通道则是最低的换挡位置10。所有其它挡位通过相同的中间换挡姿态12描绘。

图3和4示出止动器4的实施例，其中，H换挡图22用于说明单个的换挡姿态。止动器4在内侧具有匹配于圆柱体换挡元件2的表面。该表面表现为圆环形区段，并且在外侧具有呈止动突起部形式的轮廓5。槽6在轴向上可见为居中地延伸，其中，所述槽的槽底是在径向上最低的换挡位置11。槽6的径向高度在槽的轴向分布中保持恒定。在前侧平台17、17′与槽6在侧向上邻接，这些平台分别形成圆柱形区段，并且这些平台分配有作为中间换挡位置12、13、14的前进挡姿态。如果例如依据图2的换挡图从第一挡切换到第二挡，那么按键元件从平台17上的换挡姿态12通过空挡通道11内的换挡姿态向平台17′上的换挡姿态13移动。在背侧槽6在侧向上布置有凸起部18，该凸起部形成用于倒挡的最高换挡姿态10。

为更加精确引导，按照图5的止动器4在外侧具有用于可靠定位的翼形件19。作为选择，在内侧通过直区段21匹配于带有矩形横截面的换挡导轨，从而可以使用于多个换挡元件。止动器4由合成材料构造成。

附图标记列表

1     设备

2     换挡元件

3     换挡止动器

4     第一止动器

5     第一轮廓

6     槽

7     传感器按键

8     按键元件

8a    前端部

9     壳体

10    最上面的换挡位置

11    最下面的换挡位置

12    中间的换挡位置

13    中间的换挡位置

14    中间的换挡位置

15    传感器

16    套管

17    平台

18    凸起部

19    翼形件

20    弹簧

21    直区段

22    H换挡图

Claims (9)

1.用于识别能够运动到至少一个空挡姿态、倒挡姿态和前进挡姿态中的换挡元件（2）的位置的设备（1），所述换挡元件具有至少一个带有第一轮廓（5）的止动器（4），该止动器在最上面的水平面（10）上具有至少一个第一换挡位置，并且在所述止动器（4）的最下面的水平面（11）上具有至少一个第二换挡位置，其中，所述止动器（4）分配有传感器按键（7），该传感器按键在壳体（9）中具有能够升降运动且被弹簧加载的按键元件（8），该按键元件与所述止动器（4）共同作用，并且在所述壳体（9）内设置有传感器（15），通过该传感器能够确定所述按键元件（8）的姿态或者能够由所述按键元件加载的构件的姿态，并且能够从中识别出所述换挡元件（2）的位置，其特征在于，所述空挡姿态和所述倒挡姿态是通过第一换挡位置和第二换挡位置来确定的。

2.按权利要求1所述的设备，其特征在于，所述传感器按键（7）构造为带有传感机构的换挡止动件（3），其中，所述能够升降运动且被弹簧加载的按键元件（8）构造为止动元件，该止动元件能够用所述第一轮廓（5）卡止在多个换挡位置（10、11、12）上。

3.按权利要求1所述的设备，其特征在于，所述传感器按键（7）构造为感应元件，该感应元件离开第一轮廓（5）而不定位在换挡位置（10、11、12、13、14）内。

4.按权利要求1所述的设备，其特征在于，最低的水平面（11）构造为用于空挡姿态的换挡位置，并且最高的水平面（10）构造为用于倒挡姿态的换挡位置。

5.按权利要求1所述的设备，其特征在于，所述轮廓（5）具有配属于所述前进挡姿态的一个或多个中间换挡位置。

6.按权利要求5所述的设备，其特征在于，用于所述前进挡姿态的换挡位置通过多个中间换挡位置构造成。

7.按权利要求5所述的设备，其特征在于，所述止动器（4）从纵剖面上观察具有用于前进挡姿态的恒定轮廓高度的区域（12）并且在端侧上具有用于倒挡姿态的不同高度的其它区域（10）。

8.按权利要求1所述的设备，其特征在于，所述止动器（4）具有基本上呈圆周段的形状。

9.按权利要求1所述的设备，其特征在于，所述止动器（4）具有作为恒定深度的槽（6）用于空挡姿态的换挡姿态。

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