CN108124459B - 用于检测行驶挡级选择杆位置的设备及机动车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于检测用于机动车的行驶挡级或者变速器设定的选择的行驶挡级选择杆的位置的设备。所述设备具有布置在所述行驶挡级选择杆上的信号发送器和与所述信号发送器间隔开地布置的信号接收器，其中，可检测到在行驶挡级或者变速器设定不同的情况下在信号发送器和信号接收器之间的不同的相对位置。此外，本发明涉及一种具有相应的设备的机动车。

Description

用于检测行驶挡级选择杆位置的设备及机动车

技术领域

本发明涉及一种用于检测行驶挡级选择杆位置的设备，所述行驶挡级选择杆用于选择机动车的行驶挡级或变速器设定状态(Getriebeeinstellung)。所述设备具有布置在行驶挡级选择杆上的信号发送器和与信号发送器间隔开地布置的信号接收器，其中，能够检测出在行驶挡级或变速器设定状态不同的情况下信号发送器与信号接收器之间的不同的相对位置。此外，本发明涉及一种具有相应设备的机动车。

背景技术

在现有技术中已知开篇所提到的类型的设备。典型地，对机动车的自动变速器以及自动化切换变速器进行操纵，这在行驶挡级选择杆与变速器之间没有直接的机械式耦合的情况下实现。在这些所谓“线控换挡(Shift-by-Wire)”系统中探测出行驶挡级选择杆的位置，并且由行驶挡级选择杆的相应位置确定出所希望的行驶挡级或变速器设定状态，然后例如通过变速器中的辅助马达调设出变速器设定状态。

从DE 10 2009 015 883 A1已知一种用于检测行驶挡级选择杆的位置的设备。用于检测出布置在行驶挡级选择杆上的磁体的相对位置的传感器以三个维度构造。传感器构造成3D霍尔传感器。行驶挡级选择杆能够以两重可摆动的方式布置在支承框架中。磁体的南北极轴线以成对的方式垂直于摆动轴线构造。在行驶挡级选择杆运动时，从磁体出发的磁场与磁体一起运动。霍尔传感器记录了磁场的这种改变。由磁场的强度以及磁场的方向可明确地确定出行驶挡级选择杆的位置。

从DE 192 31 015 A1已知一种用于将切换杆的两轴式摆动运动转化成切换杆位置发送器的平面运动的设备。切换杆的第一摆动轴线由支承螺栓构成。在保持件的两个相对置的部位上安装有两个另外的螺栓，这些另外的螺栓的对称轴线构成用于切换杆的共同第二摆动轴线。切换杆位置发送器由具有装配接收部的铰接体构成，在所述装配接收部中安装有促动器。

在现有技术中不利的是：在行驶挡级选择杆摆动时，磁体实施沿着圆弧的运动。在圆弧上运动的磁体的磁场尤其在运动的边缘区域中微弱。因此，通过传感器不精确地探测到磁场的方向向量的分量，这导致了有误差地识别出行驶挡级选择杆的位置。

发明内容

由此，本发明的任务在于，改进开篇所提到类型的设备，以使得能够对行驶挡级选择杆的位置进行精确地且很可靠地检测。

该任务通过具有本发明特征的设备以及通过具有本发明特征的机动车得以解决。本发明的有利的构型是相应的本申请的申请文件的主题。

根据本发明的用于对用于选择机动车变速器设定状态的行驶挡级选择杆的位置进行检测的设备，其具有至少一个布置在行驶挡级选择杆上的信号发送器和至少一个与信号发送器间隔开地布置的信号接收器。在可选择的行驶挡级不同的情况下，信号发送器与信号接收器之间的相对位置不同并且能够被信号发送器和信号接收器所检测。

在本发明的意义下，行驶挡级选择杆

可理解为这样的设备：所述设备可手动地操纵，并且借助于该设备可以选择出机动车的变速器的至少两个不同的行驶挡级。在此，变速器的类型对于本发明并不重要。变速器可以是自动变速器(Automatikgetriebe)或者自动化切换变速器(automatisiertes Schaltgetriebe)，但是同样也可以是通常的切换变速器。

根据本发明，设置的是，在操纵行驶挡级选择杆用以从换挡凹槽功能(Schaltgassenfunktion)转换成点动凹槽功能(Tippgassenfunktion)或者相反的情况下，信号发送器基本上仅仅实施相对于信号接收器的平移运动。这是特别有利的，因为从信号发送器(例如磁体)发出的信号(或磁场的方向向量)在相对于信号接收器的平移运动中可靠地被接收器识别到进而被进一步处理。

在已知的系统中，在行驶挡级选择杆倾翻时，磁体实施沿着圆弧的运动，这导致了：尤其在外部的测量区域中，非常弱的磁场的方向向量可能出现在信号接收器上。于是，这导致了有误差的探测进而导致了行驶挡级选择杆的错误的位置确定。根据本发明避免了这个问题，由此确保了可靠的进而安全的换挡过程。

本发明的第一改进方案设置：信号发送器可在线性导向装置中移动地受导向。由此产生了信号发送器的准确取向的导向，并且，可以通过信号接收器进行信号的精确探测。例如在采用磁体作为信号发送器的情况下，能够选择磁场分量作为信号，所述磁场分量能够被准确地探测。可以避免由于太弱或者甚至缺失的信号所引起的不准确的测量或者甚至探测中断。

根据一种替代的实施方式，设置操纵元件用于将行驶挡级选择杆的运动传递到信号发送器上，所述操纵元件在行驶挡级选择杆的倾翻轴线之外作用在行驶挡级选择杆上。由于行驶挡级选择杆的运动，因此通过操纵元件改变了信号发送器与信号接收器之间的相对位置。行驶挡级选择杆的倾翻运动被转换成信号发送器的平移运动。操纵元件促成了信号发送器的精确的平移运动。操纵元件在行驶挡级选择杆的倾翻轴线之外的作用(Angreifen)确保了精确的测量，因为在基于操纵元件以传动方式起作用的作用所引起的选择杆小的倾翻运动的情况下已实现了信号发送器较大的行程进而显著的平移运动，由此实现(尤其磁场的)信号的可被准确测量的变化。

在结构上以及在装配技术上特别有利的是，信号发送器被接收在接收部中，所述接收部与操纵元件作用连接。接收部可以例如构造成笼件

在本发明的一种改进方案中，信号发送器集成到操纵元件中。例如，信号发送器可以注射成型到操纵元件上并且由操纵元件的一部分挤压包封。这例如作为塑料压铸件以内嵌技术或者外嵌技术实现。

通过将接收部构型为笼件，实现了构件在同时稳定地实施的情况下的重量减小，这尤其在机动车领域中对于节省机动车运行时的燃料和/或电能起重要作用。

根据本发明的一种改进方案，信号发送器的线性运动通过两个止挡件限制，这些止挡件保护以防设备的机械式超载。信号发送器的行驶路径被限制并且由此在行驶挡级选择杆剧烈运动的情况下被加载的构件能够不发生机械式超载。

根据一种替代的实施方式，可以设置的是，信号发送器以弹动(federnd)方式接收在接收部或笼件中。在信号发送器克服弹性的回位力进行移动的情况下，提供了保护以防机械式超载。在不具有这种弹动式接收部的情况下，信号发送器可能会不受制动地朝向止挡件运动，由此不但信号发送器自身而且与之交互作用的构件都机械式地强烈地受负荷，这可能会导致了高的负荷进而导致了直至部件破坏为止的缩短的使用寿命。

根据一种另外的替代的实施方式，设置的是，为了垂直于行驶挡级选择杆倾翻轴线的摆动运动，将信号发送器的接收部圆柱式地构造，其中，圆柱轴线与行驶挡级选择杆摆动运动的摆动轴线重合。用于检测行驶挡级选择杆位置的设备可以这样构造，以使得在选择杆在沿着摆动轴线的车辆纵向方向上摆动运动时可以通过手实现单个的挡位(P，N，R，D)的向上换挡(换到高速档)或者向下换挡(换到低速档)。在沿着倾翻轴线进行倾翻运动的情况下，能够从换挡凹槽功能转换成点动凹槽功能用以对单个挡位进行向上换挡或者向下换挡，或者反之亦然。替代地，也可以设置的是，在相对于车辆而言相反的方向上进行功能切换。

通过将接收部以对称方式构型为圆柱，能够使对称轴线/圆柱轴线与摆动轴线相重合，由此实现更紧凑的结构尺寸并且强烈地简化了设备的装配，这导致在制造时的成本节省。

在本发明的一种改进方案中，设置的是，设有至少一个支承部，用于使行驶挡级选择杆垂直于倾翻轴线进行顺畅地摆动运动。

在结构上和装配技术上特别有利的是，根据一种替代的实施方式，至少一个支承部由接收部的支座构成。通过作为信号发送器用的接收部以及作为支承部这样的双重功能，能够降低设备的制造成本以及总重量。

根据本发明的另一种实施方式，借助于接收部上的弹簧弹性元件，将行驶挡级选择杆从摆动位置引回到用于常规行驶运行的位置中。

所谓的单稳态(monostabile)的行驶挡级选择杆也处于本发明的意义下，所述单稳态的行驶挡级选择杆在(例如由于弹性的回位元件所引起的)偏转之后被引回到单稳态的位置中。

本发明的一个独立的构思涉及到一种具有根据之前所说明的发明的设备的机动车。

本发明的一个另外的独立的构死在于，整个换挡设备能够以180°旋转地装入车辆(尤其右侧驾驶的车辆)中。在此，关于主凹槽或者换挡凹槽与点动凹槽之间的转换功能方面，功能和操作保持不变。

附图说明

本发明的另外的目标、优点、特征和应用可能性根据附图从实施例的以下的说明得出。在此，所有说明的和/或图解地示出的特征自身或者以任意的有意义的组合构成本发明的主题。

附图示出：

图1：以立体视图示出根据本发明的设备的一种可能的实施方式，所述设备具有处于常规位置中的行驶挡级选择杆；

图2：具有处于偏转位置中的行驶挡级选择杆的、根据图1的设备；

图3：以立体视图示出信号发送器的位置；

图4：根据图3的信号发送器的另一位置；

图5：以立体示图示出根据本发明的设备的另一实施例，所述设备具有行驶挡级选择杆；

图6：根据图5的实施方式的详细视图，和

图7：根据一种替代的实施方式的操纵元件的详细视图。

具体实施方式

接下来说明本发明的一个实施例。图1示出根据本发明的用于检测行驶挡级选择杆1的位置的设备的一种可能的实施方式，其中，选择杆1处于常规位置13(即用于常规行驶运行的位置)中。图2示出用于选择杆1的相应的示图，该选择杆1处于偏转位置14中。

行驶挡级选择杆1在未示出的滑槽中被导向并且用于选择不同的行驶挡级。滑槽可以设置不同的行驶挡级的连续布置，并且滑槽具有第二行驶挡级选择凹槽或换挡凹槽(Schaltgasse)。

行驶挡级选择杆1可两重摆动地支承在支承框架中。在选择杆1在车辆横向方向上绕着倾翻轴线7倾翻运动时，能够将变速器的功能从用于对切换挡级(P，N，R，D)进行转换的换挡凹槽功能转换成点动凹槽功能，或者反之，用于通过手将单个挡位进行向上或向下切换。行驶挡级选择杆1在点动凹槽功能中的运动需要在车辆纵向方向上绕着摆动轴线12进行摆动。替代地，也可以设置的是，在相对于车辆而言相应反向的方向上进行功能切换。

为了确定出行驶挡级选择杆1的位置，于是设置至少一个信号发送器2和至少一个信号接收器3。在这里所选定的实施例中，信号发送器2构造成永磁体，并且信号接收器3构造成霍尔传感器，所述霍尔传感器能够对磁体2的磁场进行测量。当然，信号发送器例如也可以构造成电磁体。

磁体2被接收在构造成笼件6的接收部中，所述接收部可在设备10的线性导向装置4中移动地导向。线性导向装置4布置在行驶挡级选择杆1的壳体20中。笼件6与操纵元件5作用连接，所述操纵元件5铰接在行驶挡级选择元件1上。

用于选择行驶挡级的所述行驶挡级选择杆1的运动需要绕着倾翻轴线7或者摆动轴线12摆动。由于布置在笼件6中的磁体2与操纵元件5之间耦合，因此在行驶挡级选择杆1绕着倾翻轴线7倾翻时，磁体2在线性导向装置4中移动。由此改变了磁体2与霍尔传感器3之间的间距。从磁体2出发的磁场与该磁体2一起线性地运动。霍尔传感器3记录了磁场的这种改变，由此可靠且精确地确定出行驶挡级选择杆1的位置。

在磁体2对角磁化的情况下，由于磁体2的北极和南极在平移移动轴线的方向上以成对的方式布置，因此从磁体2出发的磁场在线性移动的方向上要比例如在沿着圆弧运动的情况(正如已知的设备那样)更强。

在行驶挡级选择杆1沿着摆动轴线12运动时，磁体2摆动或实施旋转运动，并且，由于这种运动，因此从磁体2出发的磁场与该磁体2一起摆动。

附加可能的是，不仅发生行驶挡级选择杆1在车辆横向方向上的运动，而且也发生选择杆1绕着摆动轴线12(在这里所选择的例子中是在车辆纵向方向上)的摆动运动。在选择杆1绕着摆动轴线12摆动时，磁体2和从该磁体2出发的磁场沿着圆弧运动。霍尔传感器3也记录这种改变。由此可以准确地确定出行驶挡级选择杆1的位置。

根据本发明，在行驶挡级选择杆1的较复杂的运动中，也可以考虑：该行驶挡级选择杆1不但绕着倾翻轴线7而且绕着摆动轴线12摆动。从磁体2出发的磁场也通过这种运动而改变，并且这种改变被霍尔传感器记录，由此可以明确地确定出行驶挡级选择杆1的位置。

设有至少一个支承部15，用于行驶挡级选择杆1绕着摆动轴线12的顺畅的倾翻运动。优选地，选择杆1构造成具有两个支承部15,16，用于沿着摆动轴线12的运动。至少一个支承部15由笼件6的支座构成。

如从图3和4得出，止挡件8和9设置在设备10的壳体中，这些止挡件保护所述设备以防由于行驶挡级选择杆1的不正确的使用而引起损坏。

此外，可以在笼件6中设有弹簧弹性元件17，该元件17将磁体2可靠地保持，并且也保护了磁体2以防由于行驶挡级选择杆1的太剧烈的或者不正确的运动而引起的机械式超载。

同样地，从图3和4可看到：具有两个U形冲切口的固定件5，这些U形冲切口相对彼此成大约90度地布置。固定件5在装配位置中以向上敞开的U形冲切口通过携动件19与行驶挡级选择杆1作用连接。固定件5的另一U形冲切口与构成倾翻轴线7的螺栓18作用连接。通过这种连接实现了：固定件5将行驶挡级选择杆1的倾翻运动转化成笼件6连同磁体2的线性运动。固定件5可运动地铰接在行驶挡级选择杆1上。

图3示出行驶挡级选择杆1在换挡凹槽功能中用于改变挡位等级的位置。在图4中示出选择杆1在点动凹槽功能中用于将挡位向上和向下切换的位置。

选择杆1绕着倾翻轴线7的运动促成了固定件5绕着该轴线7旋转，从而促成了布置在固定件5上的笼件6在线性导向装置4中线性地运动。由此，磁体2至霍尔传感器3的间距发生改变，由此能够精确地确定出行驶挡级选择杆1的位置。

图5和图6示出本发明的一种替代的实施例。磁体2布置在滑块21上，所述滑块21可在设备10的线性导向装置25中移动地导向。滑块21通过由弹簧24加载的凸轮23铰接在行驶挡级选择杆21上。

用于选择行驶挡级的行驶挡级选择杆1的运动需要该杆1绕着倾翻轴线7倾翻。由于布置在滑块21上的磁体2通过凸轮23与行驶挡级选择杆1之间发生耦合，因此磁体2通过滑块21的线性导向装置25移动。霍尔传感器3记录了磁体2至传感器3的间距变化，并且行驶挡级选择杆1的位置被可靠且精确地确定。

布置在线性导向装置25中的弹簧22和24将滑块21支撑在线性导向装置25的壳体上，并且保护该滑块21以防由于行驶挡级选择杆1的太剧烈的或者不正确的运动所引起的机械式超载。

图7示出一种替代的实施方式，根据该实施方式，信号发送器2集成到操纵元件5中。例如，信号发送器2可以注射成型到操纵元件5上或者由操纵元件5的一部分挤压包封。

附图标记列表

1 行驶挡级选择杆

2 信号发送器

3 信号接收器

4 线性导向装置

5 操纵元件

6 接收部或者笼件

7 倾翻轴线

8 止挡件

9 止挡件

10 设备

11 圆柱轴线

12 摆动轴线

13 常规位置

14 偏转位置

15 支承部

16 支承部

17 弹簧弹性元件

18 螺栓

19 携动件

20 壳体

21 滑块

22 滑块弹簧

23 凸轮

24 凸轮弹簧

25 线性导向装置

Claims (9)

1.一种用于对行驶挡级选择杆(1)的位置进行检测的设备(10)，所述行驶挡级选择杆用于选择机动车的变速器设定状态，所述设备具有：

-至少一个信号发送器(2)，该信号发送器布置在所述行驶挡级选择杆(1)上，和

-至少一个信号接收器(3)，该信号接收器相对于所述信号发送器(2)间隔开地布置，

其中，在不同的可选择的行驶挡级的情况下，所述信号发送器(2)与所述信号接收器(3)之间的相对位置不同，

其中，

在操纵所述行驶挡级选择杆(1)用以从换挡凹槽功能转换成点动凹槽功能或反之的情况下，所述信号发送器(2)基本上仅实施相对于所述信号接收器(3)的平移运动，其中设有操纵元件(5)，用于将所述行驶挡级选择杆(1)的运动传递到所述信号发送器(2)上，所述操纵元件在所述行驶挡级选择杆的倾翻轴线(7)以外作用在所述行驶挡级选择杆(1)上，和所述信号发送器(2)被接收在接收部中，所述接收部能够在线性导向装置(4)中移动，其中，所述接收部(6)与所述操纵元件(5)作用连接，以及为了相对于所述行驶挡级选择杆的倾翻轴线(7)垂直地实现倾翻运动，用于所述信号发送器(2)的所述接收部(6)圆柱形地构造，其中，圆柱轴线(11)与用于所述行驶挡级选择杆(1)倾翻运动的摆动轴线(12)重合。

2.根据权利要求1所述的设备(10)，

其特征在于，

所述信号发送器(2)能够在线性导向装置(4)中移动地受导向。

3.根据以上权利要求中任一项所述的设备(10)，

其特征在于，

所述信号发送器(2)的线性运动被两个止挡件(8，9)限制。

4.根据权利要求1或2所述的设备(10)，

其特征在于，

所述信号发送器(2)以弹动的方式被接收在所述接收部(6)中。

5.根据权利要求1或2所述的设备(10)，

其特征在于，

设有至少一个支承部(15)，用于相对于所述倾翻轴线(7)垂直的、所述行驶挡级选择杆(1)的倾翻运动。

6.根据权利要求5所述的设备(10)，

其特征在于，

所述至少一个支承部(15)通过所述接收部(6)的支座构成。

7.根据权利要求1或2所述的设备(10)，

其特征在于，

所述信号发送器(2)注射成型到所述操纵元件(5)上或者集成到所述操纵元件(5)中。

8.根据权利要求1或2所述的设备(10)，

其特征在于，

所述接收部(6)构型为笼件。

9.一种机动车，其具有根据以上权利要求中任一项所述的设备(10)。

Images