DE102008036107B4

DE102008036107B4 - Device for determining the position of the actuator of a transmission

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Publication number: DE102008036107B4
Application number: DE200810036107
Authority: DE
Original assignee: HARTMANN EXACT GmbH; HARTMANN-EXACT GmbH
Current assignee: HARTMANN EXACT GmbH; HARTMANN-EXACT GmbH
Priority date: 2008-08-02
Filing date: 2008-08-02
Publication date: 2010-05-20
Anticipated expiration: 2028-08-03
Also published as: DE102008036107A1

Abstract

Einrichtung zur Bestimmung der Position des Stellgliedes eines Getriebes, bei der ein Punkt auf dem Stellglied entlang einer Bewegungsbahn bewegbar ist, die mindestens zwei Schaltgassen und eine die Schaltgasse miteinander verbindende Neutralgasse umfasst;
mit
a) mindestens einem magnetischen Bereich, der an einem Punkt des Stellgliedes oder eines die Bewegung des Stellgliedes mitvollziehenden Teils angeordnet ist;
b) einem an einem stationären Teil angeordneten Sensor, der auf das Magnetfeld des magnetischen Bereichs anspricht und ein für die Lage des Stellgliedes repräsentatives Ausgangssignal erzeugt,
wobei
c) mindestens ein erster magnetischer Bereich als länglicher, sich in Richtung der Neutralgasse erstreckender magnetischer Bereich ausgebildet ist, dessen Magnetisierungsrichtung überall dieselbe ist;
d) der Sensor derart ausgebildet ist, dass er auf die Richtung des Magnetfeldes anspricht.
dadurch gekennzeichnet, dass
e) an Stellen des Stellgliedes (4) oder des mit diesem bewegungsverbundenen Teils an den Enden der Schaltgassen (6 bis...A device for determining the position of the actuator of a transmission, wherein a point on the actuator along a movement path is movable, comprising at least two shift gates and the shift gate interconnecting neutral gate;
With
a) at least one magnetic region, which is arranged at a point of the actuator or a part of the movement of the actuator part;
b) a sensor arranged on a stationary part, which responds to the magnetic field of the magnetic area and generates an output signal representative of the position of the actuator,
in which
c) at least one first magnetic region is formed as an elongate magnetic region extending in the direction of the neutral path, the magnetization direction of which is the same everywhere;
d) the sensor is designed such that it responds to the direction of the magnetic field.
characterized in that
e) at points of the actuator (4) or of the part connected to this motion at the ends of the shift gates (6 to ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Bestimmung der Position des Stellgliedes eines Getriebes nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The The invention relates to a device for determining the position the actuator of a transmission according to the preamble of the claim 1.

Es gibt verschieden Gründe, die es wünschenswert erscheinen lassen, den Betriebszustand von Schaltgetrieben von Kraftfahrzeugen ermitteln zu können. U. a. bemühen sich die Automobilhersteller heutzutage stark, die Schadstoffe und den Benzinverbrauch der Antriebsmotoren von Automobilen zu reduzieren. Hierzu werden unter anderem Start-Stopp-Systeme entwickelt, die beim stehenden Fahrzeug, z. B. an einer Ampel, den Motor selbsttätig abstellen und zum Weiterfahren wieder anlassen. Bedingung zum Abstellen ist unter anderem bei einem manuellen Schaltgetriebe, dass kein Gang eingelegt ist. Selbstverständlich werden hier auch weitere Signale verarbeitet, z. B. eines für den Stillstand des Autos, die im vorliegenden Zusammenhang nicht interessant sind. Der Motor springt selbsttätig wieder an, wenn z. B. die Kupplung getreten wird und/oder der Schaltknüppel des Schaltgetriebes aus der Neutralposition in Richtung einer Gangstellung, z. B. zum ersten Gang, bewegt wird.It gives different reasons which it desirable let appear, the operating state of manual transmissions of motor vehicles to be able to determine. U. a. endeavor the car manufacturers are now strong, the pollutants and to reduce the gas mileage of the propulsion engines of automobiles. For this purpose, inter alia, start-stop systems are being developed which when stationary vehicle, z. B. at a traffic light, turn off the engine automatically and start again to continue. Condition to turn off is among other things with a manual transmission, that no gear is inserted. Of course Here are also processed more signals, eg. B. one for the stoppage of Cars that are not interesting in the present context. The engine jumps automatically again, if z. B. the clutch is kicked and / or the gear shift of the Gearbox from the neutral position in the direction of a gear position, z. B. to first gear, is moved.

Zur Realisierung eines derartigen Start-Stopp-Systems wird eine Gangerkennung beim manuellen Schaltgetriebe benötigt. Insbesondere wird ein Signal benötigt, wenn der Schaltknüppel des Getriebes die sog. ”Neutralgasse” verlässt und sich auf einer ”Schaltgasse” in Richtung eines Ganges bewegt oder wenn er eine Schaltgasse verlässt und in die Neutralgasse eintritt. Für einfache Systeme und geringere Anforderungen reicht dieses Signal aus, wobei es nicht erforderlich ist zu erkennen, um welche individuelle momentane Gangposition es sich handelt. Komplexere Systeme benötigen auch Informationen darüber, in welchem speziellen Gang sich das Getriebe befindet oder von/zu welcher Gangposition sich der Schaltknüppel bewegt.to Realization of such a start-stop system is a gear recognition needed for manual transmission. In particular, a Signal needed, when the gear lever the transmission leaves the so-called "neutral lane" and yourself on a "shift gate" in the direction a gear or if he leaves a shift gate and enters the neutral lane. For simple systems and lower requirements will suffice this signal it is not necessary to recognize which individual current gear position is concerned. More complex systems are needed too Information about it, in which particular gear the transmission is or from / to which gear position the gear lever is moving.

Grundsätzlich haben alle Schaltgetriebe für Personenkraftwagen im Wesentlichen die gleiche Bedienlo gik für den Benutzer. Dieser kann in der Leerlaufstellung den Schaltknüppel entlang der oben schon erwähnten Neutralgasse bewegen. Aus dieser Neutralgasse heraus kann er den Schaltknüppel in die einzelnen Schaltgassen bewegen, an deren von der Neutralgasse entfernten Enden sich jeweils eine Gangstellung befindet. In praktisch allen manuellen Getrieben wird das technisch so gelöst, dass der Schaltknüppel eine runde Stange, die sog. Hauptschaltwelle, frei um z. B. plus/minus 20° verdrehen kann. Dies geschieht durch eine Bewegung des Schaltknüppels entlang der Neutralgasse, im allgemeinen von links nach rechts und umgekehrt. Ein Verschieben der Hauptschaltquelle in axialer Richtung entspricht der Vorwärts-Rückwärtsbewegung des Schaltknüppels in eine ausgewählte Schaltgasse hinein, an deren Ende der gewählte Gang eingelegt ist.Basically all manual transmissions for passenger cars essentially the same operating logic for the user. This one can in idle position the gear stick along the top already mentioned Move neutral lane. From this neutral lane he can do the gear lever move into the individual shift lanes, on the one of the neutral lane distant ends are each a gear position. In practical All manual gearboxes are technically solved that way the gear shift lever a round rod, the so-called. Hauptschaltwelle, free to z. B. plus / minus Twist 20 °. This is done by a movement of the gear lever along the neutral lane, generally from left to right and vice versa. A move the main switching source in the axial direction corresponds to the forward-backward movement of the Gear stick in a selected one Schaltgasse inside, at the end of the selected gear is engaged.

Die Schaltgassen werden bei manuellen Schaltgetrieben in der Regel durch eine metallische Kulissenführung gebildet, die den Schaltknüppel selbst oder einen Metallfinger führt, der an der Hauptschaltwelle befestigt ist.The Schaltgassen are usually by manual transmissions through a metallic slotted guide formed the shift stick itself or a metal finger leads, which is attached to the main selector shaft.

Die vorliegende Erfindung befasst sich nicht ausschließlich mit manuell geschalteten Getrieben. Die vorliegend verwen dete Terminologie soll auch automatisch geschaltete Getriebe mit abdecken. Daher wird im Folgenden nicht von der ”Hauptschaltwelle” sondern allgemeiner von einem ”Stellglied” des Getriebes gesprochen. Wenn darüber hinaus nachfolgend von ”Schaltgassen” und ”einer Neutralgasse” die Rede ist, so ist damit eine Bewegung des Stellgliedes des Getriebes gemeint, die bei einem manuell geschalteten Getriebe durch Bewegung des Schaltknüppels entlang der Neutralgasse oder der Schaltgassen hervorgerufen würde.The The present invention is not exclusively concerned with manually connected transmissions. The terminology used here should also cover automatically switched gearbox with. Therefore, will not in the following from the "main shift shaft" but more general of an "actuator" of the transmission spoken. If over it in addition, the following from "shift gates" and "a neutral lane" the speech is, so it is meant a movement of the actuator of the transmission, in a manually shifted transmission by movement of the gear shift along the neutral lane or the shift gates would be caused.

Bei der aus der DE 199 44 203 A1 bekannten Einrichtung wird ein stationärer Sensor verwendet, der verhältnismäßig lang, nämlich länger als der der Neutralgasse entsprechende Bewegungsweg des Stellgliedes ist. Diesem langen Sensor sind auf dem Stellglied selbst mehrere Magnete an denjenigen Positionen zugeordnet, die eingelegten Gängen entsprechen. Der Sensor spricht auf die Stärke des Magnetfeldes an, das je nach Relativposition der zwischen den verschiedenen auf dem Stellglied angeordneten Magnete und dem Sensor variiert.At the time of the DE 199 44 203 A1 known device, a stationary sensor is used, which is relatively long, namely longer than the neutral path corresponding movement path of the actuator. This long sensor are assigned to the actuator itself several magnets at those positions corresponding to inlaid gears. The sensor responds to the strength of the magnetic field, which varies depending on the relative position of the arranged between the various magnets on the actuator and the sensor.

Nachteilig an diesem bekannten Sensor ist zunächst, dass seine Baulänge so gross ist. Meistens ist der Bauraum für einen derart langen Sensor nicht vorhanden, da sich in dem Bereich, in welchem der Sensor auf oder in das Getriebe montiert werden muss, die Lagerung des Schaltknüppels und der Schaltkulisse befindet. Ein weiterer Nachteil dieses Sensors in induktiver Ausführung ist, dass er kritisch auf Metallspäne reagiert. Gerade in Getrieben ist es normal, dass beim Schalten durch ab und zu vorkommende Kolissionen der Zahnräder feine Metallspäne entstehen. Diese lagern sich auf magnetischen Bauteilen ab, beim Gegenstand der DE 199 44 203 A1 also auf dem Sensor und den verschiedenen Magneten des Stellgliedes. Dadurch verändern sich die magnetischen Feldstärken und es besteht die Gefahr von falschen Sensorsignalen.The disadvantage of this known sensor is first that its length is so large. Most of the space for such a long sensor is not present, as in the area in which the sensor must be mounted on or in the transmission, the storage of the gear lever and the shift gate is located. Another disadvantage of this sensor in inductive design is that it reacts critically to metal chips. Especially in transmissions, it is normal that fine metal shavings occur when switching from occasionally occurring emissions of the gears. These are deposited on magnetic components from the object of DE 199 44 203 A1 So on the sensor and the various magnets of the actuator. As a result, the magnetic field strengths change and there is a risk of false sensor signals.

Die DE 199 44 203 A1 beschreibt als alternative Ausführungsform eines Sensors auch ein optisches System. Dieses ist im Öl des Getriebes und mit den typischen Verschmutzungen im Dauergebrauch mehr als empfindlich und kritisch.The DE 199 44 203 A1 describes as an alternative embodiment of a sensor and an optical system. This is more than sensitive and critical in the oil of the transmission and with the typical soiling in continuous use.

In der DE 10 2005 034 865 A1 ist eine Einrichtung zur Bestimmung der Position des Stellgliedes eines Getriebes beschrieben, bei welchem ein Induktionssensor über einen Stößel an einer höhenveränderlichen Nockenbahn anliegt. Alternativ wird mit Hilfe eines Hall-Sensors berührungslos der Abstand zu einer höhenveränderlichen Code-Bahn ermittelt. Die erste Ausführungsform mit schleifendem, körperlichen Kontakt ist jedoch unerwünscht, da sie Verschleiss, Abrieb und andere nachteilige Kräfte mit sich bringt. Bei sechs bis acht Schaltpositionen, wie sie im Allgemeinen erforderlich sind, ist sie sehr toleranzempfindlich, da die Höhenunterschiede zwischen den verschiedenen Schaltpositionen nur gering sind. Bei der zweiten, berührungslosen Variante des Sensors der DE 10 2005 034 865 A1 fällt zwar der Verschleiss weg. Es bleibt jedoch die Schwierigkeit, wie sechs bis acht unterschiedliche Höhenpositionen zuverlässig detektiert werden sollen. Hierzu schweigt sich die DE 10 2005 034 865 A1 aus.In the DE 10 2005 034 865 A1 a device for determining the position of the actuator of a transmission is described, in which an induction sensor rests on a plunger on a variable-height cam track. Alternatively, the distance to a height-variable code path is determined contactlessly with the aid of a Hall sensor. However, the first embodiment with abrasive physical contact is undesirable because it involves wear, abrasion, and other detrimental forces. With six to eight switching positions, as they are generally required, it is very sensitive to tolerances, since the differences in height between the different switching positions are only small. In the second, non-contact variant of the sensor of DE 10 2005 034 865 A1 Although the wear falls away. However, the difficulty remains as to how to reliably detect six to eight different altitude positions. For this is silent the DE 10 2005 034 865 A1 out.

Eine Einrichtung der eingangs genannten Art ist in der WO 97/46815 A1 beschrieben. Auch bei diesem spricht der Hall-Sensor zumindest auch auf die Größe des Magnetfeldes an, sodass die obigen Ausführungen zum Stande der Technik auch hier zutreffen..A device of the type mentioned is in the WO 97/46815 A1 described. Also in this case, the Hall sensor responds at least to the size of the magnetic field, so that the above statements apply to the prior art here as well ..

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Ein richtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche mit einem Sensor, der viel kürzer als die Weglänge der Neutralgasse ist, den kompletten Weg der Neutralgasse zuverlässig erkennen kann.task The present invention is a one-direction of the above called type, which with a sensor that is much shorter than the path length the neutral lane is, the entire way the neutral lane can reliably detect.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.These The object is achieved by the invention defined in claim 1.

Das erfindungsgemäße Sensorprinzip ist sehr empfindlich, viel empfindlicher als ein Mess-System, welches die Stärke des lokalen Magnetfeldes erfasst. Würde man beispielsweise als Sensor ein Standard-Hall-Element einsetzen, das mit einem länglichen Magnetstreifen zusammenarbeitet, würden sich aufgrund der elliptisch den Magnetstreifen umgebenden Magnetfeldlinien unterschiedlich starke Magnetfelder ergeben. Längs des Magnetstreifens würden daher von dem Standard-Hall-Element unterschiedlich starke Felder erfasst. Wenn das Stellglied in eine Position bewegt ist, die einem eingelegten Gang entspricht, dann schwächt sich zwar das an dem Hall-Element messbare Magnetfeld ab, liegt aber immer noch vor. Unter diesen Bedingungen lässt sich die Neutralgasse nicht präzise erkennen.The inventive sensor principle is very sensitive, much more sensitive than a measuring system, which the strenght of the local magnetic field. Would you, for example, as a sensor Insert a standard Hall element with an elongated one Magnetic strip works together, would be due to the elliptical magnetic field lines surrounding the magnetic strip of different strength Magnetic fields result. Along of the magnetic strip therefore different fields from the standard Hall element detected. When the actuator is moved to a position that is one If this corresponds to the engaged gear, then this weakens at the Hall element measurable magnetic field, but is still present. Under these Conditions the neutral lane is not precise detect.

Erst durch die erfindungsgemäße Nutzung der Magnetfeldrichtung und nicht der Magnetfeldstärke gelingt es, das Verschwinden des magnetischen Bereiches, welches der Neutralgasse entspricht, seitlich unter dem Sensor beim Verlassen der Neutralgasse präzise zu erkennen.First by the inventive use of Magnetic field direction and not the magnetic field strength manages to disappear the magnetic field corresponding to the neutral lane, laterally under the sensor when leaving the neutral lane precisely detect.

Im Allgemeinen werden als Richtungs-empfindliche Sensoren Chips verwendet, die eine Brücke aus vier Hall-Elementen enthalten. Diese Brücke ist abgestimmt, wenn sich der magnetisierte Bereich zentrisch unter dem Sensor befindet. Verlagert sich dieser magnetische Bereich seitlich, werden die vier Hall-Elemente der Brücke unsymmet risch beaufschlagt. Dann liegt sofort ein Signal vor, das weitgehend unabhängig von der Stärke des Magnetfeldes ist, da nur die Differenz der Ausgangssignale der vier Hall-Elemente und nicht die Absolutstärke dieser Signale ausgewertet wird.in the Generally, as direction sensitive sensors, chips are used the one bridge out contain four Hall elements. This bridge is tuned when the magnetised area is located centrally under the sensor. relocated This magnetic area laterally, become the four Hall elements the bridge subjected to unsymmetically. Then there is immediately a signal that largely independent of the strength of the magnetic field is because only the difference of the output signals of the four hall elements and not the absolute strength of these signals is evaluated.

Mit dem erfindungsgemäß eingesetzten, magnetfeldrichtungsempfindlichen Sensor ist es ohne weiteres möglich, die jeweilige Position des Stellgliedes eindeutig zu erkennen, da die verschiedenen Magnetisierungsrichtungen in einem Speicher der Elektronik in Zuordnung zu dem jeweiligen Gang bzw. der Neutralgasse abgelegt sein können.With used according to the invention, Magnetfeldrichtungsempfindlichen sensor, it is easily possible, the to clearly recognize each position of the actuator, as the different magnetization directions in a memory of the electronics filed in association with the respective gear or the neutral alley could be.

Vorzugsweise unterscheiden sich die Magnetisierungsrichtungen der verschiedenen magnetischen Bereiche um mindestens 20°, vorzugsweise mindestens 40° voneinander. Auf diese Weise wird Sorge dafür getragen, dass geringe Abweichungen der Magnetfeldrichtungen, die auf unterschiedliche Effekte und Positioniergenauigkeiten der Magnete zurückgehen, von der Elektronik ignoriert werden können.Preferably The magnetization directions of the different ones differ magnetic areas by at least 20 °, preferably at least 40 ° from each other. This will be a concern worn that small deviations of the magnetic field directions, the due to different effects and positioning accuracies of the magnets, can be ignored by the electronics.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die magnetischen Bereiche als körperlich getrennte Magnete ausgebildet. Diese können an einem Befestigungsteil befestigt sein, das seinerseits an dem Stellglied befestigt ist. Es erfolgt also eine Vormontage der körperlich getrennten Magnete an einem gesonderten Befestigungsteil, bevor dieses dann insgesamt an dem Stellglied angebaut wird. Auf diese Weise ist es bequem möglich, die jeweiligen Magnete mit der richtigen Magnetisierungsrichtung an der richtigen Stelle anzubringen.at an advantageous embodiment In the invention, the magnetic domains are physical separate magnets formed. These can be attached to a fastening part be attached, which in turn is attached to the actuator. Thus, a pre-assembly of the physically separated magnets takes place a separate attachment part, before this then total is attached to the actuator. In this way it is conveniently possible to respective magnets with the correct magnetization direction to install the right place.

Hilfreich bei der richtungskorrekten Anordnung körperlich getrennter Magnete ist, wenn das Befestigungsteil mit Aufnahmen für die Magnete versehen ist, die so ausgestaltet sind, dass sie nur die Aufnahme von Magneten mit einer bestimmten Magnetisierungsrichtung gestatten.Helpful in the direction-correct arrangement of physically separate magnets is when the fastening part is provided with receptacles for the magnets, which are designed so that they only accept magnets allow with a certain direction of magnetization.

Alternativ ist es auch möglich, dass mehrere magnetische Bereiche an einem einheitlichen Körper ausgebildet sind. In diesem Falle sind Fehlorientierungen der Magnetfeldrichtungen praktisch von vornherein ausgeschlossen.alternative it is also possible that multiple magnetic areas are formed on a unitary body are. In this case, misorientations of the magnetic field directions practically excluded from the outset.

Im allgemeinen sind die Gehäuse von Getrieben aus nicht magnetischem Material, insbesondere aus Aluminium, hergestellt. In diesem Falle ist es von besonderem Vorteil, den Sensor außerhalb des Getriebegehäuses anzubringen, wo er nicht den heißen agressiven Ölen ausgesetzt ist. Der Sensor ist in der Lage, die jeweiligen Magnetfeldrichtungen durch die Getriebegehäusewand hindurch zu sensieren.In general, the housings of transmissions are of non-magnetic material, in particular made of aluminum. In this case, it is particularly advantageous to mount the sensor outside of the gear housing, where it is not exposed to the hot aggressive oils. The sensor is able to sense the respective magnetic field directions through the transmission housing wall.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigenOne embodiment The invention will be explained in more detail with reference to the drawing; it demonstrate

1 in Draufsicht schematisch die Führungskulisse für den Schaltknüppel eines herkömmlichen PKW-Getriebes mit fünf Vorwärts- und einem Rückwärtsgang; 1 schematically in plan view the guide slot for the gear lever of a conventional car transmission with five forward and one reverse;

2 die Draufsicht auf den Sensorbereich der Hauptschaltwelle des Getriebes mit einer Mehrzahl von an dieser befestigten Magneten; 2 the top view of the sensor portion of the main selector shaft of the transmission with a plurality of attached to this magnet;

3 einen Schnitt durch die Hauptschaltwelle der 2 gemäß der dortigen, abgewinkelten Linie II-II. 3 a section through the main selector shaft of 2 according to the local, angled line II-II.

Zunächst wird auf 1 Bezug genommen. Hier ist die metallische Kulissenführung 1 eines PKW-Getriebes dargestellt, welches in der bekannten Weise fünf Vorwärts- und einen Rückwärtsgang besitzt. Die Führungskulisse 1 wird von einem Schaltknüppel 2 durchsetzt, der in 1 durch einen Kreis symbolisiert ist. Der Schaltknüppel 2 kann in 1 in horizontaler Richtung nach rechts oder links in einer Neutralgasse bewegt werden, welche das Bezugszeichen 3 trägt. Eine derartige Bewegung des Schaltknüppels 2 wird in bekannter Weise in eine Verdrehung der Hauptschaltwelle 4 des Getriebes umgesetzt, die in 2 bereichsweise dargestellt ist. Diese Drehung wird in 1 durch den Pfeil 5 symbolisiert.First, it will open 1 Referenced. Here is the metallic slotted guide 1 a car transmission shown, which has five forward and one reverse gear in the known manner. The guiding scenery 1 is from a gear shift 2 interspersed in the 1 symbolized by a circle. The gear stick 2 can in 1 be moved in a horizontal direction to the right or left in a neutral lane, which is the reference numeral 3 wearing. Such a movement of the gear lever 2 is in a known manner in a rotation of the main switching shaft 4 implemented in the transmission, in 2 is shown in some areas. This rotation is in 1 through the arrow 5 symbolizes.

Von der Neutralgasse 3 zweigen in rechtem Winkel Schaltgassen 6 bis 10 für die Vorwärtsgänge und eine Schaltgasse 11 für den Rückwärtsgang ab. Jeweils am Ende dieser Schaltgassen 6 bis 11 befindet sich der Schaltknüppel 2, wenn der entsprechende Gang eingelegt ist. Bei einer Bewegung des Schaltknüppels 2 in einer der Schaltgassen 6 bis 11 erfolgt eine axiale Verschiebung der Hauptschaltwelle 4.From the neutral lane 3 shift gates at right angles 6 to 10 for the forward gears and a shift gate 11 for the reverse gear. At the end of each shift lane 6 to 11 is the gear shift lever 2 when the gear is engaged. During a movement of the gear lever 2 in one of the shift lanes 6 to 11 there is an axial displacement of the main selector shaft 4 ,

2 zeigt einen Bereich der Hauptschaltwelle 4, in welchem auf dieser ein Befestigungsteil 12 aus Kunststoff befestigt ist, derart, dass sich das Befestigungsteil 12 mit der Hauptschaltwelle 4 verdreht oder axial verschiebt. An diesem Befestigungsteil 12 wiederum sind insgesamt sieben Magnete 13 bis 19 in einem Muster angebracht, welches der Bewegungsbahn entspricht, die in 1 zu ersehen ist, jedoch aufgebracht auf einer Zylindermantelfläche. 2 shows a portion of the main shift shaft 4 , in which on this a fastening part 12 made of plastic, such that the fastening part 12 with the main selector shaft 4 twisted or axially displaced. At this attachment part 12 In turn, there are seven magnets in total 13 to 19 mounted in a pattern corresponding to the trajectory in 1 can be seen, but applied to a cylinder surface.

Der Magnet 13, welcher der Neutralgasse 3 von 1 entspricht, ist als länglicher Magnetstreifen ausgebildet, dessen Magnetisierungsrichtung überall dieselbe ist, im dargestellten Beispiel der Längsrichtung des Magnetstreifens 13 folgt. Die Magnete 14 bis 19 dagegen befinden sich an solchen Positionen, die den Stellungen des Schaltknüppels 2 in einem der Gänge entsprechen, und sind als Einzelmagnete mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildet. Sie besitzen Magnetisierungsrichtungen, die sich alle untereinander und von derjenigen des Magnetfeldstreifens 13 um mindestens 40° unterscheiden.The magnet 13 , which is the neutral lane 3 from 1 is formed as an elongated magnetic strip whose magnetization direction is the same everywhere, in the illustrated example, the longitudinal direction of the magnetic strip 13 follows. The magnets 14 to 19 on the other hand, there are those positions that correspond to the positions of the gear shift lever 2 correspond in one of the gears, and are formed as individual magnets with a circular cross-section. They have magnetization directions which are all among themselves and from that of the magnetic field strip 13 differ by at least 40 °.

Die Länge des Magnetstreifens 13 entspricht der Länge der Neutralgasse 3 von 1.The length of the magnetic strip 13 corresponds to the length of the neutral lane 3 from 1 ,

Für die weitere Beschreibung sei angenommen, dass sich die Hauptschaltwelle 4 in 2 in derjenigen Neutralposition befindet, die auch in 1 dargestellt ist, d. h. der Schaltknüppel 2 befindet sich innerhalb der Neutralgasse 3 und zwar in deren Mitte. In dieser Position ist über dem Befestigungsteil 12 und zentrisch über dem Magnetstreifen 13 ein Sensor 20 angeordnet. Der Sensor 20 wird, wie 3 deutlich macht, von einer Platine 21 getragen, die ihrerseits an einem nicht dargestellten stationären Teil, beispielsweise dem Getriebegehäuse, befestigt ist.For the further description, it is assumed that the main shift shaft 4 in 2 in the neutral position, which is also in 1 is shown, ie the gear shift lever 2 is located within the neutral lane 3 in the middle. In this position is above the mounting part 12 and centric over the magnetic stripe 13 a sensor 20 arranged. The sensor 20 will, how 3 makes it clear from a circuit board 21 supported, which in turn is attached to a stationary part, not shown, for example, the transmission housing.

Der Sensor 20 enthält vier Hall-Elemente in einer Brücke, aus deren Ausgangssignale ein in dem Sensor 20 integrierter Rechner ein Winkelsignal ermitteln kann. Derartige Sensoren 20 sind als Chip im Handel erhältlich. Somit erkennt der Sensor 20, in welcher Richtung das Magnetfeld unter ihm verläuft.The sensor 20 contains four Hall elements in a bridge, from whose output signals a in the sensor 20 integrated calculator can determine an angle signal. Such sensors 20 are commercially available as a chip. Thus, the sensor detects 20 in which direction the magnetic field passes under it.

Die oben beschriebene Positionserkennungseinrichtung funktioniert wie folgt:
Befindet sich der Magnetstreifen 13, welcher der Neutralgasse 3 entspricht, mit seiner kleineren Abmessung mittig unter dem Sensor 20, so zeigt dieser bei allen Bewegungen des Steuerknüppels 2 innerhalb der Neutralgasse 3 (entspricht Pfeil 22 in 2) immer dasselbe konstante Signal an, da überall im Bereich des Magnetstreifens 13 die Richtung des Magnetfeldes identisch, nämlich in 2 horizontal, ist. Auf die Stärke des Magnetfeldes kommt es dabei nicht an.The above-described position detecting device works as follows:
Is the magnetic strip 13 , which is the neutral lane 3 corresponds with its smaller dimension centered under the sensor 20 , so this shows all movements of the joystick 2 within the neutral lane 3 (corresponds to arrow 22 in 2 ) always the same constant signal, as everywhere in the area of the magnetic strip 13 the direction of the magnetic field is identical, namely in 2 horizontal, is. The strength of the magnetic field is not important.

Wird nunmehr jedoch die Hauptschaltschwelle 4 mit dem Befestigungsteil 12 in Richtung des Pfeiles 23 von 2 in axialer Richtung verschoben, so ändert sich die Richtung des von dem Sensor 20 wahrgenommenen Magnetfeldes. Dies geschieht bereits, wenn sich die Längsmittellinie des Magnetstreifens 13 nicht mehr zentrisch unterhalb des Sensors 20 befindet und noch bevor der Sensor 20 merklich in das Magnetfeld eines anderen Magneten 14 bis 19 eintritt.Now, however, the main switching threshold 4 with the fastening part 12 in the direction of the arrow 23 from 2 shifted in the axial direction, the direction of the sensor changes 20 perceived magnetic field. This already happens when the longitudinal centerline of the magnetic stripe 13 no longer centric below the sensor 20 located and even before the sensor 20 noticeable in the magnetic field of another magnet 14 to 19 entry.

Bei weiterer axialer Bewegung der Hauptschaltwelle 4, entsprechend der Bewegung des Schaltknüppels 2 in Richtung auf eine Endposition in einer der Schaltgassen 6 bis 11 (entsprechend Pfeil 24 in 1) gerät einer der Einzelmagneten 14 bis 19 zunehmend unter den Sensor 20. Dieser erkennt die Magnetfeldrichtung des fraglichen Einzelmagneten 14 bis 19 und liefert ein entsprechendes Signal an die Auswertelektronik. Diese identifiziert die jeweilige Position des Schaltknüppels 2 und damit den gerade eingelegten Gang.Upon further axial movement of the main selector shaft 4 , according to the movement of the gear lever 2 towards an end position in one of the shift lanes 6 to 11 (according to arrow 24 in 1 ) gets one of the individual magnets 14 to 19 increasingly under the sensor 20 , This detects the magnetic field direction of the individual magnet in question 14 to 19 and supplies a corresponding signal to the evaluation electronics. This identifies the respective position of the gear lever 2 and thus the currently engaged gear.

Das beschriebene Sensorprinzip ist sehr unempfindlich gegen metallische Späne. Derartige Späne können sich zwar auf jedem der Magnete 13 bis 19 anlagern. Jedoch richten sie sich selbst immer in Richtung der Magnetisierung dieser Magnete 13 bis 19 aus und beeinflussen somit die Richtung des Magnetfeldes nicht. Das Ausgangssignals des Sensors 20, welches ausschließlich Magnetfeldrichtungs-abhängig ist, bleibt davon unbeeinflusst. Auch leichte Veränderungen der Magnetfeldrichtung, z. B. um zwei oder drei Grad, sind unkritisch, da die Magnetfeldrichtungen der einzelnen Magnete 13 bis 19 jeweils um einen vergleichsweise großen Betrag, im dargestellten Ausführungsbeispiel um jeweils 40°, voneinander differieren. Veränderungen von wenigen Grad der Magnetfeldrichtung können durch geeignete Ausgestaltung des Sensors 20 oder der diesem zugeordneten Auswertelektronik des PKW's negiert werden.The sensor principle described is very insensitive to metallic chips. Such chips can indeed on each of the magnets 13 to 19 attach. However, they always direct themselves towards the magnetization of these magnets 13 to 19 and thus do not affect the direction of the magnetic field. The output signal of the sensor 20 , which is solely magnetic field direction-dependent, remains unaffected. Even slight changes in the magnetic field direction, z. B. by two or three degrees, are not critical, since the magnetic field directions of the individual magnets 13 to 19 each differ by a comparatively large amount, in the illustrated embodiment by 40 °, from each other. Changes of a few degrees of the magnetic field direction can be achieved by suitable design of the sensor 20 or the associated evaluation electronics of the car are negated.

Selbstverständlich kann dieses Sensorprinzip in weiten Grenzen variiert werden:
So ist es unerheblich, wie viele Gänge ein Getriebe hat oder wieviel Gänge erkannt werden sollen. Es lassen sich zwischen einer alleinigen Erfassung der Neutralgasse (”null Gänge”) und acht oder mehr Gängen alle Schaltpositionen erfassen, sofern nur die Anzahl, Position und Magnetisierungsrichtungen der verschiedenen Magnete zweckdienlich gewählt werden.Of course, this sensor principle can be varied within wide limits:
So it does not matter how many gears a transmission has or how many gears should be detected. It can be detected between a sole detection of the neutral ("zero gears") and eight or more gears all switching positions, if only the number, position and magnetization directions of the various magnets are expediently selected.

Zur leichteren und vor allem fehlerfreien Montage der Magnete mit unterschiedlichen Magnetisierungsrichtunen können diese unterschiedliche Außenkonturen haben. Sie können beispielsweise viereckig, fünfeckig, sechseckig usw. gestaltet werden, wobei dann im Befestigungsteil 12 entsprechend geformte Aufnahmen sind, in welche nur die richtigen Magnete in der richtigen Orientierung passen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind allerdings alle sechs Einzelmagnete 14 bis 19 im Querschnitt kreisförmig; hier könnten daher bei der Montage und Ausrichtung der Feldlinien Fehler passieren.For easier and, above all, error-free mounting of the magnets with different magnetization directions, these can have different outer contours. They can be designed, for example, quadrangular, pentagonal, hexagonal, etc., in which case in the fastening part 12 correspondingly shaped shots are in which only the right magnets fit in the correct orientation. In the illustrated embodiment, however, all six individual magnets 14 to 19 circular in cross-section; Therefore errors could occur during assembly and alignment of the field lines.

Statt mehrerer körperlich getrennter Magnete 13 bis 19 kann auch ein großer einstückiger Körper verwendet werden, der das gesamte zu detektierende Feld abdeckt und der lokal unterschiedlich magnetisierte Bereiche aufweist. Ein derartiger Körper könnte z. B. ein Kunststoff gebundener spritzbarer Magnet sein, der auch das Befestigungsteil 12 entbehrlich machen würde.Instead of several physically separate magnets 13 to 19 It is also possible to use a large one-piece body which covers the entire field to be detected and which has locally magnetized regions. Such a body could z. B. be a plastic bound sprayable magnet, which is also the attachment part 12 would make dispensable.

Die Neutralgasse 3 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel horizontal; sie kann auch anders, beispielsweise vertikal oder schräg liegen. Es müssen nur die Magnete analog den Schaltgassen angeordnet werden.The neutral lane 3 is horizontal in the illustrated embodiment; It can also be different, for example vertically or diagonally. Only the magnets have to be arranged analogously to the shift gates.

Claims

A device for determining the position of the actuator of a transmission, wherein a point on the actuator along a movement path is movable, comprising at least two shift gates and the shift gate interconnecting neutral gate; with: (a) at least one magnetic region disposed at a point of the actuator or a part that tracks the movement of the actuator; b) a sensor arranged on a stationary part which responds to the magnetic field of the magnetic area and generates an output signal representative of the position of the actuator, wherein c) at least one first magnetic area is formed as an elongate magnetic area extending in the direction of the neutral gate whose magnetization direction is the same everywhere; d) the sensor is designed such that it responds to the direction of the magnetic field. characterized in that e) at positions of the actuator ( 4 ) or of the part connected to this movement at the ends of the shift lanes ( 6 to 11 ), which correspond to an engaged gear, in each case an additional magnetic region ( 14 to 19 ), wherein the direction of magnetization is within each additional magnetic region ( 14 to 19 ) is the same everywhere and different from the magnetization directions of all other magnetic domains ( 13 to 19 ) is different.

Device according to claim 1, characterized in that the magnetization directions of the different magnetic regions ( 13 to 19 ) differ by at least 20 ° from each other.

Device according to claim 2, characterized in that the magnetization directions of the different magnetic regions ( 13 to 19 ) differ by at least 40 ° from each other.

Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the magnetic regions as physically separate magnets ( 13 to 19 ) are formed.

Device according to claim 4, characterized in that the physically separate magnets ( 13 to 19 ) on a fastening part ( 12 ), which in turn is attached to the actuator ( 4 ) is attached.

Device according to claim 5, characterized in that the fastening part ( 12 ) with recordings for the physically separate magnets ( 13 to 19 ), which are designed so that they are only the inclusion of magnets ( 13 to 19 ) with a certain direction of magnetization.

Device according to one of claims 1 to 3, characterized that a plurality of magnetic regions are formed on a unitary body.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor ( 20 ) is arranged outside the housing of the transmission.