DE102008050963A1

DE102008050963A1 - Switching device, particularly switching gear for motor vehicle, has sensor unit for detecting switching position of switching device, where multiple switching elements move between neutral position and activating position

Info

Publication number: DE102008050963A1
Application number: DE200810050963
Authority: DE
Inventors: Hans-Jürgen Dipl.-Ing. Neubauer; Wolfgang Dipl.-Ing. Novak; Martin Dipl.-Ing. Schetter
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2008-10-09
Filing date: 2008-10-09
Publication date: 2010-04-15

Abstract

The switching device (10) has a sensor unit (28) for detecting a switching position of the switching device. Multiple switching elements move between a neutral position and an activating position. A mounting element (18) is provided, which is placed in a neutral position, when the switching elements are placed in the respective neutral positions.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung, insbesondere ein Schaltgetriebe für einen Kraftwagen nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The The invention relates to a switching device, in particular a manual transmission for a motor vehicle according to the preamble of claim 1.

Solche Schaltgetriebe sind allgemein bekannt. Bei Handschaltgetrieben wird dabei die Einstellung eines Schalthebels über Schaltelemente in Form von Schaltstangen, Schaltschienen oder Schiebemuffen und nachgelagerte Schaltgabeln auf das Getriebe übertragen. Eine Sensoreinrichtung zum Detektieren einer Schaltstellung einer solchen Schaltvorrichtung ist insbesondere dann nötig, wenn ein Fahrzeug mit einem derartigen Schaltgetriebe mit einem Start-Stop-System versehen werden soll. Ein solches Start-Stop-System dient dazu, den Motor beim Stillstand des Fahrzeuges, beispielsweise an Ampeln automatisch zu deaktivieren und bei einer Fahranforderung durch den Fahrer, beispielsweise Betätigung des Fahrpedals oder Einlegen eines Ganges, wieder zu aktivieren. Beim Wiederaktivieren des Motors durch das Start-Stop-System muss sichergestellt sein, dass der Motor nur dann gestartet werden kann, wenn sich das Getriebe des Fahrzeugs in Neutralstellung befindet oder der Fahrer die Kupplung des Fahrzeugs betätigt. Ansonsten könnte das Fahrzeug unkontrolliert und sprunghaft anfahren, was ein Unfallrisiko birgt.Such Manual transmissions are well known. For manual transmissions is while the setting of a shift lever via switching elements in the form of shift rails, shift rails or sliding sleeves and transmitted downstream forks on the transmission. A sensor device for detecting a switching position of a Such a switching device is particularly necessary then if a vehicle with such a transmission with a Start-stop system should be provided. Such a start-stop system serves to stop the engine when the vehicle is stopped, for example to turn off at traffic lights automatically and when driving by the driver, for example, pressing the accelerator pedal or engaging a gear, re-enable. When reactivating of the engine through the start-stop system must be ensured that the engine can only be started when the transmission the vehicle is in neutral position or the driver is the clutch of Vehicle actuated. Otherwise, the vehicle could approach uncontrolled and jump, which carries an accident risk.

Sensoreinrichtungen für Schaltgetriebe der genannten Art sind bislang nur für sogenannte Einstangen-Schaltungen bekannt. Die Stellung des Schaltgetriebes kann dabei einfach direkt an der zentralen Schaltstange des Einstangen-Schaltgetriebes abgenommen werden. Eine derartige Schaltvorrichtung mit einer Sensoreinrichtung ist beispielsweise in der DE 10 2005 004 489 A1 offenbart.Sensor devices for manual transmission of the type mentioned are so far known only for so-called single-pole circuits. The position of the gearbox can be easily removed directly on the central shift rod of the single-speed gearbox. Such a switching device with a sensor device is for example in the DE 10 2005 004 489 A1 disclosed.

Die bekannten Sensoreinrichtungen für Schaltgetriebe sind jedoch nicht auf sogenannte Mehrstangenschaltungen übertragbar. Solche Mehrstangenschaltungen werden üblicherweise in Nutzfahrzeuggetrieben verwendet. Da die Übertragung einer Schalthebelstellung zum Getriebe nicht mehr über eine einzige zentrale Schaltstange, sondern über eine Mehrzahl von Schaltelementen erfolgt, ist keine zentrale Detektion einer Schaltstellung und insbesondere einer Neutralstellung des Getriebes mehr möglich.The However, known sensor devices for manual transmission are not transferable to so-called multi-bar circuits. Such multi-bar circuits are commonly used in commercial vehicle transmissions used. Since the transmission of a shift lever position to the transmission no longer via a single central shift rod, but takes place via a plurality of switching elements, is not a central detection of a switch position and in particular a neutral position of the transmission more possible.

Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltvorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine Detektion einer Schaltstellung und insbesondere einer Neutralstellung auch bei Mehrstangengetrieben ermöglicht wird.It is therefore an object of the present invention, a switching device of the aforementioned type such that a Detection of a switching position and in particular a neutral position also possible with multi-bar transmissions.

Diese Aufgabe wird durch eine Schaltvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.These Task is achieved by a switching device with the features of Patent claim 1 solved.

Eine solche Schaltvorrichtung, insbesondere ein Schaltgetriebe für einen Kraftwagen, umfasst eine Sensoreinrichtung zum Detektieren einer Schaltstellung der Schaltvorrichtung. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Schaltvorrichtung mehrere, jeweils zwischen einer Neutralstellung und einer Aktivstellung bewegbare Schaltelemente umfasst. Hierbei kann es sich um die Schaltstangen des Mehrstangengetriebes, um Schaltschienen oder Schiebemuffen oder dergleichen handeln.A Such switching device, in particular a manual transmission for a motor vehicle, includes a sensor device for detecting a switching position of the switching device. According to the invention provided that the switching device several, each between a neutral position and an active position movable switching elements includes. These may be the shift rails of the multi-bar transmission, to act switching rails or sliding sleeves or the like.

Mit den Schaltelementen steht ein Summierelement in Verbindung, welches dazu ausgelegt ist, die Sensoreinrichtung zu schalten. Das Summierelement befindet sich dabei in einer Neutralposition, wenn genau alle Schaltelemente sich in ihrer jeweiligen Neutralstellung befinden. Wenn wenigstens eines der Schaltelemente sich in einer Aktivstellung befindet, also ein Gang eingelegt ist, wird das Summierelement von seiner Neutralposition in eine Aktivposition verbracht.With the switching elements is a summing element in connection, which is designed to switch the sensor device. The summing element is in a neutral position, if exactly all switching elements are in their respective neutral position. If at least one of the switching elements is in an active position, ie a gear is engaged, the summing element is from its neutral position spent in an active position.

Die Sensoreinrichtung detektiert somit die Schaltstellung der Schaltvorrichtung mittelbar über das Summierelement, wobei lediglich zwischen zwei Stellungen, nämlich der Neutralstellung des Getriebes, in welcher kein Gang eingelegt ist, und einer Aktivstellung des Getriebes, in welcher ein beliebiger Gang eingelegt ist, unterschieden wird.The Sensor device thus detects the switching position of the switching device indirectly via the summing element, with only between two positions, namely the neutral position of the transmission, in which no gear is engaged, and an active position of Getriebes, in which any gear is engaged, distinguished becomes.

Eine erfindungsgemäße Schaltvorrichtung ermöglicht somit auf einfachste, kostengünstig und bauraumsparend zu implementierende Weise, eine Neutralstellung eines Schaltgetriebes, welches sich mehrerer Schaltelemente bedient, zu erkennen. Damit wird der Einsatz von Start-Stop-Systemen auch im Nutzfahrzeugbereich ermöglicht, wodurch Kraftstoff und somit Betriebskosten eingespart werden können.A Switching device according to the invention allows thus simplest, cost-effective and space-saving to be implemented manner, a neutral position of a gearbox, which uses several switching elements to recognize. In order to the use of start-stop systems is also in the commercial vehicle sector allowing fuel and thus operating costs can be saved.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind an den Schaltelementen jeweilige Koppelungsmittel vorgesehen, welche mit einem komplementären Koppelungsmittel des Summierelementes in Eingriff bringbar sind. Bewegungen der Schaltelemente können so durch mechanische Koppelung direkt auf das Summierelement und somit mittelbar auf die Sensoreinrichtung übertragen werden. Dabei ist zu beachten, dass die Koppelung jeweils lösbar ist, so dass die Bewegung eines Schaltelementes lediglich in eine Bewegung des Summierelementes umgesetzt wird, ohne dass durch die weiteren Koppelungsmittel zu den anderen Schaltelementen eine Bewegung der anderen Schaltelemente induziert wird. Ein derartig einfach ausgeprägtes mechanisches System ermöglicht einen äußerst fehler- und wartungsarmen Betrieb der Schaltvorrichtung.In a preferred embodiment are on the switching elements provided respective coupling means, which with a complementary coupling agent of the summing element can be brought into engagement. Movements of the switching elements can do so by mechanical coupling directly to the summing element and thus indirectly transferred to the sensor device become. It should be noted that the coupling in each case solvable is, so that the movement of a switching element only in one Movement of the summation element is implemented without being affected by the further coupling means to the other switching elements movement the other switching elements is induced. Such a simple pronounced mechanical system allows an extremely Low-error and low-maintenance operation of the switching device.

Besonders bevorzugt sind die Koppelungsmittel dabei so ausgelegt, dass über die Koppelungsmittel eine translatorische Bewegung wenigstens eines Schaltelementes in eine rotatorische Bewegung des Summierelementes um eine zugeordnete Rotationsachse umwandelbar ist. Bevorzugt läuft dabei eine Fläche des Summierelementes auf einer Gegenlauffläche des Schaltelementes, welche eine Rampengeometrie aufweist. Durch eine translatorische Bewegung des Schaltelementes wird das Summierelement über die Rampe geführt und damit bezüglich des Schaltelementes angehoben. An einem zu diesem Berührpunkt zwischen Summierelement und Schaltelement beabstandeten Bereich des Summierelementes ist dann weiterhin eine Rotationsachse angebracht, so dass das Anheben dieses Bereiches des Summierelementes zu einer Rotation um diese Achse führt. Die daraus resultierende Höhenverlagerung eines Endbereiches des Summierelementes ist mit einfachen Mitteln durch die Sensoreinrichtung detektierbar, so dass eine einfache und zuverlässige Detektion der Schaltzustände der Schaltvorrichtung ermöglicht ist.Especially Preferably, the coupling means are designed so that over the coupling means a translational movement of at least one Switching element in a rotational movement of the summation is convertible to an associated axis of rotation. Preferably runs while a surface of the summing on a mating surface the switching element having a ramp geometry. By a translational movement of the switching element is the summation over led the ramp and thus with respect to the switching element raised. At one to this point of contact between summing and Switching element spaced area of the summing is then furthermore attached a rotation axis, so that lifting this Area of the summing to a rotation about this axis leads. The resulting height shift an end portion of the summing element is by simple means detectable by the sensor device, so that a simple and reliable detection of the switching states the switching device is enabled.

Die Sensoreinrichtung ist dabei bevorzugterweise mit einem elektromechanischen, elektronischen oder optischen Sensor zum Erkennen einer Position der Summiereinrichtung ausgelegt. Solche Sensoren sind robust und problemlos unter den an einer Schaltvorrichtung herrschenden Bedingungen einsetzbar.The Sensor device is preferably provided with an electromechanical, electronic or optical sensor for detecting a position the summing designed. Such sensors are robust and can be used without problems under the conditions prevailing at a switching device.

Die Schaltvorrichtung ist in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weiterhin als Mehrstangenschaltgetriebe für einen Kraftwagen ausgebildet. Dies ist der häufigste Typ von Schaltgetrieben mit mehreren Schaltelementen, so dass die Erfindung in dieser Ausführungsform breite Anwendung finden kann.The Switching device is in a preferred embodiment the invention also as a multi-pole transmission for a motor vehicle trained. This is the most common type of manual transmissions with multiple switching elements, so that the invention in this embodiment can find wide application.

Die Erfindung betrifft schließlich noch einen Kraftwagen mit einer Schaltvorrichtung der geschilderten Art.The Finally, the invention also relates to a motor vehicle a switching device of the kind described.

Im Folgenden soll anhand der Zeichnung die Erfindung und ihre Ausführungsformen näher erläutert werden. Hierbei zeigen:in the Below is the invention and its embodiments with reference to the drawing be explained in more detail. Hereby show:

1 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Schaltvorrichtung mit einem Summierelement, 1 a perspective view of an embodiment of a switching device with a summing,

2 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung mit Summierelement und Sensoreinrichtung in Neutralstellung, und 2 a perspective view of an embodiment of a switching device according to the invention with summing and sensor device in neutral position, and

3 die in 2 gezeigte Schaltvorrichtung mit einem in Aktivposition befindlichen Summierelement. 3 in the 2 shown switching device with a summing element located in the active position.

Die in 1 gezeigte im Ganzen mit 10 bezeichnete Schaltvorrichtung ist als Mehrstangenschaltgetriebe für eine Handschaltung eines Kraftwagens ausgebildet. Sie umfasst vier Schaltstangen 12, über welche Schaltstellungen eines nicht gezeigten Schalthebels auf ein Getriebe des Kraftwagens übertragen werden können. An einem die Schaltstangen 12 umschließenden Bügel 14 ist über Winkelelemente 16 ein U-förmig ausgebildetes Summierelement 18 um eine Achse 20 schwenkbar angelenkt. In jeder Schaltstange 12 ist eine Mulde 22 ausgebildet, welche in der gezeigten Neutralstellung aller Schaltstangen 12 das Summierelement 18 aufnimmt. Bei einem Schaltvorgang werden die Schaltstangen in Richtung des Pfeiles 24 verschoben, wodurch sich die Relativposition einer Schaltstange 12 zum Summierelement 18 ändert. Dieses gleitet die Rampenfläche 26 der Mulde 22 entlang und wird dadurch angehoben und um die Schwenkachse 20 geschwenkt.In the 1 shown in whole 10 designated switching device is designed as a multi-pole transmission for a manual transmission of a motor vehicle. It includes four shift rails 12 , via which switching positions of a shift lever, not shown, can be transmitted to a transmission of the motor vehicle. At one the shift rails 12 enclosing straps 14 is about angle elements 16 a U-shaped summing element 18 around an axis 20 hinged pivotally. In every shift rod 12 is a hollow 22 formed, which in the neutral position shown all shift rails 12 the summing element 18 receives. During a switching operation, the shift rails are in the direction of the arrow 24 shifted, causing the relative position of a shift rod 12 to the summation element 18 changes. This slides the ramp surface 26 the hollow 22 along and is thereby lifted and about the pivot axis 20 pivoted.

2 zeigt eine Detailansicht der Schaltvorrichtung 10, wobei zusätzlich zu den in 1 gezeigten Elementen eine Sensoreinrichtung 28 zu erkennen ist. Diese weist einen mechanischen Schalter 30 auf, welcher in Anlage an einer oberen Fläche 32 der Summiereinrichtung 18 kommt. 2 zeigt die Schaltvorrichtung 10 ebenfalls mit allen Schaltstangen 12 in ihrer Neutralstellung. Hier ist zu erkennen, dass an einer unteren Fläche 34 des Summierelementes 18 ein Steg 36 ausgebildet ist, welcher in die Mulde 22 der Schaltstangen 12 eingreift. 2 shows a detailed view of the switching device 10 , in addition to the in 1 shown elements a sensor device 28 can be seen. This has a mechanical switch 30 which is in contact with an upper surface 32 the summing device 18 comes. 2 shows the switching device 10 also with all shift rails 12 in their neutral position. Here you can see that on a lower surface 34 of the summation element 18 a footbridge 36 is formed, which in the trough 22 the shift rails 12 intervenes.

Wird nun, wie in 3 gezeigt, ein Gang der Schaltvorrichtung 10 eingelegt, also eine Schaltstange 12' in Richtung des Pfeiles 24 bewegt, so gleitet der Steg 36 des Summierelementes 18 entlang der Rampenflächen 26 der Mulde 22, wodurch das Summierelement 18 in Richtung des Pfeiles 38 um die Schwenkachse 20 rotiert wird. Der vordere Bereich 40 des Summierelementes 18 wird dadurch angehoben und bewegt den Schalter 30 der Sensoreinrichtung 28 in Richtung des Pfeiles 42 nach oben. Im Kopfteil 44 der Sensoreinrichtung 28 wird diese Bewegung des Schalters 30 in ein elektrisches Signal umgesetzt, welches an eine Fahrzeugsteuerungseinrichtung weitergeleitet werden kann. Im gezeigten Zustand erkennt die Fahrzeugsteuerungseinrichtung somit, dass in der Schaltvorrichtung 10 ein Gang eingelegt ist. Soll im Rahmen eines Start-Stop-Betriebes des Fahrzeuges bei einem Ampelstop der Motor automatisch ausgeschaltet und bei einem Anfahrwunsch des Fahrers wieder angeschaltet werden, so muss die Fahrzeugsteuereinrichtung prüfen, ob entweder die Schaltvorrichtung wie in 1 und 2 in Neutralstellung steht, oder, wenn wie in 3 die Schaltvorrichtung in einer aktiven Stellung steht, also ein Gang eingelegt ist, die Kupplung des Fahrzeuges getreten ist. Anderenfalls darf kein Motorstart erfolgen, da das Fahrzeug sonst unkontrolliert anfahren würde. Dies wird durch die gezeigte Schaltvorrichtung 10 in Kombination mit dem Summierelement 18 und der Sensoreinrichtung 28 auf einfache mechanische Weise sichergestellt.Will now, as in 3 shown a gear of the switching device 10 inserted, so a shift rod 12 ' in the direction of the arrow 24 moved, so the bridge slides 36 of the summation element 18 along the ramp surfaces 26 the hollow 22 , whereby the summation element 18 in the direction of the arrow 38 around the pivot axis 20 is rotated. The front area 40 of the summation element 18 is lifted by it and moves the switch 30 the sensor device 28 in the direction of the arrow 42 up. In the headboard 44 the sensor device 28 will this movement of the switch 30 converted into an electrical signal, which can be forwarded to a vehicle control device. In the illustrated state, the vehicle control device thus recognizes that in the switching device 10 a gear is engaged. If, in the context of a start-stop operation of the vehicle at a traffic light stop, the engine automatically switched off and turned on when the driver starts again, the vehicle control device must check whether either the switching device as in 1 and 2 is in neutral position, or if as in 3 the switching device is in an active position, that is, a gear is engaged, the clutch of the vehicle has entered. Otherwise, no engine start may occur as otherwise the vehicle would start uncontrolled. This is due to the Schaltvorrich shown tung 10 in combination with the summing element 18 and the sensor device 28 ensured in a simple mechanical way.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102005004489 A1 [0003]

Claims

Switching device ( 10 ), in particular a manual transmission for a motor vehicle, having a sensor device ( 28 ) for detecting a switching position of the switching device, characterized in that the switching device ( 10 ) a plurality of movable in each case between a neutral position and an active position switching elements ( 12 ), wherein one with the switching elements ( 12 ) and the sensor device ( 28 ) switching summing element ( 18 ), which is in a neutral position, when all the switching elements ( 12 ) are in the respective neutral position, and which is in an active position, if at least one switching element ( 12 ) is in an active position.

Switching device ( 10 ) according to claim 1, characterized in that on the switching elements ( 12 ) respective coupling agents ( 22 ) provided with a complementary coupling agent ( 36 ) of the summing element ( 18 ) are engageable.

Switching device ( 10 ) according to claim 2, characterized in that via the coupling means ( 22 . 36 ) a translational movement of at least one switching element ( 12 ) in a rotational movement of the summing element ( 18 ) about an associated rotation axis ( 20 ) is convertible.

Switching device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor device ( 28 ) an electromechanical, electronic or optical sensor for detecting a position of the summing element ( 18 ).

Switching device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the switching device ( 10 ) is designed as a multi-bar transmission for a motor vehicle.

Car with a switching device ( 10 ) according to one of the preceding claims.