DE19507621B4

DE19507621B4 - Schalthebelbetätigungssensor

Info

Publication number: DE19507621B4
Application number: DE19507621A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Dipl.-Ing. Rüdiger
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1994-03-18
Filing date: 1995-03-04
Publication date: 2007-08-09
Anticipated expiration: 2015-03-05
Also published as: DE19507621A1

Abstract

Schalthebelbetätigungssensor (7) eines Kraftfahrzeuges, der mit wenigstens einem Steuergerät für die Motor-, Getriebe- und/oder Fahrkupplungssteuerung verbunden ist, mit einem eine axiale Bohrung (18) aufweisenden Sensorgehäuse (12), einem an einem Ende des Sensorgehäuses (12) durch eine Feder (9) belastet angeordneten und zum Teil aus dem Sensorgehäuse herausragenden Tastelement (11), das mit einem Schaltstift (10) in Kontakt steht und mit dem mindestens ein elektrischer Schaltkontakt (16, 17) betätigbar ist, wobei der Schalthebelbetätigungssensor (7) mit seinem Tastelement (11) als Rastierbauteil für eine mit Schaltzähnen (13) versehene Schaltwelle (6) des Getriebes verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass im Sensorgehäuse (12) zwei elektrische Kontakte (16, 17) – in axialer Richtung des Sensorgehäuses gesehen – in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind, von denen der erste elektrische Kontakt (16) zur Sensierung des Beginns des Schaltvorganges dient und der zweite elektrische Kontakt (17) den vollständig eingelegten Gang signalisiert, und dass der Schaltstift (10) an seinem dem Tastelement (11) gegenüberliegenden Ende...

Description

Die Erfindung betrifft einen Schalthebelbetätigungssensor für ein Kraftfahrzeug gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruchs 1.
Kraftfahrzeuge mit einem Schaltgetriebe und nicht manueller Fahrkupplungsbetätigung benötigen einen Sensor zur Erfassung des Schaltwunsches des Fahrzeugführers. Der so ermittelte Schaltwunsch wird einem Kupplungssteuergerät zur Verfügung gestellt, das die Fahrkupplung automatisch aus- oder einrückt. Nach dem Stand der Technik ist dazu der Handschalthebel für das Getriebe so ausgebildet, dass allein ein leichtes Berühren des Schalthebels genügt, um einen Schaltkontakt in dem Schalthebel zu betätigen und damit den Schaltwunsch des Fahrers zu signalisieren, bevor dieser den Schalthebel konkret in die eine oder andere Richtung bewegt.

So ist beispielsweise aus der DE 31 09 527 A1 eine Kupplungssteuerungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug bekannt geworden, bei der unter anderem ein nicht näher beschriebener Schalthebelschalter genutzt wird. Zudem sind in dieser Vorrichtung Gangschaltsensoren vorgesehen, mit denen der Zustand eines vollständig eingelegten Getriebeganges, etwa als Signal zum Schließen der Fahrkupplung nutzbar, erkennbar ist.

Diese Gangschaltsensoren bestehen im wesentlichen aus einem Gehäuse, in dem ein federbelasteter Betätigungsstab angeordnet ist. Dieser Stab greift zur Sensierung eines eingelegten Ganges in eine Aussparung einer Schiebeschiene, die mechanisch mit dem Schalthebel verbunden und von diesem verschoben wird.

Mit Hilfe dieser bekannten Steuerungsvorrichtung ist demnach der Schaltwunsch über die Erfassung des Schalthebelsensors und ein konkret eingelegter Gang mit Hilfe eines Gangsensors ermittelbar.

Nachteilig an dieser Vorrichtung ist, dass insgesamt zwei Sensoren notwendig sind, um die automatische Kupplungsbetätigung steuern zu können.

Außerdem ist durch die DE 42 04 630 A1 eine Kugelraste für die Lagefixierung eines beweglichen Stellelementes bekannt, die beispielsweise an der Schaltwelle eines Kraftfahrzeuggetriebes eingesetzt wird. Dort sorgt die Kugelraste dafür, dass die mit Rastierungsvertiefungen versehene Schaltwelle in der jeweils gewählten Schaltposition verbleibt.

Weiterhin ist im Stand der Technik ein Schalthebelbetätigungssensor bekannt ( DE 41 03 465 A1 ), bei dem ein Schaltstift einen einzigen elektrischen Kontakt betätigt. Hierbei ist der Schaltstift zur Realisierung seiner Bewegung mit Hilfe eines Federelementes entsprechend gelagert und bewegt sich „innerhalb des Federelementes" zur Betätigung des elektrischen Kontaktes.

Weiterhin wird im Stand der Technik ein Sensor zur Ermittlung einer Getriebeeinstellung beschrieben (WO 91/11638), wobei hier das Sensorelement einen Schaltstift aufweist, der aufgrund des Konturenverlaufs der Schaltwelle entsprechend bewegt wird. Federelemente sind hier nicht vorgesehen.

Bei den bisher im Stand der Technik bekannten Schalthebelbetätigungssensoren ist noch nicht optimal, dass die Zustandsgrössen „Schaltwunsch" und „konkret eingelegter Gang" nur mit großem konstruktiven Aufwand und daher mit großen Kosten differenziert ermittelt werden können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schalthebelbetätigungssensor derart auszugestalten und weiterzubilden, dass der konstruktive Aufwand und die damit verbundenen Kosten zur Differenzierung/Ermittlung der Zustandsgrössen entsprechend vermindert sind.

Die zuvor aufgezeigte Aufgabe wird nun durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Mit einem derart ausgestalteten Gangwahlsensor lassen sich die beiden Zustandsgrößen Schaltwunsch und konkret eingelegter Gang des Schaltvorgangs leichter und sicherer differenzieren, als wenn nur ein Schaltkontakt verwendet würde. Die eingangs genannten Nachteile sind vermieden und entsprechende Vorteile erzielt.

Zur Erläuterung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung beigefügt, bei der in 1 ein Übersichtsdiagramm zu den für die Beschreibung der Erfindung wesentlichen Antriebsaggregaten des Kraftfahrzeuges dargestellt ist. Mit 1 ist demnach eine Brennkraftmaschine bezeichnet, die über eine Anfahrkupplung 3 ein Getriebe 2 antreibt. Diesem Getriebe 2 nachgeordnet ist ein Achsausgleichsgetriebe 4, von dem zwei nicht näher bezeichnete Abtriebswellen mit den dazugehörigen Antriebsrädern abgeht.
Zur Durchführung des Schaltvorganges hat der Fahrer des Kraftfahrzeuges einen Schalthebel 5 zu betätigen, der mit einer Schaltwelle 6 an dem Getriebe 2 verbunden ist. Diese Schaltwelle 6 verfügt über axial ausgerichtete Schaltzähne 13, auf die, oder in deren Zwischenraum ein Tastelement eines Gangwahlsensors 7 greift. Schließlich steht ein Steuergerät 8 mit diesem Sensor 7, mit dem Getriebe 2, der Kupplung 3 und dem Motor 1 in Verbindung.
Der Aufbau der Schaltwelle 6 und des Sensors 7 sind in 2 und 3 jeweils in einer schematischen Querschnittszeichnung dargestellt.
In einer allgemein bekannten Bauform gemäß 2 ist der Sensor 7 als schraubenartiges Bauteil ausgebildet, in dessen Gehäuse 12 innerhalb einer Bohrung 18 eine Feder 9 angeordnet ist. Am unteren Ende des Gehäuses 12 des Sensors 7 ist ein Tastelement angeordnet, das hier als Tastkugel 11 ausgebildet ist. Diese federbelastete Tastkugel 11 steht mit einem Schaltstift 10 in Verbindung, mit dessen Hilfe bei einer Vertikalbewegung der Tastkugel 11 ein elektrischer Kontakt 16 betätigbar ist.
Wird nun der Handschalthebel 5 von dem Fahrer des Kraftfahrzeuges um einen geringen Weg ausgelenkt, so wird dadurch die Schaltwelle 6 verdreht. Schon eine geringe Abwärtsbewegung s der Tastkugel 11 auf den Schaltzähnen 13 genügt, um einem Steuergerät 8 die Informationen für den Beginn des Schaltvorganges zu signalisieren. Das Steuergerät 8 öffnet daraufhin die Anfahrkupplung 3, so dass die Schaltwelle 6 weiter verdreht und mit ihr in bekannter Weise die zu dem zuzuschaltenden Gang zu gehörigen Zahnräder verschoben werden. In dieser Position, bei der die Tastkugel 11 zwischen den Zahnflanken der hier spitz zulaufenden Schaltzähnen 13 angeordnet ist, wirkt diese als federbelastete Arretierkugel, die ein Verdrehen der Schaltwelle beeinträchtigt. Daraus kann geschlossen werden, daß der gewählte Gang auch eingelegt ist.
In 3 ist eine Variante der Erfindung dargestellt, bei der der Sensor 7 mit zwei elektrischen Kontakten 16, 17 ausgestattet ist. Bei Verwendung eines derartigen Sensors zusammen mit einer Schaltwelle, deren Schaltzähne 13 zusätzlich Aussparungen 14 an ihren Zahnflanken aufweisen, kann neben der Sensierung der Schaltabsicht des Fahrers auch der vollständig eingelegte Gang dem Steuergerät 8 durch zwei getrennte Signale mitgeteilt werden.
Wie 3 verdeutlicht, erfolgt die Erfassung des Schaltwensches des Fahrers dann, wenn die Schaltwelle 6 durch leichte Betätigung des Handwahlhebels 5 um einen geringen Betrag verdreht wurde. In diesem Schaltzustand liegt die Tastkugel 11 des Gangwahlsensors 7 auf einer Aussparung 14 eines Schaltzahnes 13. Dabei wird ein erster elektrischer Kontakt 16 geschlossen, was dem Steuergerät 8 die Betätigung des Handschalthebels und den Schaltwunsch des Fahrers signalisiert.
Nach dem Öffnen der Anfahrkupplung 3 läßt sich die Schaltweile 6 mit Hilfe des Handschalthebels 5 weiter verdrehen, so daß die Tastkugel 11 genau zwischen die tiefer liegenden Schaltzahnflanken gelangt. Auch dabei vollführt die Tastkugel 11 wieder eine Vertikalbewegung, die den Schaltstift 10 den Kontakt 17 schließen läßt. Dies signalisiert dem Steuergerät, daß der gewählte Gang vollständig eingelegt ist. Wie bei der Ausführungsvariante gemäß 2 wirkt die federbelastete Tastkugel 11 auch hier als Arretierelement, die ein weiteres Verdrehen der Schaltwelle beeinträchtigt.
Durch geeignete Formgebung der Einkerbungen zwischen den Schaltzähnen der Schaltwelle und dazu passenden Schaltwegen im Sensor kann dafür gesorgt werden, daß schon frühzeitig und bei geringen Betätgungskräften des Schalthebels die Rastier- und Tastkugel durch die sich verdrehende Schaltwelle den Sensorschalter auslösen kann. Weiterhin kann durch die Formgebung der Schaltwellenzähne sichergestellt werden, daß die Schaltübergänge nur mit einer Betätigungskraft am Schalthebel erreicht und eingehalten werden können.

Claims

Schalthebelbetätigungssensor (7) eines Kraftfahrzeuges, der mit wenigstens einem Steuergerät für die Motor-, Getriebe- und/oder Fahrkupplungssteuerung verbunden ist, mit einem eine axiale Bohrung (18) aufweisenden Sensorgehäuse (12), einem an einem Ende des Sensorgehäuses (12) durch eine Feder (9) belastet angeordneten und zum Teil aus dem Sensorgehäuse herausragenden Tastelement (11), das mit einem Schaltstift (10) in Kontakt steht und mit dem mindestens ein elektrischer Schaltkontakt (16, 17) betätigbar ist, wobei der Schalthebelbetätigungssensor (7) mit seinem Tastelement (11) als Rastierbauteil für eine mit Schaltzähnen (13) versehene Schaltwelle (6) des Getriebes verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass im Sensorgehäuse (12) zwei elektrische Kontakte (16, 17) – in axialer Richtung des Sensorgehäuses gesehen – in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind, von denen der erste elektrische Kontakt (16) zur Sensierung des Beginns des Schaltvorganges dient und der zweite elektrische Kontakt (17) den vollständig eingelegten Gang signalisiert, und dass der Schaltstift (10) an seinem dem Tastelement (11) gegenüberliegenden Ende derart ausgebildet ist, so dass durch eine entsprechende Bewegung des Schaltstiftes (10) bei einem Schaltwunsch der erste elektrische Kontakt (16) und bei einem vollständig eingelegten Gang der zweite elektrische Kontakt (17) geschlossen ist.