DE102007058001A1

DE102007058001A1 - Steuervorrichtung eines Schaltgetriebes

Info

Publication number: DE102007058001A1
Application number: DE102007058001A
Authority: DE
Inventors: Georges Rapin; Marc De Bortoli; Jean-Pierre Baz
Original assignee: Teleflex Automotive France SA
Current assignee: Kongsberg Driveline Systems SAS
Priority date: 2006-12-12
Filing date: 2007-12-03
Publication date: 2008-07-03
Also published as: FR2909741A1; FR2909741B1; CN101200167A; JP2008170003A; US20080148894A1

Abstract

Steuervorrichtung eines Schaltgetriebes, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem schwenkbar an einem festen Träger angebrachten Steuerknüppel (10) und Dauermagneten (46, 50), die auf mit dem Steuerknüppel (10) verbundenen oder durch den Steuerknüppel verschiebbaren Elementen (48) angebracht sind, wobei die Dauermagnete per magnetischer Anziehungskraft oder Abstoßung mit Dauermagneten (42, 44) zusammenwirken, die auf dem festen Träger (12) entlang der Bewegungsbahnen angebracht sind, die von den vom Steuerknüppel verschobenen Dauermagneten (46, 50) durchlaufen werden, um auf diese Weise stabile Positionen des Steuerknüppels (10) zu definieren als auch Druckkräfte, die auf den Steuerknüppel zwischen den stabilen Positionen wirken, und Kräfte, die auf das Zurückholen des Steuerknüppels in seine stabilen Positionen wirken.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung eines Schaltgetriebes, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem zwischen vorbestimmten Positionen des Leerlaufs, der Gangauswahl und/oder der Gangschaltung verschiebbaren Steuerknüppel.
Aus der Patentschrift EP-A-1429056 ist eine Vorrichtung mit Steuerknüppel für die Steuerung eines Schaltgetriebes bekannt, in dem Festhaltemittel des Steuerknüppels in stabilen Positionen vorgesehen sind, die einen Dauermagneten umfassen, der am unteren Ende des Steuerknüppels angebracht ist, und wobei der Dauermagnet zusammenwirkt, per magnetischer Anziehungskraft, mit einer ersten magnetischen Scheibe, die eine zum Magneten des Steuerknüppels entgegen gesetzte Polarität aufweist, und per magnetischer Abstoßung, mit anderen magnetischen Scheiben, die eine zum Magneten des Steuerknüppels identische Polarität aufweisen, und die als Krone um die erste Scheibe angeordnet sind, um eine magnetische Barriere um dieselbe zu bilden.
Diese bekannte Vorrichtung hat den Vorteil, dass sie, in vorbestimmten Positionen, eine präzise Stabilisierung des Steuerknüppels mit vermindertem Spiel und, aufgrund des fehlenden Kontakts zwischen den Teilen der Stabilisierungsmittel, ohne Verschleiß erlaubt, aber sie kann das Zurückholen des Steuerknüppels nicht gewährleisten, wenn dieser von einer vorbestimmten Position beabstandet ist, wie z. B. dem Leerlauf, um in eine Auswahlposition oder eine Gangschaltposition gebracht zu werden. Es ist daher nötig, wie im Stand der Technik, Rückholfedern am Steuerknüppel dieser bekannten Vorrichtung anzubringen, unter Inkaufnahme aller mit der Verwendung dieser Federn verbundenen Nachteile: Empfindlichkeit gegenüber Vibrationen und Umweltbedingungen, Bruchgefahr, Veralterung, usw. Außerdem müssen, zwischen bestimmten vorbestimmten Positionen des Steuerknüppels mechanische Druckmittel vorgesehen werden, die einen schwierigen intermediären Punkt schaffen, der durch Anwendung einer einen Schwellenwert übersteigenden Anstrengung überwunden wird, was anschließend die Verschiebung des Steuerknüppels bis zur nachfolgenden vorbestimmten Position gewährleistet. Der Einbau und der Gebrauch dieser Druckmittel führen zu einer Erhöhung der Kosten und zum Verschleiß der Teile, die bei wiederholtem Betätigen des Steuerknüppels miteinander in Berührung kommen.
Zweck der Erfindung ist es insbesondere, diese Nachteile der Steuervorrichtung eines Schaltgetriebes gemäss dem Stande der Technik zu vermeiden.
Sie stellt zu diesem Zweck eine Steuervorrichtung eines Schaltgetriebes bereit, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem zwischen vorbestimmten Leerlauf-, Auswahl- und/oder Schaltpositionen verschiebbaren Steuerknüppel, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung wenigstens einen Dauermagneten aufweist, der auf einem mit dem Steuerknüppel fest verbundenen oder dem Steuerknüppel zugeordneten Vorgelege getragen wird, und Dauermagnete mit entgegengesetzten Polaritäten umfasst, die alternierend auf einem festen Träger entlang der Bewegungsbahn, die vom Dauermagneten des Vorgeleges durchlaufen, wird angeordnet sind, wobei die Dauermagnete mit entgegengesetzten Polaritäten jeweils vorbestimmte Positionen des Steuerknüppels sowie Druckkräfte zwischen diesen vorbestimmten Positionen, und Rückholkräfte zu diesen vorbestimmten Positionen definieren, und auch das jeweilige Spiel des Steuerknüppels kompensieren.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt darin, dass Rückholmittel mit Federn und mechanische Lagerungsmittel, die im Stand der Technik verwendet werden, wegfallen, was auch für die mit der Nutzung dieser Mittel verbundenen Nachteile gilt.
Darüber hinaus wird das Verschieben des Steuerknüppels in eine Gangschaltposition erleichtert, wenn das Zurückholen des Steuerknüppels bei der Gangauswahl durch eine der vorliegenden Erfindung entsprechenden magnetischen Vorrichtung vollbracht wird, weil die Rückholfedern für die Gangauswahl des Standes der Technik in der Tat eine störende Widerstandskraft beim Gangschalten erzeugten. Außerdem wird es dank der Erfindung möglich, die für das Schalten aufzuwendende Kraft unabhängig von der für die Gangauswahl aufzuwendende Kraft einzustellen.
Die Erfindung ermöglicht daher eine präzisere Positionierung des Schaltknüppels in seinen vorbestimmten Positionen, den Wegfall des jeweiligen Spiels in diesen Positionen und eine weichere und präzisere Steuerung der Auswahl und der Schaltung der Gänge zu.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung, das auf eine Steuervorrichtung eines manuellen Schaltgetriebes Anwendung findet, bei der ein Zwischenvorgelege ein Auswahlkabel oder eine Auswahlstange betätigt, trägt der feste Träger einen zentralen Dauermagneten, der eine Polarität hat, die umgekehrt zu derjenigen des Dauermagneten des Zwischenvorgeleges ist, und der zwischen zwei Dauermagneten angebracht ist, die die gleiche Polarität haben, wie der Dauermagneten des Zwischenvorgeleges und die bei der Gangwahl eine den Steuerknüppel zurückführende Rückholkraft generieren.
Dieses Merkmal der Erfindung ermöglicht das Weglassen der Rückholfedern des sich in der Gangauswahl befindlichen Steuerknüppels, wie sie zuvor im Stand der Technik verwendet wurden.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung trägt der Steuerknüppel ein Kugelgelenk, das drehbeweglich in einem vom festen Träger getragen, sphärischen Gehäuse eingebaut ist, wobei am Kugelgelenk und am Gehäuse Dauermagnete angebracht sind, die paarweise so abgestimmt sind, dass sie eine mittlere Position des Steuerknüppels, und zwei beiderseits dieser mittleren Position liegende Druckpunkte definieren.
Damit sind die Druckkräfte, die überwunden werden müssen, um den Steuerknüppel in Richtung einer Gangschaltung zu verschieben unabhängig von den bei der Gangauswahl wirkenden Rückholkräften.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung trägt das Kugelgelenk einen Dauermagneten, der vor drei vom Gehäuse getragenen Dauermagneten verschiebbar ist, wobei diese drei Magnete einen zentralen Magneten umfassen, der eine zum vom Kugelgelenk getragenen Magneten umgekehrte Polarität aufweist, sowie zwei Endmagnete, die dieselbe Polarität aufweisen wie der Magnet des Ku gelgelenks, und die Druckpunkte beim der Gangschaltung definieren.
In einer Ausführungsvariante trägt das Kugelgelenk zwei genau gegenüberliegende Dauermagnete und das Gehäuse trägt zwei Gruppen von je drei Magneten mit abwechselnden Polaritäten, wobei jede der aus drei Magneten des Gehäuses bestehende Gruppe entlang der Bewegungsbahn angeordnet ist, die von einem Dauermagneten des Kugelgelenks durchlaufen wird.
Diese Ausführungsvariante erlaubt es, die Druckkräfte, die auf den Steuerknüppel bei der Gangschaltung wirken, als auch die Kraft, die den Steuerknüppel in einer stabilen Position hält, zu erhöhen.
Wenn das vom Steuerknüppel gesteuerte Schaltgetriebe ein automatisches oder per Roboter gesteuertes Schaltgetriebe vom Typ PRND mit Impuls-gesteuerten Gangschaltpositionen M, M+ und M– ist, so werden die Positionen P, R, N, D und M des Schaltknüppels durch einen Dauermagneten definiert, der an einem Zwischenvorgelege oder am Steuerknüppel angebracht ist, und durch eine Gruppe von Dauermagneten mit umgekehrter Polarität, die am festen Träger angebracht sind und entlang der Bewegungsbahn angeordnet sind, die vom Dauermagneten des Steuerknüppels durchlaufen wird, wenn er innerhalb der Positionen P, R, N und D verschoben wird, wobei diese Magnete so angebracht sind, dass sie mit Dauermagneten alternieren, die dieselbe Polarität wie der Magnet des Steuerknüppels haben, und so Druckpunkte zwischen den Positionen P, R, N und D definieren.
Die Position M des Steuerknüppels wird durch einen Dauermagneten definiert, der eine bestimmte Polarität hat und der vom Steuerknüppel oder von einem Zwischenvorgelege getragen wird, das durch den Steuerknüppel zwischen den Positionen M+ und M– verschiebbar ist, wenn der Steuerknüppel sich in der Position M befindet, und von einem Dauermagneten umgekehrter Polarität, die auf dem festen Träger zwischen zwei weiteren Dauermagneten befestigt ist, die dieselbe Polarität haben wie der Magnet des Zwischenvorgeleges, und die in den Positionen M+ und M– des Steuerknüppels Druckpunkte sowie zur Position M hinwirkende Rückholkräfte definieren.
Die Dauermagnete, die vom Steuerknüppel oder von Zwischenvorgelegen getragen werden, sind vor gedruckten Leiterplatten verschiebbar, die magnetische Zellen (mit Magnetwiderstand oder mit Halleffekt) tragen, deren Ausgänge mit einem Verarbeitungsschaltkreis verbunden sind, der die Position des Steuerknüppels ausgehend von den durch die Zellen erfassten Informationen bestimmt.
In diesem Fall können die Dauermagnete, die vom Steuerknüppel oder von den Vorgelegen getragen werden, eine größere Länge aufweisen, damit ein Teil dieser Magnete vor den vom festen Träger getragenen Magneten, die die vorbestimmten Positionen des Steuerknüppels und die Druckpunkte und/oder die Rückholkräfte definieren, verschiebbar ist, und damit ein anderer Teil dieser Magnete vor den magnetischen Zellen zur Bestimmung der Positionen und der Verschiebungen des Steuerknüppels verschiebbar ist.
Als Variante kann vorgesehen werden, dass der Steuerknüppel z. B. an seinem unteren Ende einen Dauermagneten trägt, der gegenüber einer gedruckten Leiterplatte verschiebbar ist, die auf dem festen Träger an gebracht ist und magnetische Zellen trägt, deren Ausgänge mit einem Verarbeitungsschaltkreis verbunden sind, der die Position des Steuerknüppels ausgehend von durch die Zellen erfassten Informationen bestimmt.
In diesem Fall genügt eine einzige gedruckte Leiterplatte, um alle Positionen des Steuerknüppels und seine Verschiebungen zu erfassen.
Gemäss einer anderen Variante kann vorgesehen werden, dass das untere Ende des Steuerknüppels einen Dauermagneten trägt, der sich, wenn der Steuerknüppel in der Position N oder dem Leerlauf steht, gegenüber einem ersten Dauermagneten mit umgekehrter Polarität befindet, der auf dem festen Träger angebracht ist, wobei zwei zweite Magnete mit derselben Polarität wie der Magnet des Steuerknüppels beiderseits des ersten Magneten auf dem festen Träger angebracht sind, und zwar entlang der Bewegungsbahn, die das Ende des Steuerknüppels durchläuft, wenn der Steuerknüppel ausgehend vom Leerlauf in Gangauswahlrichtungen verschoben wird, sodass Kräfte generiert werden, die den Steuerknüppel im Leerlauf stabilisieren, und wobei der Block zwei weitere Magnete derselben Polarität wie der Magnet des Steuerknüppels umfasst, die beidseitig der zweiten Magnete auf dem festen Träger angebracht sind, und Rückholkräfte generieren, die dahingehend wirken, den Steuerknüppels in den Leerlauf zu hohlen, wenn sich dieser in einer Auswahlposition befindet.
Diese Ausführungsvariante ermöglicht es ebenfalls, bei der Gangwahl wirkende Rückholfedern wegzulassen, die im Stand der Technik dem Steuerknüppel zugeordnet waren.
Schließlich ist es vorteilhaft, wenn die Dauermagnete, die auf dem festen Träger angebracht sind, von einer oder mehreren magnetischen Abschirmungsplatte(n) getragen werden.
Damit können weitere Schaltkreise, die in der unmittelbaren Nachbarschaft des Steuerknüppels eingebaut sind, wie z. B. eine Anordnung von Steuerschaltkreisen für Airbags, vor Magnetfeldern geschützt werden, die durch diese Dauermagneten generiert werden.
Die Lektüre der nachfolgenden Beschreibung, die sich auf die in den beiliegenden Abbildungen gezeigte Erfindungsbeispiele bezieht, wird die Erfindung, ihre Merkmale und Einzelheiten besser verstehen und klarer erscheinen lassen:
1 ist eine schematische, perspektivische Ansicht einer Steuervorrichtung eines Schaltgetriebes gemäß dem Stand der Technik;
2 ist eine schematische perspektivische Ansicht dieser Vorrichtung, die gemäss der Erfindung abgeändert wurde;
3 ist eine schematische, perspektivische Ansicht einer weiteren Steuervorrichtung eines Schaltgetriebes gemäss der Erfindung;
4 ist eine schematische, perspektivische Ansicht, die ein weiteres Merkmal der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung darstellt;
5 ist eine schematische Ansicht eines Schnittes, der ein weiteres Merkmal der Erfindung darstellt;
6 ist eine Teilansicht eines Schnittes einer Ausführungsvariante der Erfindung;
7 ist eine schematische, perspektivische Ansicht einer Steuervorrichtung gemäss der Erfindung;
8 ist eine schematische Ansicht eines Schnittes durch die magnetischen Positionierungs- und Rückholmittel des Steuerknüppels der in 7 gezeigten Vorrichtung.
Die in 1 schematisch dargestellte Steuervorrichtung des Schaltgetriebes ist eine Vorrichtung des Standes der Technik und umfasst im wesentlichen einen Steuerknüppel 10, der um ein Rotationszentrum schwenkbar auf einem festen Träger 12 angebracht ist, um einerseits eine Gangschaltwelle eines Schaltgetriebes mit Hilfe eines Auswahlkabels oder einer Auswahlstange 14 in Gang zu setzen, wobei das Auswahlkabel oder die Auswahlstange durch den Steuerknüppel 10 mittels eines Zwischenvorgeleges 16 betätigt wird, und um andererseits eine Gangschaltung oder das Einlegen eines Gangs mittels einer Stange oder eines Schaltkabels 18 zu bewirken, wobei die Stange oder das Kabel 18 durch das untere Ende 20 des Steuerknüppels 10 in Gang gesetzt wird.
Die Richtungen, in die der Steuerknüppel ausgehend von der in 1 dargestellten Leerlaufposition zur Auswahl der Gänge verschoben wird sind durch die Pfeile 22 angezeigt, und die Richtungen, in die der Steuerknüppels zum Einlegen oder Schalten der Gänge verschoben wird, sind durch die Pfeile 24 angezeigt.
In dieser bekannten Vorrichtung wird die Rückwärtsbewegung des Steuerknüppels zur Leerlaufposition nach einer Verschiebung in eine Auswahlposition durch eine Feder 26 gewährleistet, die z. B. auf der Schwenk achse des Zwischenvorgeleges 16 angebracht ist und deren zwei parallele Enden 28 mit einem transversalen Finger 30 kooperieren, der fest mit dem Steuerknüppel verbunden ist und sich parallel zu der Auswahlrichtung zwischen den Enden 28 der Feder 26 erstreckt. Es ist erkennbar, dass die Feder 26 gleichzeitig das Festhalten des Steuerknüppels in seiner Leerlaufposition sowie die Rückwärtsbewegung des Steuerknüppels zu dieser Position gewährleistet, wenn der Steuerknüppel von dieser Position in die eine oder andere, von den Pfeilen 22 angezeigte Richtung beabstandet wird.
Die Steuervorrichtung gemäss der Erfindung, die schematisch in 2 dargestellt wird, unterscheidet sich von der Vorrichtung der 1 dadurch, dass das Zwischenvorgelege 16, z. B. nahe seines unteren Teils, der mit der Stange oder dem Auswahlkabel 14 verbunden ist, einen Dauermagneten 30 trägt, der durch den Steuerknüppel 10 parallel zur Stange oder zum Auswahlkabel 14 angesichts dreier Dauermagnete 32, 34 und 36 verschiebbar ist, wobei die Dauermagnete auf einem Längsarm 38 des festen Trägers 12 angebracht sind.
Wenn der Steuerknüppel 10 in der in 2 dargestellten Leerlaufposition ist, befindet sich der auf dem Zwischenvorgelege 16 getragene Magnet 30 gegenüber dem zentralen Magnet 32, der auf dem festen Arm 38 angebracht ist, und die sich gegenüberstehenden Flächen der beiden Magnete haben entgegengesetzte Polaritäten, sodass der zentrale Magnet 32 durch magnetische Anziehung eine stabile Position des vom Zwischenvorgelege 16 getragenen Magneten 30 und damit eine stabile Position des Steuerknüppels 10 definiert, wobei der Spalt zwi schen den beiden Magneten 30 und 32 einen relativ niedrigen Wert hat, z. B. in der Größenordnung von 1 bis 2 mm.
Wenn der Steuerknüppel 10 von seiner Leerlauf-Position in eine von den Pfeilen 22 angezeigte Richtung verschoben wird, wird der vom Zwischenvorgelege 16 getragene Magnet 30 vor einen der zwei anderen Magnete 36, 34 geführt, deren Polarität der des zentralen Magneten 32 entgegengesetzt ist, sodass dieser Magnet 36 oder 34 dazu tendiert, den Magneten 30 des Steuerungselements 16 in seine Ausgangsposition zurückzustoßen.
Dementsprechend, wenn der Steuerknüppel 10 von der Leerlauf-Position in die andere von den Pfeilen 22 angezeigte Richtung verschoben wird, wird der Magnet 30 des Zwischenvorgeleges 16 vor den anderen Dauermagneten 36 oder 34 geführt, der den Steuerknüppel in seine Ausgangsposition zurückstößt. Die Magnete 36 und 34 üben daher auf den Dauermagneten 30 Kräfte aus, die die Rückwärtsbewegung des Steuerknüppels 10 in seine Leerlaufposition bewirken, wenn dieser Steuerknüppel zur Gangauswahl verschoben wurde.
Die in 2 dargestellte Rückholfeder 26, kann daher weggelassen werden.
Während die Vorrichtungen der 1 und 2 zur Steuerung manueller Schaltgetriebe herkömmlicher Art bestimmt sind, ist die in 3 gezeigte Vorrichtung zur Steuerung eines automatischen oder per Roboter gesteuerten Schaltgetriebes mit einer Führungsplatte vom Typ PRND mit Positionen M, M+, M– zur Impulssteuerung von Gangschaltungen bestimmt.
Der Steuerknüppel 1 der Vorrichtung der 3 ist schwenkbar um zwei senkrechte Achsen in einem festen Gehäuse 12 angebracht, wobei eine dieser Achsen durch einen zylindrischen Stift 40 ausgebildet ist und die andere Achse senkrecht zur ersten in der Ebene der Zeichnung ist. Die Positionen P, R, N, und D sind parallel zur Achse 40 gestaffelt, wie auch die Positionen M+, M und M–. Die Wahl zwischen der automatischen Steuerung des Vorwärtsgangs D und der Gangschaltung durch Impulssteuerung M erfolgt durch das Schwenken des Steuerknüppels um die Achse 40.
Die Positionen P, R, N und D werden von Dauermagneten 40, 42 definiert, die dieselbe Polarität haben, und die auf einer Seitenwand des Gehäuses 12 alternierend mit Dauermagneten 44 entgegengesetzter Polarität befestigt sind, die Druckpunkte zwischen den Positionen P, R, N und D definieren, wobei diese Reihe von Dauermagneten sich entlang der Bahn befindet, die von einem Dauermagnet 46 durchlaufen wird, wenn der Steuerknüppel durch Schwenken um die Achse verschoben wird, die senkrecht zur Achse 40 ist, wobei der Dauermagnet 46 auf einem Arm 48 befestigt ist, der seinerseits auf dem Steuerknüppel 10 angebracht ist. Die Flächen der Magnete 42, die die Positionen P, R, N und D definieren, die sich gegenüber einer Fläche des Magneten 46 befinden, haben zu der Polarität dieser Fläche des Magneten 46 entgegengesetzte Polaritäten. Die zwischen den Magneten 42 angeordneten Dauermagnete 44 haben den Magneten 42 entgegengesetzte Polaritäten, um den Magneten 46 in die eine Richtung oder in die andere Richtung zurückzusto ßen, wenn letzterer vor einem der Magneten 44 ausgerichtet ist.
Die Positionen M, M+ et M– der Impulssteuerung der Gangschaltung werden auf ähnliche Weise durch die Dauermagnete 42 und 44 definiert, die auf der gegenüberliegenden Seitenwand des Gehäuses 12 befestigt sind, wobei ein Magnet 42 die zentrale Position M definiert und zwei sich auf jeder Seite dieses Magneten 42 befindende Magnete 44 die Positionen M+ und M– definieren, und wobei die zentrale Position M transversal nach der Position D ausgerichtet ist.
Diese Magnete wirken jeweils durch magnetische Anziehung und Abstoßung mit einem Dauermagneten 50 zusammen, der auf dem Steuerknüppel 10 oder auf einem Element befestigt ist, das vom Steuerknüppel 10 bewegt wird, wenn dieser von der Position D in die Position M per Schwenken um die Achse 40 verschoben wird. Die Magnete 44, die die Positionen M+ und M– definieren, üben auf den am Steuerknüppel 10 befestigten Magneten 50 eine Abstoßkraft aus, die darauf hinwirkt, ihn in die zentrale Position M zurückzuführen.
Wenn der Steuerknüppel 10 durch Schwenken um die Achse 40 in die Position D zurückgeführt wird, ist der Magnet 50 entweder zu weit von den Magneten 42 und 44, die die Positionen M, M+ und M– definieren, beabstandet, um durch letztere Magnete beeinflusst zu werden, oder wird in der Position M blockiert, wenn der Steuerknüppel 10 sich von dem den Magneten 50 tragenden Element löst.
In dieser Vorrichtung werden alle Rückführkräfte und alle Druckkräfte, die auf den Steuerknüppel 10 wäh rend seiner Verschiebungen zwischen den Positionen P, R, N, D, M, M+ und M– ausgeübt werden, durch die Dauermagnete 42 und 44 generiert, die per magnetische Anziehung oder Abstoßung auf die Magnete 46 und 50 wirken, die vom Steuerknüppel 10 getragen oder verschoben werden.
Die Positionen und Verschiebungen des Steuerknüppels 10 werden von einer einzigartigen, an der Basis des Gehäuses 12 angebrachten Vorrichtung erfasst, wie in 4 dargestellt ist, wobei diese Vorrichtung eine gedruckte Leiterplatte 52 umfasst, die horizontal unter dem unteren Ende 54 des Steuerknüppels 10 angebracht ist und magnetische Widerstandszellen 56 (oder Zellen mit Halleffekt) trägt, die es ermöglichen, die Richtungen der Magnetfeldlinien eines Dauermagneten 58 zu erfassen, wobei dieser Dauermagnet am unteren Ende des Steuerknüppels 10 befestigt ist und sich bei den Verschiebungen zwischen den verschiedenen Nutzungspositionen des Steuerknüppels oberhalb der gedruckten Leiterplatte 52 verschiebt. Eine Vorrichtung dieser Art wird in der französischen Patentanmeldung 06.01291 der Antragstellerin beschrieben.
Die Ausgänge der magnetischen Widerstandszellen 56 sind mit einem Verarbeitungsschaltkreis verbunden, der ebenfalls auf der gedruckten Leiterplatte 52 angebracht ist und der es ermöglicht, die Position des Steuerknüppels 10 per Triangulierung ausgehend von den Richtungen der Magnetfeldlinien des Magneten 58, die von den Zellen 56 erfasst werden, zu bestimmen.
In einer Ausführungsvariante kann die Vorrichtung zur Erkennung der Position aus 4 durch gedruckte Leiterplatten ersetzt werden, die Magnetwiderstandszellen (oder Zellen mit Halleffekt) tragen, wobei die Leiterplatten auf den Seitenwänden des Gehäuses 12 befestigt sind, an dem auch die Dauermagnete angebracht sind, welche die Positionen P, R, N, D, M, M+ und M– festlegen, und wobei dies derart verwirklicht wird, dass sich die Zellen angesichts der Bewegungsbahnen befinden, die von den unteren Enden der Dauermagnete 46 und 50 der Vorrichtung der 3 durchlaufen werden. In diesem Fall wirken die oberen Teile der Magnete 46 und 50 per magnetische Anziehung und Abstoßung mit den Dauermagneten 42 und 44, die die Positionen P, R, N, D, M, M+ und M– definieren, zusammen, wie bereits beschrieben wurde, während die unteren Teile dieser Magnete mit den Zellen 56 der gedruckten Leiterplatten 52 für die Erfassung der Positionen und der Verschiebungen des Steuerknüppels 10 zusammenwirken.
Wenn, wie in 5 schematisch dargestellt, der Steuerknüppel 10 einer erfindungsgemäßen Steuerung mittels einer Kugelartikulation schwenkbar in einem Gehäuse 12 angebracht ist, können durch Dauermagnete beim Schalten der Gänge Druckkräfte generiert werden, wobei einer dieser Dauermagnete 60 in das fest mit dem Steuerknüppel verbundene Kugelgelenk 62 integriert ist, und wobei die anderen 64 und 66 vom Gehäuse 68 getragen werden, in das das Kugelgelenk 62 eingebracht ist. Ein zentraler, am Gehäuse 68 angebrachter Magnet 64 definiert durch magnetische Anziehung des Magneten 60 des Kugelgelenks eine stabile Position des Steuerknüppels 10. Die zwei anderen Magnete 66 des Gehäuses befinden sich beiderseits neben dem zentralen Magneten 64 ent lang der Bewegungsbahn auf der der Magnet 60 verschoben wird, wenn der Steuerknüppel 10 in eine Gangschaltrichtung verschoben wird, wobei jeder Magnet 66 durch magnetische Abstoßung eine Druckkraft generiert, die überwunden werden muss, um den Steuerknüppel 10 bis hin in seine endgültige Gangschaltposition zu verschieben.
In 5 ist ebenfalls erkennbar, dass das untere Ende des Steuerknüppels 10 mit dem Ende eines Kabels oder einer Stange 18 zur Gangschaltung verbunden ist, und zwar mit Hilfe eines Mittels 70 zu einer ersten Einstellung, z. B. vom Typ Zahnstange, das eine genaue Einstellung der relativen Positionen der Magnete 60, 64 und 66 beim Einbau der Vorrichtung in ein Fahrzeug erlaubt.
Bei der in 6 dargestellten Ausführungsvariante wurden die in 5 dargestellten Mittel zur Festlegung der stabilen Position des Steuerknüppels und der Druckkräfte bei der Gangschaltung verdoppelt, wobei das Kugelgelenk 64 zwei genau gegenüberliegende Dauermagnete 60 trägt, die beide jeweils angesichts einer von zwei Gruppen von je drei Dauermagneten 64, 66 liegen, die vom Gehäuse 68 des Kugelgelenkes getragen werden, wobei sich diese zwei aus drei Magneten zusammengesetzten Gruppen auf Zeichnungsebene genau gegenüberliegen.
Auf diese Weise können die den Steuerknüppel 10 in seiner stabilen Position festhaltende und die beim Schalten der Gänge zu überwindende Druckkräfte verdoppelt werden.
Das Kugelgelenk 62 kann auf einfache Weise aus Plastik hergestellt werden und wird um den oder die Magnete(n) 60 herumgeformt, sodass die Magnete direkt in dieses Kugelgelenk integriert werden, was es ermöglicht, seitliche Abweichungen klein zu halten. Auch die vom Gehäuse 68 getragenen Magnete 64 und 66 können Einlagen sein, die bei der Herstellung des Gehäuses 68 durch Einspritzen von Plastik in eine Form platziert werden.
Die Mittel der 5 und 6 können auf vorteilhafte Weise kombiniert werden mit den in 2 dargestellten magnetischen Festhaltemitteln und den Mitteln, die die Rückwärtsbewegung des Steuerknüppels in den Leerlauf bewirken, um so ein manuelles Schaltgetriebe herkömmlichen Typs mit Kabelsteuerung, Stangensteuerung oder elektrischer Steuerung zu steuern.
Gemäss einer Variante können die Stabilisierung und das Zurückholen des Steuerknüppels in die Leerlaufposition durch die in den 7 und 8 dargestellte Mittel gewährleistet werden.
7 stellt eine Steuervorrichtung desselben Typs dar, wie die, die aus den 2 und 5 bekannt ist, bei der jedoch das untere Ende des Steuerknüppels 10 einen horizontalen Rand 72 bildet, unter dem ein Dauermagnet 74 befestigt ist, der oberhalb einer gekrümmten, konvexen Fläche eines magnetischen Festhalte- und Rückholblocks 76 verschiebbar ist, wenn der Steuerknüppel 10 in die Auswahlrichtungen 22 verschoben wird, wobei dieser Block 76 in 8 im Schnitt dargestellt wird.
Dieser Block umfasst im wesentlichen einem im Zentrum des Blocks angeordneten Dauermagneten 78, der in der Leerlaufposition nach dem Dauermagneten 74 des unteren Endes des Steuerknüppels 10 ausgerichtet ist und in dieser Position den Steuerknüppel durch magnetische Anziehung des Magneten 74 stabilisiert. Dieser zentrale Magnet 78 ist von zwei Dauermagneten mit entgegengesetzter Polarität umrahmt, wobei sich diese zwei Magnete entlang der Verschiebungsrichtung des unteren Endes des Steuerknüppels 10 bei der Gangauswahl befinden, in unmittelbarer Nachbarschaft des oder in Kontakt mit dem zentralen Magneten 78.
Der Block 76 umfasst an seinen Enden zwei weitere Dauermagnete 82, die geradlinig nach den Magneten 78 und 80 ausgerichtet sind, und die die selbe Polarität wie der Magnet 74 des unteren Endes des Steuerknüppels haben, um den Steuerknüppel in seine Leerlaufposition zurückzuführen, nachdem er in eine Gangwahlposition bewegt worden ist, in der sich der Magnet 74 im Wesentlichen gegenüber einem der Magnete 82 des Blocks 76 befindet.
Die obere Seite dieses Blocks ist auf eine Weise gekrümmt, die der Bewegungsbahn des unteren Endes des Steuerknüppels 10, wenn dieser in Gangauswahlrichtungen verschoben wird, entspricht, sodass während der Verschiebungen des Steuerknüppels ein im wesentlichen konstanter Spalt zwischen dem Magneten 74 am unteren Ende des Steuerknüppels und den jeweiligen anderen Magneten 78, 81 und 82 des Blocks 76 eingehalten wird, wobei dieser Spalt zum Beispiel ungefähr 1 bis 2 mm weit ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 1429056 A [0002]
- FR 0601291 [0050]

Claims

Steuervorrichtung eines Schaltgetriebes, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, das einen zwischen vorbestimmten Leerlauf-, Auswahl- und/oder Gangschaltpositionen verschiebbaren Steuerknüppel (10) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung einerseits wenigstens einen Dauermagneten (30, 46, 50, 60) umfasst, der an einem Element (16, 48) angebracht ist, das am Steuerknüppel befestigt ist oder durch diesen verschobenen werden kann, und andererseits Dauermagneten mit entgegengesetzten Polaritäten (32, 34, 42, 44, 64, 66) umfasst, die abwechselnd auf einem festen Träger entlang einer Bewegungsbahn angeordnet sind, die von demjenigen Dauermagneten durchlaufenen wird, der vom Steuerknüppel verschoben wird, um auf diese Weise Positionen des Steuerknüppels (10) und auf den Steuerknüppel wirkende Druckkräfte oder Rückführkräfte zu definieren, und um die Spiele des Steuerknüppels zu reduzieren.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, in dem das dem Steuerknüppel zugeordnete Element (16) ein Kabel oder eine Auswahlstange (14) betätigt, dadurch gekennzeichnet, dass der feste Träger (12) einen zentralen Dauermagneten (32) trägt, der eine Polarität hat, die umgegehrt zu derjenigen des Dauermagneten (30) ist, der über das Element (16) dem Steuerknüppel zugeordnet ist, und dass der zentrale Dauermagnet (32) zwischen zwei Dauermagneten (34, 36) angebracht ist, die die gleiche Polarität haben, wie der Dauermagnet (30) des dem Steuerknüppel zugeordneten Elements (16) und die bei der Gangauswahl eine den Steuerknüppels (10) zurückführende Rückhohlkraft generieren.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Steuerknüppel (10) ein Kugelgelenkt (62) trägt, das drehbeweglich in ein vom festen Träger (12) getragenes Gehäuse (68) eingebaut ist, dadurch gekennzeichnet, dass am Kugelgelenk (62) und am Gehäuse (68) Dauermagnete (60, 64, 66) angebracht sind, die Polaritäten haben, die paarweise so abgestimmt sind, dass sie eine mittlere Position des Steuerknüppels und zwei beidseits dieser mittleren Position liegende Druckpunkte definieren.
Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kugelgelenk (62) einen Dauermagneten (60) trägt, der vor drei vom Gehäuse (68) getragenen Dauermagneten (64, 66) verschiebbar angebracht ist, wobei diese drei Magnete einen zentralen Magneten (64) umfassen, der eine zum vom Kugelgelenkt getragenen Magneten (60) umgekehrte Polarität aufweist, sowie zwei Endmagnete (66), die dieselbe Polarität wie der Magnet (60) des Kugelgelenks haben, und die Druckpunkte bei der Gangschaltung definieren.
Vorrichtung gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kugelgelenk zwei genau gegenüberliegende Dauermagnete (60) und das Gehäuse (68) zwei Gruppen von je drei Magneten (64, 66) mit abwechselnden Polaritäten trägt, wobei jede der aus drei Magneten des Gehäuses bestehende Gruppe entlang der Bewegungsbahn angeordnet ist, die von jeweils einem Dauermagneten (60) des Kugelgelenks durchlaufenen wird.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1 zur Steuerung eines automatischen oder per Roboter gesteuerten Schaltgetriebes des Typs P, R, N, D mit Impulsgesteuerten Gangschaltpositionen (M, M+ und M–), dadurch gekennzeichnet, dass die Positionen P, R, N, D und M des Steuerknüppels durch einen Dauermagneten (46) definiert werden, der von einem fest am Steuerknüppel befestigten Element (48) getragenen wird, und durch eine Gruppe von Dauermagneten (42, 44), die vom festen Träger (12) getragenen werden und entlang der Bewegungsbahn angeordnet sind, die vom Dauermagneten (46) in den Positionen P, R, N und D durchlaufen wird, wobei die Gruppe von Dauermagneten (42, 44) derart angebracht ist, dass Dauermagnete umgekehrter Polaritäten alternieren, sodass Druckpunkte zwischen den Positionen P, R, N und D definiert werden.
Vorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Position M des Steuerknüppels definiert wird zum einen durch einen Dauermagneten (50), der vom Steuerknüppel oder von einem Zwischenvorgelege getragen wird, das anhand des Steuerknüppels zwischen den Positionen M+ und M– verschoben werden kann, wenn der Steuerknüppel sich in der Position M befindet, und zum zweiten durch einen Dauermagneten mit umgekehrter Polarität, der auf dem festen Träger zwischen zwei Dauermagneten angebracht ist, die die selbe Polarität wie der Magnet (50) des Steuerknüppels oder des Zwischenvorgeleges aufweisen, und die in den Positionen M+ und M– des Steuerknüppels Druckpunkte und Rückführkräfte definieren.
Vorrichtung gemäß Anspruch 6 oder 7, dadurch ge kennzeichnet, dass die vom Steuerknüppel oder von den zugeordneten Elementen (48) getragenen Dauermagnete (46, 50) vor gedruckten Leiterplatten (52) verschiebbar sind, wobei die Leiterplatten Zellen (56) mit Magnetoresistenzen tragen, deren Ausgänge mit einem Verarbeitungsschaltkreis verbunden sind, der die Positionen des Steuerknüppels ausgehend von den Richtungen der von den Zellen (56) erfassten Magnetfeldlinien bestimmt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerknüppel (10) einen Dauermagneten (58) trägt, der vor einer gedruckten Leiterplatte (52) verschoben wird, die auf dem festen Träger (12) angebracht ist und Zellen (56) mit Magnetoresistenzen trägt, wobei die Ausgänge der Zellen mit einem Verarbeitungsschaltkreis verbunden sind, der durch Triangulieren anhand der Richtungen der von den Zellen (56) erfassten Magnetfeldlinien die Position des Steuerknüppels bestimmt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Dauermagnet (58) am unteren Ende des Steuerknüppels (10) angebracht ist und die Zellen (56) auf der gedruckten Leiterplatte (52) so angeordnet sind, dass sie die Anwesenheit des Steuerknüppels in den Positionen P, R, N, D, M, M+ und M– als auch die Verschiebungen des Steuerknüppels zwischen diesen Positionen erfassen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass am unteren Ende des Steuerknüppels (10) ein Dauermagnet (74) angebracht ist, der sich gegenüber einem Block (76) befindet, der das Stabilisieren und das Zurückhohlen des Steuerknüppels in die Leerlaufposition bewirkt, wobei dieser Block einen zentralen Dauermagneten (78) und zwei zweite Magneten (80) mit dem zentralen Magneten entgegengesetzten Polaritäten (78) umfasst, und wobei die zweiten Magnete beidseits des zentralen Magneten angebracht sind, und zwar entlang der Bewegungsbahn, die das Ende des Steuerknüppels (10) durchläuft, wenn der Steuerknüppel ausgehend vom Leerlauf in Gangauswahlrichtungen verschoben wird, sodass Kräfte generiert werden, die den Steuerknüppel (10) in der Leerlaufposition stabilisieren, und wobei der Block (76) zwei weitere Magnete (82) umfasst, die beiderseits der zweiten Magneten angebracht sind und die nach den Gangauswahlrichtungen des Steuerknüppels ausgerichtet sind, sodass Kräfte generiert werden, die darauf hinwirken, den Steuerknüppels in die Leerlaufposition zurückzuholen, wenn sich dieser in einer Auswahlposition befindet.
Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die auf dem festen Träger (12) angebrachten Dauermagnete von einer oder mehreren magnetischen Abschirmplatte(n) getragen werden.