DE4208888A1 - Anordnung zur erfassung der gangstellung eines kraftfahrzeug-schaltgetriebes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erfassung der Gangstellung eines mehrstufigen, manuell oder mit Hilfe von Stellaktuatoren automatisiert schaltbaren Kraftfahr­ zeug-Schaltgetriebes, dessen von einem gemeinsamen Getrie­ begehäuse umschlossene Getriebestufen durch Verschieben von Schaltorganen umschaltbar sind, die an zueinander parallelen, in ihrer Längsrichtung beweglich in dem Getriebegehäuse geführten, der Verschiebebewegung der Schaltorgane zumindest in Teilwegen folgenden Schalt­ stangen gehalten sind.

Für eine Vielzahl Anwendungsfälle, insbesondere bei automatischen Kupplungsbetätigungseinrichtungen, ist die Kenntnis des momentan an dem Schaltgetriebe eingestellten Gangs notwendig. Bisher an dem Schaltgetriebe angebrachte Steuerschalter haben sich vielfach als zu empfindlich für den Betrieb im Kraftfahrzeug herausgestellt oder setzen umfangreiche konstruktive Änderungen des Schaltgetriebes voraus. Auch die Montage herkömmlicher Steuerschalter hat sich vielfach als zeit- und kostenaufwendig erwiesen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zum Erfassen der Gangstellung eines Kraftfahrzeug-Schaltgetriebes zu schaffen, die sich mit geringerem Aufwand als bisher realisieren läßt und im Betrieb unempfindlich ist.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß die Schalt­ organe herkömmlicher manuell oder mit Hilfe von Stellaktua­ toren ggf. automatisiert schaltbarer Kraftfahrzeug-Schalt­ getriebe, also beispielsweise deren Schaltgabeln in der Regel an zueinander parallelen, in ihrer Längsrichtung be­ weglich in dem Getriebegehäuse des Schaltgetriebes geführ­ ten Schaltstangen gehalten sind, die zumindest einen Teilweg des Schaltorgans, meistens jedoch den gesamten Schaltweg des Schaltorgans, mitmachen. Im Rahmen der Erfindung tragen zumindest einige der Schaltstangen einen Dauermagnet, während am Getriebegehäuse den Schaltstangen zugeordnete Magnetfeldsensoren angebracht sind, die in vorbestimmten Positionen der Schaltstangen auf deren Dauermagnete ansprechen. Die Magnetfeldsensoren, bei welchen es sich zweckmäßigerweise um Hallschalter handelt, erfassen die Position der Magnete und damit der Schaltstan­ gen berührungslos, was der Betriebssicherheit zugute kommt. Da die Schaltwege der Schaltstangen und auch der gegenseitige Abstand der Schaltstangen vergleichsweise groß ist, ergeben sich nur geringe Toleranzprobleme bei der Justierung der Schaltschwellen der Magnetfeldsensoren.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Dauermagnete im Bereich der Enden der Schaltstangen angeordnet, und die Magnetfeldsensoren sind zu einer Baueinheit zusammengefaßt, die als Baueinheit am Getrie­ begehäuse befestigbar ist. Die Magnetfeldsensoren können auf diese Weise zu einem Modul zusammengefaßt werden, der sich platzsparend und einfach am Getriebegehäuse montie­ ren läßt. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Schalt­ stangen axiale Verlängerungen aufweisen, die durch zumindest eine Öffnung des Getriebegehäuses austreten, die Dauermagnete tragen und in ein von außen auf das Getriebegehäuse aufgesetztes, die Öffnung überdeckendes Gehäuse der Baueinheit hineinreichen. Insbesondere in der letztgenannten Ausgestaltung läßt sich der Modul mit verhaltnismäßig geringen konstruktiven Änderungen des Schaltgetriebes an dessen Getriebegehäuse anbauen. Auch läßt sich der Modul bei anderen Schalterelementen, wie zum Beispiel Schaltern mit mechanisch durch Steuerorgane wie zum Beispiel Nocken oder dergleichen der Schaltstan­ gen betätigbaren Kontakten einsetzen.

Die besonders funktionssichere Erkennung der Schaltstel­ lung erlaubt eine Ausführungsform, bei welcher jeder Schaltstange zwei Magnetfeldsensoren zugeordnet sind, von denen jeder eine der beiden Endstellungen der Schaltstan­ ge erfaßt, in die die Schaltstange aus der Neutralstel­ lung des Schaltgetriebes heraus auslenkbar ist.

Im folgenden soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert werden. Hierbei zeigt:

Fig. 1 eine schematische Teildarstellung eines mehrstu­ figen, manuell schaltbaren Kraftfahrzeug-Schalt­ getriebes mit einer Anordnung zur Erfassung der Gangstellung und

Fig. 2 eine Schnittdarstellung eines Ausführungsbei­ spiels eines Gangerfassungsmoduls.

Fig. 1 zeigt schematisch ein herkömmliches Mehrgang- Synchrongetriebe eines Kraftfahrzeugs mit einer drehbar in einem Getriebegehäuse 1 gelagerten, von der Brenn­ kraftmaschine des Kraftfahrzeugs angetriebenen Hauptwelle 3 sowie wenigstens einer zur Hauptwelle 3 achsparalle­ len, in dem Getriebegehäuse 1 frei drehbar gelagerten Vorgelegewelle 5. Die Hauptwelle 3 trägt frei drehbar jeweils Paare axial nebeneinander angeordneter Zahnräder 7, 9, von denen jedoch lediglich ein Zahnradpaar darge­ stellt ist, die jeweils mit untereinander drehfest ver­ bundenen Zahnrädern 11, 13 der Vorgelegewelle 5 kämmen. Axial zwischen den mit nicht näher dargestellten Kupp­ lungsklauen oder dergleichen ausgerüsteten Zahnrädern 7, 9 sitzt ein drehfest, jedoch axial verschiebbar mit der Hauptwelle 3 verbundenes Klauenrad 15, über das die Hauptwelle 3 wechselweise mit einem der Zahnräder 7, 9 kuppelbar ist. Das Zahnrad 9 ist mit einem weiteren, ebenfalls drehbar auf der Hauptwelle 3 sitzenden Ab­ triebszahnrad 17 verbunden, welches in nicht näher darge­ stellter Weise zur Ausgangswelle 19 des Getriebes führt. Während bei Kupplung des Klauenrings 15 mit dem Zahnrad 9 die Hauptwelle 3 direkt mit dem Zahnrad 17 gekuppelt ist und die Vorgelegewelle 5 frei mitläuft, so erfolgt bei Kupplung des Klauenrings 15 mit dem Zahnrad 7 die Drehmo­ mentübertragung von der Hauptwelle 3 über die Zahnräder 7, 11, 13 und 9 auf das Zahnrad 17 entsprechend dem Übersetzungsverhältnis dieser Zahnradkette. Die Schaltbe­ wegung des Klauenrads 15 wird durch eine Schaltgabel 21 gesteuert, die an einer zur Hauptwelle 3 achsparallelen Schaltstange 23 relativ zur Hauptwelle 3 und damit zum Getriebegehäuse 1 verschiebbar geführt ist und bei ihrer Verschiebebewegung den Klauenring 15 mitnimmt. Die Schaltgabel 21 wird in üblicherweise von einem beispiels­ weise am Getriebegehäuse 1 gelagerten Schalthebel 25 manuell verstellt. Es versteht sich, daß weiteren Getrie­ bestufen ebenfalls an Schaltstangen gehaltene Schaltga­ beln zugeordnet sind, die ebenfalls mittels des Ganghe­ bels 25 bewegt werden. Nicht dargestellt, jedoch vorhan­ den, sind übliche Synchronisierungskupplungen zwischen den Klauenringen und den mit den Klauenringen zu kuppeln­ den Zahnrädern, um Drehzahlunterschiede der Zahnräder vor dem Eingriff der Klauen ausgleichen zu können. Schaltge­ triebe der vorstehend erläuterten Art sind bekannt und bilden nicht Gegenstand der Erfindung.

Die Erfindung geht von einem Schaltgetriebe aus, dessen Schaltstangen 23 der Schaltbewegung der jeweils zugeord­ neten Schaltgabel 21 folgen. Die Schaltstangen sind in ihrer Längsrichtung verschiebbar in dem Getriebegehäuse 1 geführt, und ihre momentane Schaltstellung repräsentiert die durch die Schaltgabel 21 jeweils eingestellte Gang­ stellung der zugeordneten Getriebestufe. Zur Erfassung der Schaltstellung jeder Schaltstange 23 und damit des eingestellten Gangs trägt jede Schaltstange 23 im Bereich eines ihrer Enden einen Dauermagnet 27, dem zwei Magnet­ feldsensoren in Form von zwei Hallschaltern 29 zugeordnet sind, die bei Auslenkung der Schaltstange 23 in deren Endstellungen, in welchen das Klauenrad 15 mit einem der beiden Zahnräder 7, 9 gekuppelt ist, auf das Magnetfeld des Dauermagnets 27 ansprechen. In der Neutralstellung des Schaltgetriebes, in der das Klauenrad 15 mit keinem der Zahnräder 7, 9 gekuppelt ist, sprechen die Hallschal­ ter 29 nicht an. Die Kombination der von den Hallschal­ tern 29 der einzelnen Schaltstangen 23 erzeugten Signale liefert eine Information über den an dem Schaltgetriebe momentan eingestellten Gang.

Fig. 2 zeigt Einzelheiten eines konstruktiv besonders einfachen und gegebenenfalls auch an bereits vorhandene Getriebekonstruktionen anbaubaren Gangerkennungsmoduls. In die Stirnenden der achsparallel nebeneinander liegen­ den Schaltstangen 23 sind Magnetträgerstifte 31 gleich­ achsig eingepreßt, die an ihrem Ende jeweils den Dauer­ magnet 27 tragen. Die Magnetträgerstifte 31 treten durch Öffnungen 33 des Getriebegehäuses 1 aus und in ein Modul­ gehäuse 35 ein, das die Öffnungen 33 abgedichtet über­ deckt und an dem Getriebegehäuse 1 von außen aufgesetzt, beispielsweise aufgeschraubt, ist. Das Modulgehäuse 35 vereinigt sämtliche Hallschalter 29 zu einer Baueinheit. Bei dem Modulgehäuse 35 handelt es sich zweckmäßigerweise um ein Druckgußteil.

Gestrichelt ist in Fig. 2 eine Variante der Modulbauweise eingezeichnet, bei welcher die Trägerstifte 31 anstelle der Magnete 27 ein Schaltorgan 27′ zum Beispiel in Form einer Nocke oder dergleichen trägt, das in den Endstel­ lungen der Schaltstange 23 mechanische Schalter 29′ betätigt, die statt der Hallschalter 29 in dem Modulge­ häuse 35 vorgesehen sind.

Es versteht sich, daß das Getriebe gegebenenfalls auch mit Hilfe von Stellaktuatoren, die sowohl automatisch als auch manuell gesteuert sein können, geschaltet werden kann.

Claims (8)

1. Anordnung zur Erfassung der Gangstellung eines mehr­ stufigen, manuell oder mit Hilfe von Stellaktuatoren automatisiert schaltbaren Kraftfahrzeug-Schaltge­ triebes, dessen von einem gemeinsamen Getriebegehäuse (1) umschlossene Getriebestufen (7-11) durch Verschie­ ben von Schaltorganen (21) umschaltbar sind, die an zueinander parallelen, in ihrer Längsrichtung beweg­ lich in dem Getriebegehäuse (1) geführten, der Ver­ schiebebewegung der Schaltorgane (21) zumindest in Teilwegen folgenden Schaltstangen (23) gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einige der Schaltstangen (23) einen Dauer­ magnet (27) tragen und daß am Getriebegehäuse (1) den Schaltstangen (23) zugeordnete Magnetfeldsensoren (29) angebracht sind, die in vorbestimmten Positionen der Schaltstangen (23) auf deren Dauermagnete (27) anspre­ chen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauermagnete (27) im Bereich der Enden der Schalt­ stangen (23) angeordnet und die Magnetfeldsensoren (29) zu einer Baueinheit zusammengefaßt sind, die als Baueinheit am Getriebegehäuse (1) befestigbar ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltstangen (23) axiale Verlängerungen (31) aufweisen, die durch zumindest eine Öffnung (33) des Getriebegehäuses (1) austreten, die Dauermagnete (27) tragen und in ein von außen auf das Getriebegehäuse (1) aufgesetztes, die Öffnung (33) überdeckendes Gehäuse (35) der Baueinheit hineinreichen.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schaltstange (23) zwei Magnetfeldsensoren (29) zugeordnet sind, von denen jeder eine von zwei Endstellungen der Schaltstange (23) erfaßt, in die die Schaltstange (23) aus der Neutralstellung des Schaltgetriebes heraus auslenkbar ist.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetfeldsensoren als Hall­ schalter (29) ausgebildet sind.

6. Anordnung zur Erfassung der Gangstellung eines mehr­ stufigen, manuell oder mit Hilfe von Stellaktuatoren automatisiert schaltbaren Kraftfahrzeug-Schaltge­ triebes, dessen von einem gemeinsamen Getriebegehäuse (1) umschlossene Getriebestufen (7-11) durch Verschie­ ben von Schaltorganen (21) umschaltbar sind, die an zueinander parallelen, in ihrer Längsrichtung beweg­ lich in dem Getriebegehäuse (1) geführten, der Ver­ schiebebewegung der Schaltorgane (21) zumindest in Teilwegen folgenden Schaltstangen (23) gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich benachbarter Enden der Schaltstangen (23) zu einer Baueinheit zusammengefaßte und als Baueinheit am Getriebegehäuse (1) befestigte Schalterelemente (29′) angeordnet sind, die in vorbestimmten Positionen der Schaltstangen (23) auf Steuerorgane (27′) der Schalt­ stangen (23) ansprechen.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltstangen (23) axiale Verlängerungen (31) aufweisen, die durch zumindest eine Öffnung (33) des Getriebegehäuses (1) austreten, die Steuerorgane (27′) tragen und in ein von außen auf das Getriebegehäuse (1) aufgesetztes, die Öffnung (33) überdeckendes Gehäuse (35) der Baueinheit hineinreichen.

8. Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich­ net, daß jeder Schaltstange (23) zwei Schalterelemente (29′) zugeordnet sind, von denen jeder eine von zwei Endstellungen der Schaltstange (23) erfaßt, in die die Schaltstange (23) aus der Neutralstellung des Schalt­ getriebes heraus auslenkbar ist.