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DE102004056800A1 - Schaltvorrichtung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Schaltvorrichtung für ein Kraftfahrzeug Download PDF

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DE102004056800A1
DE102004056800A1 DE102004056800A DE102004056800A DE102004056800A1 DE 102004056800 A1 DE102004056800 A1 DE 102004056800A1 DE 102004056800 A DE102004056800 A DE 102004056800A DE 102004056800 A DE102004056800 A DE 102004056800A DE 102004056800 A1 DE102004056800 A1 DE 102004056800A1
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DE
Germany
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selector lever
sensors
switching device
joint
motor vehicle
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE102004056800A
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English (en)
Inventor
Metin Prof. Dr. Ersoy
Peter Dr. Reitz
Andreas GÄRTNER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
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Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
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Priority to EP05814267.0A priority patent/EP1815594B1/de
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Priority to KR1020077013496A priority patent/KR20070086226A/ko
Priority to JP2007541677A priority patent/JP2008520484A/ja
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Priority to KR1020137015047A priority patent/KR101551042B1/ko
Priority to US11/720,005 priority patent/US7829805B2/en
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Abstract

Schaltvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einer Halterung (3), einem über ein Gelenk (12) schwenkbar an der Halterung (3) gelagerten Wählhebel (7) und einer einen Signalgeber (13) und zwei Sensoren (14, 15) aufweisenden Winkelmessvorrichtung, wobei die Winkelmessvorrichtung in dem Gelenk (12) angeordnet und mit einer mit einem Kraftfahrzeuggetriebe (21) verbundenen Steuereinrichtung (19) elektrisch verbunden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einer Halterung, einem über ein Gelenk schwenkbar an der Halterung gelagerten Wählhebel und einer einen Signalgeber und zwei Sensoren aufweisenden Winkelmessvorrichtung.
  • Die bislang übliche elektronische Schaltstellungserkennung von Wählhebeln mit Hilfe von Positionssensoren, z.B. nach dem Hall-Prinzip, ist unflexibel hinsichtlich der heute gebräuchlichen Wählhebelführung in mehreren Gassen und Zwischenstellungen. Häufig wird für jede Wählhebelstellung ein Sensor vorgesehen, wobei viele Sensoren zu höheren Kosten und verringerter Zuverlässigkeit führen.
  • Aus der DE 197 49 330 C2 ist eine Schalterfassungsvorrichtung bekannt, mit einem Schaltmittel, einem magnetischen Signalgeber und einer Signalempfängeranordnung. Als Signalempfänger ist ein zumindest zwei magnetoelektrische Wandler umfassendes Sensorarray vorgesehen, wobei als Wandler magnetoresistive Sensorelemente eingesetzt werden können. Der an die Bewegung des Schaltmittels gekoppelte Signalgeber ist ein Magnet, der mit den magnetoresistiven Sensorelementen zusammenwirkt, wobei die Sensorelemente in unterschiedlichen, orthogonal zueinander stehenden Ebenen angeordnet sind. Das Schaltmittel ist schwenkbar gelagert und weist beidseitig der Lagerung zwei Hebelarme auf, wobei der Magnet und die Sensorelemente im Bereich eines freien Endes von einem der Hebelarme angeordnet sind.
  • Nachteilig an dieser Anordnung ist, dass der Magnet bei einer Betätigung des Schaltmittels relativ große Wege zurücklegt, so dass auch der Signalempfänger einen relativ großen Raum einnehmen muss.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltvorrichtung der eingangs genannten Art derart weiter zu bilden, dass der erforderliche Bauraum für die Winkelmessvorrichtung reduziert werden kann.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gegeben.
  • Die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung oder Wählhebelanordnung für ein Kraftfahrzeug weist eine Halterung, einen über ein Gelenk schwenkbar an der Halterung gelagerten Wählhebel und eine einen Signalgeber und zwei Sensoren umfassende Winkelmessvorrichtung auf, wobei die Winkelmessvorrichtung in dem Gelenk angeordnet und mit einer mit einem Kraftfahrzeuggetriebe verbundenen Steuereinrichtung elektrisch verbunden ist.
  • Dadurch dass die Winkelmessvorrichtung in das Gelenk integriert ist, sind der Signalgeber und die Sensoren relativ nahe an der oder den Schwenkachsen des Wählhebels angeordnet, so dass nur sehr kleine Wege bzw. Wegänderungen von der Winkelmessvorrichtung erfasst werden müssen. Somit kann die Winkelmessvorrichtung insgesamt sehr klein und kompakt aufgebaut werden kann. Ferner schützt das Gelenk die Winkelmessvorrichtung vor Verunreinigungen.
  • Als besonders störunanfällig haben sich auf Magnetfeldmessungen basierende Winkelmessvorrichtungen erwiesen, so dass der Signalgeber als Magnet und die Sensoren als magnetfeldempfindliche Sensoren, wie z.B. Hall-Effekt-Sensoren, ausgebildet sein können. Bevorzugt sind die magnetfeldempfindlichen Sensoren aber als magnetoresistive Sensoren ausgebildet, die im Unterschied zu Hall-Sensoren eine Zweipunktmessung je Sensor ermöglichen, so dass der Beschaltungsaufwand reduziert werden kann. Ferner ist durch die Verwendung magnetoresistiver Sensoren regelmäßig eine Erfassung größerer räumlicher Winkel möglich als mit derselben Anzahl von Hall-Sensoren.
  • Die beiden Sensoren können an unterschiedlichen Orten in dem Gelenk vorgesehen sein. Ferner können die beiden Sensoren einen rechten Winkel miteinander einschließen und z.B. über Kreuz angeordnet oder L-förmig zueinander ausgerichtet sein, wobei die sensitiven Flächen der beiden Sensoren bevorzugt senkrecht zueinander verlaufen, so dass eine Bestimmung von zwei aufeinander senkrecht stehenden Winkeln vereinfacht ist.
  • Es ist möglich, die beiden Sensoren separat voneinander anzuordnen. Bevorzugt sind die beiden Sensoren aber zu einer Sensorbaugruppe zusammengefasst, wodurch der Montageaufwand für die Sensoren reduzierbar ist. Insbesondere sitzen die Sensoren dabei auf einer gemeinsamen Platine. Auch die Steuereinrichtung kann in die Sensorbaugruppe integriert werden und gegebenenfalls an der Platine angeordnet bzw. festgelegt sein.
  • Als Gelenk kann jedes Gelenk verwendet werden, welches die gewünschten Schwenkbewegungen des Wählhebels ermöglicht. Bevorzugt ist das Gelenk aber als Kugelgelenk ausgebildet, so dass die möglichen Schwenkrichtungen für den Wählhebel durch das Gelenk gar nicht oder lediglich geringfügig im Vergleich zu anderen Gelenken eingeschränkt sind. Dabei kann das Kugelgelenk ein an dem Wählhebel befestigtes Gehäuse und eine an der Halterung befestigte und in dem Gehäuse angeordnete Gelenkkugel aufweisen, so dass das Gehäuse zusammen mit dem Wählhebel um die Gelenkkugel schwenkbar ist. Es ist aber auch möglich, dass das Gehäuse an der Halterung und die in dem Gehäuse schwenkbar gelagerte Gelenkkugel an dem Wählhebel vorgesehen ist.
  • Die Sensoren können in der Gelenkkugel und der Signalgeber in dem Gehäuse vorgesehen sein. Bevorzugt sind jedoch die Sensoren in dem Gehäuse und der Signalgeber in der Gelenkkugel angeordnet, welche hierfür eine Ausnehmung aufweisen kann in welcher der Signalgeber sitzt. Ferner kann die Halterung einstückig mit der Gelenkkugel ausgebildet werden und z.B. ein Stahlträger sein.
  • Die Gelenkkugel kann aus einem ferromagnetischen Material bestehen. In diesem Fall ist es günstig, den in der Gelenkkugel sitzenden Signalgeber in ein nicht-magnetisches Material, wie z.B. Aluminium oder Kunststoff, einzubetten. Hierdurch werden die Eigenschaften des Magnetfelds hinsichtlich der Signalerfassung in positiver Weise beeinflusst, falls der Signalgeber ein Magnet bzw. Permanentmagnet ist.
  • Zur Festlegung bzw. Vorgabe der möglichen Bewegungen des Wählhebels kann eine Schaltkulisse mit einer oder mehreren Schaltgassen vorgesehen sein, durch welche hindurch sich der Wählhebel erstreckt und entlang welcher der Wählhebel bewegbar ist. Die Schaltkulisse ist dabei bevorzugt unmittelbar oder mittelbar mit der Halterung verbunden bzw. an dieser festgelegt. Insbesondere liegen alle von den Schaltgassen der Schaltkulisse vorgegebenen Wählhebelstellungen einschließlich aller Zwischenstellungen innerhalb des Erfassungsbereichs der Winkelmessvorrichtung bzw. der Sensoren, so dass neben den vorgegebenen Wählhebelstellungen auch alle Zwischenstellungen von der Winkelmessvorrichtung erfasst werden können. Zur einfacheren Bedienung kann der Wählhebel ein freies Ende aufweisen, an dem ein Schaltknauf befestigt ist.
  • Das Kraftfahrzeuggetriebe ist insbesondere in unterschiedliche Schaltzustände stellbar, wobei die mit den Sensoren elektrisch verbundene Steuereinrichtung die von den Sensoren abgegebenen elektrischen Signale auswerten und das Getriebe in Abhängigkeit von dieser Auswertung in unterschiedliche Schaltzustände stellen kann. Da der Abstand der Sensoren zu dem Signalgeber ein Maß für die Stellung des Wählhebels im Raum ist, wird durch die Auswertung die aktuelle Lage des Wählhebels bestimmt. Diese Auswertung erfolgt insbesondere kontinuierlich oder quasi kontinuierlich. Ferner ist es möglich, nicht nur die absolute Lage des Wählhebels im Raum sondern auch die Geschwindigkeit zu ermitteln, mit welcher der Wählhebel von dem Anwender bewegt wird. Hierzu kann die Steuereinrichtung einen z.B. analogen oder digitalen Differentiator aufweisen, der die Geschwindigkeit des Wählhebels durch zeitliche Ableitung der durch die Auswertung ermittelten Orts- bzw. Winkelkoordinaten des Wählhebels bestimmt.
  • Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird ferner durch ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung gelöst, wobei die Halterung am Kraftfahrzeug bzw. am Fahrzeugaufbau, insbesondere im Innern der Kraftfahrzeugs, z.B. im Fahrgastinnenraum, befestigt ist. Die Schaltvorrichtung kann dabei gemäß aller zuvor genannten Ausgestaltungen weitergebildet sein. Ferner ist es möglich, die Steuereinrichtung mit einer Motor-Getriebe-Steuerung zu koppeln oder in diese zu integrieren.
  • Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung zum Betätigen des in einem Kraftfahrzeug angeordneten und in unterschiedliche Schaltzustände stellbaren Getriebes, wobei die Sensoren mit dem Signalgeber zusammenwirken und elektrische Signale an die Steuereinrichtung abgeben und wobei von der Steuereinrichtung die elektrischen Signale zu einer Wählhebelstellung ausgewertet werden, wobei das Getriebe in Abhängigkeit von der Wählhebelstellung in einen der Schaltzustände gestellt wird. Die Schaltvorrichtung kann dabei gemäß aller zuvor genannten Ausgestaltungen weitergebildet werden.
  • Ferner kann, wie oben bereits angesprochen, bei einer Betätigung des Wählhebels dessen Betätigungsgeschwindigkeit ermittelt werden, indem von der Steuereinrichtung die z.B. kontinuierlich oder quasi kontinuierlich ermittelten Orts- oder Winkelkoordinaten des Wählhebels nach der Zeit differenziert werden.
  • Mit Hilfe der Integration von intelligenter Winkelsensorik in das Gelenk, insbesondere Kugelgelenk, mit dem der Schalt- bzw. Wählhebel des Getriebes gelagert wird, erfolgt eine Positionsbestimmung des Wählhebels und somit der Fahrervorgabe für das Getriebe. Bei dem magnetoresistiven Messprinzip wird z.B. die Feldlinienrichtung des als kalibrierten Magneten ausgebildeten Signalgebers in der als Stahlträger ausgebildeten Halterung relativ zur Sensorbaugruppe bzw. zu den Sensoren gemessen, so dass die Erfassung einer Relativdrehung zwischen Magnet und Sensorbaugruppe bzw. Sensoren in einem großen Winkelbereich hochauflösend möglich ist. Das intelligente Winkelgelenk kann durch die Integration von Sensorik mit verschiedenen Gelenktypen gebildet werden.
  • Die Positionsbestimmung der Wählhebelstellung ist flexibel in einer von zwei Koordinaten aufgespannten Fläche möglich, so dass von der Sensorik gleichzeitig zwei kardanische Winkel des Kugelgelenks erfasst werden können. Die Signalauswertung und Schaltstellungserkennung wird von der Steuereinrichtung durchgeführt, die im Gelenk oder außerhalb des Gelenks, z.B. als ein extern angeordnetes elektronisches Modul zur kennfeldbasierten Signalfeldverarbeitung, angeordnet ist.
  • Für die Umsetzung individueller Schaltbilder, bei denen verschiedene stabile und instabile Schalthebelpositionen – also auch Zwischenstellungen – angefahren und erkannt werden sollen, erfolgt die Erfassung der Schalthebelstellung bevorzugt kontinuierlich und in einem entsprechend großem Winkelbereich. Neuartige Schaltbilder sehen beispielsweise einen Gassenwechsel (=2 Gassen) alleine schon im Automatikbereich (bislang eine Gasse) vor, um ein Überspringen der Stufe P (Parken) beim Schalten von D (Drive) nach R (Reverse) zu vermeiden, woraus sich ein Vorteil bei der Bediensicherheit ergibt. Dazu könnte noch eine manuelle Zusatzgasse kommen (=3 Gassen in Summe), woraus eine komplexe Führung des Wählhebels resultiert.
  • Zusätzlich kann durch integrierte numerische oder analoge Differenzation die Betätigungsgeschwindigkeit des Wählhebels zu adaptiven Zwecken für die Motor-Getriebe-Steuerung oder weitere Antriebs- und Fahrwerksregelsysteme z.B. von der Steuereinrichtung, insbesondere als elektrisches Signal ausgegeben werden.
  • Mit lediglich zwei integrierten Sensoren bzw. einer integrierten Sensorbaugruppe zur Erfassung sämtlicher ebener Wählhebellagen lassen sich neben der größeren Flexibilität bei komplexer Kulissenausführung sowohl Kosten- als auch Zuverlässigkeitsvorteile darstellen. Für neuartige Shift-by-wire-Systeme sind räumlich nicht geführte Schalthebelbewegungen denkbar, die mit herkömmlicher Lagesensorik nur schwierig, mit der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung aber problemlos zu erfassen sind. Die Bestimmung der Position kann in einem aufgespannten Feld mit Hilfe von zwei an der Kugel bzw. im Gehäuse orthogonal zueinander angebrachten Sensoren kontinuierlich bestimmt werden.
  • Somit ist es möglich, ein „intelligentes" Gelenk zu bilden, bei dem die Winkelmessvorrichtung, gegebenenfalls zusammen mit der Steuereinrichtung, in das Gelenk integriert ist, welche nicht nur den Ort des Wählhebels sondern auch die Bewegungsgeschwindigkeit des Wählhebels, z.B. durch numerische Differentiation, ermitteln kann. Somit können die Schaltdynamik beschreibende Zusatzsignale zur Adaption der Getriebesteuerung, z.B. Sport- bzw. Komfortbetrieb, genutzt werden.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wählhebelanordnung,
  • 2 eine schematische Darstellung des Messbereichs der Ausführungsform nach 1,
  • 3 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit der erfindungsgemäßen Wählhebelanordnung,
  • 4 ein schematisches Blockschaltbild eines analogen Differentiators,
  • 5 eine schematische Ansicht der Sensorbaugruppe nach 1 und
  • 6 eine teilweise Schnittansicht der Ausführungsform.
  • Aus 1 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wählhebelanordnung ersichtlich, die insgesamt mit 1 bezeichnet wird. An einem schematisch dargestellten Kraftfahrzeug 2 ist eine als Stahlträger ausgebildete Halterung 3 befestigt, an der wiederum eine Gelenkkugel 4 festgelegt ist. Die Gelenkkugel 4 ist in einer sphärischen Ausnehmung 5 eines Gehäuses 6 derart gelagert, dass dieses um die Gelenkkugel 4 schwenken kann. An dem Gehäuse 6 ist ein Wählhebel 7 befestigt, an dessen dem Gehäuse 6 abgewandten Ende ein Schaltknauf 8 festgelegt ist. Der Wählhebel 7 erstreckt sich durch Schaltgassen 9 einer Schaltkulisse 10 hindurch, wobei der Wählhebel 7 entlang der Schaltgassen 9 bewegbar ist. Durch eine gestrichelte Linie 11 ist angedeutet, dass die Schaltkulisse 10 an der Halterung 3 befestigt ist. Die Schaltkulisse 10 beschränkt somit den Bewegungsraum des Wählhebels 7 auf Bewegungen innerhalb Schaltgassen 9.
  • Ohne Schaltkulisse 10 wäre der Wählhebel 7 frei entlang der durch x und y gekennzeichneten Richtungen bewegbar, wobei allerdings auch hier die bauliche Ausgestaltung des durch die Gelenkkugel 4 und das Gehäuse 6 gebildeten Kugelgelenks 12 den Bewegungsraum des Wählhebels 7 einschränkt.
  • In der Gelenkkugel 4 ist ein Permanentmagnet 13 angeordnet, dessen Magnetfeld mit zwei Sensoren 14 und 15 (siehe 5) zusammenwirkt, die zu einer Sensorbaugruppe 16 zusammengefasst und in dem Gehäuse 6 angeordnet sind. Die beiden Sensoren 14 und 15 sind dabei als magnetoresistive Sensoren ausgebildet.
  • Aus 2 ist eine schematische Ansicht des Bewegungsraumes des Wählhebels 7 ersichtlich, der sich entlang der gestrichelt dargestellten Schaltgasse 9 bewegen kann. Der Bewegungsraum liegt dabei vollständig innerhalb des Messbereichs 17 der Winkelmessvorrichtung bzw. der Sensoren 14 und 15, so dass jede Position des Wählhebels in den Schaltgassen 9 eindeutig von den Sensoren 14 und 15 erfasst werden kann. Der Messbereich 17 berücksichtigt in diesem Fall bereits den Abstand der Kulisse 10 vom Kugelgelenk 12. Die Erfassung der Wählhebelstellung bzw. Wählhebelposition erfolgt dabei derart, dass die Sensoren 14 und 15 bei unterschiedlichen Wählhebelstellungen einen unterschiedlichen Abstand zu dem Magneten 13 aufweisen und sich somit auch an unterschiedlichen Orten des von dem Magneten erzeugten Magnetfelds befinden. Somit liefern die Sensoren 14 und 15 für unterschiedliche Wählhebelstellungen unterschiedliche elektrische Signale, anhand derer die jeweilige Wählhebelposition eindeutig bestimmbar ist. Eine Möglichkeit der Auswertung besteht z.B. darin, dass die Steuereinrichtung die von den Sensoren abgegebenen Signale mit in einem Speicher abgelegten Mustersignalen vergleicht, die zuvor für jede Schalthebelstellung ermittelt wurden.
  • Aus 3 ist eine schematische Ansicht des Kraftfahrzeugs 2 ersichtlich, welches eine über elektrische Leitungen 18 elektrisch mit den Sensoren 14 und 15 verbundene Steuereinrichtung 19 aufweist, die ihrerseits über eine Verbindung 20 mit einem in dem Kraftfahrzeug 2 angeordneten Getriebe 21 verbunden ist, welches in mehrere Schaltstellungen stellbar ist. Weist das Getriebe 21 eine elektronisch ansteuerbare Stellvorrichtung auf, so kann die Verbindung 20 durch elektrische Leitungen gebildet sein. Falls das Getriebe 21 lediglich mechanisch verstellbar ist, kann die Verbindung 20 auch durch eine mechanische Stellvorrichtung gebildet sein, welche von einem insbesondere in der Steuereinrichtung 19 ausgebildeten Aktuator betätigbar ist.
  • Die Steuereinrichtung 19 kann die von den Sensoren 14 und 15 abgegebenen elektrischen Signale unterschiedlichen Wählhebelstellungen zuordnen und das Getriebe 21 gemäß der ermittelten Wählhebelstellung über die Verbindung 20 in einen bestimmten Schaltzustand stellen. Ferner kann die Steuereinrichtung 19 einen Differentiator 22 aufweisen, der die kontinuierlich oder quasi kontinuierlich ermittelten Positions- bzw. Winkelsignale, welche die Position des Wählhebels 7 repräsentieren, ableiten kann, um so die Geschwindigkeit zu ermitteln, mit welcher der Wählhebel 7 betätigt wird bzw. betätigt worden ist. Die die Wählhebelgeschwindigkeit repräsentierenden Daten bzw. elektrischen Signale können dann über eine elektrische Leitung 23 einer Motor-Getriebe-Steuerung 24 zugeführt werden.
  • Aus 4 ist ein schematisches Blockschaltbild eines solchen Differentiators ersichtlich, wobei die zeitliche Ableitung der Eingangsspannung Ue proportional zur Ausgangsspannung Ua ist. Insbesondere gilt:
    Figure 00110001
  • Dabei repräsentiert die Spannung Ue den Ort oder Winkel des Wählhebels bzw. die Wählhebelstellung, wohingegen die Spannung Ua die Betätigungsgeschwindigkeit des Wählhebels repräsentiert. Selbstverständlich ist es auch möglich, einen Digitalprozessor zur numerischen Differentiation zu verwenden. In diesem Fall ist der Differentiator 22 digital ausgebildet und weist z.B. einen digitalen Signalprozessor auf. Insbesondere kann für jeden Sensor ein separater Differentiator vorgesehen sein.
  • Aus 5 ist eine schematische Ansicht der Sensorbaugruppe 16 ersichtlich, wobei die beiden Sensoren 14 und 15 jeweils einen Sensorträger 25 und ein Sensorelement 26 mit einer sensitiven Fläche 27 aufweisen. Die beiden Sensorträger 25 sind in einem Abstand D von z.B. 0,3 mm zueinander angeordnet, und schließen einen Winkel von 90° miteinander ein. Es ist aber auch möglich, den Abstand D bis auf 0 mm zu reduzieren. Ferner schließen die sensitiven Flächen 27 der Sensorelemente 26 einen rechten Winkel miteinander ein, oder anders gesagt, die beiden sensitiven Flächen 27 liegen auf Ebenen, die einen rechten Winkel miteinander einschließen.
  • Über elektrische Kontaktierungen 28 sind die Sensorelemente 26 mit dem jeweiligen Sensorträger 25 verbunden, der über elektrische Kontaktierungen 29 an einer Platine bzw. Leiterplatte 30 angeschlossen ist, auf der die beiden Sensorträger 25 sitzen.
  • Ferner sind an die Leiterplatte 30 die elektrischen Leitungen 18 angeschlossen, die sich bis zur Steuereinrichtung 19 hin erstrecken, welche ebenfalls mit in die Sensorbaugruppe 16 integriert ausgebildet sein kann. Im letzteren Fall können die Leitungen 18 als Leiterbahnen auf oder in der Platine 30 gebildet sein.
  • Aus 6 ist eine teilweise Schnittansicht der Ausführungsform ersichtlich, wobei der Magnet 13, dessen Magnetisierung mit M gekennzeichnet ist, in ein nicht-magnetisches Material 31 eingebettet ist und in einer in der Gelenkkugel 4 vorgesehenen Ausnehmung 32 sitzt. Ferner ist die Sensorbaugruppe 16 in einer in dem Gehäuse 6 vorgesehenen Ausnehmung 33 angeordnet. Der aus Gelenkkugel 4 und Halterung 3 gebildete Kugelzapfen, erstreckt sich durch eine Gehäuseöffnung 34 aus dem Gehäuse 6 heraus, wobei die Gelenkkugel 4 mit der Halterung 3 gemäß dieser Ausführungsform insbesondere einstückig hergestellt ist.
    • 1
    Wählhebelanordnung
    2
    Kraftfahrzeug
    3
    Halterung
    4
    Gelenkugel
    5
    sphärische Ausnehmung im Gehäuse
    6
    Gehäuse
    7
    Wählhebel
    8
    Schaltknauf
    9
    Schaltgassen
    10
    Schaltkulisse
    11
    mechanische Verbindung zwischen Schalkulisse und Halterung
    12
    Kugelgelenk
    13
    Permanentmagnet
    14
    Sensor
    15
    Sensor
    16
    Sensorbaugruppe
    17
    Messbereich der Winkelmessvorrichtung am Ort der Schaltkulisse
    18
    elektrische Leitungen
    19
    Steuereinrichtung
    20
    Verbindung zwischen Steuereinrichtung und Getriebe
    21
    Getriebe
    22
    Differentiator
    23
    elektrische Leitungen
    24
    Motor-Getriebe-Steuerung
    25
    Sensorträger
    26
    Sensorelement
    27
    sensitive Fläche
    28
    elektrische Kontaktierungen
    29
    elektrische Kontaktierungen
    30
    Leiterplatte
    31
    nicht-magnetisches Material
    32
    Ausnehmung in Gelenkkugel
    33
    Ausnehmung in Gehäuse
    34
    Öffnung in Gehäuse
    D
    Abstand zwischen den Sensorträgern
    Ue
    Eingangsspannung
    Ua
    Ausgangsspannung
    R
    elektrischer Widerstand
    C
    elektrischer Kondensator
    R'
    elektrischer Widerstand
    O
    Operationsverstärker
    M
    Magnetisierung des Magneten
    x
    Raumrichtung
    y
    Raumrichtung

Claims (19)

  1. Schaltvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einer Halterung (3), einem über ein Gelenk (12) schwenkbar an der Halterung (3) gelagerten Wählhebel (7) und einer einen Signalgeber (13) und zwei Sensoren (14, 15) aufweisenden Winkelmessvorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass – die Winkelmessvorrichtung in dem Gelenk (12) angeordnet und mit einer mit einem Kraftfahrzeuggetriebe (21) verbundenen Steuereinrichtung (19) elektrisch verbunden ist.
  2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (13) ein Magnet ist und die Sensoren (14, 15) magnetfeldempfindliche Sensoren sind.
  3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (14, 15) magnetoresistive Sensoren sind.
  4. Schaltvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Sensoren (14, 15) rechtwinklig zueinander ausgerichtet sind.
  5. Schaltvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Sensoren (14, 15) zu einer Sensorbaugruppe (16) zusammengefasst sind.
  6. Schaltvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk (12) ein Kugelgelenk ist.
  7. Schaltvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kugelgelenk (12) ein an dem Wählhebel (7) befestigtes Gehäuse (6) und eine an der Halterung (3) befestigte und in dem Gehäuse (6) gelagerte Gelenkkugel (4) aufweist, wobei das Gehäuse (6) zusammen mit dem Wählhebel (7) um die Gelenkkugel (4) schwenkbar ist.
  8. Schaltvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (13) in der Gelenkkugel (4) und die Sensoren (14, 15) in dem Gehäuse (6) angeordnet sind.
  9. Schaltvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkkugel (4) aus einem ferromagnetischen Material besteht und eine Ausnehmung (32) aufweist, in welcher der Signalgeber (13) sitzt, der in ein nicht-magnetisches Material (31) eingebettet ist.
  10. Schaltvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Halterung (3) unmittelbar oder mittelbar eine Schaltkulisse (10) mit einer oder mehreren Schaltgassen (9) verbunden ist, durch welche hindurch sich der Wählhebel (7) erstreckt und entlang welcher der Wählhebel (7) bewegbar ist.
  11. Schaltvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wählhebel (7) ein freies Ende aufweist, an dem ein Schaltknauf (8) befestigt ist.
  12. Schaltvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (21) in unterschiedliche Schaltzustände stellbar ist, wobei von der elektrisch mit den Sensoren (14, 15) verbunden Steuereinrichtung (19) von den Sensoren (14, 15) abgegebene elektrische Signale auswertbar sind und das Getriebe (21) in Abhängigkeit von dieser Auswertung in unterschiedliche Schaltzustände stellbar ist.
  13. Schaltvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (19) einen Differentiator (22) aufweist.
  14. Schaltvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (19) in dem Gelenk angeordnet ist.
  15. Kraftfahrzeug mit einer Schaltvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das die Halterung (3) an dem Kraftfahrzeug (2) befestigt ist.
  16. Kraftfahrzeug nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Wählhebel (7) im Inneren des Kraftfahrzeugs (2) angeordnet ist.
  17. Kraftfahrzeug nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (19) in eine Motor-Getriebe-Steuerung (24) integriert ist.
  18. Verwendung einer Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14 zum Betätigen des in einem Kraftfahrzeug (2) angeordneten Getriebes (21), welches in unterschiedliche Schaltzustände gestellt werden kann, wobei die Sensoren (14, 15) mit dem Signalgeber (13) zusammenwirken und elektrische Signale an die Steuereinrichtung (19) abgeben, von der Steuereinrichtung (19) durch Auswertung der elektrischen Signale die Wählhebelstellung bestimmt wird und das Getriebe (21) von der Steuereinrichtung (19) in Abhängigkeit von der Wählhebelstellung in einen der Schaltzustände gestellt wird.
  19. Verwendung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Wählhebel (7) betätigt wird und von der Steuereinrichtung (19) die Betätigungsgeschwindigkeit des Wählhebels (7) durch analoge oder numerische Differentiation von den Wählhebelstellungen zugeordneten Signalen bestimmt wird.
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