DE19507621A1 - Schalthebelbetätigungssensor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schalthebelbetätigungssensor für ein Kraftfahrzeug, bei dem gemäß dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1 der Sensor mit wenigstens einem Steuergerät für die Motor-, Getriebe- und/oder Fahrkupplungssteuerung verbunden ist.

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 ge­ stellt, 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 signali­ sieren, bevor dieser den Schalthebel konkret in die eine oder andere Richtung bewegt.

So ist beispielsweise aus der DE-OS 31 09 527 eine Kupplungs­ steuerungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug bekannt geworden, bei der unter anderem ein nicht näher beschriebener Schalt­ hebelschalter 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 Ge­ häuse, 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 er­ mittelbar.

Nachteilig an dieser Vorrichtung ist, daß insgesamt zwei Sen­ soren notwendig sind, um die automatische Kupplungsbetätigung steuern zu können.

Außerdem ist durch die DE-OS-42 04 630 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.

Die Aufgabe der Erfindung ist es zu zeigen, wie eine baulich vereinfachte Kupplungssteuerungsvorrichtung realisierbar ist. Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß die an sich be­ kannte und in der Schaltvorrichtung notwendige Rastiervor­ richtung zusätzlich als Sensor zur Ermittlung des Schaltwun­ sches ausgebildet ist, so daß auf den gesonderten Schalt­ hebelkontakt im Schalthebel verzichtet werden kann.

In dem einzigen Unteranspruch wird zudem eine Variante des Sen­ sors vorgestellt, bei dem insgesamt zwei elektrische Schalt­ kontakte im Gehäuse vorgesehen sind. Mit einem derart ausge­ stalteten Gangwahlsensor lassen sich die beiden Zustandsgrößen Schaltwunsch und konkret eingelegter Gang des Schaltvorgangs leichter und sicherer differenzieren, als wenn nur ein Schalt­ kontakt verwendet würde.

Zur Erläuterung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeich­ nung beigefügt, bei der in Fig. 1 ein Übersichtsdiagramm zu den für die Beschreibung dieser Erfindung wesentlichen Antriebs­ aggregaten des Kraftfahrzeuges dargestellt ist. Mit 1 ist dem­ nach eine Brennkraftmaschine bezeichnet, die über eine Anfahr­ kupplung 3 ein Getriebe 2 antreibt. Diesem Getriebe 2 nachge­ ordnet ist ein Achsausgleichsgetriebe 4, von dem zwei nicht nä­ her bezeichnete Abtriebswellen mit den dazugehörigen Antriebs­ rädern abgeht.

Zur Durchführung des Schaltvorganges hat der Fahrer des Kraft­ fahrzeuges einen Schalthebel 5 zu betätigen, der mit einer Schaltwelle 6 an dem Getriebe 2 verbunden ist. Diese Schaltwel­ le 6 verfügt über axial ausgerichtete Schaltzähne 13, auf die, oder in deren Zwischenraum ein Tastelement eines Gangwahlsen­ sors 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 Fig. 2 und Fig. 3 jeweils in einer schematischen Querschnitts­ zeichnung dargestellt. In der einfachsten Bauform gemäß Fig. 2 ist der Sensor 7 als schraubenartiges Bauteil ausgebildet, in dessen Gehäuse 12 innerhalb einer Bohrung 18 eine Feder 9 ange­ ordnet ist. Am unteren Ende des Gehäuses 12 des Sensors 7 ist ein Tastelement angeordnet, das hier als Tastkugel 11 ausge­ bildet ist. Diese federbelastete Tastkugel 11 steht mit einem Schaltstift 10 in Verbindung, mit dessen Hilfe bei einer Verti­ kalbewegung der Tastkugel 11 ein elektrischer Kontakt 16 betä­ tigbar ist.

Wird nun der Handschalthebel 5 von dem Fahrer des Kraftfahr­ zeuges 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 Schaltvor­ ganges 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 fe­ derbelastete Arretierkugel, die ein Verdrehen der Schaltwelle beeinträchtigt. Daraus kann geschlossen werden, daß der gewähl­ te Gang auch eingelegt ist.

In Fig. 3 ist eine Variante der Erfindung dargestellt, bei der der Sensor 7 mit zwei elektrischen Kontakten 16, 17 aus­ gestattet ist. Bei Verwendung eines derartigen Sensors zusammen mit einer Schaltwelle, deren Schaltzähne 13 zusätzlich Ausspa­ rungen 14 an ihren Zahnflanken aufweisen, kann neben der Sen­ sierung der Schaltabsicht des Fahrers auch der vollständig ein­ gelegte Gang dem Steuergerät 8 durch zwei getrennte Signale mitgeteilt werden.

Wie Fig. 3 verdeutlicht, erfolgt die Erfassung des Schaltwun­ sches des Fahrers dann, wenn die Schaltwelle 6 durch leichte Betätigung des Handwahlhebels 5 um einen geringen Betrag ver­ dreht 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 Schaltwelle 6 mit Hilfe des Handschalthebels 5 weiter verdrehen, so daß die Tastkugel 11 genau zwischen die tiefer liegenden Schaltzahn­ flanken 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 ge­ wählte Gang vollständig eingelegt ist. Wie bei der Ausführungs­ variante gemäß Fig. 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 Betätigungskräften des Schalthebels die Rastier- und Tastkugel durch die sich verdrehende Schaltwelle den Sensor­ schalter auslösen kann. Weiterhin kann durch die Formgebung der Schaltwellenzähne sichergestellt werden, daß die Schalt­ übergänge nur mit einer Betätigungskraft am Schalthebel er­ reicht und eingehalten werden können.

Claims (2)

1. Schalthebelbetätigungssensor eines Kraftfahrzeuges, der mit wenigstens einem Steuergerät für die Motor-, Getriebe- und/oder Fahrkupplungssteuerung verbunden ist, mit einem ei­ ne axiale Bohrung (18) aufweisenden Sensorgehäuse (12), ei­ nem an einem Ende dieses Gehäuses (12) durch eine Feder (9) belastet angeordneten und zum Teil aus dem Gehäuse herausra­ genden Tastelement (11), das mit einem Schaltstift (10) in Kontakt steht und mit dem ein elektrischer Schaltkontakt (16, 17) betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Sensor (7) mit seinem Tastelement (11) als Rastierbauteil für eine mit Schaltzähnen (13) versehene Schaltwelle (6) des Getriebes verwendet wird.

2. Schalthebelbetätigungssensor nach dem Oberbegriff des An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (12) zwei elektrische Kontakte (16, 17) angeordnet sind, von denen der erste Kontakt (16) zur Sensierung des Beginns des Schaltvor­ ganges dient und der zweite Kontakt (17) den vollständig eingelegten Gang signalisiert.