DE4121410C1

DE4121410C1 - Vehicle change-speed gear position recognising appts. - has hole mask which interrupts magnetic flux from permanent magnets to reed switches fitted directly to gears and activates position indicating circuit

Info

Publication number: DE4121410C1
Application number: DE19914121410
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Ing. Goldbach (Fh), 6237 Liederbach, De
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: Adam Opel GmbH
Priority date: 1991-06-28
Filing date: 1991-06-28
Publication date: 1993-01-28
Anticipated expiration: 2011-06-29

Abstract

The appts. uses a magnetic field to recognise the position of the gears. The gear changing shaft (3) is mounted so that it can be shifted axially as well as rotated about its axis and at least one magnetic field is altered by the movement of this shaft. In this way different reed switches fitted directly to the gears are activated, thus opening and closing a circuit which provides signals indicating the position of the gears. The reed switches (10) fitted as a matrix on a plate (9) and some permanent magnets (7) fitted in relation to the reed switches on a second plate (6) are rigidly connected with a wall (2) of the housing of the gears. Between the plates there is mounted a hole mask (5) so that it can move in response to the gear changing shaft connected to it. The mask interrupts the magnetic flux from the permanent magnets to the reed switches or allows it through according to the openings (11). ADVANTAGE - Improvement in accuracy of indication without using any mechanical contact with gears.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erkennen des Schaltzustandes eines Wechselgetriebes für Kraftfahrzeuge entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a device for recognizing the Switching state of a change gear for motor vehicles according to the preamble of claim 1.

Eine Vorrichtung dieser Art ist mit DE 32 18 143 A1 be schrieben. Dabei wird zur Identifizierung des jeweils eingelegten Ganges eines schaltbaren Getriebes, welches eine um ihre Achse drehbare Schaltwelle aufweist, für je den Gang ein Signalstromkreis geschlossen. Dazu ist in einer Querbohrung der Schaltwelle ein Permanentmagnet eingesetzt, welcher in einem die Schaltwelle umfassenden nichtmagnetischen Bauteil eingesetzte Reedkontakte an steuert. Da eine Schaltwelle eines Getriebes nur einen begrenzten Durchmesser haben kann und beim Schalten von einem zum anderen Gang auch nur einen kleinen Winkelbe trag verdreht wird, kann das ohnehin streuende Magnetfeld des Permanentmagneten nur sehr unzureichend genau auf die eng beisammen liegenden Reedkontakte gelenkt werden. Eine solche Identifizierung ist somit unzuverlässig und für eine selbsttätige Getriebesteuerung ungeeignet.A device of this type is with DE 32 18 143 A1 wrote. It is used to identify each engaged gear of a switchable transmission, which has a shift shaft rotatable about its axis, for each closed the aisle a signal circuit. This is in a permanent magnet used, which encompasses the selector shaft non-magnetic component used reed contacts controls. Because a shift shaft of a gearbox only one can have limited diameter and when switching one to the other even a small Winkelbe the already scattering magnetic field of the permanent magnet only very inadequate on the closely spaced reed contacts can be steered. A such identification is therefore unreliable and for automatic transmission control is unsuitable.

Bei einem Getriebe, bei welchem das Einlegen der Gänge mittels Hilfskraft erfolgt, ist es bekannt, die Stellung des Schalthebels gegenüber einem Schalthebelgehäuse mit tels im Schalthebelgehäuse eingebauter magnetfeldempfind licher Sensoren und am Schalthebel befestigter Magnete kontakt- und berührungslos abzutasten (EP 00 75 693 U1).In the case of a transmission in which the gears are engaged done by assistant, it is known the position of the shift lever with a shift lever housing Magnetic field sensitivity built into the gear lever housing sensors and magnets attached to the gear lever to be scanned contactless and contactless (EP 00 75 693 U1).

Damit ist zwar eine exakte Lagebestimmung des Schalthe bels gegenüber dem Schalthebelgehäuse möglich. Bei einer mit mechanischen Mitteln, z. B. mit Hebeln und Gestängen weitergeleiteten Schaltbewegungen ist aber mit einer de finierten Lage des Schalthebels gegenüber dem Schalthe belgehäuse der Schaltzustand des Getriebes nicht eindeu tig definiert, da durch die Summe der erforderlichen La gerspiele und der notwendigen Toleranzen bei mechanischen Übertragungen der Schaltbewegung diese sich summierenden Werte durch zusätzlichen Betätigungsweg am Schalthebel über die jeweilige Konstruktionsmittellage hinaus ausge glichen werden müssen. Der Schalthebel steht somit bei jedem Schaltvorgang um einen geringen Betrag anders. Sei ne Position eignet sich somit nicht zur Erfassung des exakten Schaltzustandes des Getriebes, d. h. der Stellung der momentenübertragenden Teile (Zahnräder und derglei chen).This is an exact position determination of the Schalthe possible compared to the gear lever housing. At a by mechanical means, e.g. B. with levers and rods forwarded switching movements is with a de Finished position of the shift lever opposite the Schalthe not the switching status of the gearbox tig defined because the sum of the required La gerspiele and the necessary tolerances with mechanical Transmissions of the switching movement these accumulating Values through additional actuation path on the gear lever beyond the respective construction material layer must be compared. The shift lever is thus at every switching operation a little different. Be A position is therefore not suitable for recording the exact switching state of the transmission, d. H. the position of the torque transmitting parts (gears and the like chen).

Um diesem Mangel abzuhelfen, ist es bekannt, die Lage der Schaltwelle im Getriebe durch Mikroschalter abzutasten und die Signale dieser Mikroschalter zur Erfassung des Schaltzustandes und zur Steuerung des Getriebes bzw. für eine Servounterstützung zu nutzen (DE 23 43 711 A1).To remedy this deficiency, it is known the location of the To scan the shift shaft in the gearbox using a microswitch and the signals of these microswitches to detect the Switching state and for controlling the transmission or for to use a servo support (DE 23 43 711 A1).

Die erforderliche direkte Berührung der Mikroschalter mit der Schaltwelle bzw. mit anderen unmittelbar an der Schaltwelle befestigter Teile führt jedoch zu Verschleiß an den Berührungsstellen. Dieser Verschleiß verändert auch die Anzeigeposition.The required direct contact with the microswitch the control shaft or with others directly on the Switch shaft of attached parts leads to wear at the points of contact. This wear changes also the display position.

Eine Anordnung von berührungslos arbeitenden Sensoren im Getriebeinneren, also z. B. direkt an der Schaltwelle, scheiterte bisher an den dort herrschenden hohen Be triebstemperaturen. Die üblichen magnetfeldempfindlichen oder induktiven Sensoren verändern unter diesen Bedingun gen ihre Kennwerte und sind daher für einen Dauereinsatz an diesem Verwendungsort nicht geeignet.An arrangement of contactless sensors in the Transmission interior, e.g. B. directly on the selector shaft, has so far failed due to the high Be prevailing there operating temperatures. The usual magnetic field sensitive or inductive sensors change under these conditions their characteristic values and are therefore for continuous use not suitable for this place of use.

Mit der GB 21 29 218 A ist eine Vorrichtung zur Erfas sung der Winkelbewegung einer Steuersäule beschrieben, bei welcher mehrere Permanentmagnete am Umfang der Steu ersäule befestigt sind und die bei Drehen der Steuersäule an einer Reihe von Reedschaltern vorbeigeführt werden. Damit kann ein Signal gewonnen werden, um beispielsweise die Scheinwerfer bei Kurvenfahrt in die Kurve zu richten. Hinweise für eine exakte Schaltzustandserkennung sind daraus nicht ableitbar.GB 21 29 218 A is a device for recording described the angular movement of a control column, in which several permanent magnets on the circumference of the tax are attached and when the control column is turned be guided past a series of reed switches. A signal can thus be obtained, for example direct the headlights into the curve when cornering. Instructions for an exact switching status detection are cannot be derived from this.

Die Erfindung stellt sich somit die Aufgabe, eine Vor richtung zu schaffen, mit welcher der Schaltzustand eines Getriebes, insbesondere eines Wechselgetriebes für Kraft fahrzeuge, unmittelbar aus der Stellung der Schaltwelle oder dergleichen im Getriebe selbst angeordneter Teile mit großer Genauigkeit erkannt wird, ohne daß eine mecha nische Berührung zwischen dieser Vorrichtung und Teilen des Getriebes erfolgt.The invention thus has as its object a to create direction with which the switching state of a Gear, especially a change gear for power vehicles, directly from the position of the selector shaft or the like in the transmission itself arranged parts is recognized with great accuracy without a mecha African contact between this device and parts of the transmission.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß auf einer Platte in einer Matrix angeordnete Reedschalter und auf einer zweiten Platte den Reedschaltern gegenüber angeordnete Permanentmagnete fest mit dem Getriebegehäuse verbunden sind und zwischen den Platten eine Lochmaske beweglich und verbunden mit einem im Getriebe beim Schal ten bewegten Teil, vorzugsweise der Schaltwelle, angeord net ist, wobei die Lochmaske den Magnetfluß von den Per manentmagneten zu den Reedschaltern unterbricht bzw. durch ihre matrixartig angeordneten Durchbrüche freigibt.According to the invention, this object is achieved in that reed switches arranged on a plate in a matrix and on a second plate opposite the reed switches arranged permanent magnets fixed to the gear housing are connected and a shadow mask between the plates flexible and connected to one in the gearbox in the scarf th moving part, preferably the shift shaft, arranged is net, the shadow mask the magnetic flux from the Per magnet to the reed switches interrupts or through their matrix-like openings.

Die Platte mit den Reedschaltern, die Lochmaske sowie die Platte mit den den Reedschaltern gegenüberliegenden Per manentmagneten sind vorzugsweise in einem Sensoraggregat zusammengefaßt, wobei dieses Sensoraggregat von außen in eine Wand des Getriebegehäuses einsetzbar ist und die Lochmaske von außen mit dem bewegten Getriebeteil ver bindbar ist.The plate with the reed switches, the shadow mask and the Plate with the Per opposite the reed switches Magnets are preferably in a sensor unit summarized, this sensor unit from the outside in a wall of the gearbox can be used and the Ver perforated mask from the outside with the moving gear part is binding.

In an sich bekannter Weise sind mittels dreier Reedschal ter und dreier Permanentmagnete durch sinnvolle Zuordnung einer Lochkodierung an der Lochmaske 2³ = 8 Schaltzustän de definiert.In a manner known per se, 2 ³ = 8 switching states are defined by means of three reed switches and three permanent magnets by appropriate assignment of a hole coding on the shadow mask.

In vorteilhafter Weise ist die Platte mit den darauf an geordneten Reedschaltern an der Wand des Getriebegehäuses nach außen angeordnet, während die Platte mit den Perma nentmagneten zum Getriebeinneren hin angeordnet ist, wo bei die Platte mit den Permanentmagneten eine Aussparung aufweist, durch welche ein mit dem bewegten Getriebeteil fest verbundener Finger ragt, welcher mit der frei zwi schen den Platten beweglichen Lochmaske starr verbunden ist.The plate is advantageously attached to it orderly reed switches on the wall of the gearbox arranged outwards, while the plate with the perma nentmagnets to the interior of the gearbox is arranged where a recess in the plate with the permanent magnets has, through which one with the moving gear part firmly connected finger protrudes, which with the freely between rigid mask attached to the plates is.

Zur Montage der Lochmaske an dem Finger ist die Reed schalter-Platte mit einer Öffnung zum Durchgriff mit ei nem Montagewerkzeug versehen.The reed is used to mount the shadow mask on the finger switch plate with an opening for reaching through with egg provided with an assembly tool.

In einer vereinfachten Form einer erfindungsgemäßen Vor richtung befindet sich nur ein Permanentmagnet an der Spitze des mit dem bewegten Getriebeteil verbundenen Fin gers und auf der Reedschalter-Platte ist für jede zu er fassende Schaltposition ein Reedschalter vorgesehen, und zwar jeweils an der Stelle, die dem Finger in den jewei ligen Schaltpositionen gegenüberliegt.In a simplified form of a front according to the invention there is only one permanent magnet on the direction Tip of the fin connected to the moving gear part gers and on the reed switch plate is for everyone comprehensive switching position, a reed switch is provided, and in each case at the point that the finger in the respective opposite switching positions.

Bei einer solchen vereinfachten Ausführung kann auf eine gesonderte Platte als Träger für die Permanentmagneten sowie auf die Lochmaske verzichtet werden, jedoch ist die Anzeigegenauigkeit gegenüber der zuerst beschriebenen Ausführung geringer und es sind eine größere Zahl von Reedschaltern erforderlich.In such a simplified version, a separate plate as a support for the permanent magnets as well as the shadow mask, but the Display accuracy compared to that described first Execution lower and there are a larger number of Reed switches required.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an hand einer Zeichnung näher beschrieben.An embodiment of the invention is below hand described in more detail a drawing.

Die Figur zeigt einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung, die als Sensoraggregat 1 in die Wand 2 eines Getriebes eingesetzt ist. Mit 3 ist eine Schaltwelle des Getriebes bezeichnet, die sowohl nach beiden Richtungen um ihre Achse gedreht werden kann, um somit die Schalt gassen zu wählen als auch in ihrer Längsrichtung bewegt werden kann, um damit die Gänge einzulegen. An der Schaltwelle 3 ist ein Finger 4 befestigt, an dessen Spitze eine Lochmaske 5 befestigt ist. Dabei ragt der Finger 4 durch eine Aussparung 12 in einer Platte 6, wel che Permanentmagnete 7 in einer sinnvollen Anordnung trägt. Die Platte 6 ist in einem Rahmen 8 fest gelagert, ebenso wie eine Platte 9, welche Reedschalter 10 trägt, und zwar in gleicher sinnvoller Anordnung wie die Perma nentmagnete 7 auf der Platte 6. Die Lochmaske 5 ist so an dem Finger 4 befestigt, daß sie sich zwischen den Platten 6 und 9 frei bewegen kann. Dazu ist in der Platte 6 eine Ausnehmung 12 vorgesehen, in welcher sich der Finger 4 frei bewegen kann. In der Platte 9 ist eine Öffnung 13 eingebracht, durch welche mit einem geeigneten Montage werkzeug die Lochmaske 5 an dem Finger 4 befestigt werden kann. Über den Rahmen 8 ist zweckmäßigerweise ein Deckel 14 angebracht, unter welchem die elektrischen Anschlüsse 15 der Reedschalter 10 liegen. Der Deckel 14 schützt so mit die Anschlüsse 15, er sichert aber auch die Abdich tung des gesamten Sensoraggregates 1 und des Getriebes. Die Lochmaske 5 weist Löcher 11 auf, die in an sich be kannter Weise in kodierter Form für jede Schaltstellung in einem vorgegebenen Muster magnetfelddurchlässige Be reiche zwischen bestimmten Permanentmagneten 7 und den gegenüberliegenden Reedschaltern 10 schaffen. In diesen und nur in diesen magnetfelddurchlässigen Bereichen wer den die Reedschalter 10 vom Magnetfeld angesteuert und geschlossen. Eine an den Reedschaltern 10 anliegende Spannung führt somit zum Stromfluß. Das damit ausgelöste Signal wird genutzt, um den jeweiligen Schaltzustand des Getriebes eindeutig zu erkennen.The figure shows a section through a device according to the invention, which is used as a sensor unit 1 in the wall 2 of a transmission. 3 with a shift shaft of the transmission is designated, which can be rotated in both directions about its axis, thus to select the shift lanes and can be moved in its longitudinal direction, so that the gears are engaged. A finger 4 is attached to the selector shaft 3 , and a shadow mask 5 is attached to the tip of the finger. The finger 4 protrudes through a recess 12 in a plate 6 , which che permanent magnets 7 carries in a meaningful arrangement. The plate 6 is fixed in a frame 8 , as well as a plate 9 , which carries reed switch 10 , in the same sensible arrangement as the permanent magnet 7 on the plate 6th The shadow mask 5 is attached to the finger 4 so that it can move freely between the plates 6 and 9 . For this purpose, a recess 12 is provided in the plate 6 , in which the finger 4 can move freely. In the plate 9 , an opening 13 is made through which the shadow mask 5 can be attached to the finger 4 with a suitable mounting tool. A cover 14 is expediently attached above the frame 8 , under which the electrical connections 15 of the reed switches 10 are located. The cover 14 protects with the connections 15 , but it also secures the sealing device of the entire sensor assembly 1 and the gearbox. The shadow mask 5 has holes 11 which, in a manner known per se, in coded form for each switching position in a predetermined pattern, create magnetic field-permeable regions between certain permanent magnets 7 and the opposite reed switches 10 . In these and only in these magnetic field permeable areas, the reed switch 10 is controlled and closed by the magnetic field. A voltage applied to the reed switches 10 thus leads to the current flow. The signal triggered in this way is used to clearly identify the respective shift state of the transmission.

Mit einer solchen Anordnung einer Lochmaske 5 zwischen den Platten 6 und 9 gelingt ein sehr genaues Ansprechen der Reedschalter 10. Außerdem kann durch die Kodierung mittels der Löcher 11 mit einer relativ geringen Anzahl von Reedschaltern 10 ausgekommen werden, indem z. B. mit tels dreier Reedschalter 10 2³ = 8 Schaltzustände des Ge triebes erkannt werden können.With such an arrangement of a shadow mask 5 between the plates 6 and 9 , the reed switches 10 respond very precisely. In addition, can be managed with the coding by means of the holes 11 with a relatively small number of reed switches 10 by z. B. by means of three reed switches 10 2 ³ = 8 switching states of the Ge gear can be detected.

In einer vereinfachten Ausführungsform, die nicht anhand von Zeichnungen dargestellt ist, befindet sich an der Spitze des Fingers 4 anstelle der Lochmaske nur ein ein ziger Permanentmagnet, welcher in jeder zu erkennenden Schaltstellung des Getriebes einen Reedschalter auf der Platte 9 gegenübersteht. Dieser Reedschalter wird dann aktiviert und der über ihn fließende Strom dient als Si gnal für den Schaltzustand des Getriebes.In a simplified embodiment, which is not shown with the aid of drawings, there is only a single permanent magnet at the tip of the finger 4 instead of the shadow mask, which is opposed to a reed switch on the plate 9 in each shift position of the transmission that can be seen. This reed switch is then activated and the current flowing through it serves as a signal for the switching state of the transmission.

Die mit einer Vorrichtung nach der Erfindung erzielten Vorteile bestehen vor allem darin, daß eine unmittelbar an den zu schaltenden Teilen im Getriebe abgegriffene Be wegung für das Aktivieren des Sensoraggregates genutzt werden kann und somit notwendige Spiele und Toleranzen sich nicht nachteilig auf die Anzeigegenauigkeit auswir ken können. Dabei tritt keinerlei Verschleiß bei der Er kennung des Getriebeschaltzustandes ein, da keine mecha nische Berührung mit Getriebeteilen erfolgt. Trotzdem wird durch den Reedschalter ein eindeutiges Ein/Aus-Si gnal analog einem mechanischen Schalter ausgelöst. Indem sowohl die Reedschalter als auch die Permanentmagneten infolge ihrer Temperaturresistenz unmittelbar im Getriebe eingesetzt werden können, was bei anderen magnetfeldemp findlichen Sensoren nicht der Fall ist, kann die erfin dungsgemäße Vorrichtung somit an allen Stellen eines Schaltgetriebes, z. B. auch innerhalb des Getriebeöles, eingesetzt werden.The achieved with a device according to the invention The main advantages are that an immediate on the parts to be switched in the gearbox used for activating the sensor unit can be and thus necessary games and tolerances does not adversely affect the accuracy of the display can know. There is no wear on the Er identification of the gear shift state, since no mecha African contact with gear parts. Nevertheless becomes a clear on / off Si by the reed switch gnal triggered analog to a mechanical switch. By doing both the reed switches and the permanent magnets due to their temperature resistance directly in the gearbox can be used, what with other magnetic field sensitive sensors is not the case, the invented device according to the invention thus at all points Manual transmission, e.g. B. also within the gear oil, be used.

Claims

1.Device for recognizing the switching state of a change gear for motor vehicles, in which a shift shaft for changing the gears is both displaceable in its axis and rotatable about its axis and at least one magnetic field is moved with the shift shaft and thus various reed switches arranged directly on the gear be operated, which open or close a circuit which is used as a signal for the switching state of the gearbox, characterized in that on a plate ( 9 ) arranged in a matrix reed switch ( 10 ) and on a second plate ( 6 ) Reed switches ( 10 ) opposite permanent magnet ( 7 ) are fixed to a wall ( 2 ) of the gearbox housing and between the plates ( 9 , 6 ) a shadow mask ( 5 ) movable and connected to the control shaft ( 3 ), wherein the shadow mask ( 5 ) interrupts the magnetic flux from the Permenentmagne ten ( 7 ) to the reed switches ( 10 ) or through openings ( 11 ) arranged in a matrix.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the plate ( 9 ) with the reed switches ( 10 ), the shadow mask ( 5 ) and the plate ( 6 ) with the permanent magnet ( 7 ) in a sensor unit ( 1 ) are summarized together , Which can be used from the outside in a wall ( 2 ) of a gear housing and the shadow mask ( 5 ) from the outside with the selector shaft ( 3 ) is connectable.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that three reed switches ( 10 ) and three permanent magnets ( 7 ) are opposite and arranged in a matrix and the shadow mask ( 5 ) has a hole coding for an assignment of 2 ³ = 8 Has switching states.

4. The device according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the plate ( 9 ) with the reed switches ( 10 ) on the wall ( 2 ) of the gear housing is arranged to the outside, the plate ( 6 ) with the permanent magnets ( 7 ) is arranged towards the interior of the transmission, the plate ( 6 ) with the permanent magnets ( 7 ) has a recess ( 12 ) through which a finger ( 4 ), which is firmly connected to the selector shaft ( 3 ), projects with the one between the Plates ( 9 , 6 ) be moveable shadow mask ( 5 ) is rigidly connected.

5. The device according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the reed switch plate ( 9 ) with an opening ( 13 ) for reaching through with an assembly tool for attaching the shadow mask ( 5 ) on the finger ( 4 ) is.

6. The device according to claim 1, characterized in that at the tip of the connected to the switching shaft ( 3 ) connected finger ( 4 ) a permanent magnet ( 7 ) is BEFE and on the reed switch plate ( 9 ) for each switching position to be detected Reed switch ( 10 ) is provided, in each case at the point opposite the finger ( 4 ) in the respective switching positions.