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Title:
GEAR LEVER DEVICE FOR A MOTOR VEHICLE TRANSMISSION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/007475
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a gear lever device for a motor vehicle transmission, having a support (2), a gear lever (3) which is mounted in a movable manner on the support (2) and can be moved into different gear lever positions (P, R, N, D) relative to the support (2), a locking system having as locking partners a locking track (8) and a locking element (6) which touches said locking track and can be moved relative thereto, and by means of which locking system the gear lever (3) can be locked in at least one of the gear lever positions, wherein one of the locking partners is positionally fixed with respect to the support (2) and the other locking partner is connected to the gear lever (3), and a position detection means (14), by means of which the current gear lever position of the gear lever (3) can be detected, wherein the locking system comprises an electric resistor which has the locking track (8) and to which an electric voltage (U) can be applied by means of an electric voltage source (15), and wherein the locking element (6) comprises an electric measurement contact, which is electrically connected to both the position detection means (14) and the locking track (8).

Inventors:
HARTRAMPF RALF (DE)
GIEFER ANDREAS (DE)
RAKE LUDGER (DE)
Application Number:
PCT/EP2012/061543
Publication Date:
January 17, 2013
Filing Date:
June 18, 2012
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
HARTRAMPF RALF (DE)
GIEFER ANDREAS (DE)
RAKE LUDGER (DE)
International Classes:
F16H59/10; F16H63/38; G01D5/165; G05G5/06
Foreign References:
DE102008053194A12010-04-29
DE4039842C11992-01-16
DE4420676A11994-12-22
DE102007008155A12008-08-28
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Claims:
Patentansprüche

1 . Schalthebelvorrichtung für ein Kraftfahrzeuggetriebe, mit einem Träger (2), einem an dem Träger (2) bewegbar gelagerten Schalthebel (3), der relativ zu dem Träger (2) in unterschiedliche Schalthebelstellungen (P, R, N, D) bewegbar ist, einer als Rastpartner eine Rastbahn (8) und ein dieses berührendes und relativ zu dieser bewegbares Rastelement (6) aufweisenden Rastierung, mittels welcher der Schalthebel (3) in wenigstens einer der Schalthebelstellungen rastierbar ist, wobei einer der Rastpartner ortsfest zu dem Träger (2) ist und der andere Rastpartner mit dem

Schalthebel (3) in Mitnahmeverbindung steht, einer Positionserfassungseinrichtung (14), mittels welcher die aktuelle Schalthebelstellung des Schalthebels (3) erfassbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Rastierung einen die Rastbahn (8) aufweisenden elektrischen Widerstand umfasst, an den mittels einer elektrischen Spannungsquelle (15) eine elektrische Spannung (U) anlegbar ist,

- das Rastelement (6) einen elektrischen Messkontakt umfasst, der sowohl mit der Positionserfassungseinrichtung (14) als auch mit der Rastbahn (8) elektrisch verbunden ist.

2. Schalthebelvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Messkontakts am Ort (O) der Berührung von Rastelement (6) und Rastbahn (8) ein elektrisches Potential (Vm) abgreifbar ist.

3. Schalthebelvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass über das abgegriffene Potential (Vm) die aktuelle Schalthebelstellung mittels der Positionserfassungseinrichtung (14) des Schalthebels (3) erfassbar ist.

4. Schalthebelvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionserfassungseinrichtung (14) mit wenigstens einem Pol der Spannungsquelle (15) elektrisch verbunden ist.

5. Schalthebelvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstand wenigstens zwei mit der Spannungsquelle (15) elektrisch verbindbare Kontakte (12, 13) umfasst, zwischen denen ein durch den

Widerstand gebildeter Messbereich (21 ) liegt, an dem die Rastbahn (8) ausgebildet ist.

6. Schalthebelvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Messbereich (21 ) zwischen den beiden Kontakten (12, 13) in einer Messrichtung (19) erstreckt, die in einer Ebene verläuft, in der auch die Rastbahn (8) verläuft.

7. Schalthebelvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastbahn (8) wellenförmig oder wellig ausgebildet ist.

8. Schalthebelvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement (6) mittels einer Feder (7) oder eines federnden Elements gegen die Rastbahn (8) gespannt ist.

9. Schalthebelvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement (6) den Messkontakt bildet.

10. Schalthebelvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastbahn (8) ortsfest zu dem Träger (2) ist und das

Rastelement (6) mit dem Schalthebel (3) in Mitnahmeverbindung steht.

Description:
Schalthebelvorrichtunq für ein Kraftfahrzeuqqetriebe

Die Erfindung betrifft eine Schalthebelvorrichtung für ein Kraftfahrzeuggetriebe, mit einem Träger, einem an dem Träger bewegbar gelagerten Schalthebel, der relativ zu dem Träger in unterschiedliche Schalthebelstellungen bewegbar ist, einer als Rastpartner eine Rastbahn und ein dieses berührendes und relativ zu dieser bewegbares Rastelement aufweisenden Rastierung, mittels welcher der Schalthebel in wenigstens einer der Schalthebelstellungen rastierbar ist, wobei einer der Rastpartner ortsfest zu dem Träger ist und der andere Rastpartner mit dem Schalthebel in

Mitnahmeverbindung steht, und einer Positionserfassungseinrichtung, mittels welcher die aktuelle Schalthebelstellung des Schalthebels erfassbar ist.

Zur Erfassung von Wegstrecken werden Hallsensoren, optische Sensoren und induktive Systeme verwendet. Die DE 10 2007 008 155 A1 offenbart z.B. eine

Vorrichtung zur Erfassung von Relativbewegungen von Fahrwerkskomponenten eines Fahrwerks, aufweisend einen Signalgeber, der sich auf einer ersten Fahrwerks- komponente befindet und einen Signalempfänger, der sich auf einer zu der ersten Fahrwerkskomponente relativ bewegbaren zweiten Fahrwerkskomponente befindet, wobei der Signalempfänger so ausgebildet ist, dass die relative dreidimensionale Lage des Signalgebers zum Signalempfänger erfassbar ist. Dabei umfasst der Signalgeber einen Magneten und der Signalempfänger einen 3D-Hallsensor.

Nachteilig an einer solchen berührungsfreien Erfassungsmethode ist, dass zu ihrer Realisierung erhebliche Kosten anfallen.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einer

Schalthebelvorrichtung der eingangs genannten Art die Erfassung der Schalthebelposition möglichst kostengünstig realisieren zu können.

Diese Aufgabe wird mit einer Schalthebelvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Schalthebelvorrichtung sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung gegeben. Die Schalthebelvorrichtung für ein Kraftfahrzeuggetriebe umfasst einen Träger, einen an dem Träger bewegbar gelagerten Schalthebel, der relativ zu dem Träger in unterschiedliche Schalthebelstellungen bewegbar ist, eine als Rastpartner eine

Rastbahn und ein dieses berührendes und relativ zu dieser bewegbares Rastelement aufweisende Rastierung, mittels welcher der Schalthebel in wenigstens einer der Schalthebelstellungen rastierbar ist, wobei einer der Rastpartner ortsfest zu dem Träger ist und der andere Rastpartner mit dem Schalthebel in Mitnahmeverbindung steht, und eine Positionserfassungseinrichtung, mittels welcher die aktuelle Schalthebelstellung des Schalthebels erfassbar ist, wobei die Rastierung einen die Rastbahn aufweisenden elektrischen Widerstand umfasst, an den mittels einer elektrischen Spannungsquelle eine elektrische Spannung anlegbar ist, und wobei das Rastelement einen elektrischen Messkontakt umfasst, der sowohl mit der Positionserfassungseinrichtung als auch mit der Rastbahn elektrisch verbunden ist.

Bei der Schalthebelvorrichtung ist ein mit dem Messkontakt an der Rastbahn abgreifbares elektrisches Potential abhängig vom Ort der Berührung von Rastelement und Rastbahn, wenn in dem Widerstand ein elektrisches Feld verläuft. Da durch

Anlegen einer elektrischen Spannung an den Widerstand in diesem ein elektrisches Feld erzeugt wird, ist über das mit dem Messkontakt abgreifbare elektrische Potential eine Erfassung der Position des Rastelements auf der Rastbahn möglich. Aus dieser Position ist die aktuelle Schalthebelstellung des Schalthebels ableitbar, da der eine Rastpartner ortsfest zu dem Träger ist und der andere Rastpartner mit dem Schalthebel in Mitnahmeverbindung steht. Die aktuelle Schalthebelstellung ist somit mittels der Positionserfassungseinrichtung unter Auswertung des mit dem Messkontakt

abgegriffenen elektrischen Potentials erfassbar. Zwar erfolgt die Erfassung der aktuellen Schalthebelposition nicht berührungsfrei, zwischen dem Rastelement und der Rastbahn wirkende Rastierungskräfte sowie damit verbundene Reibung sind bei einer mechanischen Rastierung aber anwendungsbedingt erwünscht, sodass auf eine berührungsfreie Sensorik verzichtet und der dafür erforderliche Aufwand eingespart werden kann.

Der Messkontakt ist insbesondere durch das Rastelement gebildet. Bevorzugt ist der Messkontakt und/oder das Rastelement als elektrischer Schleifkontakt oder als drehbar gelagerter Wälzkörper, beispielsweise als Rolle oder Kugel, ausgebildet, der an der Rastbahn anliegt und entlang dieser gleiten und/oder rollen kann. Der Messkontakt und/oder das Rastelement besteht bevorzugt aus einem elektrisch leitenden Material, beispielsweise aus Metall und/oder elektrisch leitfähigem Kunststoff. Da eine Rastierung für den Schalthebel ohnehin bei vielen Schalthebelvorrichtungen vorzusehen ist, können der Aufwand und die Kosten für die Realisierung der Erfindung relativ gering gehalten werden. Ferner kann eine bereits vorhandene Schalthebelvorrichtung und/oder Rastierung zur Realisierung der Erfindung nachgerüstet werden. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung handelt es sich daher bei der Rastierung um eine bereits vorhandene Rastierung.

An den Widerstand, vorzugsweise an dessen Rastbahn, wird mittels der elektrischen Spannungsquelle insbesondere eine elektrische Spannung angelegt.

Bevorzugt wird mittels des Messkontakts am Ort der Berührung von Rastelement und Rastbahn ein elektrisches Potential abgegriffen. Vorteilhaft wird über das abgegriffene Potential die aktuelle Schalthebelstellung des Schalthebels mittels der Positions- erfassungseinrichtung erfasst, insbesondere bestimmt. Der Widerstand besteht bevorzugt aus einem elektrisch leitenden Material, beispielsweise aus Metall und/oder elektrisch leitfähigem Kunststoff.

Die Positionserfassungseinrichtung ist bevorzugt mit wenigstens einem Pol der Spannungsquelle verbunden. Das elektrische Potential dieses Pols dient insbesondere als Bezugspotential, sodass der Positionserfassungseinrichtung die Differenz aus dem abgegriffenen Potential und dem Bezugspotential als elektrische Spannung zur

Erfassung und/oder Bestimmung der aktuellen Schalthebelposition zur Verfügung steht.

Gemäß einer Weiterbildung umfasst der Widerstand wenigstens zwei mit der Spannungsquelle elektrisch verbindbare oder verbundene Kontakte, zwischen denen ein durch den Widerstand gebildeter Messbereich liegt, an dem die Rastbahn

ausgebildet ist. Vorteilhaft bildet die Rastbahn eine Oberfläche des Widerstands und/oder Messbereichs. Vorzugsweise erstreckt sich der Widerstand und/oder

Messbereich zwischen den beiden Kontakten in einer Messrichtung, die in einer Ebene verläuft, in der auch die Rastbahn verläuft. Gemäß einer Ausgestaltung ist der Schalthebel mittels der Rastierung in den oder in mehreren der Schalthebelstellungen rastierbar. Bevorzugt weist die Rastbahn eine oder mehrere Rastvertiefungen auf, in welche das Rastelement einrücken kann und die insbesondere jeweils einer der Schalthebelstellungen zugeordnet sind. Ist das Rastelement in eine der Rastvertiefungen eingerückt, so ist der Schalthebel in der dieser Vertiefung zugeordneten Schalthebelstellung verrastet. Bevorzugt kann das Rastelement durch Betätigen des Schalthebels jede der Rastvertiefungen verlassen, sodass der Schalthebel in die unterschiedlichen Schalthebelstellungen bewegbar ist. Vorteilhaft sind die Rastvertiefungen entlang der Rastbahn vorgesehen. Insbesondere ist die Rastbahn wellenförmig oder wellig ausgebildet.

Das Rastelement ist bevorzugt gegen die Rastbahn gespannt, insbesondere mittels einer Feder oder eines federnden Elements. Alternativ kann das Rastelement selbst federnd ausgebildet sein. Somit wirkt eine Federkraft, die das Rastelement gegen die Rastbahn drückt oder spannt. Hierdurch kann zum einen sichergestellt werden, dass das Rastelement sicher in jede der Rastvertiefungen einrücken kann. Zum anderen kann dadurch sichergestellt werden, dass das Rastelement auf eine

Betätigung des Schalthebels hin jede der Rastvertiefungen verlassen kann.

Insbesondere wird zum Verlassen einer der Rastvertiefungen auf den Schalthebel eine Kraft ausgeübt, sodass das Rastelement gegen die Federkraft bewegt wird. Ferner unterstützt die Federkraft einen guten elektrischen Kontakt zwischen dem Messkontakt und der Rastbahn.

Gemäß einer Ausgestaltung ist die Rastbahn ortsfest zu dem Träger, wobei das Rastelement mit dem Schalthebel in Mitnahmeverbindung steht. Das Rastelement ist insbesondere bewegbar, vorzugsweise verschiebbar, an dem Schalthebel gelagert, bevorzugt unter Zwischenschaltung der Feder oder des federnden Elements.

Der die Rastbahn aufweisende Widerstand ist insbesondere ortsfest zu dem Träger. Bevorzugt ist der Widerstand starr mit dem Träger verbunden und/oder durch diesen gebildet. Gemäß einer Weiterbildung ist die Rastbahn an dem Träger

vorgesehen, sodass dieser gleichzeitig einen Teil der Rastierung bildet. Vorteilhaft umfasst der Träger somit den Widerstand. Bevorzugt ist der Träger in diesem Fall zumindest im Bereich der Rastbahn aus einem elektrisch leitfähigen und den elektrischen Widerstand bildenden Material gefertigt, beispielsweise aus Metall und/oder elektrisch leitfähigem Kunststoff. Alternativ umfasst die Rastierung z.B. einen separaten Körper, an dem die Rastbahn ausgebildet ist. Bevorzugt besteht der Körper zumindest im Bereich der Rastbahn aus einem elektrisch leitfähigen und den elektrischen Widerstand bildenden Material, beispielsweise aus Metall und/oder elektrisch leitfähigem Kunststoff. Insbesondere ist der Körper ortsfest zu dem Träger. Vorteilhaft ist der Körper fest, vorzugsweise starr, mit dem Träger verbunden.

Gemäß einer Ausgestaltung ist der Schalthebel um eine Schwenkachse schwenkbar oder um eine Drehachse drehbar an dem Träger gelagert. Beispielsweise ist der Schalthebel als länglicher Gegenstand oder als um die Drehachse drehbarer Drehknopf ausgebildet. Ferner ist die Rastbahn vorzugsweise gekrümmt ausgebildet, vorteilhaft um die Schwenkachse oder Drehachse. Alternativ ist es möglich, dass der Schalthebel linear verschiebbar an dem Träger geführt ist. In diesem Fall erstreckt sich die Rastbahn vorteilhaft in Richtung einer Geraden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Schalthebelvorrichtung für ein Kraftfahrzeuggetriebe gemäß einer Ausführungsform,

Fig. 2 eine Vorderansicht der Schalthebelvorrichtung.

Aus den Fig. 1 und 2 sind in schematischer Darstellung unterschiedliche

Ansichten einer Schalthebelvorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform ersichtlich, wobei die Schalthebelvorrichtung 1 einen an einem Fahrzeugaufbau 1 6 eines

Fahrzeugs befestigten Träger 2 und einen Schalthebel 3 umfasst, der um eine

Schwenkachse 4 schwenkbar an dem Träger 2 gelagert ist. Der Schalthebel 3 kann um die Schwenkachse 4 relativ zu dem Träger 2 in unterschiedliche Schalthebelstellungen P, R, N und D geschwenkt werden, die unterschiedlichen Betriebszuständen eines Kraftfahrzeuggetriebes 5 zugeordnet sind. Die Längsachse des Schalthebels 3 ist mit dem Bezugszeichen 17 gekennzeichnet. Ferner ist die Schwenkrichtung des Schalthebels 3 mit dem Bezugszeichen 18 gekennzeichnet.

Am Schalthebel 3 ist verschiebbar ein Rastelement 6 gelagert, welches mittels einer Feder 7 gegen eine am Träger 2 ausgebildete Rastbahn 8 gedrückt wird. Die Rastbahn 8 umfasst überwindbare Rastvertiefungen 9, in welche das Rastelement 6 einrücken kann. Jeder der Schalthebelstellungen P, R, N und D ist dabei eine der Rastvertiefungen 9 eindeutig zugeordnet. Zur Bestimmung der aktuellen Schalthebelstellung ist eine Positionserfassungseinrichtung 14 vorgesehen, die mit dem Getriebe 5 verbunden ist. Gemäß Fig. 1 ist die aktuell eingelegte Schalthebelstellung N. An einander gegenüberliegenden Seitenflächen 10 und 1 1 des Trägers 2 ist jeweils ein elektrischer Kontakt 12 bzw. 13 vorgesehen. Die Kontakte 12 und 13 sind jeweils mit einem der Pole einer elektrischen Spannungsquelle 15 verbunden, die eine elektrische Spannung U liefert, sodass zwischen den beiden Elektroden 12 und 13 ein elektrisches Feld E ausgebildet wird, welches sich in einer Messrichtung 19 erstreckt, welche in einer Ebene verläuft, in der auch die Rastbahn 8 verläuft. Ferner besteht ein die

Rastbahn 8 umfassender und die Elektroden 12 und 13 tragender Teil 20 des Trägers 2 aus einem elektrisch leitfähigen, widerstandsbehafteten Material, sodass dieser Teil 20 einen elektrischen Widerstand bildet, durch den ein elektrischer Strom I hindurchfließt. Der Widerstand umfasst einen zwischen den Kontakten 12 und 13 liegenden Messbereich 21 , an dem die Rastbahn 8 ausgebildet ist. Da die Elektroden 12 und 13 in der Nähe der Rastbahn 8 angeordnet sind, ist mittels des Rastelements 6 ein elektrisches Potential Vm von der Rastbahn 8 abgreifbar. Das Rastelement 6 besteht dazu aus einem elektrisch leitenden Material, vorzugsweise aus Metall und/oder elektrisch leitfähigem Kunststoff, sodass das Rastelement 6 einen Messkontakt bildet. Ferner ist das Rastelement 6 elektrisch mit der Positionserfassungseinrichtung 14 verbunden, die zusätzlich mit einem Pol der Spannungsquelle 15 elektrisch verbunden ist. Das elektrische Potential Vo an diesem Pol der Spannungsquelle 15 bildet ein Bezugspotential, sodass der Positionserfassungseinrichtung 14 eine Messspannung Um zu Verfügung steht, die aus der Differenz von Vm und Vo gebildet ist. Das Messpotential Vm ist aufgrund des elektrischen Feldes E in Messrichtung 19 abhängig vom Ort, an dem das Rastelement 6 mit der Rastbahn 8 in Berührung steht. Somit bildet das Messpotential Vm eine die aktuelle Schalthebelstellung des Schalthebels 3 charakterisierende Größe. Entsprechendes gilt für die Messspannung Um, da das Bezugspotential Vo vorzugsweise konstant ist. Die Positionserfassungseinrichtung 14 prüft, ob der Ort O, an dem das Rastelement 6 die Rastbahn 8 berührt, einer der Schalthebelstellungen P, R, N und D zugeordnet ist. Ist dies der Fall, wird mittels der Positionserfassungseinrichtung 14 die zugeordnete Schalthebelstellung bestimmt und gegebenenfalls das Getriebe 5 und/oder die Ausleuchtung einer Ganganzeige entsprechend angesteuert.

In Fig. 2 ist eine Ansicht der Schalthebelvorrichtung 1 in Richtung des aus Fig. 1 ersichtlichen und die Messrichtung kennzeichnenden Pfeils 19 gezeigt, der

vorzugsweise in Fahrzeuglängsrichtung verläuft.

Bezuqszeichenliste

Schalthebelvorrichtung

Träger

Schalthebel

Schwenkachse

Getriebe

Rastelement / Messkontakt

Feder

Rastbahn

Rastvertiefungen

10 Seitenfläche des Trägers

1 1 Seitenfläche des Trägers

12 elektrischer Kontakt

13 elektrischer Kontakt

14 Positionserfassungseinrichtung

15 elektrische Spannungsquelle

1 6 Fahrzeugaufbau

17 Längsachse des Schalthebels

18 Schwenkrichtung des Schalthebels

19 Messrichtung / Fahrzeuglängsrichtung

20 Teil des Trägers / elektrischer Widerstand

21 Messbereich

P Schalthebelstellung

R Schalthebelstellung

N Schalthebelstellung

D Schalthebelstellung

E elektrisches Feld

I elektrischer Strom

Vm Messpotential

Vo Bezugspotential

Um Messspannung

U Spannung der Spannungsquelle O Berührungsort von Rastelement und Rastbahn