[发明专利]用于对换挡变速器的换挡拨叉进行定位检测的设备和方法

说明书

本发明涉及一种具有用于对换挡变速器(1)中的换挡拨叉(7)进行定位检测的霍尔传感器装置(10)的设备(30)，其中，换挡拨叉(7)与在换挡缸(3)中以能轴向运动的方式引导的换挡活塞(2)的活塞杆(6)作用连接并且嵌入到以能轴向移动的方式布置在变速器轴(9)上的滑动套筒(8)中，以便使该滑动套筒(8)移动来挂入或挂出换挡变速器(1)的传动级。在此，根据本发明设置的是，在其中至少一个能调整的调节机构：换挡活塞(2)、活塞杆(6)或换挡拨叉(7)上布置有磁体(13)作为信号发生器，相对于磁体(13)方位固定地布置的3D霍尔传感器(11)作为信号接收器存在，借助3D霍尔传感器可以在空间上检测通过磁体(13)产生的磁场，3D霍尔传感器(11)与电子控制单元(31)连接，并且控制单元(31)被构造成使得利用该控制单元能从磁体(13)与3D霍尔传感器(11)之间的各自的相对定位来确定换挡拨叉(7)的当前定位，并且能将其作为信号提供，其中，能考虑到相关的调节机构(2、6、7)的直线运动、旋转运动和/或摆动运动。

技术领域

本发明涉及一种具有用于对换挡变速器中的换挡拨叉进行定位检测的霍尔传感器装置的设备，其中，换挡拨叉与在换挡缸中以能轴向运动的方式引导的换挡活塞的活塞杆作用连接以及嵌入以能轴向移动的方式布置在变速器轴上的滑动套筒中，以便移动滑动套筒来挂入或挂出换挡变速器的传动级。此外，本发明涉及用于利用这种设备对换挡变速器中的换挡拨叉进行定位检测的方法。

背景技术

自动化的换挡变速器的控制器为了不同的传动级之间的更换需要关于各自的当前换挡状态的信息。为此，通常执行对换挡拨叉或通过换挡拨叉操纵的滑动套筒的定位检测，其中，为了挂入传动级，滑动套筒将挡轮与轴抗相对转动地连接，并且为了挂出传动级，使挡轮再次松开。换挡拨叉的定位可供换挡变速器的电子控制单元使用，其由此获知和发送换挡指令。

在大多情况下，通过利用纯直线测量的传感器、例如感应测量系统或基于霍尔效应的简单的霍尔传感器检测换挡滑杆、推杆等的直线运动来测量相关的调节机构的重要的轴向定位。如果直接测量换挡拨叉运动或换挡拨叉定位，那么利用常规的传感器仅在直线运动的换挡拨叉中是可能的。直线传感器几乎不适用于在其中换挡拨叉为了挂入或挂出传动级实施摆动运动的变速器设计，这是因为信号发生器不能够直接安置在换挡拨叉上，而是仅安置在与换挡拨叉配合作用的直线运动的调节机构上，例如活塞杆或换挡活塞上。

利用直线传感器对摆转的换挡拨叉的间接的定位检测因此虽然是可能的，但证实的是，以纯直线的测量方法、利用安置在与换挡拨叉作用连接的用于操纵换挡拨叉的调节机构上的信号发生器的这种定位测量可能导致问题。由设计、制造或磨损决定的很小的自由空隙已经可能导致测量误差，该自由空隙在承载有信号发生器的调节机构与其定位要被确定的换挡拨叉之间的传输链中起作用。这种空隙例如可以在运动的换挡活塞或运动的活塞杆(作为信号发生器的载体)与固定不动的换挡缸之间出现，换挡活塞在换挡缸中引导。当例如由于承载有信号发生器的活塞杆在其轴向的调节运动期间绕其纵轴转动运动来操纵换挡拨叉，而出现信号发生器相对于信号接收器的扭转姿态时，该空隙尤其是重要的。这可能导致传感器信号相对于实际的换挡拨叉定位的轴向错位，或者导致信号噪音直到测量信号的完全失灵。因此力求达到的是对摆转的或直线的运动的换挡拨叉的直接的定位检测的可行方案和/或对这种换挡拨叉的运行安全的间接的定位检测的可行方案。

针对用于部件的定位检测的特定的车辆功能已经已知的是，在多种规格设定中使用多个直线传感器、例如感应测量系统或整合的空间传感器、例如3D霍尔传感器。由EP 1438 755 B1已知了用于磁场的空间检测的3D霍尔传感器的布置和工作方式。DE 10 2009015 883 A1示出和描述了用于检测行驶级选挡杆的定位的设备，其具有布置在行驶级选挡杆上的信号发生器和与信号发生器间隔开地布置的构造为3D霍尔传感器的信号接收器。