变速器的调节装置的制作方法

专利名称：变速器的调节装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于变速器、特别用于汽车变速器的调节装置， 包括至少一个可移动的调节元件，所述调节元件的位置由至少一个传 感器检测，其中设置一凸轮工作面，该凸轮工作面具有多个不同高度 的部分，所述各部分设定用于被一与传感器连接的扫描元件机械地扫 描，并且凸轮工作面具有至少一个定位槽， 一个定位元件可以嵌入所 述定位槽内。
技术背景利用术语"变速器"不仅涉及转速变换器而且涉及转速-转矩变换 器及其部件，利用该术语特别包括汽车主变速器、汽车离合器等。在这样的变速器的控制中实现例如由操纵者或控制装置产生的输 入信号向变速器的元件的机械运动的转换。这样可以例如在汽车变速 器的换挡或传动比变换时检测一选择方向和一切换方向，首先转换为 一选择杆和一换挡杆的运动，并接着使变速器的相应的元件运动。反 之，必须检测例如选择杆和换挡杆的运动或位置以及变速器的其他的 元件例如换挡拨叉的位置。按照现有技术在汽车变速器的控制中采用位移传感器。其通常具 有一可直线移动的销。对此传感器销例如连接于换挡轴，使换挡拨叉 的一平移运动导致传感器销的一直线运动。传感器在这里通常设置在 变速器的下面的油室中并因此遭受高的温度负荷和介质负荷。因此通 常采用感应式位移传感器，其是很耐用的。在这些感应式传感器中传 感销在一线圏的内部移动。例如换挡杆轴的运动引起传感器销的运动， 这又在线圏中引起感应率变化。或者按照现有技术将待检测的换挡轴 的直线运动经由一凸轮工作面供给位移传感器。为此在凸轮工作面上 设置多个不同高度的部分，同时各不同的高度对应于换挡杆轴的各确定的位置。通过一适当设置的直线的位移传感器检测这些不同的高度。 同时在同类型的调节装置中通过借助于定位装置影响调节元件例 如一换挡滑杆的运动。为此通常设置一沿调节元件的方向可移动的和 向该方向偏压的销形式的定位元件，其嵌入相应的定位槽中。在调节 元件的使定位销脱开其中一个定位槽的运动之前，必须克服一确定的 反力。 发明内容本发明的目的在于，提供一种变速器的调节装置，其具有尽可能 少的构件。利用独立的权利要求的特征达到该目的。由诸从属权利要求得出有利的进一步构成和实施形式。本发明的调节装置在同类型的现有技术上这样构成，即将传感器 和定位元件构成为一共同的构件。按这种方式为传感器的功能性设置 的各元件同样用于定位的功能性。这在传感器的相应的实施形式中能 够减少构件的数量。特别可以在凸轮工作面的各不同的部分上在不同 的高度设置定位位置。在这种情况下可以在相应的定位位置检测调节 元件的相应的位置。在一优选的实施形式中设定，传感器具有一可移动的传感器元件， 该传感器元件机械地连接于扫描元件或与该扫描元件一体构成。传感 器元件的一运动同时导致传感器的一变化的输出信号。 一单独的扫描 元件例如以 一推杆的形式的应用，能够这样在传感器的安装中实现仍 在相当大程度上的构造自由度。在一同样优选的实施形式中设定，将扫描元件向凸轮工作面的方 向偏压。借此扫描元件与凸轮工作面处于固定不变的机械接触。传感 器可以借此可靠地检测调节元件的当前的位置或其一当前发生的位置 变化并同时将调节元件固定于设定的定位位置。此外在一实施形式中可以有利地设定，扫描元件同时构成定位元 件。按这种方式可以特别可靠地检测一正确的定位。特别是这样得出一有利的实施形式，即凸轮工作面设定用于被至室中。这在许多情况下是有利的，因为 待监控的各调节元件处在那里。此外本发明可以有利地这样实施，即传感器至少部分地设置在变 速器的油室外部。因此可以将传感器安装在一对其不利的环境之外并 由此为传感器可以选择一较低成本的和/或一具有较高的可靠性的结 构形式。例如可以将传感器结合于变速器的盖中。因此只有传感器的 下面与油室接触并在那里遭受相应高的负荷。此外可以以有利的方式设定，凸轮工作面机械地连接于调节元件 或设置在该调节元件上。传感器可以这样借助于其扫描元件检测调节 元件传到凸轮工作面上的机械运动并且在调节元件的一相应的位置借 助于一定位槽固定。例如凸轮工作面也可以直接结合于调节元件的形 式中。这形成一只稍微较高的结构费用和制造费用。在一特别优选的实施形式中设定，将凸轮工作面的具有不同高度 的各部分设置成二维的。借此可以仅用一个传感器检测调节元件的两个彼此独立的运动方向或调节元件关于两独立的运动方向的当前的位 置并且提供相应的定位位置。对此为了每一待检测的不连续的位置的 明确探测，为每个位置在两维的凸轮工作面上配置一明确的高度。或 者也可以将具有相同的高度的多个位置编码，以便形成一位置组，其 在控制技术上同样操作。此外本发明可以这样实施，即调节元件不仅可以实施平移运动， 而且可以实施旋转运动，其中经由传感器不仅实现角度测定，而且实 现直线的位移测定。借助于一个唯一的传感器进行的一直线的位移测 定和一角度数值的组合检测，不仅在传感器的数量方面而且在评价费 用方面降低调节装置的复杂性。另一实施形式这样有利地进一步构成，即设置多个传感器，它们 至少基本上相互平行地设置。多个传感器的平行的定位在结构上便于 各传感器的电连接并且简化其组装。特别本发明可这样优选地实施，即利用多个传感器检测 一选择杆 和一换挡杆的角位置以及变速器的至少一个换挡拨叉的位置。按这种方式可以检测全部为控制变速器所需要的调节信号。此外特别有利的是，为多个传感器配置一共同的评价电路或多个 至少类似的评价电路。尽可能少的至少同类的评价电路的应用，在理 想情况下仅一个评价电路，显著地降低成本。同样可以优选地设定，为多个传感器配置相应多个具有各不同高 度的部分的凸轮工作面和相应多个扫描元件，其中将各凸轮工作面如 此设计，使得产生对于各扫描元件而言可比较的行程运动。这样由于 可比较的行程运动，虽然由各调节元件实施的不同的运动，但可以采 用多个相同的传感器，这在调节装置内有利地减少不同的构件的数量。一同样有利的实施形式设定，传感器是一感应式位移传感器。感 应式位移传感器特别适用于在具有高的温度负荷和/或介质负荷的环 境中的应用并且可以借助于凸轮工作面检测平移运动以及旋转运动。本发明基于这样的见解，将通过设置一凸轮工作面来检测调节元 件的位置或运动方向与通过在凸轮工作面上或其中设置定位槽来固定 调节元件相结合。这能够减少构件的数量。此外借助于一个二维的凸 轮工作面可以利用一个传感器检测两个独立的运动方向。


现在参照附图借助各优选的实施形式示例性说明本发明。其中 图1 一按照本发明工作的包括扫描元件和凸轮工作面的传感器 的侧^L图；图2 —本发明的装入一变速器中的调节装置的实施形式的侧视图；图3 —本发明的凸轮工作面的侧视图和其示意图；以及图4 一本发明的装入一变速器中的调节装置的另一实施形式的侧^L图。
具体实施方式
在以下图的描述中相同的或可比较的部件标有相同的标记。 在这里所示的本发明的调节装置的各实施形式设定用于一 3挡的 包括倒车挡的主变速器。当然利用本发明的装置也可控制包括较多或较少挡位的变速器或变速器组和变速器的组合。此外在这方面术语"变 速器"特别还应包括离合器、其各元件和其他可调节的元件。图1示出 一本发明的传感器20的剖视图，其包括扫描及定位元件 60和凸轮工作面30。首先要结合图l说明传感器本身的工作方式。本 发明的传感器20具有一圆柱形壳体100，其设有一环绕的固定凹槽 102。在壳体内设置一线圏104。线圏104连接于一信号线106，信号 线从壳体100中引出。在线圏104内设有扫描及定位元件60，其沿传 感器20的对称轴线延伸并且在这种情况下构成可移动的传感器元件 及定位元件。扫描元件60在壳体100的孔108处从壳体中伸出并且借 助于一弹簧110机械地与该壳体连接。弹簧110将扫描元件60向一凸 轮工作面30偏压并由此对扫描元件60施加一压力，该压力将扫描元 件远离传感器20的壳体IOO压向凸轮工作面30。传感器20的线圏104 相对传感器20的内室112并从而也相对扫描元件60借助于一外壳114 界定。传感器20的壳体100经由圆周凹槽102例如位置固定地连接于 一变速器壳体(未示出)，凸轮工作面30可以位置固定地连接于一待 检测的调节元件(未画出)。连接于可移动的调节元件的凸轮工作面在调节元件的一相应的位 置变化时相对于传感器20的壳体100移动。由于扫描元件60与凸轮 工作面30经由弹簧110的机械接合，扫描及定位元件60与凸轮工作 面30保持永久的接触。对此特别地将定位元件60压入一存在的定位 凹槽中(图中未示出)并且为调节元件的一越过该凹槽的运动提供一 阻力。凸轮工作面30相对于壳体100的下边缘108的变化的高度导致 扫描元件60在传感器20的内部112中的移动。同时在传感器20的感 应线圏104中产生电信号，其经由电信号线106可以供给一适当的(在 此未画出的)评价电路并在那里加以处理。图2示出一本发明的调节装置装入一变速器中的实施形式的剖视 图。该示意图示出一变速器70的各元件。为清晰起见省去为表现和说 明在图中未更详示的感兴趣的元件例如各齿轮、驱动轴等。在3挡的 包括倒车挡的主变速器70的壳体内示出两个换挡叉轴12、 14，其包括所属的换挡拨叉124、 126。此外画出一调节装置，包括调节元件10、 选择杆80、换挡杆82和一操纵元件128。在变速器控制装置的壳体中 垂直结合两个感应式位移传感器22、 24。传感器22、 24在其构造方 式上相当于参考图l描述的和在那里示出的传感器20。传感器22、 24 的扫描元件62、 64与相应的凸轮工作面32、 34处于才几械接触。其中 第一凸轮工作面32设置在调节元件10上并构成为二维的凸轮工作面。 凸轮工作面35具有定位部分53、 55。在所述定位部分中嵌入感应传 感器22的构成一扫描及定位元件62的可移动的传感器元件。第二凸 轮工作面34作为一维的凸轮工作面设置在换挡叉轴12上并且设有相 应的定位部分57、 59。传感器22、 24经由信号线连接于相应的评价 电路90、 92。为变速器70的换挡所需要的有关选择方向和切换方向的信息经 由选择杆80或换挡杆82的一运动传给变速器70。同时选择杆80经 由一相应构成的机构、特别也经由操纵元件128使调节元件IO处于一 绕其纵轴线的旋转运动中，由此在调节元件10与待选择的换挡叉轴 12、 14之间建立一机械的接合并且脱开相应的另一换挡叉轴12、 14。 相反在一切换运动过程中换挡杆82使调节元件10处于一沿其纵轴线 的直线运动并同时带动一相应的与调节元件10连接的换挡叉轴12、 14。相应的脱开的换挡叉轴12、 14则不运动。按这种方式可以将与换 挡拨叉124、 126连接的未示出的变速器70的各元件置于力流中或从 其中脱离。由调节元件10实施的旋转运动和平移运动经由二维的凸轮 工作面32传给传感器22的扫描及定位元件62。凸轮工作面的详图及 其功能性得自图3和所属的描述。相当于换挡叉轴10的各一个终端位 置的位置设有定位凹槽53、55。在该图中示例性示出两个定位部分53、 55，但也可以提供多个定位位置。通过定位及传感器元件62向调节元 件10的方向的偏压其嵌入定位部分53、 55中并这样保证调节元件10 处于相应的位置。通过扫描及传感器元件62引起的传感器22内的感 应变化作为电测量信号经由一相应的信号线传向评价电路90并在那 里评价。按这种方式借助于相应构成的凸轮工作面32和只一个配置的传感器22就可以识别调节元件10的当前的位置。以类似的方式可以 检验换挡叉轴12的位置。其可以占据三个位置。这表现为凸轮工作面 34的三个高度，它们相当于一中立位置和两个终端位置。凸轮工作面 34为各终端位置配置的两定位部分57、 59保证换挡叉轴12处于这些 位置。在位置变换时扫描销64将变化的高度作为测量信号经由一信号 线传向评价电路92。评价电路90、 92可以基本上构成相同的，因为 可以类似地构成各相应的凸轮工作面的高度变化。因为二维的凸轮工 作面32在某些情况下在各高度之间需要较大量的或较精确的区分，所 以在该实施例中设置两个类似的评价电路90、 92。传感器22、 24通 过其垂直在变速器盖中的结合基本上远离变速器的下面的内室74。仅 仅传感器22、 24的下面和扫描元件62、 64伸出油室74。图3示出一本发明的凸轮工作面的剖视图和其示意图。所示的纵 剖面A、 B沿图2的调节元件10纵轴线延伸，横剖面C、 D、 E垂直 于调节元件10的纵轴线。在该图1为清晰起见省去定位部分的视图。 凸轮工作面32的剖视图和"展开图"130以及在该展开图上设置的3 挡的包括倒车挡的具有两个换挡叉轴的主变速器的换挡图132说明凸 轮工作面32的结构和功能性，特别是说明由调节元件IO产生的换挡 状态和相应配置的凸轮工作面32的高度。凸轮工作面32的"展开图" 130示出九个区域40-50。这些区域40-55相当于凸轮工作面32的各 部分，其中不同的阴影线说明各个部分40-50的不同的高度。"展开图" 130这样定向，使得调节元件10的纵轴线垂直延伸，如这也在纵剖面 A、 B中所示。对其设置的换挡图132显示，在选择杆和换挡杆80、 82的相应的位置时凸轮工作面32的哪一区域40-50与扫描元件32接 触。元件44、 46、 50，其配属于各前进挡，具有一最大高度；元件42、 48代表变速器的中立位置，具有一中等的高度；而区域40，其为一设 置的倒车挡配置，具有一最低的高度。沿垂直方向实现的一运动，因 此例如从区域50经由区域48向区域46，相当于调节元件10沿其纵 轴线的运动并从而相当于换挡运动。沿水平方向的运动，例如从区域 42向区域48，相当于调节元件10沿其纵轴线的旋转并从而相当于一选择运动。纵剖面A、 B示出凸轮工作面32的高度变化，如其由图2 的传感器22的扫描元件62在调节元件10的不同的旋转位置时扫描。 纵剖视图A的凸轮工作面32的变化示出在一换挡时的高度变化，该 换挡从挡1向倒车挡进行或反之。以类似的方式纵剖视图B在一从挡 2向挡3或相反换挡时凸轮工作面32的高度变化。剖视图C、 D、 E 相反示出垂直于调节元件10的纵轴线的横剖面。剖视图C示出凸轮 工作面32的高度比例，其在相当于倒车挡R的区域40与相当于前进 挡3的区域46之间控制。剖视图D示出，在区域42和48的中立位 置在凸轮工作面32上存在一统一的中等的高度。剖视图E再次示出 凸轮工作面32中的最大高度，其存在于区域44和50上，这两个区域 分别相当于设置的前进挡1和2。在通过换挡杆82的一相应的运动引起调节元件10沿其纵轴线的 运动时，传感器22的扫描元件62扫描凸轮工作面32。对此扫描元件 或沿区域46、 48、 50运动并从而在挡2与挡3之间形成一换挡。或者 其可以在区域40、 42、 44之间运动，并从而在倒车挡R与前进挡1 之间形成一换挡。在第一所述运动中扫描元件可以将前进挡2和3与 中立位置区别开来，该中立位置相当于区域48。在第二所述运动中由 于不同的分配的高度可以检测倒车挡R、中立位置和前进挡。在该实 施形式中不需要区分两个通过区域42和48编码的中立位置之间的变 换。所示的包括四个终端位置的H形换挡图当然只是一实施例。按这 种方式也可以控制更复杂的包括多个待选择的换挡叉轴的调节装置或 包括仅一个换挡叉轴的调节装置。此外在这里实施的对三个高度的限 制，其相当于一倒车挡、各中立位置和各前进挡，同样是随意的。理 论上可以为每一待占据的位置分配一单独的高度。在某些情况下甚至 有可能在凸轮工作面的相应更精细的扫描中扫描仍显著更多的中间位 置。图4示出本发明的调节装置装入一变速器中的另一实施形式。所 述的汽车变速器72具有两个换挡叉轴16、 18，在其上设置相应的换挡拨叉140、 142。换挡叉轴16、 18两者具有各一个凸轮工作面36。 换挡叉轴16的凸轮工作面36是可见的，换挡叉轴18的凸轮工作面由 位于前面的换挡叉轴16遮盖。各凸轮工作面36具有定位部分52、 54、 56。在其中嵌入感应传感器26、 28的构成扫描元件66、 68的可移动 的传感器元件。所述传感器26、 28结合于变速器72的壳体144中， 从而其至少部分地从变速器72的油室76中伸出。通过传感器26、 28 产生的电信号经由各信号线供给一共同的评价电路94以便评价。传感器26、 28的原理结构相当于图1的传感器20。同时除产生 感应信号外，采用扫描销用于将换挡叉轴16、 18定位在定位位置52、 54、 56上。在换挡叉轴16、 18沿其纵轴线的运动时扫描元件66、 68 沿凸轮工作面36滑动。由于一相应的预选的偏压在各个定位位置 52-56之间必须克服一力。不同的定位位置52-56通过不同的高度编码 并且可以这样用于确定换挡叉轴16、 18的相应的位置。在以下描述中，附图中和诸权利要求中公开的本发明的特征不仅 单独的而且以任何的组合对于实施本发明均可以是重要的。附图标记清单10调节元件12第一换挡叉轴14第二换挡叉轴16第一换挡叉轴18第二换挡叉轴20感应传感器22用于二维的凸轮工作面的传感器24用于一维的凸轮工作面的传感器26定位传感器28定位传感器30凸轮工作面32二维的凸轮工作面34一维的凸轮工作面36定位凸轮工作面40凸轮工作面部分，低高度42凸轮工作面部分，中等高度44凸轮工作面部分，大高度46凸轮工作面部分，大高度48凸轮工作面部分，中等高度50凸轮工作面部分，大高度52、54一维的凸轮工作面的定位部分53、55二维的凸轮工作面的定位部分57、59一维的凸轮工作面的定位部分60扫描元件62用于二维的凸轮工作面的扫描元件64用于一维的凸轮工作面的扫描元件66用于定位凸轮工作面的扫描元件68用于定位凸轮工作面的扫描元件70变速器72变速器74油室76油室80选择杆82换挡杆90评价电路92评价电路94评价电路100壳体102圆周凹槽104线圏106电接头108壳体孔110弹簧112内室114外壳120变速器壳体124第一换挡拨叉126第二换挡拨叉128操纵装置130二维的凸轮工作面的展开图132换挡图140第一换挡拨叉142第二换挡拨叉144变速器壳体A、 B沿调节元件的纵轴线的纵剖面图C、 D、E垂直于调节元件的纵轴线的横剖面图
权利要求
1.用于变速器、特别用于汽车变速器的调节装置，包括至少一个可移动的调节元件(10、16)，所述调节元件的位置由至少一个传感器(20-28)检测，其中设置一凸轮工作面(30-36)，该凸轮工作面具有多个不同高度的部分，所述各部分设定用于被一与传感器(20-28)连接的扫描元件(60-68)机械地扫描，并且凸轮工作面(32-36)具有至少一个定位槽(52-59)，一个定位元件可以嵌入所述定位槽内；其特征在于，传感器(20-28)和定位元件构成为一共同的构件。
2. 按照权利要求1的调节装置，其特征在于，传感器(20-28) 具有一可移动的传感器元件(60-68),该传感器元件机械地连接于扫 描元件(60-66)或与扫描元件一体构成。
3. 按照权利要求1或2所述的调节装置，其特征在于，扫描元件 (60-66)被朝凸轮工作面(30-36)的方向偏压。
4. 按照上述权利要求之一项所述的调节装置，其特征在于，扫描 元件(60-66)同时构成定位元件。
5. 按照上述权利要求之一项所述的调节装置，其特征在于，凸轮 工作面(30-36)设定用于被至少部分地设置在变速器的一油室中。
6. 按照上述权利要求之一项所述的调节装置，其特征在于，传感 器(20-28)设定用于被至少部分地设置在变速器(70、 72)的一油室(74、 76)夕卜部。
7. 按照上述权利要求之一项所述的调节装置，其特征在于，凸轮 工作面(30-36)机械地连接于调节元件(10-16)或设置在该调节元 件上。
8. 按照上述权利要求之一项所述的调节装置，其特征在于，凸轮 工作面(32)的具有不同高度的各部分(40-50)设置成二维的。
9. 按照上述权利要求之一项所述的调节装置，其特征在于，调节 元件(10)不仅可以实施平移运动，而且可以实施旋转运动，其中经 由传感器(22)不仅实现角度测定，而且实现直线的位移测定。
10. 按照上述权利要求之一项所述的调节装置，其特征在于，设 置多个至少基本上相互平行设置的传感器(22-28)。
11. 按照上述权利要求之一项所述的调节装置，其特征在于，利 用多个传感器(22、 24)检测一选择杆(80)和一换挡杆(82)的角 位置以及变速器(70)的至少一个换挡拨叉(12)的位置。
12. 按照权利要求10或11所述的调节装置，其特征在于，为多 个传感器(22-28)配置一共同的评价电路(94)或多个至少类似的评 价电路(90、 92)。
13. 按照权利要求10-12之一项所述的调节装置，其特征在于， 为多个传感器(22-28)配置相应多个具有各不同高度的部分(40-54) 的凸轮工作面(32-36)和相应多个扫描元件(62-68)，其中将各凸轮 工作面(32-36)如此设计，使得产生对于各扫描元件(62-68)而言 可比较的行程运动。
14. 按照上述权利要求之一项所述的调节装置，其特征在于，传 感器(20-28)是一感应式位移传感器。
全文摘要
本发明涉及一种用于变速器、特别用于汽车变速器的调节装置，包括至少一个可移动的调节元件(10、16)，所述调节元件的位置由至少一个传感器(20-28)检测，其中设置一凸轮工作面(30-36)，该凸轮工作面具有多个不同高度的部分，所述各部分设定用于被一与传感器(20-28)连接的扫描元件(60-68)机械地扫描，并且凸轮工作面(32-36)具有至少一个定位槽(52-59)，一个定位元件可以嵌入所述定位槽内。根据本发明在此规定，传感器(20-28)和定位元件构成为一共同的构件。
文档编号F16H63/38GK101258341SQ200680027327
公开日2008年9月3日 申请日期2006年7月25日 优先权日2005年7月26日
发明者W·德尔, Z·斯克里巴 申请人:克诺尔商用车制动系统有限公司