DE69204273T2

DE69204273T2 - Sensoreinrichtung für Fahrzeuggetriebe, reagierend auf Gangwahl.

Info

Publication number: DE69204273T2
Application number: DE69204273T
Authority: DE
Inventors: Gary Baker
Original assignee: Texas Instruments Inc
Current assignee: Sensata Technologies Inc
Priority date: 1992-01-10
Filing date: 1992-12-21
Publication date: 1996-02-01
Anticipated expiration: 2012-12-22
Also published as: EP0551000B1; US5338907A; EP0551000A1; JP3469262B2; JPH05248520A; DE69204273D1

Description

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf Fahrzeuggetriebe und genauer auf Mittel, die ein elektrisches Ausgangssignal entsprechend der Gangwahl zur Verfügung stellen.

Hintergrund der Erfindung

Es ist üblich, einen Drehknopfschalter an der Außenseite des Getriebegehäuses zu befestigen, um mechanische Gangwahleingaben vom Fahrer des Fahrzeugs über verschiedene Verbindungen zu empfangen und die Gangwahlinformationen über elektronische Signale auf ein Decodiermodul und die Steuereinheit der Getriebeelektronik zu übertragen. Der Schalter enthält einen Quadranten mit einer gewählten Anzahl auf ihm angeordneter elektrischer Kontaktabschnitte, wobei jeder Abschnitt ein Ausgangssignal für das Decodiermodul liefert. Das manuell betätigbare Ventil, das den hydraulischen Betrieb des Getriebes steuert, ist mechanisch mit einer Platte mit Schaltrasten, die als Rasthebel bezeichnet wird, verbunden, auf einer Welle angebracht und mit dieser drehbar.
Die Welle tritt durch die Wand des Getriebegehäuses hindurch, und eine Schalterstange ist außerhalb des Getriebegehäuses fest mit der Welle verbunden, so daß, wenn der Fahrer des Fahrzeugs einen Gang wählt, sich die Schaltstange innerhalb des Drehknopfschalters über den Quadranten zu einer vorgewählten Stellung bewegt und einen oder mehrere der elektrischen Kontaktabschnitte in Eingriff bringt. In bestimmten Systemen überwacht die elektronische Steuerung die Position des Gangs zusammen mit anderen Eingangsgrößen, die sich auf Gegebenheiten, wie die Position der Drosselklappe, die Geschwindigkeit der Ausgangswelle, die Geschwindigkeit des Motors, die Belastung des Motors usw. beziehen.
Die US-Patentschrift 3 898 401, aus der die im ersten Teil des Patentanspruchs 1 beschriebenen Merkmale bekannt sind, beschreibt eine Vorrichtung zur Ermittlung einer Veränderung der Position des gewählten Gangs in einem automatischen Getriebe unter Verwendung elektrischer Schalter. Das Gerät enthält eine drehbar angebrachte Kurvenplatte, auf der vorstehende Nocken sowie ein umschlossener Schalter innerhalb einer Abdeckung angebracht sind. Die Kurvenplatte dreht sich entsprechend der Änderung der Position einer Steuer stange und kann eine Anzahl vorbestimmter Positionen einnehmen. Bei verschiedenen Positionen der Kurvenplatte treten eine oder mehrere der vorstehenden Nocken in Kontakt mit Stößelstangen innerhalb des Schalters, was zur Folge hat, daß in dem Schalter Kontakte geschlossen werden. Der Schalter (die Schalter), der geschlossen wird (die geschlossen werden), bestimmt (bestimmen) den Gang des automatischen Getriebes.
Diese Schaltungssysteme sind mit bestimmten Beschränkungen und Nachteilen behaftet. Die Befestigung des Schaltergehäuses am Getriebegehäuse in richtiger Winkelausrichtung während der ursprünglichen Installation oder im Betrieb erfordert entweder spezielle Werkzeuge zur Ausrichtung eines Bezugsmerkmals des der Welle folgenden Bauteils, d.h. der Schalterstange auf das Gehäuse des Drehschalters, oder es zieht die Überwachung des elektrischen Durchgangs der Schalterkontakte während des Drehens des Gehäuses in bezug auf die Welle nach sich. Darüberhinaus zieht die Anbringung des Schalters außerhalb des Getriebegehäuses und entfernt von dem manuell betätigbaren Ventil eine unerwünschte Aufsummierung von Ungenauigkeiten nach sich, die alle Verbindungselemente betrifft. Darüberhinaus befindet sich der Schalter in einem Bereich, in dem Spritzer auftreten können, insbesondere wenn er in Zusammenhang mit Vierradantrieben verwendet wird, was die Verwendung von Dichtungsmitteln erfordert, um den Eintritt von Wasser zu verhindern.
Die zusätzlichen Kosten für solche Lüftungsrohre und dergleichen einschließende Dichtungsmittel erhöhen den Preis des Systems beträchtlich.
In der Patentschrift US-A-5 231 254, die nach dem Einreichungsdatum dieser Einreichung veröffentlicht wurde, ist ein Schaltsystem offenbart und beansprucht, das auf einem Träger innerhalb des Getriebegehäuses befestigte Druckschalter enthält und das mit bestimmten hydraulischen Verbindungen gekoppelt ist und weiterhin auf dem Träger elektrische Leiterbahnen aufweist. Ein beweglicher Kontakt ist wirkungsmäßig mit dem manuell betätigbaren Ventil verbunden und mit diesem beweglich, so daß die Position des beweglichen Kontaktes die Position des manuell betätigbaren Ventils verfolgt und sich in Eingriff oder außer Eingriff mit festliegenden Kontaktabschnitten bewegt, die auf dem Träger angeordnet sind. Die Ausgänge des Druckschalters sind zusammen mit dem Positionssensor des manuell betätigbaren Ventils in ein Widerstandsnetzwerk integriert. Das System liefert der elektronischen Steuereinheit der Kraftübertragung ein Spannungsausgangssignal, die dieses Ausgangssignal als ein bestimmtes Getriebeereignis interpretiert, beispielsweise eine Gangwahl.
Obwohl dieses letztere System Informationen über den ausgewählten Gang liefert, kann es in gewissen Getriebeanordnungen, in denen sich das Ventil innerhalb des Gehäuses bewegt, nicht über die gesamte Hubhöhe verwendet werden. Weiterhin besteht die Notwendigkeit, abhängig von der Gangwahl relativ hohe und auch relativ niedrige Ströme zu schalten, beispielsweise um das Starten nur bei der Wahl bestimmter Gänge zu ermöglichen, die Rücklichter bei eingelegtem Rückwärtsgang einzuschalten, und während des Parkens Parkhilfsmittel zu aktivieren usw.
Für diesen Zweck wurden außerhalb des Getriebegehäuses oder am Gangwähler des Fahrers angebrachte externe Schalter verwendet. Bei ihnen treten jedoch dieselben Probleme auf, die vorangehend in Verbindung mit den Positionssensoren geschildert wurden. Das heißt, daß Schalter, die außerhalb des Getriebegehäuses angebracht sind, sich in einer feindlichen Umgebung befinden, in der sie einem Bespritzen mit Wasser oder ähnlichem ausgesetzt sind, wodurch erheblich höhere Garantiekosten entstehen. Weiterhin treten bei solchen Schaltern Schwierigkeiten in bezug auf die Anbringung auf, und sie sind empfindlich in bezug auf die Justierung relativ zu dem manuell betätigbaren Ventil, was besonders auf Schalter zutrifft, die sich im Fahrgastraum befinden.
Es wurde vorgeschlagen, ein Schaltersystem innerhalb des Getriebegehäuses anzubringen, wobei einzelne, am Rasthebel angebrachte Magnete zusammen mit fest angebrachten Magnetsensoren verwendet würden, um die Aktivierung der verschiedenen Schaltkreise in Abhängigkeit der Position des manuell betätigbaren Ventils zu steuern. Temperaturveränderungen beeinflussen jedoch ihre Funktionsweise, und es treten bei den Magneten selbst im Laufe der Zeit Veränderungen auf. Weiterhin stellt die elektromagnetische Verträglichkeit des Systems eine Schwierigkeit dar. Die Getriebeflüssigkeit neigt dazu, ferromagnetische Teilchen aufzunehmen, die von sich drehenden Bauteilen, wie z.B. Getrieben, erzeugt werden und die von den Magneten angezogen werden, wodurch die Empfindlichkeit des Schaltens negativ beeinflußt wird.
Es wurde weiterhin vorgeschlagen, Leiterzüge am Rasthebel anzubringen und Schleiffedern anzuordnen, um die Leiterzüge in Eingriff zu bringen, wenn der Rasthebel geschwenkt wird. Dies war jedoch aus verschiedenen Gründen nicht erfolgreich, wie der Schwierigkeit, eine ausreichende Kontaktkraft sicherzustellen sowie wegen Schwierigkeiten, die sich aus den Umgebungsbedingungen ergeben.
Es ist daher ein Ziel dieser Erfindung, eine von der Gangwahl abhängige elektrische Schalteranordnung zu schaffen, die frei ist von den Einschränkungen der obenerwähnten bekannten Technik. Ein weiteres Ziel ist es, ein Schaltersystem zu schaffen, das innerhalb des Getriebegehäuses eines Fahrzeugs angebracht werden kann, das einfach und zuverlässig ist und eine verbesserte Lebensdauer aufweist. Ein weiteres Ziel ist die Schaffung eines solchen Systems, das leicht installierbar ist, und das keine Justierung nach der Installation benötigt.
Weitere Ziele, Vorteile und Einzelheiten des Getriebesensors und des Schaltersystems dieser Erfindung erscheinen in der folgenden, eingehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß der Erfindung wird eine Schalteranordnung in einer Getriebeanordnung eines Motorfahrzeugs enthaltend ein Schaltergehäuse, das an der Vorrichtung befestigt ist, ein Schaltermittel in dem Gehäuse mit ersten und zweiten elektrischen Kontaktstücken, die relativ zueinander zwischen Positionen, in denen die Kontaktstücke in Eingriff und außer Eingriff stehen, beweglich sind, Mittel, die eine relative Bewegung der elektrischen Kontaktstücke als Folge einer Drehung einer Wählerwelle der Getriebevorrichtung bewirken, und Mittel zum elektrischen Erregen des Schaltermittels und zum Ausgeben von Signalen aus diesen entsprechend den Positionen mit in Eingriff und außer Eingriff befindlichen Kontaktstücken geschaffen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Vorrichtung einen an der Welle befestigten Rasthebel aufweist, der an einer Außenkantenfläche mehrere Rasten aufweist, wobei jede Raste einer besonderen Getriebegangwahl entspricht, wobei der Rasthebel mit der Welle drehbar ist, und Mittel aufweist, um die Kontaktstücke zu veranlassen, sich selektiv in Positionen zu bewegen, in denen sie sich in Eingriff und außer Eingriff bei ausgewählten Winkelpositionen des Rasthebels befinden, und daß das Schaltergehäuse ein erstes und ein zweites Ende aufweist, wobei das erste Ende an der Welle drehbar gelagert ist, und das zweite Ende mit einem Schlitz versehen ist, der eine Walze aufnehmen kann, die so angebracht ist, daß sie mit dem Rasthebel in Eingriff steht, wodurch die Winkelausrichtung des Gehäuses fest relativ zu der die Achse der Welle und die Achse der Walze verbindenden Linie gehalten wird.
Kurz gesagt, sieht die erste Ausführungsform der Erfindung eine intern angebrachte Schalteranordnung zur Benutzung im Zusammenhang mit Motorfahrzeuggetrieben vor, bei der ein Rasthebel vorgesehen ist, der an einer Außenkantenfläche mehrere Rasten aufweist, wobei eine Walze über eine Feder in Eingriff mit der Außenkante gebracht wird, und eine Kurvenplatte enthält, die am Rasthebel angebracht ist und mit diesem beweglich ist, die mit mehreren elektrischen Schaltern zusammenwirkt, die in einem langgestreckten Gehäuse angeordnet sind, wobei ein Ende des Gehäuses auf der Welle des Handhebels des Getriebes befestigt ist, und ein entgegenliegendes Ende mit der Rastfeder verbunden ist, die an der Walze befestigt ist. Ein Abtaster ist in jedem Schalter gleitbar befestigt und so vorgespannt, daß er nach außen hervortritt und in Eingriff mit der Kurvenplatte kommt, so daß, wenn sich die Kurvenplatte mit dem Rasthebel bewegt, sich der Abtaster innerhalb eines jeden Schalters in Richtung beweglicher Kontaktmittel und von diesen weg bewegt, so daß die Kontakte des Schalters in Eingriff und außer Eingriff kommen.
Gemäß eines Merkmals der Erfindung sind die elektrischen Kontakte in einer versiegelten Kammer angeordnet, die für Wasser, Schmutz u.a. undurchdringlich ist. Gemäß anderer Merkmale der Erfindung enthalten die Schalter sehr zuverlässige Schnappscheiben. Die Kurvenplatte ist für jeden der Schalter so codiert, daß sie die gewünschten Schaltausgangssignale erzeugt. Die hohe Lagegenauigkeit der Kurvenplatte und des Gehäuses des Schalters in bezug auf zugehörige Gegebenheiten macht eine Justierung überflüssig, und das System wird als voll getestete und fertig zusammengesetzte Baugruppe am Rasthebel montiert.
In einer zweiten Ausführungsform ist ein Schaltergehäuse auf der Welle des Handhebels angebracht und mit der Walze verbunden, um das Gehäuse in bezug auf das Getriebegehäuse feststehend zu halten. Ein Schalterarm, der mit der Welle des Handhebels fest verbunden ist, und an dem mehrere erste elektrische Kontakte befestigt sind, erstreckt sich in das Schaltergehäuse und bewegt sich in Eingriff und außer Eingriff mit dem Rasthebel, wobei entsprechende zweite elektrische Kontakte an dem Schaltergehäuse befestigt sind. Zwischen einer Nabe des Schalterarms und dem Gehäuse des Schalters sind ringförmige Dichtungen zur Verhinderung des Eindringens von Metallteilchen und Spänen in das Schaltergehäuse angebracht.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die folgende eingehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bezieht sich auf die Zeichnung, in der
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Rasthebels eines Fahrzeuggetriebes ist, der auf einer Welle eines Handhebels befestigt ist und die Sensor-/Schalteranordnung gemäß der Erfindung enthält;
Fig. 2 eine Querschnittsdarstellung eines Schalters ist, der in der betätigten Position mit in Eingriff gebrachten Kontakten dargestellt ist;
Fig. 3 eine Draufsicht auf den oberen Teil eines in Zusammenhang mit der Erfindung nützlichen, teilweise abgetrennt dargestellten Gehäuses ist, bei dem das Oberteil zu Darstellungszwecken entfernt wurde;
Fig. 4 eine Querschnittsdarstellung eines Schaltergehäuses gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist; und
Fig. 5 eine Draufsicht auf die Unterseite eines beweglichen Schalterarms ist, der in dem in Fig. 4 dargestellten Schaltergehäuse verwendet wird.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

In den Zeichnungen stellt die Bezugszahl 10 eine Sensor/Schalteranordnung dar, die gemäß der Erfindung hergestellt wurde. Ein gewöhnlicher Rasthebel 12 ist als in einem Getriebegehäuse angebracht dargestellt (schematisch dargestellt durch die gestrichelte Linie 14), das an einer Welle 16 eines Handhebels angebracht ist, der sich in üblicher Weise außerhalb des Getriebegehäuses erstreckt. Der Rasthebel 12 hat eine Außenkante 18 mit mehreren Rasten 20, wobei eine Walze 22 mit einer Rastfeder 24 (schematisch dargestellt) gegen die Längsachse der Welle 16 und in Eingriff mit der Außenkante 18 des Rasthebels vorgespannt ist.
Eine Kurvenplatte 30 ist auf irgendeine übliche Weise mit einer Stirnfläche des Rasthebels 12 verbunden und ist zusammen mit dem Rasthebel 12 beweglich, wenn dieser als Reaktion auf eine Drehbewegung der Handwelle 16 nach Schaltvorgängen durch den Fahrer des Fahrzeugs geschwenkt wird.
Ein Schaltergehäuse 40, das im allgemeinen eine längliche Form hat und bei dem ein Ende 42 auf der Welle 16 befestigt ist und ein entgegengesetztes Ende 44 mit gegabelten Teilstücken oder Armen 44a und 44b ausgestattet ist, die so angepaßt sind, daß zwischen ihnen die Walze 22 so aufgenommen wird, daß das Gehäuse 40 in einer festgelegten Achsenlage bleibt, wenn sich die Welle 16 und der Rasthebel 12 drehen. Es sei bemerkt, daß sich die Walze 22 radial frei zwischen den Teilstücken 44a und 44b in Richtung der Längsachse der Welle 16 und von dieser weg bewegen kann, so wie es durch die Flächenkante 18 bestimmt ist.
Mehrere Schalter 50 sind im Gehäuse 40 befestigt und so angepaßt, daß sie mit der Kurvenplatte 30 so zusammenwirken, daß sie in gewünschter Weise das Öffnen und Schließen der Schaltkreise bewirken, was durch die Winkelposition des Rasthebels 12 festgelegt ist.
In Fig. 2 ist einer der Schalter im Querschnitt dargestellt. Der Schalter enthält ein Bodenteil 52, das aus einem geeigneten Material, wie beispielsweise formbarem Phenolmaterial, hergestellt ist und hat in einer Fläche eine Ausnehmung 54 mit einer Bohrung 56, die sich von der Ausnehmung bis zu einer Fläche auf der entgegengesetzten Seite des Bodenteils 52 erstreckt. Ein Oberteil des auf dem Bodenteil 52 angeordneten Gehäuses 58, das aus geeignetem, formbaren, elektrisch isolierenden Material hergestellt ist, hat eine Schalterkammer in der Form einer Ausnehmung 60 in einer Oberfläche und weiterhin einen elektrischen Kontakt 62, der auf der Unterseite der Ausnehmung angeordnet ist. Das Kontaktstück 62 ist vorzugsweise mit der Batterie verbunden und kann ein längliches drahtähnliches Bauteil sein, das in das Gehäuseteil 58 eingebettet ist und so angepaßt ist, daß es sich bis zu einem geeigneten Anschlußstück erstreckt, wie im folgenden in Verbindung mit Fig. 3 erläutert wird. Ein Schaltbauteil in Gestalt einer elektrisch leitenden Schnappscheibe 64 ist mit Masse verbunden und befindet sich oberhalb der Ausnehmung 60, wobei eine biegsame Membran 66 über der Ausnehmung 60 des oberen Gehäuses 58 und der Ausnehmung 54 des Bodenteils 52 angeordnet ist und schließt die Schalterkammer wirksam ab.
Ein kugelförmiges Bauteil in Gestalt eines Kugellagers 68 befindet sich in der Bohrung 56 und wird von einer geeigneten Feder, beispielsweise einer Schraubenfeder 70, die sich zwischen der Kugel 68 und der Membran 66 befindet, von der Ausnehmung 54 weggedrückt. Die Bohrung 56 ist vorzugsweise mit einer nach innen gerichteten Lippe 72 ausgestattet, damit die Kugel 68 während der Montage innerhalb der Bohrung 56 bleibt. Die Kugel 68 wirkt als Abtaster, dessen Position abhängig ist von der Position der Kurvenplatte 30.
Die Schalter sind vorzugsweise nicht vorgespannt, wodurch unbeabsichtigte Schaltvorgänge beim Auftreten von Schwingungen vermieden werden. Die Feder 70 besteht vorzugsweise aus einem gegen allmähliche Verformung widerstandsfähigen Material, wie beispielsweise Chrom-Silicium-Stahl, um Materialermüdung auszuschließen und eine bleibende Verformung der Feder zu minimieren und ist so gewählt, daß sie eine niedrige Federkonstante hat, um die Abnutzung der Kurvenscheibe zu minimieren.
Wie in Fig. 2 dargestellt ist, befindet sich die Kurvenplatte 30 in Eingriff mit der Kugel 68 und zwingt die Kugel einwärts oder in Richtung der Schalterkammer. Diese Bewegung vergrößert die Kraft auf die Feder 70 und bewirkt, daß die Schnappscheibe 64, die zwischen entgegengesetzt gekrümmten Stellungen beweglich ist und sich normalerweise in einer nach unten gerichteten konvexen Stellung außer Eingriff mit dem Kontaktstück 62 (nicht gezeigt) befindet, in die entgegengesetzte, nach unten zeigende konkave Position (oder infolge der Begrenzung ihrer Bewegung durch das Kontaktstück 62 nahezu flache Position) in Eingriff mit dem Kontaktstück 62 springt, wie in der Figur dargestellt ist. Die Scheibe 64 ist elektrisch mit einer geeigneten Leitung eines Schaltkreises verbunden, so daß unter der Bedingung der Fig. 2 ein geschlossener Schaltkreis besteht. Wenn der Rasthebel 12 und die Kurvenplatte 30 sich weiter nach rechts bewegen, wie in Fig. 2 dargestellt ist, und sich die Kugel 68 in den Raum 32 in der Kurvenplatte 30 bewegt, vermindert sich die Kraft auf die Scheibe 64 und die Scheibe 64 kann in ihre normale, nach unten gerichtete konvexe, nicht in Eingriff befindliche Position zurückschnappen und die Schaltung öffnen.
Wenn auch Schalter 50 beschrieben wurden, die schnappende Schalterelemente aufweisen, liegt es im Bereich der Erfindung, andere Schaltermechanismen zu verwenden, die empfänglich für die Bewegung eines Abtasters in Gestalt einer Kurvenplatte sind.
Die Kurvenplatte 30 wird mit einem gewählten Profil ausgestattet, so daß sich gewählte Kombinationen geöffneter und geschlossener Schalter aus jeder einer vorgewählten Anzahl, beispielsweise 7 von festgelegten Gangzuständen und einem standardmäßigen, nichtverbundenen Zustand ergeben, wenn auch die genaue Anzahl der Zustände frei gewählt werden kann und durch Vorsehen einer anderen Anzahl von Schaltern verändert werden kann. In der besonderen, gegenwärtig beschriebenen Ausführungsform öffnet oder schließt sich einer der vier Schalter mit jeder Veränderung der Gangposition und liefert ein Paritätsbit, wie in der Tabelle I gezeigt ist. Tabelle I Getriebeposition Code (Stifte) Park/Neutral
In Tabelle 1 bezeichnet die 0 einen geschlossenen Schalter oder einen logischen L-Zustand.
Fig. 3 zeigt eine Gehäuse- und Schalteranordnung 400 mit zum Zwecke der Darstellung entferntem Oberteil, das im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung nützlich ist und ein Basisteil 520 enthält, in dem die Kontaktstifte P1, P2, P3, P4 und P5 angeordnet sind. Die Kontaktstifte P2 bis P5 sind jeweils in irgendeiner üblichen Art, beispielsweise durch Schweißen mit einem jeweiligen Kontaktstück 62 verbunden. Ein Paar von Scheibenstreifen 640 weisen ausgeschnittene Bereiche 642 auf, die die Schalterstationen 50A, 50B, 50C und 50D bilden, die jeweils in bekannter Weise als Schnappscheiben 64 ausgebildet sind. Der Stift P1 ist mit dem Streifen 640 beispielsweise durch Schweißen elektrisch verbunden. Der Stift P1 kann mit Masse verbunden werden, während die Stifte P2 bis P5 mit der Batterie des Fahrzeugs verbunden werden können. Schalter, die aus Streifen von Schnappscheiben hergestellt sind, die so ausgelegt sind, daß sie in Eingriff und außer Eingriff mit einem drahtähnlichen Kontaktstück kommen, das in ein Basisteil eingebaut ist, sind in der Technik bekannt, und für weitere Einzelheiten ihres Aufbaus kann man sich auf die US-Patentschrift 3 952 174 beziehen, die dem Erwerber der gegenwärtigen Erfindung übertragen wurde.
In den Figuren 4 und 5 ist eine zweite Ausführungsform dargestellt, die ein Schaltergehäuse 80 mit einer Bodenplatte 82 an einem freien Ende enthält, das mit einer Gabelung ausgestattet ist, die einen Schlitz 84 bildet, der eine Walze 22 aufnimmt. Mehrere, sich bogenförmig erstreckende, feststehende Kontaktstücke 86a, 86b, 86c und 86d sind auf der oberen Fläche der Grundplatte 82 elektrisch von dieser mit beliebigen üblichen Mitteln isoliert angeordnet, beispielsweise auf einer geeigneten Leiterplatte 87.
Ein länglicher Schalterarm 88 erstreckt sich von einem Nabenabschnitt 90 entlang der oberen Fläche der Bodenplatte 82 im allgemeinen parallel zu dieser. Auf der unteren Fläche des Schalterarms 88 sind, wie in Fig. 4 dargestellt, mehrere zweite elektrische Kontaktstücke 92a, 92b, 92c und 92d angebracht, wobei jedes einem der feststehenden Kontaktstücke zugeordnet ist und in bezug auf dieses justiert ist. Um die Bewegung des Schalterarms 88 auf die der Handwelle 16 zu beschränken, ist der Nabenabschnitt 90 derart mit der Welle verbunden, daß an der Welle ein Paar paralleler flacher Flächen 90a ausgebildet sind, die zu einem entsprechenden Paar paralleler, ebener Flächen 16a passen, die auf der manuell betätigbaren Welle 16 angebracht sind, so daß der Schalterarm 88 mit der Welle 16 verkeilt ist, wodurch seine Winkelausrichtung in bezug auf die Welle festgelegt ist und mit dieser beweglich ist.
Eine obere Abdeckung 94 des Schaltergehäuses ist oberhalb der Grundplatte 82 angeordnet und an dieser in irgendeiner geeigneten Weise befestigt. Die Bodenplatte 82 und die Gehäuseabdeckung 94 sind jeweils mit einem ringförmigen Dichtungssitz 96 bzw. 98 versehen, der sich in einer Bohrung befindet, die die Nabe 90 aufnimmt, welche wiederum die manuell betätigbare Welle 16 aufnimmt. Eine Dichtlippe 100 befindet sich in dem Sitz 96 und eine Dichtlippe 102 befindet sich im Sitz 98 und dichtet das Schaltergehäuse 80 gegen den Eintritt von Metallteilchen und Spänen in die Kontaktzone des Schalters ab.
Die elektrischen Kontaktteile 92a-92d (siehe Fig. 5) sind als längliche Federfinger ausgebildet, die nach unten gerichtet vorgespannt sind, so daß sie die Bodenplatte 82 in Eingriff bringen, wenn sie im Schaltergehäuse 80 angebracht wird. Auf diese Weise gleiten die Kontaktfinger 92a-92d entlang der oberen Fläche der Leiterplatte 87 auf der Bodenplatte 82, wenn die manuell betätigbare Welle 16 gedreht wird und bringen entsprechende feststehende Kontaktleitungen 86a-86d in gewählten Winkelpositionen der Welle 16 in Eingriff.
Die Ausführungsform der Figuren 4 und 5 sieht ein System mit gleitenden Kontakten vor, das Schwierigkeiten der bekannten Technik umgeht, in der nebeneinander angeordnete elektrische Kontaktstücke elektrischen Kurzschlüssen durch leitende Teilchen und Späne ausgesetzt sind, die bei der normalen Betriebsweise eines automatischen Getriebes gebildet werden.
Es ist offensichtlich, daß der gemäß der Erfindung hergestellte Sensor/Schalter ein hervorragendes Bezugssystem für das mechanische System, d.h. die manuell betätigbare Welle und die Rastfeder darstellt. Weiterhin kann er völlig abgedichtet werden, sowie mit Batteriespannung betrieben werden, so daß man keine elektromagnetischen Störungen befürchten muß.
Übliche externe Schalter, die vorangehend in Verbindung mit der bekannten Technik beschrieben wurden, haben drei wesentliche Funktionen: sie erlauben das Einschalten des Anlassers nur in der Park- und Neutralposition, sie steuern die Funktionsweise der Rückleuchten und sie geben die Betriebsweise des Gangs über einen 4-Bit-Code aus. Der Hochstromschaltkreis für die Park/Neutralposition wird getrennt gehalten von den PRNDL-Niederstromschaltungen. Die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellte Steuerung erzeugt eincodiertes Ausgangssignal, das über den Bereich der Gangwahl stetig ist, wobei keine unbestimmten Zustände beim Übergang von einer Gangwahl zur nächsten auftreten.
Bei einer alternativen Methode, ein Ausgangssignal zu liefern, um eine Computersteuerung der Funktionsweise des Anlassers zu ermöglichen und gleichzeitig die unbeabsichtigte Bewegung des Fahrzeugs während der Arbeit des Anlassers zu verhindern, wenn hydraulische Überlappung des manuell betätigbaren Ventils des Getriebes auftritt, kann eines der vier Bits verwendet werden, um ausschließlich die Park- oder Neutralstellung anzuzeigen und die anderen drei um die geeignete Gangwahl anzuzeigen, beispielsweise PRNDL über einen Code, wie er in Tabelle II gezeigt ist. Tabelle II Getriebeposition Code (Stifte) Park/Neutral
Eine logische Überprüfung des decodierten Dreibitausgangssignals gegen das Ausgangssignal des P/N-Schalters kann leicht durchgeführt werden, um Fehler festzustellen.
Zu den Vorteilen, die sich aus der Erfindung ergeben, gehört ein genau bestimmtes schmales Band für die Park- und Neutralanzeige, so daß eine sichere Betriebsweise des Anlassers gewährleistet ist. Die Entschlüsselung des Ausgangssignals der Schalteranordnung mit Hilfe eines Decodierers oder eines Kontrollmoduls für die Kraftübertragung zur Steuerung der Arbeitsweise des Anlassers bietet Möglichkeiten für die verbesserte Steuerung, beispielsweise zur Verhinderung der Funktion bei laufendem Motor zur Steuerung der maximalen Arbeitszeit des Anlassers, um eine Überhitzung des Anlassermotors zu verhindern und das Einschalten des Anlassers während der Arbeit der Getriebehydraulik zu verhindern. Die Erfindung bietet eine verbesserte Genauigkeit in der Anzeige der Gangwahl, indem eine Justierung und die Aufsummierung von Toleranzen vermieden wird, wodurch ermöglicht wird, daß das Ausgangssignal der Anordnung für die Steuerung des Getriebes verwendet wird. Die Anbringung der Schalteranordnung im Getriebegehäuse verhindert Beschädigungen beim Betrieb und bei der Handhabung, und die Installation zur Zeit der Montage des Getriebes bewirkt, daß keine Justierung notwendig ist, wodurch die Kosten verringert und die Qualität erhöht werden können.
Für Personen, die in der Technik bewandert sind, ist es leicht ersichtlich, daß Veränderungen des beschriebenen Aufbaus vorgenommen werden können, um im wesentlichen das gleiche Ziel zu erreichen. Alle diese Veränderungen, die sich innerhalb des Schutzbereichs der Ansprüche bewegen, werden als sich innerhalb des Schutzbereiches und Geistes der vorliegenden Erfindung befindend angesehen.

Claims

1. Schalteranordnung in einer Motorfahrzeug-Getriebeanordnung, enthaltend ein Schaltergehäuse (40, 80), das an der Vorrichtung befestigt ist, ein Schaltermittel (50) in dem Gehäuse mit ersten und zweiten elektrischen Kontaktstücken (64, 86, 62, 92), die relativ zueinander zwischen Positionen, in denen die Kontaktstücke in Eingriff und außer Eingriff stehen, beweglich sind, Mittel, die eine relative Bewegung der elektrischen Kontaktstücke als Folge einer Drehung einer Wählerwelle (16) der Getriebevorrichtung bewirken, und Mittel zum elektrischen Erregen des Schaltermittels und zum Ausgeben von Signalen aus diesen entsprechend den Positionen mit in Eingriff und außer Eingriff befindlichen Kontaktstücken, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen an der Welle (16) befestigten Rasthebel (12) aufweist, der an einer Außenkantenfläche (18) mehrere Rasten aufweist, wobei jede Raste einer besonderen Getriebegangwahl entspricht, wobei der Rasthebel (12) mit der Welle (16) drehbar ist, und Mittel aufweist, um die Kontaktstücke (64, 62) zu veranlassen, sich selektiv in Positionen zu bewegen, in denen sie sich in Eingriff und außer Eingriff bei ausgewählten Winkelpositionen des Rasthebels (12) befinden, und daß das Schaltergehäuse (40) ein erstes und ein zweites Ende aufweist, wobei das erste Ende an der Welle (16) drehbar gelagert ist und das zweite Ende mit einem Schlitz versehen ist, der eine Walze (22) aufnehmen kann, die so angebracht ist, daß sie mit dem Rasthebel (12) in Eingriff steht, wodurch die Winkelausrichtung des Gehäuses (40) fest relativ zu der die Achse der Welle (16) und die Achse der Walze (22) verbindenden Linie gehalten wird.

2. Schalteranordnung nach Anspruch 1, ferner enthaltend eine Kurvenplatte (30), die mit dem Rasthebel (12) beweglich angebracht ist, wobei das Schaltergehäuse (40) angrenzend an die Kurvenplatte (30) angebracht ist und Abtastemittel sich zwischen der Kurvenplatte (30) und den elektrischen Kontaktstücken (64, 72) erstrecken, wobei die Kurvenplatte (30) ein ausgewähltes Profil hat, das die Abtastmittel veranlaßt, sich bei ausgewählten Winkelpositionen des Rasthebels (12) gegen die elektrischen Kontaktstücke (64, 62) zu bewegen, damit eine Bewegung der Kontaktstücke (64, 62) hervorgerufen wird.

3. Schalteranordnung nach Anspruch 1, bei welcher das Schaltergehäuse (80) angrenzend an den Rasthebel (12) angebracht ist, das Schaltergehäuse (80) mit einem Sockel (82) versehen ist, ein Schalterarm (88) so an einer manuell betätigbaren Welle (16) befestigt ist, daß die Winkellage des Schalterarms (88) fest bezüglich der der Welle (16) ist, der Schalterarm (88) sich allgemein parallel und im Abstand vom Sockel (22) in das Schaltergehäuse (80) erstreckt, das Schaltermittel innerhalb des Schaltergehäuses (80) angebracht ist und wenigstens ein erstes elektrisches Kontakt stück (86), das entweder an dem Schalterarm (88) oder an dem Sockel (82) befestigt ist, und wenigstens ein federbelastetes zweites elektrisches Kontaktstück (92) aufweist, das an dem anderen der beiden Teile Schalterarm (88) und Sockel (82) angebracht ist, das erste oder das zweite elektrische Kontaktstück (86, 92) jeweils zwischen Positionen gleiten kann, in denen die Kontaktstücke mit dem jeweils anderen elektrischen Kontaktstück in Eingriff und außer Eingriff stehen, wenn der Rasthebel (12) und der Schalterarm (88) geschwenkt werden.

4. Schaltersystem nach Anspruch 2 oder 3, bei welchem das Schaltermittel vier getrennte Schalter enthält, das Getriebe die Gangpositionen PRNDL aufweist, die Schalteranordnung einen 4-Bit-Ausgangscode hat, wobei ein Bit ausschließlich zur Angabe von P und N benutzt wird, während die übrigen drei Bits zur Angabe der Gangposition mit Hilfe des Codes benutzt werden.

5. Schalteranordnung nach Anspruch 2, bei welcher die Schaltermittel ein Gehäuse (40) mit einer darin angebrachten Ausnehmung (54) aufweisen, in der Ausnehmung (54) ein stationäres Kontaktstück (62) angeordnet ist, ein elektrisch leitendes Schnappscheibenmittel (64), das zwischen entgegengesetzten gewölbten Konfigurationen beweglich ist, in dem Gehäuse (40) in Ausrichtung auf das stationäre Kontaktstück (62) angeordnet und in und außer Eingriff mit dem stationären Kontaktstück (62) abhängig von seiner gewölbten Konfiguration beweglich ist, das Gehäuse (40) eine Fläche angrenzend an die Kurvenplatte (30) aufweist, in dem Gehäuse (40) eine Bohrung (56) gebildet ist, die sich von dem Scheibenmittel (64) zu der Fläche erstreckt, und in der Bohrung (56) ein Abtastmittel angeordnet ist, das von dem Scheibenmittel (64) weg gegen die Fläche vorbelastet ist, wobei das Abtastmittel in seinem Ruhezustand aus dem Gehäuse (40) herausragt.

6. Schalteranordnung nach Anspruch 5, bei welcher das Abtastmittel eine sphärische Kugel (68) und eine sich zwischen dem Scheibenmittel (64) und der sphärischen Kugel (68) erstreckende Schraubenfeder (70) aufweist.

7. Schalteranordnung nach Anspruch 6, bei welcher das Gehäuse (40) mit einer Lippe (72) versehen ist, die sich in der Bohrung (56) radial nach innen erstreckt, um die nach außen gerichtete Bewegung der sphärischen Kugel (68) zu begrenzen.

8. Schalteranordnung nach Anspruch 3, bei welcher der Schalterarm (88) einen Nabenabschnitt (90) aufweist, der mit einer durchgehenden Bohrung versehen ist, wobei die manuell betätigbare Welle (16) von der Bohrung aufgenommen werden kann und mit der Nabe (90) verkeilt ist.

9. Schalteranordnung nach Anspruch 8, bei welcher durch das Gehäuse (80) hindurch eine an das erste Ende des Schaltergehäuses (80) angrenzende Bohrung gebildet ist, die den Nabenabschnitt (90) des Schaltarmes aufnehmen kann.

10. Schalteranordnung nach Anspruch 9, ferner enthaltend Mittel zum Abdichten des Schaltergehäuses (80) mit ersten und zweiten Dichtungssitzen (96, 98), die in der auf der anderen Seite des Schalterarmes (88) angeordneten Bohrung des Schaltergehäuses gebildet sind und von dem Nabenabschnitt (90) ausgehen, und einer Ringdichtung (100, 102), die in jedem Dichtungssitz (96, 98) zwischen dem Schaltergehäuse (80) und dem Nabenabschnitt (90) des Schalterarmes aufgenommen ist.