DE102004056609A1 - Schaltunterstützungseinrichtung für ein manuell schaltbares Handschaltgetriebe - Google Patents

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Abstract

Es wird eine Schaltunterstützungseinrichtung für ein manuell schaltbares Handschaltgetriebe vorgeschlagen, über die zur Schaltunterstützung die Schaltwelle bzw. eine Schaltgabel der Schalteinrichtung des Getriebes axial bewegbar ist, bei der die Schaltwelle (16) bzw. eine Schaltgabel (19) der Schalteinrichtung des Getriebes zum Schalten des gewählten Ganges in Abhängigkeit von der vom Fahrer am Schalthebel (18) ausgeübten Kraft axial bewegbar ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltunterstützungseinrichtung für ein manuell schaltbares Handschaltgetriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Aus dem Stand der Technik sind automatisierte Handschaltgetriebe bekannt, die hinsichtlich ihrer Hauptkomponenten manuell schaltbaren Handschaltgetrieben entsprechen, bei denen die Schaltkupplung sowie der Wähl- und Schaltvorgang für die einzelnen Gänge mittels pneumatisch oder hydraulisch betätigbarer Aktuatoren erfolgt. Hierbei wird die Schaltwelle mittels eines Wählaktuators zur Gassenwahl gedreht und über einen Schaltaktuator zum Schalten axial verschoben.
  • Üblicherweise ist bei derartigen Getrieben der pneumatische Kolben am Schaltausleger angebaut und parallel im Kraftfluss der Schaltkraft angeordnet, wobei die Betätigung durch ein geschlepptes Ventil im Kolben in Abhängigkeit von der Schaltkraft ausgeführt wird.
  • Eine Druckregelungsvorrichtung für ein vorzugsweise als Kolben-Zylinder-Anordnung ausgebildetes Betätigungsmittel in einem derartigen Getriebe ist beispielsweise im Rahmen der DE 102 49 341 der Anmelderin beschrieben. Sie umfasst eine Druckerzeugungsvorrichtung, eine Hauptdruckregelung mit entsprechenden Steuerdruckleitungen, einen Sensor zur Ermittlung des Druckes in einer Steuerdruckleitung, mindestens einen druckgesteuerten Aktuator, Schaltventile zum Verbinden der Steuerdruckleitungen mit Zuleitungen zu Druckräumen des Betätigungsmittels und ein Druckregulierungsmittel zur Anpassung des Druckniveaus der Hauptdruckleitung an das Steuerdruckni veau für das Betätigungsmittel. Hierbei ist das Druckregulierungsmittel als getaktetes elektromagnetisches Schaltventil ausgebildet. Die Kolben-Zylinder-Anordnung steht mit der Schaltwelle des Getriebes in Verbindung, so dass diese zur Durchführung einer Gangwahl axial verschiebbar ist.
  • Bei manuell schaltbaren Handschaltgetrieben ist bekannt, dass die Schaltungen durch eine Einrichtung pneumatisch unterstützt werden, wobei die zur Durchführung einer Schaltung bzw. zum axialen Verschieben der Schaltwelle von einer Kolben-Zylinder-Anordnung ausgeübte Kraft konstant ist; die Unterstützungseinrichtung wird dann aktiviert, wenn das Schaltgestänge gegen die Kraft einer Feder einen vorgegebenen Weg zurücklegt.
    •
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltunterstützungseinrichtung für ein manuell schaltbares Handschaltgetriebe anzugeben, bei dem die Schaltbetätigung seitens des Fahrers durch eine geeignete Einrichtung in Abhängigkeit vom Fahrerwunsch unterstützt wird. Hierbei sollen zur Kostenreduzierung möglicht viele Komponenten der Schaltungsautomatisierung eines automatisierten Handschaltgetriebes verwendbar sein.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
  • Demnach wird eine Schaltunterstützungseinrichtung für ein manuell schaltbares Handschaltgetriebe vorgeschlagen, welche in Abhängigkeit von der vom Fahrer am Schalthebel ausgeübten Kraft die Schaltwelle bzw. eine Schaltgabel der Schalteinrichtung des Getriebes zum Schalten des gewählten Ganges axial bewegt.
  • Gemäß der Erfindung ist im Kraftfluss der Handschaltteile, beispielsweise am Schalthebel, ein Kraftsensor vorgesehen, dessen Signale von einer elektronischen Steuerung ausgewertet werden, um anschließend eine über Ventile betätigbare Zylinder-Kolben-Anordnung, welche mit der Schaltwelle bzw. einer Schaltgabel zu deren axialen Bewegung in Wirkverbindung steht, zu steuern. Erfindungsgemäß ist der Betätigungsdruck der Zylinder-Kolben-Anordnung von der vom Fahrer am Schalthebel ausgeübten Kraft abhängig.
  • Hierbei wird im Rahmen einer ersten Ausführungsform der Erfindung von der elektronischen Steuerung zumindest ein Druckregelventil angesteuert, welches vorzugsweise als Magnetventile ausgebildete Schaltventile zur Betätigung der Zylinder-Kolben-Anordnung ansteuert. Die Zylinder-Kolben-Anordnung kann pneumatisch oder hydraulisch betätigbar ausgeführt sein.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, das die Funktionalität der Schaltventile in zumindest ein Druckregelventil integriert ist, so dass vorzugsweise zwei mit der Zylinder-Kolben-Anordnung direkt verbundene Druckregelventile zur Schaltunterstützung vorgesehen sind, die jeweils mit einer Seite der Zylinder-Kolben-Anordnung verbunden sind, wobei die separaten Schaltventile entfallen.
  • Durch die Auswertung des Kraftsignals in der elektronischen Steuerung wird der im Servozylinder bzw. in der Zylinder-Kolben-Anordnung einzustellende Druck dem Fahrerwunsch angepasst. In vorteilhafter Weise ist jedes gewünschte Kraftniveau einstellbar, wobei schädliche Kraftüberhöhungen verhindert werden.
  • Des weiteren können in vorteilhafter Weise bereits bei automatisierten Handschaltgetrieben vorhandene Komponenten, wie beispielsweise die Zylin der-Kolben-Anordnung, die Drucksensoren und die Druckregel- und Schaltventile verwendet werden.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es stellen dar:
  • 1 eine schematische Darstellung der Komponenten einer ersten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltunterstützungseinrichtung für ein manuell schaltbares Handschaltgetriebe und
  • 2 eine schematische Darstellung der Komponenten einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltunterstützungseinrichtung.
    •
  • Gemäß 1 umfasst die erfindungsgemäße Schaltunterstützungseinrichtung ein Druckregelventil 1, welches vorzugsweise als gepulstes elektromagnetisches Ventil ausgebildet ist, das über eine Steuerleitung 2 mit einer elektronischen Steuerung 3 verbunden ist. Das Druckregelventil 1 ist über eine Steuerdruckleitung 4 mit zwei vorzugsweise als Magnetventile ausgebildeten Schaltventilen 5 bzw. 6 verbunden. Durch das Druckregelventil 1 kann eine Verbindung zwischen der mit einem nicht dargestellten Druckspeicher verbundenen Hauptdruckleitung 7 und der Steuerdruckleitung 4 hergestellt oder unterbrochen werden. Die elektronische Steuerung kann hierbei als separate Komponente ausgeführt sein; es ist auch möglich, dass die Schaltunterstützungseinrichtung von der Getriebesteuerung oder einer übergeordneten Steuerung gesteuert wird.
  • Ferner sind die Schaltventile 5, 6 über Steuerleitungen 9 bzw. 10 mit der elektronischen Steuerung 3 verbunden. Wie 1 zu entnehmen ist, ist hinter dem Druckregelventil 1 in der Steuerdruckleitung 4 ein Drucksensor 8 zum Erfassen des in der Steuerdruckleitung 4 herrschenden Drucks angeordnet. Hierbei werden die Signale des Drucksensors 8 über eine Steuerleitung 11 an die elektronische Steuerung 3 geleitet und dort ausgewertet, derart, dass in der Steuerdruckleitung 4 über die Betätigung des Druckregelventils 1 der gewünschte Druck einstellbar ist.
  • Die Schaltventile 5, 6 sind mit Zuleitungen 12 bzw. 13 mit der Zylinder-Kolben-Anordnung 14 verbunden, so dass durch Betätigen der Schaltventile 5, 6 durch die elektronische Steuerung 3 der Kolben 15 in die gewünschte Richtung axial verschiebbar ist, um die mit dem Kolben verbundene Schaltwelle 16 bzw. Schaltgabel 19 zum Zweck einer Schaltung axial zu bewegen.
  • Gemäß der Erfindung ist der Betätigungsdruck der Zylinder-Kolben-Anordnung 14 von der vom Fahrer am Schalthebel ausgeübten Kraft F Schalt abhängig. Zu diesem Zweck ist im Kraftfluss der Handschaltteile, vorzugsweise am Schalthebel 18, ein Kraftsensor 17 vorgesehen, dessen Signale über eine Steuerleitung 20 an die elektronische Steuerung 3 weitergeleitet werden, wobei nach der in der elektronischen Steuerung 3 erfolgten Auswertung der Signale des Kraftsensors 17, das Druckregelventil 1 derart zum Einstellen des Steuerdrucks in der Steuerdruckleitung 4 gesteuert wird, dass der Steuerdruck und somit der Druck bei der Betätigung der Zylinder-Kolben-Anordnung 14 zum Verschieben der Schaltwelle 16 bzw. der Schaltgabel 19 dem Fahrerwunsch entspricht bzw. zur vom Fahrer am Schalthebel ausgeübten Kraft proportional ist oder gemäß einer in der elektronischen Steuerung abgelegten Kennlinie eingestellt wird.
  • In 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer ertindungsgemäßen Schaltunterstützungseinrichtung dargestellt. Der Unterschied zur Ausführungsform nach 1 besteht darin, dass zwei Druckregelventile 21 bzw. 22 sowie zwei zwischen den Druckregelventilen 21, 22 und der Zylinder-Kolben-Anordnung 14 angeordnete Drucksensoren 23 bzw. 24 vorgesehen sind, wobei die Schaltventile entfallen, da die Betätigung der Zylinder-Kolben-Anordnung 14 direkt über die Druckregelventile 21 bzw. 22 erfolgt, die in diesem Fall auch als Schaltventile dienen. Hierbei sind die Druckregelventile 21, 22 sowie die Drucksensoren 23, 24 über Steuerleitungen 25, 26, 27 bzw. 28 mit der elektronischen Steuerung 3 verbunden.
  • Selbstverständlich fällt auch jede konstruktive Ausbildung, insbesondere jede räumliche Anordnung der Komponenten der erfindungsgemäßen Schaltunterstützungseinrichtung an sich sowie zueinander und soweit technisch sinnvoll, unter den Schutzumfang der vorliegenden Ansprüche, ohne die Funktion der Schaltunterstützungseinrichtung, wie sie in den Ansprüchen angegeben ist, zu beeinflussen, auch wenn diese Ausbildungen nicht explizit in den Figuren oder in der Beschreibung dargestellt sind.
    • 1
    Druckregelventil
    2
    Steuerleitung
    3
    elektronische Steuerung
    4
    Steuerdruckleitung
    5
    Schaltventil
    6
    Schaltventil
    7
    Hauptdruckleitung
    8
    Drucksensor
    9
    Steuerleitung
    10
    Steuerleitung
    11
    Steuerleitung
    12
    Zuleitung
    13
    Zuleitung
    14
    Zylinder-Kolben-Anordnung
    15
    Kolben
    16
    Schaltwelle
    17
    Kraftsensor
    18
    Schalthebel
    19
    Schaltgabel
    20
    Steuerleitung
    21
    Druckregelventil
    22
    Druckregelventil
    23
    Drucksensor
    24
    Drucksensor
    25
    Steuerleitung
    26
    Steuerleitung
    27
    Steuerleitung
    28
    Steuerleitung

Claims (8)

  1. Schaltunterstützungseinrichtung für ein manuell schaltbares Handschaltgetriebe, über die zur Schaltunterstützung die Schaltwelle bzw. eine Schaltgabel der Schalteinrichtung des Getriebes axial bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltwelle bzw. eine Schaltgabel der Schalteinrichtung des Getriebes zum Schalten des gewählten Ganges in Abhängigkeit von der vom Fahrer am Schalthebel ausgeübten Kraft axial bewegbar ist.
  2. Schaltunterstützungseinrichtung für ein manuell schaltbares Handschaltgetriebe nach Anspruch 1, umfassend eine über Ventile betätigbare Zylinder-Kolben-Anordnung, welche mit der Schaltwelle bzw. einer Schaltgabel zu deren axialen Bewegung in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinder-Kolben-Anordnung (14) in Abhängigkeit von der vom Fahrer am Schalthebel (18) ausgeübten Kraft die Schaltwelle (16) bzw. die Schaltgabel (19) zum Schalten des gewählten Ganges axial bewegt, wobei der Betätigungsdruck der Zylinder-Kolben-Anordnung (14) von der vom Fahrer am Schalthebel (18) ausgeübten Kraft abhängig ist.
  3. Schaltunterstützungseinrichtung für ein manuell schaltbares Handschaltgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Kraftfluss der Handschaltteile des Getriebes ein Kraftsensor (19) vorgesehen ist, dessen Signale von einer elektronischen Steuerung (3) ausgewertet werden, um anschließend die Betätigung der Zylinder-Kolben-Anordnung (14) in Abhängigkeit von der vom Fahrer am Schalthebel (18) ausgeübten Kraft zu steuern.
  4. Schaltunterstützungseinrichtung für ein manuell schaltbares Handschaltgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Druckregelventil (1) umfasst, das über eine Steuerdruckleitung (4) mit zwei über Steuerleitungen (9) bzw. (10) mit der elektronischen Steuerung (3) verbundenen Schaltventilen (5) bzw. (6) verbunden ist, wobei durch das Druckregelventil (1) eine Verbindung zwischen einer mit einem Druckspeicher verbundenen Hauptdruckleitung (7) und der Steuerdruckleitung (4) hergestellt oder unterbrochen werden kann und hinter dem Druckregelventil (1) in der Steuerdruckleitung (4) ein Drucksensor (8) zum Erfassen des in der Steuerdruckleitung (4) herrschenden Drucks angeordnet ist, dessen Signale über eine Steuerleitung (11) an die elektronische Steuerung (3) geleitet und dort ausgewertet werden, derart, dass in der Steuerdruckleitung (4) über die Betätigung des Druckregelventils (1) mittels einer Steuerleitung (9) der gewünschte Druck einstellbar ist und wobei die Schaltventile (5, 6) über Zuleitungen (12) bzw. (13) mit der Zylinder-Kolben-Anordnung (14) verbunden sind, so dass durch Betätigen der Schaltventile (5, 6) durch die elektronische Steuerung (3) der Kolben (15) der Zylinder-Kolben-Anordnung (14) in die gewünschte Richtung axial verschiebbar ist.
  5. Schaltunterstützungseinrichtung für ein manuell schaltbares Handschaltgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltventile (5, 6) als Magnetventile ausgebildet sind.
  6. Schaltunterstützungseinrichtung für ein manuell schaltbares Handschaltgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei Druckregelventile (21) bzw. (22) sowie zwei zwischen den Druckregelventilen (21, 22) und der Zylinder-Kolben-Anordnung (14) angeordnete Drucksensoren (23) bzw. (24) umfasst, wobei die Betätigung der Zylinder-Kolben-Anordnung (14) direkt über die Druckregelventile (21) bzw. (22) erfolgt und wobei die Druckregelventile (21, 22) und die Drucksensoren (23, 24) über Steuerleitungen (25, 26, 27, 28) mit der elektronischen Steuerung (3) verbunden sind.
  7. Schaltunterstützungseinrichtung für ein manuell schaltbares Handschaltgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckregelventile (1, 21, 22) als gepulste elektromagnetische Ventile ausgebildet sind.
  8. Schaltunterstützungseinrichtung für ein manuell schaltbares Handschaltgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsdruck der Zylinder-Kolben-Anordnung (14) zu der vom Fahrer am Schalthebel (18) ausgeübten Kraft proportional ist oder gemäß einer in der elektronischen Steuerung abgelegten Kennlinie einstellbar ist.
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