DE102010015037A1

DE102010015037A1 - Schalteinrichtung für Motorräder

Info

Publication number: DE102010015037A1
Application number: DE102010015037A
Authority: DE
Inventors: Uli Bluemelhuber
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2010-04-15
Filing date: 2010-04-15
Publication date: 2011-10-20
Anticipated expiration: 2030-04-16
Also published as: DE102010015037B4

Abstract

Schalteinrichtung für Motorräder, mit einem per Fuß in eine erste Schaltrichtung oder in eine der ersten Schaltrichtung entgegengesetzte zweite Schaltrichtung betätigbaren Betätigungselement, das über eine Schaltassistenzeinrichtung, die ein Schalten bei geschlossener Kupplung ermöglicht, mit einem Schalteingang eines Motorradgetriebes gekoppelt ist. Die Schaltassistenzeinrichtung ermöglicht in beiden Schaltrichtungen ein Schalten bei geschlossener Kupplung.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung für Motorräder gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Schalteinrichtungen für Motorräder weisen üblicherweise einen Fußschalthebel auf, der unmittelbar auf einer Schaltwelle eines Getriebes angeordnet ist oder über einen „Hebel-Gelenkmechanismus” mit einem „Schalteingang” des Getriebes verbunden ist. Durch sequentielles nach oben Ziehen des Schalthebels kann von einem aktuellen Gang in den nächsthöheren Gang geschaltet werden. Durch nach unten Drücken des Schalthebels kann sequentiell in niedrigere Gänge geschaltet werden.
Bei sehr sportlichen Motorrädern möchte man sehr schnell Schalten und zwar möglichst ohne dass die Kupplung betätigt werden muss. Mit der neuen BMW HP2 Sport wurde ein sogenannter „Schaltassistent” vorgestellt. Bei dem Schaltassistenten handelt es sich um eine Schaltkraftübertragungseinrichtung, die zwischen dem Fußschalthebel und dem Schalteingang des Getriebes angeordnet ist. Die Schaltkraftübertragungseinrichtung sensiert die vom Fuß des Fahrers ausgeübte Schaltkraft. Bei Überschreiten eines vorgegebenen Schwellwerts wird über einen Elektronikeingriff kurzzeitig das Drehmoment des Antriebsmotors herabgesetzt, was ein Hochschalten von einem Gang in einen nächsthöheren Gang ohne Betätigen der Kupplung ermöglicht.
Aufgabe der Erfindung ist es, den von dem Motorrad BMW HP2 Sport bekannten Schaltassistenten weiter zu entwickeln.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Ausgangspunkt der Erfindung ist eine Schalteinrichtung für Motorräder mit einem per Fuß in eine erste Schaltrichtung oder eine der ersten Schaltrichtung entgegengesetzte zweite Schaltrichtung betätigbaren Betätigungselement, insbesondere einem Fußschaltelement, das über eine Schaltassistenzeinrichtung, die ein Schalten bei geschlossener Kupplung ermöglicht, mit einen Schalteingang eines Motorradgetriebes gekoppelt ist. Bei dem Betätigungselement kann es sich insbesondere um einen Fußschalthebel handeln, ähnlich wie er von herkömmlichen Motorrädern bekannt ist. Bei dem „Schalteingang” kann es sich um eine Schaltwelle handeln, die seitlich aus dem Getriebegehäuse des Motorradgetriebes heraussteht.
Der Kern der Erfindung besteht darin, dass die Schaltassistenzeinrichtung in beiden Schaltrichtungen ein Schalten bei geschlossener Kupplung ermöglicht. Es kann also bei geschlossener Kupplung sowohl von einem Gang in einen nächsthöheren Gang hochgeschaltet als auch von einem Gang in einen nächstniedrigeren Gang herunterschaltet werden, was insbesondere für sportlich sehr ambitionierte Fahrer und insbesondere für Motorradrennfahrer von großem Vorteil ist.
Bei der Schaltassistenzeinrichtung kann es sich um eine in beide Schaltrichtungen federvorgespannte Schaltkraftübertragungseinrichtung handeln. Es kann vorgesehen sein, dass die Schaltkraftübertragungseinrichtung in der ersten Schaltrichtung eine andere Federkennlinie aufweist als in der zweiten Schaltrichtung.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die Schaltkraftübertragungseinrichtung ein „betätigungselementnahes Eingangselement” und „schalteingangnahes Ausgangselement” auf. Bei dem Eingangselement kann es sich beispielsweise um einen Kolben und bei dem Ausgangselement um einen Zylinder einer Kolben-/Zylinderanordnung handeln, oder umgekehrt.
Es kann vorgesehen sein, dass das Eingangselement mit dem Ausgangselement in der ersten Schaltrichtung über eine erste Druckfeder und in der zweiten Schaltrichtung über eine zweite Druckfeder kraftübertragend gekoppelt ist. Zur Erzielung unterschiedlicher Federkennlinien (in den beiden Betätigungsrichtungen) können die beiden Druckfedern unterschiedlich hart ausgebildet sein.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die Schaltkraftübertragungseinrichtung ein Sensorelement auf, welches die Relativbewegung des Eingangselements in Bezug auf das Ausgangselement, oder umgekehrt, sensiert. Bei dem Sensorelement kann es sich somit insbesondere um einen Wegsensor handeln. Das von dem Sensor gelieferte Signal entspricht einer Schaltkraft in die erste Schaltrichtung bzw. in die zweite Schaltrichtung bzw. dem von dem Sensor gelieferten Signal kann ein entsprechendes Schaltkraftäquivalent zugeordnet werden.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Sensoreinrichtung elektrisch an einer Motorelektronik angeschlossen. Überschreitet das vom Sensor gelieferte Signal in der ersten Schaltrichtung einen ersten, vorgegebenen Signalwert – oder dementsprechend in der zweiten Schaltrichtung einen vorgegebenen zweiten Signalwert – so kann vorgesehen sein, dass die Motorelektronik das Motormoment vorübergehend absenkt. Das Überschreiten der vorgegebenen Signalwerte lässt darauf schließen, dass der Fahrer eine signifikante Schaltkraft in der ersten oder in der zweiten Schaltrichtung auf das Betätigungselement ausübt, d. h. dass er Schalten möchte. Das kurzzeitige Absenken des Motormoments ermöglicht dann ein Schalten des Getriebes in einen höheren oder in einen niedrigeren Gang, ohne dass die Kupplung betätigt werden muss.
Es kann vorgesehen sein, dass das Betätigungselement zum Schalten in der ersten Schaltkraftrichtung per Fuß gezogen, z. B. nach oben gezogen, wird und zum Schalten in der zweiten Schaltrichtung per Fuß gedrückt, z. B. nach unten gedrückt, wird, wobei die erste Schaltkraftrichtung einem Hochschalten von einem Gang in einen höheren Gang und die zweite Schaltrichtung einem Herunterschalten von einem hohen Gang in einen niedrigeren Gang entspricht.
Untersuchungen haben gezeigt, dass das nach oben Ziehen bzw. das nach oben Verschwenken eines Fußschalthebels per Fuß wesentlich feinfühliger möglich ist, als das nach unten Schalten bzw. nach unten Verschwenken eines Fußschalthebels. Es ist daher vorteilhaft, wenn die Federkennlinie in der ersten Schaltrichtung (d. h. nach oben) weicher als in der zweiten Schaltrichtung (d. h. nach unten) ist.
Erkennt der Schaltassistent, dass der Fahrer schalten möchte, so wird, wie bereits erwähnt, das Antriebsdrehmoment des Motorradmotors kurzzeitig abgesenkt. Beim erneuten Wiederanheben des Motormoments kann vorgesehen sein, dass die Motorelektronik automatisch eine dem „Zielgang” bei der momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechende Motordrehzahl einregelt. Dies ist insbesondere beim Herunterschalten in einen niedrigeren Gang von Vorteil, da die Motordrehzahl im Zielgang größer sein muss als im Ausgangsgang.
Im Folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Die einzige 1 zeigt einen Schaltassistenten gemäß der Erfindung.
1 zeigt einen Schaltassistenten 1 für eine Motorradschalteinrichtung. Der Schaltassistent 1 weist einen Kolben 2 auf, der mit einer Kolbenstange 3 verbunden ist. Der Kolben 2 ist verschieblich in einem Gehäuse 4 angeordnet, das mit einer Gehäusestange 5 verbunden ist.
Der Kolben 2 wiederum weist ein Kolbenmittelteil 2a und einen Kolbenbund 2b auf, dessen Außendurchmesser im Wesentlichen gleich dem Innendurchmesser einer in dem Gehäuse 4 vorgesehenen zylindrischen Ausnehmung 4a ist.
Auf der der Kolbenstange 3 zugewandten Seite des Kolbens 2 ist eine erste Feder 5 angeordnet. Auf der der Gehäusestange 5 zugewandten Seite des Kolbens 2 ist eine zweite Druckfeder 6 angeordnet. Die Druckfeder 6 stützt sich an der linken Seite des Bunds 2b und an einem Gehäuseverschlusselement 7 ab. Auf der Kolbenstange 3 ist ein erster Teil 9a eines Sensorelements angeordnet, der mit einem zweiten Teil 9b des Sensorelements zusammenwirkt. Der zweite Teil 9b ist fest im Bezug auf das Gehäuse 4 angeordnet. Der erste Sensorteil 9a hingegen bewegt sich bei einer Verschiebung der Kolbenstange 3 mit der Kolbenstange 3 mit. Über einen Auslass 10 ist ein elektrisches Anschlusskabel des Sensors 9a, 9b aus dem Gehäuse 4 herausgeführt.
Der in 1 gezeigte Schaltassistent stellt eine Schaltkraftübertragungseinrichtung zwischen einem Betätigungselement, das durch ein Fußschaltelement gebildet sein kann und einem „Schalteingang eines Motorradgetriebes” (nicht dargestellt) dar.
Wird das Fußschaltelement in die eine Richtung bewegt, so kann vorgesehen sein, dass der Schaltassistent 1 auf Zug belastet wird, was zu einer Entlastung der Druckfeder 6 und zu einer Belastung der Druckfeder 5 führt. Der Kolben 2 und die Kolbenstange 3 werden dabei in Bezug auf das Gehäuse 4 nach links verschoben. Die „Relativ-„Verschiebebewegung wird durch den Wegsensor 9a, 9b registriert. Der Verschiebeweg korreliert dabei mit einer entsprechenden Schaltkraft. Überschreitet der Verschiebeweg einen vorgegebenen Verschiebeweg, so wird dies über das Anschlusskabel 11 von einer Motorelektronik erkannt und als „Schaltwunsch”, z. B. „Hochschaltwunsch” des Fahrers interpretiert. Bei Erkennen eines Schaltwunschs wird kurzzeitig das Antriebsmoment des Motors abgesenkt, was dann ein (Hoch-)Schalten ohne Betätigen der Kupplung ermöglicht.
In umgekehrter Schaltrichtung funktioniert der Schaltassistent 1 ganz analog. Möchte der Fahrer Herunterschalten, so kann vorgesehen sein, dass der Schaltassistent 3 komprimiert wird, was zu einer Relativverschiebung des Kolbens 2 und der Kolbenstange 3 nach rechts in Bezug auf das Gehäuse 4 führt. Bei Überschreiten eines vorgegebenen Wegs, entsprechend einer vorgegebenen Schaltkraft, wird dies als Schaltwunsch des Fahrers zum Herunterschalten in einen niedrigeren Gang interpretiert. Die Motorelektronik senkt dann ebenfalls das Antriebsmoment des Motors kurzzeitig ab, was ein Herunterschalten in einen niedrigeren Gang ohne Betätigen der Kupplung ermöglicht. Es kann vorgesehen sein, dass die beiden Druckfedern 5, 6 unterschiedliche Federkennlinien aufweisen.

Claims

Schalteinrichtung für Motorräder, mit einem per Fuß in eine erste Schaltrichtung oder in eine der ersten Schaltrichtung entgegengesetzte zweite Schaltrichtung betätigbaren Betätigungselement, das über eine Schaltassistenzeinrichtung (1), die ein Schalten bei geschlossener Kupplung ermöglicht, mit einem Schalteingang eines Motorradgetriebes gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltassistenzeinrichtung (1) in beiden Schaltrichtungen ein Schalten bei geschlossener Kupplung ermöglicht.
Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltassistenzeinrichtung (1) eine in beide Schaltrichtungen federvorgespannte Schaltkraftübertragungseinrichtung aufweist.
Schalteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltkraftübertragungseinrichtung in der ersten Schaltrichtung eine andere Federkennlinie aufweist als in der zweiten Schaltrichtung.
Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltkraftübertragungseinrichtung ein betätigungselementnahes Eingangselement (3) und schalteingangnahes Ausgangselement (5) aufweist.
Schalteinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangselement (3) mit dem Ausgangselement in der ersten Schaltrichtung über eine erste Druckfeder (5) und in der zweiten Schaltrichtung über eine zweite Druckfeder gekoppelt ist.
Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltkraftübertragungseinrichtung durch eine Kolben-/Zylinderanordnung gebildet ist.
Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltassistenzeinrichtung (1) ein Sensorelement (9a, 9b) aufweist, welches die Relativbewegung des Eingangselements (3) in Bezug auf das Ausgangselement (5), bzw. umgekehrt, sensiert, wobei das Sensorsignal einer Schaltkraft in die erste Schaltrichtung bzw. einer Schaltkraft in die zweite Schaltrichtung entspricht.
Schalteinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (9a, 9b) elektrisch an eine Motorelektronik angeschlossen ist, wobei die Motorelektronik das Motormoment bei Überschreiten einer ersten Schaltweg- oder Schaltkraftschwelle in der ersten Schaltrichtung und/oder bei Überschreiten einer zweiten Schaltweg- oder Schaltkraftschwelle in der zweiten Schaltrichtung vorübergehend absenkt.
Schalteinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement zum Schalten in der ersten Schaltkraftrichtung per Fuß gezogen wird und zum Schalten in der zweiten Schaltkraftrichtung per Fuß gedrückt wird, wobei die erste Schaltkraftrichtung einem Hochschalten von einem Gang in einen höheren Gang und die zweite Schaltrichtung einem Herunterschalten von einem hohen Gang in einen niedrigeren Gang entspricht.
Schalteinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkennlinie in der ersten Schaltrichtung weicher als in der zweiten Schaltrichtung ist.