DE112007000784T5 - Device and method for changing gears in mechanical transmissions - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung zum Erleichtern des Gangwechsels in mechanischen Getrieben, wobei die Vorrichtung einen Gangschaltungshebel, der über eine Verbindungseinrichtung mit einer Servosteuereinheit verbunden ist, eine bewegliche Gangauswahlstange und Servoeinrichtungen zum Ausführen einer mechanischen Bewegung der Gangauswahlstange in Reaktion auf eine Bewegung des Gangschaltungshebels aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung sensorische Rückkopplungseinrichtungen für den Gangschaltungshebel aufweist, wobei die sensorischen Rückkopplungseinrichtungen einen Widerstandsmechanismus aufweisen, wodurch der Widerstandsmechanismus bei Benutzung dem Bediener eine relative Stellung des Gangschaltungshebels durch Bereitstellen einer variablen Kraft, die mit der Stellung des Gangschaltungshebels in Beziehung steht, anzeigt.contraption for facilitating the gear change in mechanical transmissions, wherein the device has a gearshift lever that moves over one Connecting device is connected to a servo control unit, a movable gear selection rod and servos to execute a mechanical movement of the gear selection rod in response to has a movement of the gear shift lever, characterized that the device sensory feedback devices for the gear shift lever, wherein the sensory Feedback means a resistance mechanism have, whereby the resistance mechanism in use the Operator a relative position of the gear shift lever by providing a variable force that coincides with the position of the gear shift lever in relationship indicates.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Gangwechsel in einem mechanischen Getriebe und ist insbesondere darauf gerichtet, dem Bediener der Gangwechselvorrichtung eine sensorische Rückkopplung zu geben.The The present invention relates to an apparatus and a method gear change in a mechanical transmission and is in particular on it directed, the operator of the gear change device a sensory To give feedback.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Nach dem Stand der Technik sind die Gangwechselmechanismen, wie etwa die Schaltgabeln und die Synchronisationsmechanismen in manuellen Getrieben, so konstruiert, dass sie den Kräften standhalten können, denen sie ausgesetzt sind, wenn sie manuell betätigt werden. Bei der Betätigung eines manuellen Getriebes werden die von dem Fahrer ausgeübten Kräfte, wenn er den Schalthebel betätigt, beispielsweise durch eine mechanische oder hydraulische Übertragung zu dem Gangschaltmechanismus in dem Getriebe übertragen.To In the prior art, the gear change mechanisms, such as the shift forks and the synchronization mechanisms in manual transmissions, constructed so that they can withstand the forces which they are exposed to when manually operated. When operating a manual transmission, the forces exerted by the driver when he Shift lever operated, for example by a mechanical or hydraulic transmission to the gear shift mechanism in FIG transmitted to the transmission.
Bei
Lastkraftwagen mit großen verfügbaren Motordrehmomenten
sind die Getriebe so zu konstruieren, dass sie diesen Motordrehmomenten standhalten,
und dies bringt hohe Schaltkräfte zum Gangwechsel mit sich.
Die zum Gangwechsel benötigten Kräfte sind bei
einigen Konstruktionen so groß, dass der Fahrer Unterstützung
in Form von Kraftunterstützung aus einer Art von Assistenzsystem/Servosystem
benötigt, um in der Lage zu sein, den Gangschaltungshebel
in einer komfortablen Weise zu betätigen. Es gibt viele
verschiedene Lösungen, die darauf abzielen, die benötigte
Kraftunterstützung zu liefern, um sicherzustellen, dass
ein Gangwechsel in komfortabler Weise durchgeführt werden
kann. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auf
Ferner
gibt es Gangschaltsysteme mit Servoeinheiten, die mit Rasteinrichtungen
versehen sind. Die Rasteinrichtungen sind an der Ausgangswelle der
Servoeinheit angeordnet, die normalerweise der Eingangswelle des
Getriebes entspricht. Diese Rasteinrichtungen stellen sicher, dass
die Schaltschiene und das Getriebe über die Servoeinheit
in Position gehalten werden, zum Beispiel in neutraler Position
oder in einer Position mit eingelegtem Gang. Ein Beispiel dieses
Vorrichtungstyps ist in der Patentschrift
Bei vorhandenen servounterstützten Gangschaltsystemen wird ein Gang unter Verwendung einer Servoeinheit ausgewählt. Die Servoeinheit wird durch ein Servoventil aktiviert, das durch Bewegen eines Schalthebels durch den Fahrzeugführer geöffnet wird. Dem Fahrer kann ein mangelndes präzises Gefühl an dem Schalthebel Probleme bereiten. Es kann für den Fahrer schwierig sein, über den Gangschaltungshebel auf die Position des Getriebes und des Gangwechselsystems zu schließen. Auf Fahrerseite gibt es ein "elastisches" Gefühl aufgrund der Bewegung eines Federmechanismus des Servoventils.at existing power-assisted gearshift systems a gear is selected using a servo unit. The servo unit is activated by a servo valve, which Moving a gear lever opened by the driver becomes. The driver may have a lack of precise feeling on the shift lever problems. It can be for the driver be difficult to move over the gear lever to the position to close the transmission and the gear change system. On the driver's side there is an "elastic" feeling due to the movement of a spring mechanism of the servo valve.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, einige der Probleme vorhandener servounterstützter Getriebeanordnungen anzugehen, wie etwa das Fehlen eines charakteristischen Gefühls bei Betätigen des Schalthebels.The The present invention aims to address some of the problems of existing ones power-assisted transmission arrangements, such as the absence of a characteristic feeling when pressed the shift lever.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Erleichtern des Gangwechselns bei mechanischen Getrieben bereitgestellt, wobei die Vorrichtung einen Gangschaltungshebel, der über eine Verbindungseinrichtung mit ei ner Servosteuereinheit verbunden ist, eine bewegliche Gangauswahlstange und Servoeinrichtungen zum Ausführen einer mechanischen Bewegung der Gangauswahlstange in Reaktion auf eine Bewegung des Gangschaltungshebels aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung sensorische Rückkopplungseinrichtungen für den Gangschaltungshebel aufweist, wobei die sensorischen Rückkopplungseinrichtungen einen Widerstandsmechanismus aufweisen, wodurch der Widerstandsmechanismus dem Bediener eine relative Stellung des Gangschaltungshebels durch Bereitstellen einer variablen Kraft, die zur Stellung des Gangschaltungshebels in Beziehung steht, anzeigt.According to one The first aspect of the present invention is a device for the Facilitated gear changes in mechanical transmissions, the device has a gear shift lever that over a connecting device connected to egg ner servo control unit is a mobile gear selector rod and servos to Perform a mechanical movement of the gear selection rod in response to a movement of the gear shift lever, characterized in that the device comprises sensory feedback means for the gear shift lever, wherein the sensory feedback means having a resistance mechanism, whereby the resistance mechanism the operator a relative position of the gear shift lever by Providing a variable force corresponding to the position of the gear shift lever in relationship indicates.
Die variable Kraft des Widerstandsmechanismus kann anfangs Widerstand gegen die Bewegung des Gangschaltungshebels leisten, und dann kann die variable Kraft die Bewegung des Gangschaltungshebels unterstützen. Diese Anordnung liefert dem Bediener des Gangschaltungshebels eine positive Rückkopplungsfunktion, die anzeigt, dass der Gangschaltungshebel eine gewünschte Stellung erreicht hat.The variable force of the resistance mechanism can initially resistance against the movement of the gear shift lever, and then you can the variable force assist the movement of the gear shift lever. This arrangement provides a positive to the operator of the gearshift lever Feedback function that indicates that the gear shift lever has reached a desired position.
Vorzugsweise weist der Widerstandsmechanismus ein Rasteinrichtung und ein Indexelement auf, das zu der Rasteinrichtung hin gedrückt wird, wobei die Rasteinrichtung und das Indexelement relativ zueinander beweglich sind und das Indexelement von der Rasteinrichtung aufgenommen werden kann.Preferably the resistance mechanism has a latching device and an indexing element, which is pressed towards the latching device, the Locking device and the index element relative to each other movable are and the index element can be received by the locking device.
Vorzugsweise weist der Widerstandsmechanismus wenigstens einen Rastmechanismus auf, der zwischen dem Gangschaltungshebel und der Servosteuereinheit angeordnet ist, wobei der Rastmechanismus ein bewegliches Element, das mit wenigstens einer Rasteinrichtung ausgebildet ist, und ein Indexelement aufweist, das zu dem beweglichen Element hin gedrückt wird und von der Rasteinrichtung aufgenommen werden kann, wobei das Indexelement eine gewisse Elastizität hat und in Gleitkontakt mit dem beweglichen Element ist.Preferably, the resistance mechanism comprises at least one detent mechanism disposed between the gear shift lever and the servo control unit, the detent mechanism comprising a movable member formed with at least one detent and an index member urged toward the movable member and away from Locking device auf can be taken, wherein the index element has a certain elasticity and is in sliding contact with the movable element.
Die erfindungsgemäße Gangwechselvorrichtung kann jede Art von Verbindungseinrichtung aufweisen, die den Schalthebel in der Fahrzeugkabine mit einer hineinführenden Betätigungswelle für die Servosteuereinheit verbindet. Vorzugsweise ist der Widerstandsmechanismus in der Verbindungseinrichtung zwischen dem Schalthebel und der Steuereinheit angeordnet. Die Einrichtung kann eine mechanische, eine hydraulische, eine elektrische oder eine Seilzugverbindung sein, die den Schalthebel mit einer vorzugsweise pneumatischen Servosteuereinheit verbindet. Die den Schalthebel mit der Servosteuereinheit verbindende Verbindungseinrichtung ist vorzugsweise an der hineinführenden Welle (Betätigungsseite) einer Servosteuereinheit mit dem Widerstandsmechanismus verbunden. Die Verbindungseinrichtung kann die Eingangswelle (Betätigungswelle) der Servosteuereinheit umfassen.The Gear change device according to the invention can each Type of connecting device, which the shift lever in the vehicle cabin with an operating shaft leading into it for the servo control unit connects. Preferably the resistance mechanism in the connecting device between the shift lever and the control unit arranged. The device can be a mechanical, a hydraulic, an electrical or a Be cable connection, which the shift lever with a preferably pneumatic servo control unit connects. The the shift lever is with the servo control unit connecting device connecting preferably on the incoming shaft (actuating side) a servo control unit connected to the resistance mechanism. The connecting device can the input shaft (actuating shaft) comprise the servo control unit.
Die Servosteuereinheit weist vorzugsweise eine Steuerventilfunktionsanordnung für die Servoeinrichtung auf. Dadurch, dass an der Eingangswelle Rasteinrichtungen vorgesehen sind, ergibt sich ein verbessertes Rückkopplungsgefühl in dem Schalthebel. Das "elastische" Gefühl wird vermieden oder vermindert, und der Fahrer hat ein besseres Gefühl für die Stellung des Getriebes, d. h. ob es in neutraler Stellung oder in einer Stellung mit eingelegtem Gang ist. Dies erhöht für den Fahrer das Gefühl der Bedienungssicherheit des Getriebes und des Fahrzeuges, was zu einem verbesserten Fahrkomfort führt.The Servo control unit preferably has a control valve function arrangement for the servo device on. Characterized in that on the input shaft locking devices are provided, there is an improved feedback feeling in the gear lever. The "elastic" feeling is avoided or diminished, and the driver has a better feeling for the position of the gearbox, d. H. whether it is in neutral position or in a position with a gear engaged. This increases For the driver, the feeling of operating safety of the transmission and the vehicle, resulting in improved ride comfort leads.
In einer ersten Ausführungsform des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung kann das bewegliche Element des Widerstandsmechanismus in linearer axialer Richtung in Bezug auf das Indexelement beweglich sein.In A first embodiment of the first aspect of the present invention Invention may be the movable element of the resistance mechanism movable in linear axial direction with respect to the index element be.
Solche Anordnungen sind für ein Gangschaltsystem geeignet, bei dem Rasteinrichtungen an oder in Verbindung mit einer axial beweglichen Eingangswelle der Servosteuereinheit vorgesehen sind. Die Rasteinrichtungen können außerhalb und "stromaufwärts" in Bezug auf die Servosteuereinheit angeordnet sein, können aber auch innerhalb des Servoventilgehäuses platziert sein.Such Arrangements are suitable for a gearshift system, in the latching devices on or in connection with an axially movable input shaft the servo control unit are provided. The locking devices can outside and "upstream" in terms of the Servo control unit can be arranged, but also within be placed in the servo valve housing.
In einer zweiten alternativen Ausführungsform ist das bewegliche Element des Widerstandsmechanismus in Schwenkrichtung um eine Achse des Eingangselements der Servosteuereinheit beweglich. Eine solche Anordnung ist für ein Gangschaltsystem geeignet, bei dem Rasteinrichtungen an einem Hebelarm angeordnet sind, der zur Steuerung der Servoventile in der Steuereinheit schwenkt. Auch in dieser Ausführungsform können die Rasteinrichtungen und der Hebelarm innerhalb eines Servogehäuses oder alternativ in einem separaten Gehäuse angeordnet sein.In a second alternative embodiment is the movable Element of the resistance mechanism in the pivoting direction about an axis of Input element of the servo control unit movable. Such an arrangement is suitable for a gearshift system, in the latching devices a lever arm are arranged, which is used to control the servo valves pivots in the control unit. Also in this embodiment can the latching devices and the lever arm within a servo housing or alternatively in a separate Housing be arranged.
Es ist anzuerkennen, dass sowohl in der ersten als auch in der zweiten Ausführungsform der Widerstandsmechanismus alternativ ein bewegliches Element mit einem Indexelement und ein festes Element mit wenigstens einer Rasteinrichtung aufweisen kann, wobei das Indexelement zu dem festen Element hin gedrückt wird und von der (den) Rasteinrichtung(en) aufgenommen werden kann, wobei das Indexelement ein Maß an Elastizität aufweist und in Gleitkontakt mit dem beweglichen Element ist.It is to recognize that both in the first and in the second Embodiment of the resistance mechanism alternatively movable element with an index element and a solid element having at least one latching device, wherein the indexing element pressed to the fixed element and from the (the) Locking device (s) can be accommodated, wherein the index element has a degree of elasticity and in sliding contact is with the moving element.
Im Allgemeinen kann der Rastmechanismus durch ein separates Gehäuse abgedeckt sein, um Umwelteinflüsse, zum Beispiel Schmutz, Feuchtigkeit etc. abzuhalten.in the Generally, the locking mechanism by a separate housing be covered to protect the environment, for example dirt, To prevent moisture etc.
In beiden der oben genannten Ausführungsformen kann die Vorrichtung die Wirkungen der Rasteinrichtungen des ersten Rastmechanismus, der eine Eingangswelle der Servosteuereinheit zugeordnet ist, kombiniert mit den Wirkungen von Rasteinrichtungen eines zweiten Rastmechanismus aufweisen, der einer Ausgangswelle der Gangauswahlstange zugeordnet ist. Es ist anzu erkennen, dass der zweite Rastmechanismus den gleichen Aufbau und die gleiche Anordnung wie eine der oben beschriebenen Anordnungen der Ausführungsformen des ersten Rastmechanismus haben kann.In Both of the above embodiments, the device the effects of the latching devices of the first latching mechanism, which is associated with an input shaft of the servo control unit combined with the effects of latching means of a second latching mechanism associated with an output shaft of the gear selection rod is. It can be seen that the second detent mechanism is the same Structure and the same arrangement as one of the above Arrangements of the embodiments of the first locking mechanism may have.
Die Rasteinrichtungen des zweiten Rastmechanismus, der einer Ausgangsgangauswahlstange zugeordnet ist, stellen in erster Linie sicher, dass das Getriebe in der gewünschten Stellung bleibt, während die Rasteinrichtungen des ersten Rastmechanismus, der der Eingangswelle zugeordnet ist, in erster Linie sicherstellen, dem Fahrer ein charakteristisches Gefühl für die Getriebestellung zu geben. Für eine solche Anordnung kann die relative Länge der Rasteinrichtungen dazu verwendet werden, um die Servounterstützung einzustellen oder abzustimmen. Wenn die Rasteinrichtungen des ersten Rastmechanismus so gestaltet sind, dass die Eingangswelle den Hochpunkt der Rasteinrichtung passiert, bevor die Rasteinrichtungen des zweiten Rastmechanismus der Ausgangsgangwahlwelle ihren Hochpunkt überschreiten, wird die Servounterstützung erhöht. Alternativ wird die Servounterstützung vermindert, wenn die Ausgangswelle den Hochpunkt ihrer Rasteinrichtung passiert, bevor die Eingangswelle dies tut.The Latching means of the second latching mechanism associated with an output gear selection rod First and foremost, make sure the gearbox is in the desired position Position remains while the latching devices of the first Latching mechanism, which is associated with the input shaft, in the first Ensuring line gives the driver a characteristic feel for the gear position to give. For such Arrangement may be the relative length of the latching devices used to adjust the power assistance or vote. When the latching devices of the first latching mechanism are designed so that the input shaft to the high point of the latching device happens before the locking devices of the second latching mechanism of the Output gear shaft will exceed its high point the power assistance increases. Alternatively it will the power assist diminishes when the output shaft the high point of their latching device happens before the input shaft this does.
Die Rasteinrichtungen des ersten Rastmechanismus, der der Eingangswelle zugeordnet ist, können vorzugsweise größere Abstände zwischen den jeweiligen Hochpunkten haben als die entsprechenden Abstände zwischen den Hochpunkten der Rasteinrichtungen des zweiten Rastmechanismus, der der Ausgangsgangwahlwelle zugeordnet ist. Alternativ können die Rasteinrichtungen des zweiten Rastmechanismus, der der Ausgangsgangwahlwelle zugeordnet ist, größere Abstände zwischen den jeweiligen Hochpunkten haben, als die entsprechenden Abstände zwischen den Hochpunkten der Rasteinrichtungen des ersten Rastmechanismus, der Eingangswelle zugeordnet ist.The latching devices of the first latching mechanism, which is associated with the input shaft, may preferably have larger distances between the respective high points than the corresponding distances between the high points of the latching devices of the second latching mechanism, which is assigned to the output gear selection shaft. Alternatively, the detents of the second detent mechanism associated with the output gear selector shaft may have greater distances between the respective high points than the corresponding distances between the high points of the detents of the first detent mechanism associated with the input shaft.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Bereitstellen sensorischen Rückkopplung für eine Vorrichtung zum Erleichtern des Gangwechsels in mechanischen Getrieben geschaffen, die einen mit einer Servosteuereinheit verbundenen Gangschaltungshebel, eine bewegliche Gangauswahlstange und Servoeinrichtungen zum Ausführen der mechanischen Bewegung der Gangauswahlstange in Reaktion auf eine Bewegung des Gangschaltungshebels aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren beinhaltet, dem Bediener eine relative Stellung des Gangschaltungshebels durch Bereitstellen einer variablen Kraft anzuzeigen, die der Bewegung des Gangschaltungshebels entgegenwirkt.According to one Second aspect of the present invention is a method for Provide sensory feedback for one Device for facilitating the gear change in mechanical transmissions provided with a gear shift lever connected to a servo control unit, a movable gear selection rod and servos to execute the mechanical movement of the gear selection rod in response to has a movement of the gear shift lever, characterized that involves the procedure, the operator a relative position the gear shift lever by providing a variable force indicate that counteracts the movement of the gear shift lever.
Vorzugsweise steigt die Widerstandskraft zu Beginn, wenn der Gangschaltungshebel aus einer neutralen Stellung in eine Gangwechselstellung bewegt wird, an und nimmt ab oder wird eine unterstützende Kraft, wenn der Gangschaltungshebel aus einer Gangwechselstellung in eine Stellung mit eingelegtem Gang bewegt wird.Preferably the resistance increases at the beginning when the gear shift lever moved from a neutral position to a gear change position becomes, and decreases, or becomes a supportive force, when the gear shift lever from a gear change position in a Position is moved with gear engaged.
Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Zwei spezifische Ausführungsformen der Erfindung werden nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben, in denen:Two specific embodiments of the invention will now be by way of example with reference to the accompanying drawings described in which:
Mit
Bezug auf die
Die
Vorrichtung
Die
Vorrichtung
Die
Servoeinrichtungen bestehen aus einem Operationszylinder, der wenigstens
ein druckübertragendes Element aufweist, das auf eine bewegliche Stange
einwirkt. Die Servoeinrichtungen können durch ein hydraulisches
oder pneumatisches Medium betrieben werden. Die bewegliche Stange
ist mit dem entfernten Ende eines Hebels
An
der Gangauswahlstange
Mit
Bezug auf die
In
der anfänglichen neutralen Stellung ist das Servosteuerventil
geschlossen. Während der Hebel
Die
der Eingangswelle
Mit
Bezug auf die
Die
Steuereinheit
Die
Servoeinrichtungen
Die
Vorrichtung
In
der anfänglichen neutralen Stellung ist das Servosteuerventil
Wenn
das Steuerventil
Der
Eingangsstange
Es
ist anzuerkennen, dass der Rastmechanismus
ZusammenfassungSummary
Eine
Vorrichtung
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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