DE19508976C1 - Vorrichtung zur manuellen Betätigung eines schaltbaren Getriebes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur manuellen Betätigung eines zwischen mehreren Gängen schaltbaren Getriebes mit zugeordneter, beim Gangwechsel automatisch betätigter Kupplung am Getriebeeingang oder -ausgang, mit einer willkürlich betätigbaren Handhabe, z. B. Schalt­ hebel, und einem damit antriebsverbundenen getriebesei­ tigen Schaltorgan, welches gegen einen handhabenseitig fühlbaren Widerstand, der sich analog zu der vom Getriebe übertragenen Leistung ändert, betätigbar ist, sowie mit einer Sensoranordnung, die auf den handhabenseitig fühl­ baren Widerstand reagiert und einen die Kupplung öffnenden Steuerbefehl erzeugt.

Eine derartige Vorrichtung ist Gegenstand der GB 22 53 250 A1. Nach dieser Druckschrift ist zwischen einem Schalthebel und einem daran zur Betätigung des Schalthebels angeordneten Knauf ein Kraftsensor ange­ ordnet, welcher ein Signal erzeugt, sobald zwischen Knauf und Schalthebel eine einen Schwellwert über steigende Kraft übertragen wird. Bei entsprechender Bemessung spricht dieser Sensor an, sobald der Fahrer einen Gangwechsel einleitet und dazu mittels des Knaufes den Schalthebel betätigt, wobei der vom Schaltorgan verursachte Widerstand über­ wunden werden muß.

Dieser Widerstand ist aber vergleichsweise gering, wenn das Getriebe keine oder nur eine geringe Leistung über­ tragen muß. Eine solcher Fall ist typischerweise dann gegeben, wenn der Fahrer - wie es wünschenswert ist - bei einem Gangwechsel die Leistung des Fahrzeugmotors zurücksteuert, indem er das zur Motorsteuerung üblicher­ weise vorgesehene Fahrpedal in seine Nullage zurückgehen läßt. Da nun in solchen Fällen der einer Betätigung des Schaltorgans entgegenwirkende Widerstand gering ist, muß der Kraftsensor am Schalthebel entsprechend empfind­ lich eingestellt sein, wenn ein die automatische Kupplung öffnender Befehl hinreichend frühzeitig erzeugbar sein soll.

Damit tritt aber die Gefahr auf, daß der Kraftsensor auch dann anspricht und den Befehl zur Öffnung der Kupplung erzeugt, wenn der Fahrer ohne jede Absicht zum Gangwechsel den Knauf des Schalthebels ergreift, etwa weil er dort eine für die Schalthand bequeme Ruhe­ lage findet.

Darüber hinaus wird trotz einer Absicht zum Gangwechsel unter Umständen kein Befehl zur Öffnung der Kupplung erzeugt, wenn der Fahrer zur Betätigung des Schalthebels nicht den Knauf sondern lediglich den Hebel ergreifen sollte.

Im übrigen ist die dargestellte Anordnung konstruktiv vergleichsweise aufwendig, weil die Handhabe aus zwei relativ zueinander beweglichen Teilen besteht, und diese Teile sowie die Sensoren sowie deren Befehlsleitungen nur gemeinsam montiert werden können.

Deshalb ist es Aufgabe der Erfindung, die Vorrichtung der eingangs angegebenen Art dahingehend weiterzuent­ wickeln, daß eine Schaltabsicht des Fahrers bei geringem konstruktivem Aufwand eindeutig erkannt werden kann und die Kupplung nur bei tatsächlich vorhandener Schaltab­ sicht geöffnet wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Antriebsverbindung zwischen Handhabe und Schaltorgan eine vorgegebene Elastizität aufweist, daß sowohl der Handhabe als auch dem Schaltorgan wegabhängig arbeitende Sensoren zugeordnet sind und daß der die Kupplung öffnende Steuerbefehl erzeugt wird, sobald das Schaltorgan seine den eingelegten Gängen zugehörigen Positionen um mehr als ein geringes Toleranzmaß verläßt bzw. verlassen hat und/oder die Handhabe ihre den eingelegten Gängen normal (ohne Einwirkung äußerer Kräfte) zugeordneten Positionen um mehr als ein durch die Elastizität der Antriebsverbindung vorgegebenes Toleranzmaß verläßt bzw. verlassen hat.

Anstelle der der Handhabe zugeordneten Sensoranordnung kann auch eine der Antriebsverbindung zwischen Handhabe und Schaltorgan zugeordnete, wegabhängig arbeitende Sensor­ anordnung vorgesehen sein und der die Kupplung öffnende Steuerbefehl erzeugt werden, sobald zwischen Handhabe und Schaltorgan eine Wegdifferenz auftritt, die ein durch die Elastizität der Antriebsverbindung vorgegebenes Toleranz­ maß überschreitet, und/oder sobald das Schaltorgan seine den eingelegten Gängen zugehörigen Positionen um mehr als das vorgenannte geringe Toleranzmaß verläßt bzw. verlassen hat.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, zur Erzeugung des die Kupplung öffnenden Befehles neben den bei einem Gangwechsel zwangsläufig auftretenden Bewegungen des Schaltorganes auch die bei üblichen, in der Regel mechanischen Antriebsverbindungen zwischen Handhabe und Schaltorgan immer vorhandene Elastizität auszunutzen, die bei einem Gangwechsel zu phasenverschobenen Bewegungen von Handhabe und Schaltorgan führt, sobald das letztere auf­ grund einer größeren, vom Getriebe übertragenen Leistung nur gegen einen merklichen Widerstand betätigt werden kann.

Wenn das Getriebe nur eine geringe Leistung zu übertragen hat und sich das Schaltorgan entsprechend leicht bewegen läßt, wird der Öffnungsbefehl für die Kupplung vom schalt­ organseitigen Sensor erzeugt, weil in diesem Falle das Schaltorgan bereits bei geringem Stellhub der Handhabe eine Getriebsumschaltung einzuleiten sucht.

Werden vom Getriebe größere Leistungen übertragen, mit der Folge, daß bei Betätigung des Schaltorganes ein größerer Widerstand zu überwinden ist, wird die Öffnung der Kupplung durch die handhabenseitige Sensoranordnung oder die der Antriebsübertragung zwischen Handhabe und Schaltorgan zugeordnete Sensoranordnung eingeleitet, weil in einem solchen Falle die Handhabe bereits einen größeren Stellhub ausgeführt hat, bevor das Schaltorgan der Verstellung der Handhabe folgt.

In allen diesen Fällen genügen lediglich wegabhängig arbeitende Sensoren, die einerseits eine hohe Betriebs­ sicherheit aufweisen und andererseits einen geringen Herstellungsaufwand erfordern.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.

Dabei zeigt

Fig. 1 in stark schematisierter Wiedergabe ein manuell geschaltetes Getriebe mit Schaltorgan und als Handhabe angeordnetem Schalthebel sowie zuge­ höriger Antriebsverbindung zwischen Schaltorgan und Schalthebel und

Fig. 2 eine beispielhafte, schematisierte Schaltkulisse für Schaltorgane und Schalthebel.

Gemäß Fig. 1 ist in einem nicht dargestellten Kraftfahrzeug ein Motor 1 über eine automatisch gesteuerte Schaltkupplung 2 mit dem Eingang eines manuell zwischen mehreren Gängen bzw. Übersetzungen umschaltbaren Schaltgetriebes 3 antriebsmäßig verbindbar, dessen Abtrieb 3′ mit den nicht dargestellten Antriebsrädern des Fahrzeuges antriebsverbunden ist.

Zum Umschalten des Getriebes 3 dient ein vom Fahrer manuell zu betätigender Schalthebel 4, der über eine nur schemati­ siert wiedergegebene mechanische Antriebsverbindung 5 mit einem getriebeseitigen Schaltorgan 6 verbunden ist, derart, daß das Schaltorgan 6 zu den Stellhüben des Schalthebels 4 analoge Verstellungen ausführt. Die Antriebsverbindung 5 besitzt eine durch eine Feder 5′ symbolisierte Elastizität. Sobald also das Schaltorgan 6 bei einem Gangwechsel gegen einen größeren Widerstand arbeiten muß, kann das Schalt­ organ 6 der Bewegung des Schalthebels 4 nur mit einer ge­ wissen Phasenverschiebung folgen. Wenn dagegen ein Gang­ wechsel widerstandsfrei möglich ist, folgt das Schaltorgan 6 dem Schalthebel 4 ohne nennenswerte Phasenverschiebung.

Gemäß dem Beispiel der Fig. 1 können sowohl der Schalt­ hebel 4 als auch das Schaltorgan 6 beim Gangwechsel in beispielsweise drei Schaltebenen I, II und III sowie in einer Quergasse IV bewegt werden, um die im dargestellten Beispiel für fünf Vorwärtsgänge V₁ bis V₅ und einen Rück­ wärtsgang R vorgesehenen Schaltpositionen zu erreichen. Die Schaltebenen I bis III sowie die Quergasse IV können durch Kulissen od. dgl. in grundsätzlich bekannter Weise vorgegeben werden.

Dem Schaltorgan 6 ist eine Sensoranordnung zugeordnet, die einerseits auf den Stellhub S₁ in Richtung der Quergasse IV und andererseits auf den Stellhub S₂ in Richtung der Schaltebenen I bis III reagiert. Damit läßt sich feststellen, ob das Schaltorgan 6 eine der Positionen V₁ bis V₅ bzw. R einnimmt oder verlassen hat.

Gegebenenfalls kann auf die Abtastung des Stellhubes S₁ verzichtet werden. Jedoch läßt sich dann lediglich ermitteln, ob eine der Positionen V₁ bis V₅ und R vorliegt, dagegen kann nicht erkannt werden, welche dieser Positionen gegeben ist.

Dem Schalthebel 4 ist eine weitere Sensoranordnung zuge­ ordnet, die zumindest den Schalthub S₂ des Schalthebels 4 abtastet, wobei diese Sensoranordnung so ausgebildet ist, daß erkennbar wird, wenn der Schalthebel 4 eine der Positionen V₁ bis V₅ und R um mehr als ein größeres Toleranzmaß verlassen hat.

Anstelle der schalthebelseitigen Sensoranordnung kann eine Sensoranordnung an der Antriebsverbindung 5 vorge­ sehen und so ausgebildet sein, daß die erzeugbaren Signale erkennen lassen, wenn aufgrund der durch die Feder 5′ symbolisierten Elastizität der Antriebsver­ bindung 5 eine größere Wegdifferenz zwischen den Positionen von Schalthebel 4 und Schaltorgan 6 aufge­ treten ist.

Die genannten, wegabhängig arbeitenden Sensoranordnungen bzw. deren Signale steuern die automatische Schaltkupp­ lung 2, und zwar derart, daß die Schaltkupplung 2 geöffnet wird, sobald

• 1.) das Schaltorgan 6 eine von seinen Positionen V₁ bis V₅ und R um ein vorgegebenes geringfügiges Maß entfernte Lage hat, und/oder
• 2.) der Schalthebel 4 aus seinen Positionen V₁ bis V₅ und R um ein größeres Toleranzmaß herausbewegt worden ist.

Anstelle der Bedingung 2.) kann die Kupplung 2 auch dann geöffnet werden, wenn zwischen den Lagen des Schalthebels 4 und des Schaltorgans 6 aufgrund der Elastizität der Antriebs­ verbindung 5 eine größere Wegdifferenz auftritt, welche unmittelbar an der Antriebsverbindung 5 ermittelbar ist.

Wenn die Bedingung 2.) vorliegt und die Bedingung 1.) nicht erfüllt ist, liegt die letztgenannte Wegdifferenz ebenfalls vor, ohne daß sie als solche unmittelbar registriert wird. Da allein das Eintreten der Bedingung 2.) zur Erzeugung eines Befehls zur Öffnung der Kupplung 2 ausreicht, wird also auch bei Steuerung der Kupplung 2 unter alleiniger Abfrage der Bedingungen 1.) und 2.) eine von der Wegdifferenz zwischen Schalthebel 4 und Schaltorgan 6 gesteuerte Betätigung der Kupplung 2 möglich.

Claims (3)

1. Vorrichtung zur manuellen Betätigung eines zwischen mehreren Gängen schaltbaren Getriebes mit zugeordneter, beim Gangwechsel automatisch betätigter Kupplung am Getriebeeingang oder -ausgang, mit einer willkürlich betätigbaren Handhabe, z. B. Schalthebel, und einem damit antriebsverbundenen getriebeseitigen Schaltorgan, welches gegen einen handhabenseitig fühlbaren Widerstand, der sich analog zu der vom Getriebe übertragenen Leistung ändert, betätigbar ist, sowie mit einer Sensoranordnung, die auf den handhabenseitig fühlbaren Widerstand reagiert und einen die Kupplung öffnenden Steuerbefehl erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsverbindung (5) zwischen Handhabe (4) und Schaltorgan (6) eine vorgebbare Elastizität aufweist, daß sowohl der Handhabe (4) als auch dem Schaltorgan (6) wegabhängig arbeitende Sensoren zugeordnet sind, und daß der die Kupplung (2) öffnende Steuerbefehl erzeugt wird, sobald

• - das Schaltorgan (6) seine den eingelegten Gängen (V₁ bis V₅ und R) zugehörigen Positionen um mehr als ein (geringes) Toleranzmaß verläßt bzw. verlassen hat und/oder
• - die Handhabe (4) ihre den eingelegten Gängen (V₁ bis V₅ und R) normal zugeordneten Positionen um mehr als ein (größeres) Toleranzmaß verläßt bzw. verlassen hat.

2. Vorrichtung zur manuellen Betätigung eines zwischen mehreren Gängen schaltbaren Getriebes mit zugeordneter, beim Gangwechsel automatisch betätigter Kupplung am Getriebeeingang oder -ausgang, mit einer willkürlich betätigbaren Handhabe, z. B. Schalthebel, und einem damit antriebsverbundenen getriebeseitigen Schaltorgan, welches gegen einen handhabenseitig fühlbaren Widerstand, der sich analog zu der vom Getriebe übertragenen Leistung ändert, betätigbar ist, sowie mit einer Sensoranordnung, die auf den handhabenseitig fühlbaren Widerstand reagiert und einen die Kupplung öffnenden Steuerbefehl erzeugt, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Antriebsverbindung (5) zwischen Handhabe (4) und Schaltorgan (6) eine vorgegebene Elastizität aufweist,
daß sowohl dem Schaltorgan (6) als auch der Antriebs­ verbindung (5) zwischen Handhabe (4) und Schaltorgan (6) wegabhängig arbeitende Sensoren zugeordnet sind, und
daß der die Kupplung öffnende Steuerbefehl erzeugt wird, sobald

• - das Schaltorgan (6) seine den eingelegten Gängen (V₁ bis V₅ und R) zugehörigen Positionen um mehr als ein (geringes) Toleranzmaß verläßt bzw. verlassen hat und/oder
• - zwischen Handhabe (4) und Schaltorgan (6) eine ein (größeres) Toleranzmaß überschreitende Wegdifferenz auftritt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Hallsensoren vorgesehen sind.