DE2343711C2

DE2343711C2 - Schalteinrichtung für ein mechanisches Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE2343711C2
Application number: DE19732343711
Authority: DE
Inventors: Kevin J. Benfleet Essex Edwards; Walter Southend-on-Sea Essex Manning
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1972-09-22
Filing date: 1973-08-30
Publication date: 1982-02-04
Also published as: GB1352668A; DE2343711A1

Description

Die Erfindung geht aus von einer Schalteinrichtung für ein mechanisches Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der GB-PS 12 53 960 ist eine Schalteinrichtung dieser Art bekannt. Hierbei wird eine vom Fahrer eingeleitete Schaltbewegung durch eine von einer elektrischen Steuereinheit betätigte Blockiereinrichtung solange unterbrochen, bis ein Gleichlauf der miteinander in Eingriff zu bringenden Getriebeteile festgestellt ist. Der Fahrer muß daher nach Aufheben der Blockierung die begonnene Schaltbewegung mit einer möglichst gleichbleibenden Schaltgeschwindigkeit und Schaltkraft fortsetzen, um ein geräuschloses Wechseln der Gangstufen zu erreichen.

Diese bekannte Schalteinrichtung weist den Nachteil auf, daß die vom Fahrer aufgebrachten Schaltgeschwindigkeiten und Schaltkräfte äußerst stark schwanken können und dementsprechend das Ziel eines gerauschlosen Gangwechsels nicht immer zufriedenstellend erreicht werden konnte.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schalteinrichtur>g der bekannten Art derart zu verbessern, daß die vom Fahrer verursachten Unregelmäßigkeiten beim Wechseln der Gangstufen ausgeschaltet werden, um ein geräuschloses und sicheres Einrücken der Gangstufen zu ermöglichen.

ίο Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst, indem eine Schalteinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 aufgezeigten Art die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 erläuterten Merkmale aufweist.

Dadurch, daß die Blockiereinrichtung aus einem

is elektromagnetisch betätigten Schaltventil und einem durch eine anfängliche Einrückbewegung der Schaltwelle betätigten Steuerventil besteht, das über einen entsprechenden Einlaß einen in einem Zylinder angeordneten, doppelt wirkenden Kolben einer Hilfskraftejiirichtung mit Druckmittel beaufschlagt, wird ein Einrücken der vorgesehenen Gangstufen mit einer vorher bestimmbaren Schaltgeschwindigkeit und Schaltkraft erreicht.

Dadurch, daß die Fühler aus einer ersten Anordnung von elektrischen Schaltern, die bei Auswahl einer Vorwzhlebene z. b. der 1. — 2. Gang — bzw. der 3. — 4. Gang — Ebene über einen an der Schaltwelle angebrachten Vorsprung betätigt werden, und aus einer zweiten Anordnung von elektrischen Schaltern bestehen, die durch eine anfängliche Einrückbewegung in Richtung des 2. und 4. Ganges oder in Richtung des 1. und 3. Ganges über ein an der Schaltwelle angebrachtes Segment betätigt werden, wird ein einfacher Aufbau der erforderlichen Fühleranordnung erzielt.

Dadurch, daß das Steuerventil aus zwei parallel zueinander angeordneten, zwischen dem Schaltventil und je einem Einlaß des Zylinders geschalteten einfachen Kolbenventilen besteht, die über an der Schaltwelle angebrachte Schrägflächen betätigbar sind, wird auf einfache Weise die jeweils richtige Seite des Kolbens mit Druckmittel beaufschlagt.

Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispieles nähci erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Schalteinrichtung;

F i g. 2 eine Seitenansicht der Fühleranordnung von Fig. 1:
Fig.3 eine Frontansicht der in Fig. 2 gezeigten Fühleranordnung und

Fig.4 eine Aufstellung über den Schaltzustand der die Fühleranordnung bildenden elektrischen Schalter in den verschiedenen Gangstufen.

Ein herkömmliches mechanisches Wechselgetriebe 10 für einen Lastkraftwagen weist vier Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang auf, die innerhalb des Getriebes durch miteinander in Eingriffbringen von einfachen Klauenkupplungen schaltbar sind. Das Wechselgetriebe 10 ist hierbei mit keiner mechanischen Synchronisiereinrichtung versehen.

Die Schalteinrichtung besteht aus einem Schalthebel 11 und einer Schaltwelle 12, die mit einer Auswähl- und Einrückeinrichtung im Getriebe verbunden ist. Die Auswahl- und Einrückeinrichtung ist hierbei durch das Schaltschema 13 angedeutet.

Die Schaltwelle 12 ist in Lagern 16 und 17 radial verschwenkbar und axial verschiebbar gelagert. Der Schalthebel 11 ist in einem Lager 14 kugelgelenkig

gelagert und bei 15 gelenkig mit einem abgekröpften Teil der Schaltwelle 12 verbunden.

Die Bewegungen des Schalthebels 11, die zum Auswählen und Einrücken der verschiedenen Gangstufen möglich sind, sind durch das Schaltschema 18 angedeutet. Diese Auswähl- und Eir.rückbewegungen des Schalthebels 11 werden auf die Schaltwelle 12 übertragen.

Die Schaltwelle 12 ist an ihrem einen Ende mit eiiem Kolben 19 verbunden, der in einem Zylinder 20 angeordnet ist. Die Schallwelle 12 erstreckt sich hierbei über den Zylinder 20 hinaus und weist an ihrem einen Ende eine Fühleranordnung 21 auf.

Die Fühleranordnung 21 zeigt die Auswahl einer Gangstufe an und besteht aus vier elektrischen Schaltern A, B, C und D, die über einen Vorsprung 22 und ein Segment 23 an der Schaltwelle 12 abwechselnd betätigt werden. Der Vorsprung 22 betätigt den elektrischen Schalter A, wenn die SchaltwJle 12 radial in die Vorwahlebene für den !. und 2. Gang verschwenkt ist, während er den Schalter B betätigt, wenn die Schaltwelle 12 in die Vorwahlebene für den 3. und 4. Gang verschwenkt isL Es wird darauf hingewiesen, daß eine Längsbewegung der Schaltwelle 12 keine Änderung der Betätigung der Schalter A oder B ergibt, da sich der Vorsprung 22 so weit parallel zur Schaltwelle 12 erstreckt, daß er beim Einrücken einer Gangstufe in Berührung mit dem entsprechenden Schalter bleibt.

Das Segment 23 erstreckt sich entgegengesetzt zum Vorsprung 22 und steht in Berührung mit zwei elektrischen Schaltern Cund D, deren Betätigung durch ein Verschwenken der Schaltwelle 12 durch die Segmentform nicht verändert wird. Eine Vorwärtsbewegung der Schaltwelle 12 aus ihrer in F i g. 2 gezeigten Neutralstellung öffnet den Schalter D und zeigt dadurch an, daß die Schaltwelle 12 entweder in Richtung Einrücken einer zweiten oder vierten Gangstufe bewegt wird.

Eine Rückwärtsbewegung der Schaltwelle 12 aus der in Fig. 2 gezeigten Neutralstellung öffnet den Schalter Cund zeigt an, daß entweder die erste oder die dritte Gangstufe ausgewählt wurde. Die Anordnung ist so gewählt, daß die Schalter C und D während einer anfänglichen Einrückbewegung der Schaltwelle 12 betätigt werden. Nach einer anfänglichen Einrückbewegiing gibt das Segment 23 beide Schalter Cund D frei.

In Fig.4 sind die Schalterkombinationen aufgezeigt, die anzeigen, weiche Gangstufe ausgewählt wurde.

Eine elektrische Steuereinheit 24 ist mit einem Drehzahlgeber Nl der Eingangswelle und mit einem Drehzahlgeber /VO der Ausgangswelle verbunden. Der Geber Λ/1 ist hierbei benachbart einem Zahnrad 25 an der Eingangswelle angeordnet und erzeugt eine Anzahl von Impulsen, deren Frequenz proportional der Drehzahl der Eingangswelle ist. In ähnlicher Weise ist der Geber Λ/0 benachbart einem Zahnrad 26 auf der Ausgangswelle angeordnet und erzeugt eine Anzahl von Impulsen, deren Frequenz proportional der Drehzahl der Ausgangswelle ist. Die elektrische Steuereinheit 24 erhäl» weiterhin eine Kombination von e>o Signalen von den Schaltern A bis D, die anzeigen, welche Gangstufe ausgewählt wurde.

Die elektrische Steuereinheit 24 vergleicht nun die Drehzahl der Eingangswelle mit der Drehzahl der Ausgangswelle, wobei sie die Übersetzung der ausge- ir> wählten Gangstufe berücksichtigt und zeigt an, wann sich die beiden Teile der einzurückenden Klauenkupplung im Gleichlauf befinden und eingerückt werden können. Sobald dieser Gleichlauf vorliegt, erzeugt die elektrische Steuereinheit 24 ein Signal in der Leitung 28.

Ein Zylinder 20 ist mit einem ersten Einlaß 29 über ein erstes Kolbenventil 30 und ein Schaltventil 31 mit einer Druckmittelquelle verbunden. Ein zweiter Einlaß 32 des Zylinders 20 ist über ein zweites Kolbenventil 33 und das Schaltventil 31 mit der Druckrnittelquelle verbunden. In Fig. 1 sind die verschiedenen Ventile in ihren Leerlauf-Stellungen gezeigt.

Die Schaltwelle 12 ist mit Schrägflächen 34 und 35 versehen. Eine anfängliche Einrückbewegung der Schaltwelle 12 in Vorwärtsrichtung bewirkt über die Schrägfläche 35 ein Öffnen des Kolbenventil 30. Eine ähnliche Bewegung der Schaltweüe 12 in Rückwärtsrichtung bewirkt über die Schrägfläche 34 ein Öffnen des Kolbenventil 33.

Das Schaltventil 31 wird über einen Elektromagnet 34 geöffnet, sobald die elektrische Steuereinheit 24 durch ein Signal in der Leitung 28 anzeigt, daß ein Gleichlauf der für die gewählte Gangstufe in Eingriff zu bringenden Getriebeteile vorliegt.

Die Funktionsweise der Schalteinrichtung w<rd anhand der Auswahl und des Einrückens des 3. Ganges beschrieben.

Der Schalthebel wird verschwenkt und in die Vorwählebene für den 3. und 4. Gang gebracht. Dadurch gelangt der Vorsprung 22 in Berührung mit dem Schalter B und öffnet diesen. Eine anfängliche Einrückbewegung des Schalthebels 11 nach vorn in Richtung auf den 3. Gang bewirkt eine Verschiebung der Schaltwelle 12 nach hinten, so daß das Segment 23 den Schalter C freigibt und dadurch öffnet. Die Schrägfläche 34 an der Schaltwelle 12 öffnet hierbei das Kolbenventil 33. Zu diesem Zeitpunkt wird keiner der Einlasse des Zylinders 20 mit Druckmittel beaufschlagt, da das Schaltventil 31 geschlossen ist. Die elektrische Steuereinheit 24 weiß nunmehr aus der Kombination von Signalen, die sie von den Schaltern A bis D erhält, welche Gangstufe der Fahrer des Fahrzeuges ausgewählt hat und entscheidet, ob die über den Geber N 1 abgefühltc Drehzahl der Eingangswelle und die über den Geber Λ/0 abgefühlte Drehzahl der Ausgangswelle in einem solchen Verhältnis zueinander stehen, daß ein Gleichlauf der für die gewählte Gangstufe in Eingriff zu bringenden Getriebeteile vorliegt. Sobald die elektrische Steuereinheit 24 einen Gleichlauf feststellt, erzeugt sie ein Signal in der Leitung 28 und betätigt so den Elektromagnet 34, wodurch dieser das Schaltventil 31 öffnet. Hierdurch wird Druckmittel über das Schaltventil 31 und das Kolbenventil 33 zum Einlaß 32 des Zylinders 20 geführt und unterstützt hierdurch die Einrückbewegung der Schaltwelle 12. Sobald ein Gleichlauf der in Eingriff zu bringenden Getriebeteile vorliegt, wird die Hilfskraftbetätigung wirksam und ermöglicht ein Einrücken der Gangstufe ohne hohen Kraftaufwand für den Fahrer.

Die Kolbenventile 30 und 33 können gleichfalls über Elektromagnete betätigt werden, die in Abhängigkeit von Signalen von den Schaltern A bis Obetätigt werden können. Das Schaltventil 31 kann hierbei entfallen, wenn die die Kolbenventile 30 und 33 steuernden Signale von der elektrischen Steuereinheit 24 über die Leitung 28 geliefert werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schalteinrichtung fur ein mechanisches Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen mit einer über einen Schalthebel zur Auswahl einer Vorwählebene radial verschwenkbaren und zum Einrücken einer Gangstufe axial verschiebbaren Schaltwelle und mit Fühlern, die die Auswahl einer Gangstufe anzeigen und ein entsprechendes Signal an eine elektrische Steuereinheit leiten, die in Abhängigkeit von diesem Signal und einem weiteren Signal von Drehzahlgebern der Eingangs- und Ausgangswelle diese Drehzahlen vergleicht und über einen Elektromagneten eine Blockiereinrichtung betätigt, bei der der Schaltwelle Blockier-Schrägflächen zugeordnet sind, so daß eine eingeleitete Schaltbewegung nur vollendet wird, wenn ein Gleichlauf der für die gewählte Gangstule in Eingriff zu bringenden Getriebeteile vorliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Blockiereinrichtung aus einem elektromagnetisch betätigten Schaltventil (31) und einem durch eine anfängliche Einrückbewegung der Schaltwelle (12) betätigten Steuerventil (30 bzw. 33) besteht, das über einen entsprechenden Einlaß (29 bzw. 32) einen in einem Zylinder (20) angeordneten, doppelt wirkenden Kolben (19) einer Hilfskrafteinrichtung mit Druckmittel beaufschlagt

2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühler (21) aus einer ersten Anordnung von elektrischen Schaltern (A und B), die bei Auswahl einer Vorwählebene (1. — 2. Gang bzw.

3. — 4. Gang) über einen an der Schaltwelle (12) angebrachten Vorsprung (22) betätigt werden, und aus einer zweiten Anordnung von elektrischen Schaltern (C und D) bestehen, die durch eine anfängliche Einrückbewegung (in Richtung 2. und

4. Gang oder in Richtung 1. und 3. Gang) über ein an der Schaltwelle (12) angebrachtes Segment (23) betätigt werden.

3. Schalteinrichtung nach den Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (30/33) aus zwei parallel zueinander angeordneten, zwischen dem Schaltventil (31) und je einem Einlaß (29 bzw. 32) des Zylinders (20) geschalteten, einfachen Kolbenventilen (30 und 33) besteht, die über an der Schaltwelle (12) angebrachte Schrägflächen (34 bzw. 35) betätigbar sind.