DE3827724A1

DE3827724A1 - Hilfskraftbetaetigte kupplungs- und gangschalteinrichtung

Info

Publication number: DE3827724A1
Application number: DE3827724A
Authority: DE
Inventors: Josef Schwarz; Franz Horneffer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1987-08-22
Filing date: 1988-08-16
Publication date: 1989-03-02

Description

Die Erfindung betrifft eine hilfskraftbetätigte Kupplungs und Gangschalteinrichtung für Kraftfahrzeuggetriebe mit einer Gangvorwahl und einem vom Fahrer über die Kupplungsbetätigung am Kupplungspedal gesteuerten Gangwechsel und einer Rückmeldung, wenn nach der Schaltung der Gang im Getriebe eingelegt ist.

Solche Gangschalteinrichtungen, bei denen der Fahrer oder auch eine elektronische Einrichtung nur den Gang auswählt und die Schaltung im Getriebe selbst nicht mehr über ein Schaltgestänge direkt vom Fahrer, sondern von einer Hilfskraftbetätigungseinrichtung für die Kupplung durchgeführt wird, sind in vielen Ausführungen bekannt, z. B.

- ZF-Typenblatt Elektro-pneumatische Schaltung (ES) - Easyshift - für Synchrongetriebe F 43546/RT 34000 - 8.85,
- ZF-Typenblatt Automatisierte Vorwählschaltung (AVS) für Synchrongetriebe F 32437/RT 3431 - 8.85,
- Elektronisch-pneumatische Schaltung (EPS) Lastkraftwagen Daimler-Benz AG, Bestell-Nr. 6510302300, von 3.86,
- Scania - Leichter schalten mit Computer - Seite 4 Spalte 2 zweiter Absatz.

Bei allen diesen Ausführungen erfolgt das Öffnen und Schließen der Kupplung und damit des Antriebsstranges zwischen Motor und Getriebe weiterhin über das Kupplungspedal durch den Fahrer. Während bei einer Gangschaltung über ein Schaltgestänge der Fahrer infolge des direkten Kontaktes mit den Schaltmitteln im Getriebe erkennt, wenn der Gang eingelegt ist, fehlt bei einer hilfskraftbetätigten Schaltung diese Information, die in Verbindung mit der Betätigung des Schalthebels und des Schaltgestänges entsteht. Zur zeitlich richtigen Bedienung der Kupplung, insbesondere zum Schließen der Kupplung nach vollzogener Schaltung im Getriebe, sind akustische, optische und haptische - fühlbare - Rückmeldungen bekannt, damit möglichst schnell nach dem Abschluß des Schaltvorganges im Getriebe der Antriebsstrang durch den Fahrer wieder geschlossen werden kann. Aber gerade dieses Bestreben, den Antriebsstrang möglichst schnell zu schließen, kann auch zu Schwierigkeiten führen. Wenn der Fahrer z. B. die Rückmeldung, daß ein Gang im Getriebe eingelegt ist, nicht abwartet und die Kupplung schließt, ohne daß ein Gang geschaltet ist, befindet sich das Getriebe in Neutralstellung. In einem solchen Fall ist ja der Antriebsstrang nicht geschlossen, obwohl die Kupplung sich in der Schließstellung befindet. Eine erneut eingeleitete Gangschaltung über das Kupplungspedal wird in den häufigsten Fällen sogar erschwert, weil die Getriebemassen vor der Schaltung erneut synchronisiert werden müssen. Die vom Fahrer gewollte Beschleunigung der Schaltung wird also infolge einer solchen Handlungsweise verzögert oder durch weitere Fehlbedienungen wird eine Gangschaltung ganz verhindert.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine hilfskraftbetätigte Kupplungseinrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 so weiterzuentwickeln, daß die Kupplung nur nach vollzogener Schaltung geschlossen werden kann.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen vom Anspruch 1 erfüllt.

Mit der Sicherheitseinrichtung in der Druckleitung zwischen dem Geber- und Nehmerzylinder wird das nichtzulässige und zu frühe Einkuppeln verhindert, so daß eine Fehlbedienung durch den Fahrer nicht mehr möglich ist und die Zugkraftunterbrechung auf das technisch unbedingt notwendige Maß beschränkt bleibt.

Wird in dieser Druckleitung ein z. B. federbelastetes Sicherheitsventil angeordnet, so ist mit sehr einfachen Mitteln über diesen Weg immer nur das Auskuppeln möglich, während über einen Bypass und ein schaltbares 2/2-Wegeventil in Verbindung mit einem eingelegten Gang im Getriebe das Wiedereinkuppeln erfolgt. Dabei kann in sehr einfacher Weise über einen Schalter an der Schalteinrichtung im Getriebe und ein Magnetventil als 2/2- Wegeventil die Umschaltung in diesem Ventil bewirkt werden. Selbst das Sicherheitsventil kann entfallen, wenn das als Magnetventil ausgestaltete 2/2-Wegeventil nur bei einem eingelegten Gang den Durchfluß in beiden Richtungen ermöglicht. Dazu ist allerdings ein etwas höherer Steueraufwand erforderlich, weil ja die Kupplungsbetätigung, z. B. beim Anfahren, auch aus der Leerlaufstellung - Neutralstellung - heraus möglich sein muß. Um bei einer zu frühen Rücknahme des Kupplungspedals mit der Umschaltung des 2/2-Wegeventils auf Durchfluß nach der Schaltung einen weichen Einkuppelvorgang zu erzielen, kann das als Magnetventil ausgebildete Wegeventil getaktet geschaltet sein. Es ist auch in einfacher Weise mit Hilfe einer Drossel oder eines Dämpfers möglich, Stöße beim Einkuppeln zu vermeiden. In einer hydraulischen wie auch pneumatischen Anordnung kann durch die Anordnung einer Druckquelle das gesteuerte Öffnen und Schließen der Kupplung erzielt werden, so daß auf diese Weise Stöße im Antriebsstrang in Verbindung mit der Kupplungsbetätigung beim Schalten ganz vermieden werden können. Zur weiteren Ausgestaltung der Sicherheitseinrichtung kann mit geringem Steueraufwand dem Fahrer seine Fehlbedienung angezeigt werden mit dem Ziel, eine Korrektur zu bewirken. Dazu müßte das Warnsignal, z. B. optisch oder akustisch, dann entstehen, wenn der Fahrer das Kupplungspedal zurücknimmt, bevor die Schaltung im Getriebe vollzogen ist.

Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und einzelnen Anspruchsmerkmalen aus der Aufgabenstellung.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand von Zeichnungen und Ausführungsbeispielen erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Hilfskraftbetätigungseinrichtung für eine Kupplung mit einer Sicherheitseinrichtung;

Fig. 2 einen Teil einer Hilfkraftbetätigungseinrichtung nach Fig. 1 mit einem 2/2-Wegeventil als Sicherheitseinrichtung.

Zwischen einem Antriebsmotor 8 und einem Kraftfahrzeuggetriebe 7 ist in Fig. 1 eine Kupplung 6 angeordnet, die über ein Kupplungspedal 3 über eine Hilfkraft betätigt wird. Dazu ist das Kupplungspedal 3 mit einem Geberzylinder 4 über eine Druckleitung 2 mit einem Nehmerzylinder 5 mit der Kupplung 6 verbunden. In der Druckleitung 2 ist noch eine Sicherheitseinrichtung 1 angeordnet, die aus einem Sicherheitsventil 11 und einem 2/2-Wegeventil 12 besteht, wobei letzteres in einem Bypass 21 zur Druckleitung 2 sich befindet. Das 2/2-Wegeventil ist als Magnetventil ausgebildet und in der Druckleitung 2 ist noch eine Drossel 22 angeordnet. Der Geberzylinder 4 und der Nehmerzylinder 5 haben noch eine Rückholfeder 41, 51.

Die Kupplungsbetätigung wirkt wie folgt: Mit der Betätigung des Kupplungspedals 3 aus der Ausgangsstellung 31 heraus wird in dem Geberzylinder 4 die Rückholfeder 41 überdrückt und das Druckmittel kann in der Druckmittelleitung 2 über das Sicherheitsventil 11 den Kolben 52 des Nehmerzylinders 5 verschieben und damit die Kupplung 6 öffnen. In bekannter Weise wird nunmehr im Getriebe 7 der bisherige Gang gelöst. Solange, wie im Getriebe 7 kein Gang eingelegt ist, befindet sich das 2/2-Wegeventil in der Sperrstellung, so daß bei einer Rücknahme des Kupplungspedals 3 in die Ausgangsstellung 31 zwar der Kolben 42 des Geberzylinders 4 mit in seine Ausgangsstellung 43 zurückgeführt, aber die Kupplung 6 bleibt infolge der Wirkung der Sicherheitseinrichtung 1 in der geöffneten Stellung, da sowohl das Sicherheitsventil 11 wie auch das 2/2-Wegeventil 12, das sich in der Sperrstellung befindet, den Rückfluß des Druckmittels in der Druckleitung 2 verhindert. Erst wenn im Getriebe 7 wieder ein Gang eingelegt ist, wird über einen Schalter 91 das als Magnetventil ausgebildete 2/2-Wegeventil direkt oder über die Steuereinrichtung 9 in die dargestellte Durchflußstellung verstellt, so daß der Kolben 52 des Nehmerzylinders 5 in die Ausgangsstellung 53 und die Kupplung 6 in die Schließstellung zurückgehen können. Die Rückführung der Kupplung in die Schließstellung wird in bekannter Weise durch Rückholfedern in der Kupplung bewirkt und kann durch eine Rückholfeder 51 im Nehmerzylinder 5 unterstützt werden. Zur Verhinderung einer zu schnellen Rückholung der Kupplung 6 ist es möglich, einen Dämpfer oder eine Drossel 22 in der Druckleitung 2 oder im Bypass 21 vorzusehen. Zur Vermeidung des Einrückstoßes beim Schließen der Kupplung 6 kann auch das Magnetventil 12 über die Steuereinrichtung 9 getaktet geschaltet werden. Es ist zweckmäßig, das 2/2-Wegeventil - Magnetventil - stromlos in Durchflußstellung und beaufschlagt in Sperrstellung auszugestalten. Wird an die Druckleitung 2 noch eine Druckmittelquelle 23 angeschlossen, so kann die Kupplung gesteuert geöffnet und geschlossen werden. Über einen am Kupplungspedal 3 oder Geberzylinder 4 angeordneten Schalter 92 kann in Verbindung mit der Information aus dem Schalter 91, der im Getriebe angeordnet ist, bei Fehlbedienung des Kupplungspedals 3 ein Warnsignal 95 erzeugt werden, das den Fahrer zur Korrektur seines Fehlverhaltens führen kann. Das Einlegen des Ganges im Getriebe 7 wird, wie in DE-P 37 24 272.5 beschrieben, z. B. über ein haptisches Signal dem Fahrer übermittelt. Es ist auch denkbar, über eine Abstimmung der Rückholfedern in der Kupplung 6 sowie im Nehmerzylinder 5 und Geberzylinder 4 ein am Kupplungspedal 3 fühlbares Signal zu erzeugen.

In Fig. 2 ist die Sicherheitseinrichtung 10 in der Druckleitung 2 zwischen dem Geberzylinder 4 und Nehmerzylinder 5 nur in Form eines 2/2-Wegeventils 8, das als Magnetventil ausgebildet ist, ausgestaltet. Über eine Steuereinrichtung 9 wird dieses Magnetventil immer dann gesperrt, wenn kein Gang im Getriebe 7 eingelegt ist, wobei über die Steuerung 9 die Betätigung der Kupplung auch bei einem Anfahrvorgang, also aus der Park- oder Neutralstellung heraus, gewährleistet wird.

Bezugszeichen

1 Sicherheitseinrichtung
11 Sicherheitsventil
12 2/2-Wegeventil/Magnetventil
2 Druckleitung
21 Bypass
22 Drossel
23 Druckmittelquelle
3 Kupplungspedal
31 Ausgangsstellung
4 Geberzylinder
41 Rückholfeder
42 Kolben
43 Ausgangsstellung
5 Nehmerzylinder
51 Rückholfeder
52 Kolben
53 Ausgangsstellung
6 Kupplung
7 Kraftfahrzeuggetriebe
8 Antriebsmotor
9 Steuerungseinrichtung/Steuerung
91 Schalter
92 Schalter
95 Signalgeber

Claims

1. Hilfskraftbetätigte Kupplungs- und Gangschalteinrichtung für ein Kraftfahrzeuggetriebe (7) mit einer Gangvorwahl und einem vom Fahrer über die Kupplungsbetätigung am Kupplungspedal (3) gesteuerten Gangwechsel und einer Rückmeldung für den Fahrer, wenn nach der Schaltung der Gang im Getriebe (7) eingelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Druckleitung (2) zwischen dem mit dem Kupplungspedal (3) mechanisch verbundenen Geberzylinder (4) und dem Nehmerzylinder (5) für die Kupplungsbetätigung noch eine Sicherheitseinrichtung (1) angeordnet ist, über die die Druckleitung (2) nach dem Auskuppeln solange unterbrochen wird, bis wieder ein Gang im Getriebe (7) eingelegt ist.

2. Hilfskraftbetätigte Kupplungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitseinrichtung (1) aus einem in Richtung zum Geberzylinder (4) zu sperrenden Sicherheitsventil (11) und einem in einem Bypass (21) dazu angeordneten 2/2-Wegeventil (12) besteht.

3. Hilfskraftbetätigte Kupplungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitseinrichtung (1) aus einem 2/2-Wegeventil (12) besteht, das nach dem Auskuppeln die Druckleitung sperrt und erst nach vollzogener Schaltung - Gang ist im Getriebe eingelegt - wieder öffnet.

4. Hilfskraftbetätigte Kupplungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das 2/2- Wegeventil (12) ein elektro-pneumatisches oder elektro hydraulisches Ventil ist.

5. Hilfskraftbetätigte Kupplungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch gesteuerte 2/2-Wegeventil (12) im stromlosen Zustand auf Durchfluß geschaltet ist.

6. Hilfskraftbetätigte Kupplungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließen der Kupplung (6) über eine getaktete Schaltung des Magnetventils (12) erfolgt.

7. Hilfskraftbetätigte Kupplungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließen der Kupplung (6) über eine Dämpf- oder Drosseleinrichtung (22) erfolgt.

8. Hilfskraftbetätigte Kupplungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine hydraulische/ pneumatische Dämpf- oder Drosseleinrichtung (22) angeordnet ist.

9. Hilfskraftbetätigte Kupplungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckmittelquelle (23) angeordnet ist, die das gesteuerte Öffnen und Schließen der Kupplung (6) bewirkt.

10. Hilfskraftbetätigte Kupplungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Fahrer über ein Warnsignal (95) angezeigt wird, daß die Kupplung (6) nicht geschlossen ist, obwohl das Kupplungspedal (3) nicht mehr in der Öffnungsstellung sich befindet.