WO2006056375A1 - Schaltunterstützungseinrichtung für ein manuell schaltbares handschaltgetriebe - Google Patents

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Stefan Renner
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Definitions

  • Shift support device for a manually switchable manual shift transmission
  • the present invention relates to a shift assistance device for a manually shiftable manual transmission according to the preamble of patent claim 1.
  • Automated manual transmissions are known from the state of the art, which correspond to manually operated manual transmissions with regard to their main components, in which the shifting clutch and the selection and shifting process for the individual gears are effected by means of pneumatically or hydraulically actuatable actuators.
  • the shift shaft is rotated by means of a Wählaktuators to Gassen inches and moved axially via a shift actuator for switching.
  • the pneumatic piston is mounted on the shift arm and arranged in parallel in the power flow of the shift force, wherein the operation is performed by a dragged valve in the piston in response to the shift force.
  • a pressure-regulating device for an actuating means preferably embodied as a piston-and-cylinder arrangement in such a transmission is described, for example, in the context of DE 102 49 341 of the Applicant. It comprises a pressure generating device, a Hauptdruckre ⁇ gelung with appropriate control pressure lines, a sensor for detecting the pressure in a control pressure line, at least one pressure-controlled actuator, switching valves for connecting the control pressure lines with Zuleitun ⁇ gene to pressure chambers of the actuating means and a pressure regulating means for adjusting the pressure level of the main pressure line to the control pressure veau for the actuating means.
  • the pressure regulating means is designed as a clocked electromagnetic switching valve.
  • the piston-cylinder assembly communicates with the shift shaft of the transmission, so that it is axially displaceable to make a gear selection.
  • the circuits are pneumatically supported by a device, wherein the force exerted by a piston-cylinder arrangement for carrying out a shift or for axially displacing the shift shaft is constant; the support means is activated when the shift linkage travels a predetermined distance against the force of a spring.
  • the object of the present invention is to provide a shift assistance device for a manually shiftable manual transmission, in which the shift operation on the part of the driver is assisted by a suitable device as a function of the driver's request.
  • a suitable device as a function of the driver's request.
  • a shift assist device for a manually shiftable manual transmission which moves axially in response to the force exerted by the driver on the shift lever, the shift shaft or a shift fork of the switching device of the transmission for switching the selected gear.
  • a force sensor is provided in the power flow of the manual shift parts, beispielswei ⁇ se on the shift lever, the signals of which are evaluated by an electronic control, then an operable via valves cylinder-piston assembly which with the shift shaft or a shift fork to the axial movement is in operative connection to control.
  • the actuation pressure of the cylinder-piston arrangement depends on the force exerted by the driver on the shift lever.
  • At least one pressure regulating valve is actuated by the electronic control, which preferably controls switching valves designed as solenoid valves for the actuation of the cylinder-piston arrangement.
  • the cylinder-piston arrangement can be designed to be pneumatically or hydraulically operable.
  • Another embodiment of the invention provides that the func tionality of the switching valves in at least one pressure control venti I is integrated so that preferably two with the cylinder-piston assembly directly connected pressure control valves are provided for switching support, each with one side of the cylinder Piston arrangement are connected, wherein the separa ⁇ th switching valves omitted.
  • the pressure to be set in the servo cylinder or in the cylinder-piston arrangement is adapted to the driver's request.
  • each desired level of force can be adjusted, with harmful increases in force being prevented.
  • components already present in automated manual transmissions such as, for example, the cylinders, can advantageously be provided.
  • the piston arrangement, the pressure sensors and the pressure regulating and Druckven ⁇ be used.
  • Fig. 1 is a schematic representation of the components of a first preferred embodiment of the erfindungsgemä ⁇ Shen switching support device for a manually switchable manual transmission and
  • Fig. 2 is a schematic representation of the components of a second preferred embodiment of erfindungsge ⁇ MAESSEN switching support device.
  • the inventive Heidelbergunterstweilungsein- device comprises a pressure control venti 1 1, which is preferably designed as a pulsed elektro ⁇ magnetic valve, which is connected via a control line 2 with an electronic control 3.
  • the pressure control venti 1 1 is connected via a control pressure line 4 with two preferably designed as solenoid valves switching valves 5 and 6 respectively.
  • the electronic control can be designed as a separate component; It is also possible that the shift assistance device is controlled by the transmission control or a higher-level control.
  • Fig. 1 is behind the pressure control valve 1 in the control pressure line 4, a pressure sensor 8 arranged to detect the pressure prevailing in the control pressure line 4 pressure.
  • the signals of the pressure sensor 8 are passed via a control line 11 to the electronic control 3 and evaluated there, such that in the control pressure line 4 via the operation of the pressure control valve 1, the desired pressure ge is adjustable.
  • the switching valves 5, 6 are connected to supply lines 12 and 13 with the cylinder-piston assembly 14, so that by actuating the switching valves 5, 6 by the electronic control 3, the piston 15 in the desired direction Rich ⁇ axially displaceable to the switching shaft 16 and shift fork 19 connected to the piston to move axially for the purpose of a circuit.
  • the actuating pressure of the cylinder-piston assembly 14 is dependent on the force exerted by the driver on the shift lever force F_Schalt.
  • a force sensor 17 is provided in the power flow of the manual switching parts, preferably on the shift lever 18, whose signals are forwarded via a control line 20 to the electronic controller 3, wherein after the evaluation in the electronic control 3 of the signals of the force sensor 17, the Pressure control venti 1 1 is controlled for adjusting the Steuer ⁇ pressure in the control pressure line 4 that the control pressure and thus the pressure in the actuation of the cylinder-piston assembly 14 for shifting the shift shaft 16 and the shift fork 19 corresponds to the driver or is proportional to the force exerted by the driver on the shift lever or adjusted according to a stored in the electronic control curve.
  • FIG. 2 shows a further exemplary embodiment of a shift assistance device according to the invention.
  • the difference from the Principals ⁇ form of FIG. 1 is that two pressure control valves 21 and 22 and two pressure sensors 23 and 24 arranged between the pressure control valves 21, 22 and the cylinder-piston Anord ⁇ 14 are provided, wherein the switching valves omitted, since the actuation of the cylinder-piston assembly 14 takes place directly via the pressure control valves 21 and 22 respectively , which also serve as switching valves in this case.
  • the pressure control valves 21, 22 and the pressure sensors 23, 24 are connected via control lines 25, 26, 27 and 28 to the electronic control 3.

Abstract

Es wird eine Schaltunterstützungseinrichtung für ein manuell schaltbares Handschaltgetriebe vorgeschlagen, über die zur Schaltunterstützung die Schaltwelle bzw. eine Schaltgabel der Schalteinrichtung des Getriebesi axial bewegbar ist, bei der die Schaltwelle (16) bzw. eine Schaltgabel (19) der Schalteinrichtung des Getriebes zum Schalten des gewählten Ganges in Ab­hängigkeit von der vom Fahrer am Schalthebel (18) ausgeübten Kraft axial bewegbar ist.

Description

Schaltunterstützungseinrichtung für ein manuell schaltbares Handschaltαetriebe
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltunterstützungseinrichtung für ein manuell schaltbares Handschaltgetriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus dem Stand der Technik sind automatisierte Handschaltgetriebe be¬ kannt, die hinsichtlich ihrer Hauptkomponenten manuell schaltbaren Hand¬ schaltgetrieben entsprechen, bei denen die Schaltkupplung sowie der Wähl- und Schaltvorgang für die einzelnen Gänge mittels pneumatisch oder hydrau¬ lisch betätigbarer Aktuatoren erfolgt. Hierbei wird die Schaltwelle mittels eines Wählaktuators zur Gassenwahl gedreht und über einen Schaltaktuator zum Schalten axial verschoben.
Üblicherweise ist bei derartigen Getrieben der pneumatische Kolben am Schaltausleger angebaut und parallel im Kraftfluss der Schaltkraft angeordnet, wobei die Betätigung durch ein geschlepptes Ventil im Kolben in Abhängigkeit von der Schaltkraft ausgeführt wird.
Eine Druckregelungsvorrichtung für ein vorzugsweise als Kolben- Zylinder-Anordnung ausgebildetes Betätigungsmittel in einem derartigen Ge¬ triebe ist beispielsweise im Rahmen der DE 102 49 341 der Anmelderin be¬ schrieben. Sie umfasst eine Druckerzeugungsvorrichtung, eine Hauptdruckre¬ gelung mit entsprechenden Steuerdruckleitungen, einen Sensor zur Ermittlung des Druckes in einer Steuerdruckleitung, mindestens einen druckgesteuerten Aktuator, Schaltventile zum Verbinden der Steuerdruckleitungen mit Zuleitun¬ gen zu Druckräumen des Betätigungsmittels und ein Druckregulierungsmittel zur Anpassung des Druckniveaus der Hauptdruckleitung an das Steuerdruckni- veau für das Betätigungsmittel. Hierbei ist das Druckregulierungsmittel als getaktetes elektromagnetisches Schaltventil ausgebildet. Die Kolben-Zylinder- Anordnung steht mit der Schaltwelle des Getriebes in Verbindung, so dass diese zur Durchführung einer Gangwahl axial verschiebbar ist.
Bei manuell schaltbaren Handschaltgetrieben ist bekannt, dass die Schaltungen durch eine Einrichtung pneumatisch unterstützt werden, wobei die zur Durchführung einer Schaltung bzw. zum axialen Verschieben der Schalt¬ welle von einer Kolben-Zylinder-Anordnung ausgeübte Kraft konstant ist; die Unterstützungseinrichtung wird dann aktiviert, wenn das Schaltgestänge gegen die Kraft einer Feder einen vorgegebenen Weg zurücklegt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltun- terstützungseinrichtung für ein manuell schaltbares Handschaltgetriebe an¬ zugeben, bei dem die Schaltbetätigung seitens des Fahrers durch eine geeig¬ nete Einrichtung in Abhängigkeit vom Fahrerwunsch unterstützt wird. Hierbei sollen zur Kostenreduzierung möglicht viele Komponenten der Schaltungsau¬ tomatisierung eines automatisierten Handschaltgetriebes verwendbar sein.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Un¬ teransprüchen hervor.
Demnach wird eine Schaltunterstützungseinrichtung für ein manuell schaltbares Handschaltgetriebe vorgeschlagen, welche in Abhängigkeit von der vom Fahrer am Schalthebel ausgeübten Kraft die Schaltwelle bzw. eine Schaltgabel der Schalteinrichtung des Getriebes zum Schalten des gewählten Ganges axial bewegt. Gemäß der Erfindung ist im Kraftfluss der Handschaltteile, beispielswei¬ se am Schalthebel, ein Kraftsensor vorgesehen, dessen Signale von einer elektronischen Steuerung ausgewertet werden, um anschließend eine über Ventile betätigbare Zylinder-Kolben-Anordnung, welche mit der Schaltwelle bzw. einer Schaltgabel zu deren axialen Bewegung in Wirkverbindung steht, zu steuern. Erfindungsgemäß ist der Betätigungsdruck der Zylinder-Kolben- Anordnung von der vom Fahrer am Schalthebel ausgeübten Kraft abhängig.
Hierbei wird im Rahmen einer ersten Ausführungsform der Erfindung von der elektronischen Steuerung zumindest ein Druckregelventil angesteuert, welches vorzugsweise als Magnetventile ausgebildete Schaltventile zur Betäti¬ gung der Zylinder-Kolben-Anordnung ansteuert. Die Zylinder-Kolben-Anord¬ nung kann pneumatisch oder hydraulisch betätigbar ausgeführt sein.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, das die Funktio¬ nalität der Schaltventile in zumindest ein Druckregel venti I integriert ist, so dass vorzugsweise zwei mit der Zylinder-Kolben-Anordnung direkt verbundene Druckregelventile zur Schaltunterstützung vorgesehen sind, die jeweils mit einer Seite der Zylinder-Kolben-Anordnung verbunden sind, wobei die separa¬ ten Schaltventile entfallen.
Durch die Auswertung des Kraftsignals in der elektronischen Steuerung wird der im Servozylinder bzw. in der Zylinder-Kolben-Anordnung einzustellen¬ de Druck dem Fahrerwunsch angepasst. In vorteilhafter Weise ist jedes ge¬ wünschte Kraftniveau einstellbar, wobei schädliche Kraftüberhöhungen verhin¬ dert werden.
Des weiteren können in vorteilhafter Weise bereits bei automatisierten Handschaltgetrieben vorhandene Komponenten, wie beispielsweise die Zylin- der-Kolben-Anordnung, die Drucksensoren und die Druckregel- und Schaltven¬ tile verwendet werden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren bei¬ spielhaft näher erläutert. Es stellen dar:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Komponenten einer ersten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemä¬ ßen Schaltunterstützungseinrichtung für ein manuell schaltbares Handschaltgetriebe und
Fig. 2 eine schematische Darstellung der Komponenten einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsge¬ mäßen Schaltunterstützungseinrichtung.
Gemäß Fig. 1 umfasst die erfindungsgemäße Schaltunterstützungsein- richtung ein Druckregel venti 1 1 , welches vorzugsweise als gepulstes elektro¬ magnetisches Ventil ausgebildet ist, das über eine Steuerleitung 2 mit einer elektronischen Steuerung 3 verbunden ist. Das Druckregel venti 1 1 ist über eine Steuerdruckleitung 4 mit zwei vorzugsweise als Magnetventile ausgebildeten Schaltventilen 5 bzw. 6 verbunden. Durch das Druckregel venti 1 1 kann eine Verbindung zwischen der mit einem nicht dargestellten Druckspeicher verbun¬ denen Hauptdruckleitung 7 und der Steuerdruckleitung 4 hergestellt oder un¬ terbrochen werden. Die elektronische Steuerung kann hierbei als separate Komponente ausgeführt sein; es ist auch möglich, dass die Schaltunterstüt- zungseinrichtung von der Getriebesteuerung oder einer übergeordneten Steue¬ rung gesteuert wird.
Ferner sind die Schaltventile 5, 6 über Steuerleitungen 9 bzw. 10 mit der elektronischen Steuerung 3 verbunden. Wie Fig. 1 zu entnehmen ist, ist hinter dem Druckregelventil 1 in der Steuerdruckleitung 4 ein Drucksensor 8 zum Erfassen des in der Steuerdruckleitung 4 herrschenden Drucks angeordnet. Hierbei werden die Signale des Drucksensors 8 über eine Steuerleitung 11 an die elektronische Steuerung 3 geleitet und dort ausgewertet, derart, dass in der Steuerdruckleitung 4 über die Betätigung des Druckregelventils 1 der ge¬ wünschte Druck einstellbar ist.
Die Schaltventile 5, 6 sind mit Zuleitungen 12 bzw. 13 mit der Zylinder- Kolben-Anordnung 14 verbunden, so dass durch Betätigen der Schaltventile 5, 6 durch die elektronische Steuerung 3 der Kolben 15 in die gewünschte Rich¬ tung axial verschiebbar ist, um die mit dem Kolben verbundene Schaltwelle 16 bzw. Schaltgabel 19 zum Zweck einer Schaltung axial zu bewegen.
Gemäß der Erfindung ist der Betätigungsdruck der Zylinder-Kolben- Anordnung 14 von der vom Fahrer am Schalthebel ausgeübten Kraft F_Schalt abhängig. Zu diesem Zweck ist im Kraftfluss der Handschaltteile, vorzugsweise am Schalthebel 18, ein Kraftsensor 17 vorgesehen, dessen Signale über eine Steuerleitung 20 an die elektronische Steuerung 3 weitergeleitet werden, wobei nach der in der elektronischen Steuerung 3 erfolgten Auswertung der Signale des Kraftsensors 17, das Druckregel venti 1 1 derart zum Einstellen des Steuer¬ drucks in der Steuerdruckleitung 4 gesteuert wird, dass der Steuerdruck und somit der Druck bei der Betätigung der Zylinder-Kolben-Anordnung 14 zum Verschieben der Schaltwelle 16 bzw. der Schaltgabel 19 dem Fahrerwunsch entspricht bzw. zur vom Fahrer am Schalthebel ausgeübten Kraft proportional ist oder gemäß einer in der elektronischen Steuerung abgelegten Kennlinie eingestellt wird.
In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltunterstützungseinrichtung dargestellt. Der Unterschied zur Ausführungs¬ form nach Fig. 1 besteht darin, dass zwei Druckregelventile 21 bzw. 22 sowie zwei zwischen den Druckregelventilen 21 , 22 und der Zylinder-Kolben-Anord¬ nung 14 angeordnete Drucksensoren 23 bzw. 24 vorgesehen sind, wobei die Schaltventile entfallen, da die Betätigung der Zylinder-Kolben-Anordnung 14 direkt über die Druckregelventile 21 bzw. 22 erfolgt, die in diesem Fall auch als Schaltventile dienen. Hierbei sind die Druckregelventile 21 , 22 sowie die Drucksensoren 23, 24 über Steuerleitungen 25, 26, 27 bzw. 28 mit der elektro¬ nischen Steuerung 3 verbunden.
Selbstverständlich fällt auch jede konstruktive Ausbildung, insbesondere jede räumliche Anordnung der Komponenten der erfindungsgemäßen Schalt- unterstützungseinrichtung an sich sowie zueinander und soweit technisch sinn¬ voll, unter den Schutzumfang der vorliegenden Ansprüche, ohne die Funktion der Schaltunterstützungseinrichtung, wie sie in den Ansprüchen angegeben ist, zu beeinflussen, auch wenn diese Ausbildungen nicht explizit in den Figuren oder in der Beschreibung dargestellt sind.
Bezuαszeichen
1 Druckregelventil
2 Steuerleitung
3 elektronische Steuerung
4 Steuerdruckleitung
5 Schaltventil
6 Schaltventil
7 Hauptdruckleitung
8 Drucksensor
9 Steuerleitung
10 Steuerleitung
11 Steuerleitung
12 Zuleitung
13 Zuleitung
14 Zylinder-Kolben-Anordnung
15 Kolben
16 Schaltwelle
17 Kraftsensor
18 Schalthebel
19 Schaltgabel
20 Steuerleitung
21 Druckregelventil
22 Druckregelventil
23 Drucksensor
24 Drucksensor
25 Steuerleitung
26 Steuerleitung
27 Steuerleitung
28 Steuerleitung

Claims

Patentansprüche
1. Schaltunterstützungseinrichtung für ein manuell schaltbares Hand- schaltgetriebe, über die zur Schaltunterstützung die Schaltwelle bzw. eine Schaltgabel der Schalteinrichtung des Getriebes axial bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltwelle bzw. eine Schaltgabel der Schalteinrichtung des Getriebes zum Schalten des gewählten Ganges in Ab¬ hängigkeit von der vom Fahrer am Schalthebel ausgeübten Kraft axial beweg¬ bar ist.
2. Schaltunterstützungseinrichtung für ein manuell schaltbares Hand¬ schaltgetriebe nach Anspruch 1 , umfassend eine über Ventile betätigbare Zy¬ linder-Kolben-Anordnung, welche mit der Schaltwelle bzw. einer Schaltgabel zu deren axialen Bewegung in Wirkverbindung steht, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die Zylinder-Kolben-Anordnung (14) in Abhängigkeit von der vom Fahrer am Schalthebel (18) ausgeübten Kraft die Schaltwelle (16) bzw. die Schaltgabel (19) zum Schalten des gewählten Ganges axial bewegt, wobei der Betätigungsdruck der Zylinder-Kolben-Anordnung (14) von der vom Fahrer am Schalthebel (18) ausgeübten Kraft abhängig ist.
3. Schaltunterstützungseinrichtung für ein manuell schaltbares Hand¬ schaltgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Kraftfluss der Handschaltteile des Getriebes ein Kraftsensor (19) vorgesehen ist, dessen Signale von einer elektronischen Steuerung (3) ausgewertet wer¬ den, um anschließend die Betätigung der Zylinder-Kolben-Anordnung (14) in Abhängigkeit von der vom Fahrer am Schalthebel (18) ausgeübten Kraft zu steuern.
4. Schaltunterstützungseinrichtung für ein manuell schaltbares Hand- schaltgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Druckregelventil (1) umfasst, das über eine Steuerdruckleitung (4) mit zwei über Steuerleitungen (9) bzw. (10) mit der elektronischen Steuerung (3) ver¬ bundenen Schaltventilen (5) bzw. (6) verbunden ist, wobei durch das Druckre¬ gelventil (1) eine Verbindung zwischen einer mit einem Druckspeicher verbun¬ denen Hauptdruckleitung (7) und der Steuerdruckleitung (4) hergestellt oder unterbrochen werden kann und hinter dem Druckregelventil (1) in der Steuer¬ druckleitung (4) ein Drucksensor (8) zum Erfassen des in der Steuerdrucklei¬ tung (4) herrschenden Drucks angeordnet ist, dessen Signale über eine Steu¬ erleitung (11) an die elektronische Steuerung (3) geleitet und dort ausgewertet werden, derart, dass in der Steuerdruckleitung (4) über die Betätigung des Druckregel ventils (1) mittels einer Steuerleitung (9) der gewünschte Druck einstellbar ist und wobei die Schaltventile (5, 6) über Zuleitungen (12) bzw. (13) mit der Zylinder-Kolben-Anordnung (14) verbunden sind, so dass durch Betätigen der Schaltventile (5, 6) durch die elektronische Steuerung (3) der Kolben (15) der Zylinder-Kolben-Anordnung (14) in die gewünschte Rich¬ tung axial verschiebbar ist.
5. Schaltunterstützungseinrichtung für ein manuell schaltbares Hand¬ schaltgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltventile (5, 6) als Magnetventile ausgebildet sind.
6. Schaltunterstützungseinrichtung für ein manuell schaltbares Hand¬ schaltgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei Druckregelventile (21) bzw. (22) sowie zwei zwischen den Druckregelven¬ tilen (21, 22) und der Zylinder-Kolben-Anordnung (14) angeordnete Drucksen¬ soren (23) bzw. (24) umfasst, wobei die Betätigung der Zylinder-Kolben-Anord¬ nung (14) direkt über die Druckregel venti Ie (21) bzw. (22) erfolgt und wobei die Druckregel ventile (21 , 22) und die Drucksensoren (23, 24) über Steuerleitun¬ gen (25, 26, 27, 28) mit der elektronischen Steuerung (3) verbunden sind.
7. Schaltunterstützungseinrichtung für ein manuell schaltbares Hand¬ schaltgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Druckregelventile (1,21, 22) als gepulste elektromagnetische Ventile ausgebildet sind.
8. Schaltunterstützungseinrichtung für ein manuell schaltbares Hand¬ schaltgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass der Betätigungsdruck der Zylinder-Kolben-Anord¬ nung (14) zu der vom Fahrer am Schalthebel (18) ausgeübten Kraft proportio¬ nal ist oder gemäß einer in der elektronischen Steuerung abgelegten Kennlinie einstellbar ist.
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