WO2006089328A1 - Gangschaltautomat für getriebe - Google Patents

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    • F16H2061/0071—Robots or simulators for testing control functions in automatic transmission

Definitions

  • the invention relates to a gearshift for transmission, preferably for motor vehicles, with a holding device for a shift lever of the transmission, which holding device is connected to an adjustable in two orthogonal axes actuator system, wherein the shift lever in the holding device in its longitudinal axis and not in the plane of the orthogonal Axes parallel directions is slidably held, and a control electronics.
  • gear shifters have been designed for mechanical gear shifts, which move the gearshift of the vehicle according to the selector and shift gate by means of at least two drives.
  • devices are used which connect the shift lever via a holding device with an actuator system, for example two stepper motors or working cylinders, which actuator system is advantageously aligned in two orthogonal axes.
  • a gearshift machine described in the introduction is characterized in that the holding device comprises means for essentially backlash-free fixing. tion of the shift lever parallel to the plane of the two orthogonal axes.
  • the shift lever is guided through a bore of a ball in the holding device, which ball is rotatably mounted in a displaceable substantially parallel to the plane of the two orthogonal axes disc, which disc with a defined, substantially the same game in all Directions in the plane of the two orthogonal axes slidably mounted in the holding device and at least temporarily fixable by at least one fixing at least temporarily substantially in any direction, a simple coupling of the gearshift to the shift lever can be achieved.
  • the holding device simply always travels in the plane of the two orthogonal axes, in contrast to devices with fixed coupling points on the shift lever, which have to compensate for the circular segment-shaped path of this coupling point.
  • the greatest possible accuracy is given by all around substantially backlash-free fixation of the shift lever relative to the actuator system, while the shift lever is otherwise essentially decoupled from the actuators and thus free of forces
  • the holding action according to a further feature of the invention can be achieved in that at least two, preferably three distributed around the circumference of the disc retaining cam are provided which are rotatably mounted and in a rotational position with the disc in abutment.
  • the retaining cams are coupled via a peripheral connecting element, on which connecting element engages a drive.
  • the gearshift mechanism described above also characterized in that the means for substantially backlash-free fixation of the shift lever of the control electronics active at least during each shift of the holding device and during the resting phases of the holding device are not active. In the phases between the switching operations of the lever is then essentially free of forces.
  • FIG. 1 shows a partial side view of a gearshift according to the invention with a longitudinal section through the holding device
  • Fig. 2 is a plan view of an embodiment of a holding device according to the invention.
  • the gearshift machine for transmissions preferably for motor vehicles, shown in FIG. 1 in a partial side view is mainly intended for use on transmission test stands.
  • this shift lever 2 is coupled to a substantially arbitrary actuator system 3, which can move the holding device 1 in two orthogonal axes (in Fig. 1 parallel or perpendicular to the plane).
  • the holding device 1 has a ball 4 with a bore 4a, through which bore 4a the shift lever 2 is guided and freely displaceable therein in its longitudinal direction, so that each point of the shift lever 2 can pass through its circular segment-shaped path unhindered during the switching operation, without that the holding device 1 or a part thereof must deflect out of the plane of the orthogonal axes.
  • the ball 4 in turn is rotatably held in a disc 5 of the holding device 1, which disc 5 with defined, substantially the same game in all directions in the plane of the two orthogonal axes slidably mounted in a receptacle 6 of an arm 7 of the holding device 1, perpendicular thereto but kept as free of play as possible.
  • the holding device 1 as a fixing device comprises three rotatable eccentric cams 8, preferably distributed at equal angular intervals around the disc 5, which remain in the position shown in Fig. 2 outside the receptacle 6, so that the disc 5 with the ball 4 within this receptacle 6 with the given by the radius difference of the disc 5 and the receptacle 6 game remains displaceable.
  • This position of the cam 8 is provided, controlled by the control electronics of the gear shift, for the time between the switching operations.
  • the cam 8 can be rotated about the eccentric axes after activation by the control electronics so that they come with the disc 5 into abutment and thus immovable on all sides in the recording. 6 fix.
  • the waves of the retaining cams 8 via a circumferential connecting element 9, for example, a belt, timing belt od.
  • a single drive 10 acts together for all retaining cam 8.

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Abstract

Ein Gangschaltautomat für Getriebe, vorzugsweise für Kraftfahrzeuge, ist mit einer Haltevorrichtung (1) für einen Schalthebel (2) des Getriebes versehen, welche Haltevorrichtung mit einem in zwei orthogonalen Achsen verstellbaren Aktuatorsystem (3) verbunden ist, wobei der Schalthebel (2) in der Haltevorrichtung (1) in seiner Längsachse und in nicht zur Ebene der orthogonalen Achsen parallelen Richtungen verschiebbar gehalten ist, sowie einer Steuerelektronik. Um diesen Gangschaltautomaten derart zu verbessern, daß er einfach je nach den Platzverhältnissen am Prüfstand und/oder im Fahrzeug montiert werden kann und dennoch exakte Schaltvorgänge und einen kräftefreien Schalthebel zwischen den Schaltvorgängen gewährleistet, weist die Haltevorrichtung (1) Mittel (4, 5, 8 - 10) zur im wesentlichen spielfreien Fixierung des Schalthebels (2) parallel zur Ebene der zwei orthogonalen Achsen auf.

Description

Gangschaltautomat für Getriebe
Die Erfindung betrifft einen Gangschaltautomaten für Getriebe, vorzugsweise für Kraftfahrzeuge, mit einer Haltevorrichtung für einen Schalthebel des Getriebes, welche Haltevorrichtung mit einem in zwei orthogonalen Achsen verstellbaren Aktuatorsystem verbunden ist, wobei der Schalthebel in der Haltevorrichtung in seiner Längsachse und in nicht zur Ebene der orthogonalen Achsen parallelen Richtungen verschiebbar gehalten ist, sowie einer Steuerelektronik.
Ebenso wie einzelne Komponenten von Fahrzeugen werden auf Prüfständen auch komplette Fahrzeuge getestet und durchlaufen dabei vorgegebene Fahrzyklen. Dabei werden die Steuerung, Gas und Bremsen, sowie Kupplung und Gangschaltung in möglichst realistischer Weise durch programmierbare Betätigungseinrichtungen betätigt, um die Bedienung des Fahrzeuges durch einen menschlichen Fahrer zu simulieren. Für mechanische Gangschaltungen sind dafür Gangschaltautomaten entworfen worden, die mittels zumindest zweier Antriebe die Gangschaltung des Fahrzeuges entsprechend der Wähl- und Schaltgasse bewegen. Vorzugsweise kommen dabei Vorrichtungen zum Einsatz, die den Schalthebel über eine Haltevorrichtung mit einem Aktuatorensystem, beispielsweise zwei Schrittmotoren oder Arbeitszylindern, verbinden, welches Aktuatorensystem vorteilhafterweise in zwei orthogonalen Achsen ausgerichtet ist.
Nachteilig dabei ist jedoch, daß dafür oftmals der relativ schwere und voluminöse Gangschaltautomat mit seinen orthogonalen Achsen genau in Richtung der Wählgasse bzw. der Schaltgasse des Getriebes ausgerichtet werden muß, was bei den Platzverhältnissen im Fahrzeug Probleme schafft. Ein weiteres Problem ist das sichere Halten des Schalthebels während der Schaltvorgänge, um einen exakten Schaltweg zu gewährleisten, während sonst der Schalthebel möglichst frei von äußeren Kräften bleiben soll. Bei bekannten Vorrichtungen wurde dies oftmals so gelöst, daß in Richtung der Wähl- bzw. Schaltgasse die Haltevorrichtung dauerhaft großes Spiel aufweist, während zwischen diesen Achseh das Spiel sehr gering ist und auch nach Beendigung des Schaltvorganges bleibt. Damit leidet aber die Exaktheit in Richtung der Schaltbewegung, während in den Zwischenrichtungen eine im Prinzip unerwünschte Klemmung des Schalthebels verbleibt.
Es war daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Gangschaltautomaten derart zu verbessern, daß er einfach je nach den Platzverhältnissen am Prüfstand und/oder im Fahrzeug montiert werden kann und dennoch exakte Schaltvorgänge und einen kräftefreien Schalthebel zwischen den Schaltvorgängen gewährleistet.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein eingangs beschriebener Gangschaltautomat dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung Mittel zur im wesentlichen spielfreien Fixie- rung des Schalthebels parallel zur Ebene der zwei orthogonalen Achsen aufweist. Damit kann in jeder beliebigen Ausrichtung des Gangschaltautomaten, auch schräg zu Schalt- und/oder Wählgasse des Getriebes, während des Schaltvorganges der Schalthebel in jeder Richtung exakt geführt und damit die Exaktheit des Schaltvorganges gewährleistet werden.
Wenn gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung der Schalthebel durch eine Bohrung einer Kugel in der Haltevorrichtung geführt ist, welche Kugel in einer im wesentlichen parallel zur Ebene der zwei orthogonalen Achsen verschiebbaren Scheibe drehbar gelagert ist, welche Scheibe mit definiertem, im wesentlichen gleichen Spiel in allen Richtungen in der Ebene der zwei orthogonalen Achsen in der Haltvorrichtung verschiebbar gelagert und durch zumindest eine Fixiereinrichtung zumindest zeitweise im wesentlichen in jeder Richtung spielfrei fixierbar ist, kann eine einfache Ankopplung des Gangschaltautomaten an den Schalthebel erzielt werden. Die Haltevorrichtung verfährt dabei einfach immer in der Ebene der zwei orthogonalen Achsen, im Gegensatz zu Vorrichtungen mit festen Ankopp- lungspunkten am Schalthebel, welche die kreissegmentförmige Bahn dieses Ankopplungs- punktes kompensieren müssen. Während der Schaltbewegung ist die größtmögliche Exaktheit durch rundum im wesentlichen spielfreie Fixierung des Schalthebels gegenüber dem Aktuatorensystem gegeben, während der Schalthebel sonst im wesentlichen von den Aktua- toren entkoppelt und damit kräftefrei ist
In einfacher und sehr effektiver Weise kann die Haltewirkung gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung dadurch erzielt werden, daß zumindest zwei, vorzugsweise drei um den Umfang der Scheibe verteilte Haltenocken vorgesehen sind, die verdrehbar angebracht sind und in einer Drehstellung mit der Scheibe in Anschlag sind.
Vorteilhafterweise ist zur Vereinfachung der Haltevorrichtung vorgesehen, daß die Haltenocken über ein umlaufendes Verbindungselement gekoppelt sind, an welchem Verbindungselement ein Antrieb angreift.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist, um die Exaktheit der Schaltvorgänge zu gewährleisten, der eingangs beschriebene Gangschaltautomat auch dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur im wesentlichen spielfreien Fixierung des Schalthebels von der Steuerelektronik zumindest während jeder Verschiebung der Haltevorrichtung aktiv und während der Ruhephasen der Haltevorrichtung nicht aktiv sind. In den Phasen zwischen den Schaltvorgängen ist der Schalthebel dann im wesentlichen kräftefrei.
In der nachfolgenden Beschreibung soll die Erfindung anhand eines konkreten Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigt die Fig. 1 eine teilweise Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Gangschaltautomaten mit Längsschnitt durch die Haltevorrichtung, und Fig. 2 ist eine Draufsicht auf eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Haltevorrichtung.
Der in Fig. 1 in teilweiser Seitenansicht dargestellte Gangschaltautomat für Getriebe, vorzugsweise für Kraftfahrzeuge, ist hauptsächlich zur Anwendung an Getriebeprüfständen vorgesehen. Mit einer Haltevorrichtung 1 für einen Schalthebel 2 des Getriebes wird dieser Schalthebel 2 an ein im wesentlichen beliebiges Aktuatorensystem 3 angekoppelt, welches die Haltevorrichtung 1 in zwei orthogonalen Achsen (in Fig. 1 parallel bzw. senkrecht auf die Zeichenebene) verfahren kann.
Die Haltevorrichtung 1 weist eine Kugel 4 mit einer Bohrung 4a auf, durch welche Bohrung 4a der Schalthebel 2 geführt und darin in seiner Längsrichtung frei verschiebbar ist, so daß jeder Punkt des Schalthebels 2 während des Schaltvorganges seine kreissegmentför- mige Bahn ungehindert durchlaufen kann, ohne daß die Haltevorrichtung 1 oder ein Teil davon aus der Ebene der orthogonalen Achsen auslenken muß. Die Kugel 4 ihrerseits ist drehbar in einer Scheibe 5 der Haltevorrichtung 1 gehalten, welche Scheibe 5 mit definiertem, im wesentlichen gleichen Spiel in allen Richtungen in der Ebene der zwei orthogonalen Achsen in einer Aufnahme 6 eines Armes 7 der Haltvorrichtung 1 verschiebbar gelagert, senkrecht dazu aber möglichst spielfrei gehalten.
Wie besser in Fig. 2 erkennbar ist, welche eine Ansicht von senkrecht zur Ebene der beiden orthogonalen Achsen des Aktuatorsystems 3 ist, weist die Haltevorrichtung 1 als Fixiereinrichtung drei drehbare, exzentrische Nocken 8 auf, vorzugsweise in gleichen Winkelabständen um die Scheibe 5 verteilt, welche in der in Fig. 2 dargestellten Position außerhalb der Aufnahme 6 verbleiben, so daß die Scheibe 5 mit der Kugel 4 innerhalb dieser Aufnahme 6 mit dem durch die Radiusdifferenz der Scheibe 5 und der Aufnahme 6 gegebenen Spiel verschiebbar bleibt. Diese Stellung der Nocken 8 ist, gesteuert von der Steuerelektronik des Gangschaltautomaten, für die Zeit zwischen den Schaltvorgängen vorgesehen.
Um nun die gewünschte Haltewirkung mit geringstmöglichem Spiel für die eigentlichen Schaltvorgänge zu erzielen, können nach Aktivierung durch die Steuerelektronik die Nocken 8 um die exzentrischen Achsen derart verdreht werden, daß sie mit der Scheibe 5 in Anschlag kommen und diese somit allseits unverrückbar in der Aufnahme 6 fixieren. Vorteilhafterweise sind die Wellen der Haltenocken 8 über ein umlaufendes Verbindungselement 9, beispielsweise einen Riemen, Zahnriemen od. dgl., gekoppelt an welchem Verbindungselement 9 ein einzelner Antrieb 10 gemeinsam für allen Haltenocken 8 angreift.
A n s p r ü c h e :

Claims

Ansprüche:
1. Gangschaltautomat für Getriebe, vorzugsweise für Kraftfahrzeuge, mit einer Haltevorrichtung für einen Schalthebel des Getriebes, welche Haltevorrichtung mit einem in zwei orthogonalen Achsen verstellbaren Aktuatorsystem verbunden ist, wobei der Schalthebel in der Haltevorrichtung in seiner Längsachse und in nicht zur Ebene der orthogonalen Achsen parallelen Richtungen verschiebbar gehalten ist, sowie einer Steuerelektronik, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (1) Mittel (4, 5, 8 - 10) zur im wesentlichen spielfreien Fixierung des Schalthebels (2) parallel zur Ebene der zwei orthogonalen Achsen aufweist.
2. Gangschaltautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalthebel (2) durch eine Bohrung (4a) einer Kugel (4) in der Haltevorrichtung (1) geführt ist, welche Kugel (4) in einer im wesentlichen parallel zur Ebene der zwei orthogonalen Achsen verschiebbaren Scheibe (5) drehbar gelagert ist, welche Scheibe (5) mit definiertem, im wesentlichen gleichen Spiel in allen Richtungen in der Ebene der zwei orthogonalen Achsen in der Haltvorrichtung (1) verschiebbar gelagert und durch zumindest eine Fixiereinrichtung (8 - 10) zumindest zeitweise im wesentlichen in jeder Richtung spielfrei fixierbar ist
3. Gangschaltautomat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei, vorzugsweise drei um den Umfang der Scheibe (5) verteilte Haltenocken (8) vorgesehen sind, die verdrehbar angebracht sind und in einer Drehstellung mit der Scheibe (5) in Anschlag sind.
4. Gangschaltautomat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltenocken (8) über ein umlaufendes Verbindungselement (9) gekoppelt sind, an welchem Verbindungselement (9) ein Antrieb (10) angreift.
5. Gangschaltautomat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur im wesentlichen spielfreien Fixierung des Schalthebels (2) von der Steuerelektronik zumindest während jeder Verschiebung der Haltevorrichtung (1) aktiv und während der Ruhephasen der Haltevorrichtung (1) nicht aktiv sind.
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