DE3141271A1

DE3141271A1 - Speed of travel-related switching device for preventing inadmissible changing down in a motor vehicle transmission

Info

Publication number: DE3141271A1
Application number: DE19813141271
Authority: DE
Inventors: Gerold 7994 Langenargen Bieber; Franz 7993 Kressbronn Boss; Peter 7990 Friedrichshafen Fischer; Alfred 7990 Friedrichshafen Magg
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1981-10-17
Filing date: 1981-10-17
Publication date: 1983-05-05
Also published as: DE3141271C2

Abstract

Speed of travel-related switching device in a motor vehicle transmission which contains a safeguard to prevent or at least essentially impede over-revving of the engine when changing down at too high a speed. A plunger (3), which is pressed by spring force into a control shaft (1) producing changing of the gears, is also acted upon by a piston (5) of a pressure cylinder (6) when the pressure, varying as a function of the speed of rotation of the output shaft (12), exceeds a predetermined value and thereby opens a directional control valve (7), as a result of which a pressure medium flows to the pressure cylinder (6) and the piston (5) is pressed with essentially greater force against the plunger (3). <IMAGE>

Description

Ein Kraftfahrzeuggetriebe mit Doppel-H-Schaltung mit einer Vorrichtung zur Verhinderung von Pehlschaltunqen bei der Gruppenulnschaltullg ist durch die DE-AS 26 55 263 bekannt. Es sind darin nicht näher beschriebene Rastmittel angeführt, die die jeweilige Bereichs gruppe fixieren. Eine Sicherung oder zumindest eine wesentliche Erschwerung dagegen, daß beim Zurückschalten bei zu hoher Fahrgeschwindigkeit der Motor überdreht wird, ist hier nicht vorgesehen. A motor vehicle transmission with double H shifting with a device in order to prevent fault switching in the case of group switching is through the DE-AS 26 55 263 known. There are not described locking means listed therein, which fix the respective area group. A backup, or at least a substantial one Difficulty, however, that when downshifting at too high a driving speed Motor is over-revved, is not provided here.

In der US-PS 20 43 783 ist eine fahrgeschwindigkeitsabhängige Sperrvorrichtung für Kraftfahrzeuggetriebe beschrieben. Oberhalb einer bestimmten Geschwindigkeit betätigt hier ein am Abtrieb befestigter Fliehkraftregler über mehrere Hebel eine Sperrstange, die zwischen zwei auf einer Schaltschiene befestigte Anschläge führt und so verhindert, daß beispielsweise über mehr als eine Gasse oder Stufe zurückgeschaltet werden kann. Diese Vorrichtung beinhaltet viele Einzelteile und ist dadurch sehr aufwendig. Es handelt sich hier um eine Sperre und es besteht keine Möglichkeit einer sogenannten Notschaltung. In US-PS 20 43 783 is a speed-dependent locking device described for motor vehicle transmissions. Above a certain speed Here, a centrifugal governor attached to the output operates a number of levers Locking rod that leads between two stops attached to a shift rail and thus prevents, for example, switching back over more than one alley or step can be. This device contains many individual parts and is therefore very laborious. This is a lock and there is no way a so-called emergency circuit.

Eine weitere fahrgeschwindigkeitsabhängige Sperre in einem Kraftfahrzeuggetriebe ist aus der DE-PS 19 46 496 bekannt. Dort wird nicht mit dem Handschalthebel, sondern mit einem separaten Hebel die Bereichs gruppe über ein Vorsteuerventil umgeschaltet. Another speed-dependent lock in a motor vehicle transmission is known from DE-PS 19 46 496. There is not the manual shift lever, but the area group is switched over with a separate lever via a pilot valve.

Bei dieser Schaltung kann der Bediener nicht erkennen, ob die Bereichsgruppe umgeschaltet wurde oder nicht und es ist keine Notschaltung möglich, wenn z. B. die Bremsen versagen.With this circuit, the operator cannot see whether the area group was switched or not and there is no emergency switching possible if z. B. the brakes fail.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltvorrichtung zur Erschwerung unzulässiger Rückschaltungen in Kraftfahrzeuggetrieben zu schaffen, die in Notsituationen ein Zurückschalten unter erhöhtem Kraftaufwand erlaubt. The object of the invention is to provide a switching device for aggravation to create impermissible downshifts in motor vehicle transmissions in emergency situations a downshift is allowed with increased effort.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst. This task is carried out by the characterizing part of the claim 1 listed features solved.

Die Erfindung geht aus von bekannten Vorrichtungen in Kraftfahrzeuggetrieben, bei denen beim Zurückschalten ein auf eine Schaltwelle wirkender Widerstand überwunden werden muß Durch Hinzufügung eines Druckzylinders, dessen Kolben zusätzlich auf den vorgenannten Widerstand drückt, wenn der von der Drehzahl der Abtriebswelle abhängige Steuerdruck ein bestimmtes Maß überschreitet, wird das Rückschalten wesentlich erschwert. Der Widerstand, der aus einem unter Federdruck stehenden Stößel besteht, ist so ausgelegt, daß auch, wenn dieser zusätzlich vom Kolben beaufschlagt wird, mit wesentlich erhöhtem Kraftaufwand noch ein Federweg überwunden und zurückgeschaltet werden kann Eine Vereinfachung wird durch eine bauliche Einheit von Druckzylinder und mechanischem Widerstand erreicht. The invention is based on known devices in motor vehicle transmissions, in which a resistance acting on a shift shaft is overcome when shifting down By adding a pressure cylinder, the piston of which is additionally on the aforementioned resistance presses when the speed of the output shaft dependent control pressure exceeds a certain level, the downshift becomes essential difficult. The resistance, which consists of a spring-loaded plunger, is designed in such a way that even if this is additionally acted upon by the piston, With significantly increased effort, a spring travel was overcome and switched back A simplification is made by a structural unit of pressure cylinder and mechanical resistance achieved.

Der von der Fahrgeschwindigkeit abhängige Steuerdruck zur Umschaltung des Wegeventils wird in kostengünstiger Weise durch ein auf der Abtriebswelle sitzendes Schaufel-Rad, das Flüssigkeit über ein Pitot-Rohr und eine Leitung zum Wegeventil fördert bis der Druck so hoch wird, daß das Wegeventil auf Durchfluß schaltet und so Druckluft die Schaltvorrichtung beaufschlagt Zur Verbesserung der Schaltsicherheit kann der Steuerdruck einem hydraulischen Druckschalter zugeführt werden, der ein Elektromagnetventil von der Sperr- in die Durchflußstellung schaltet Eine Weiterbildung der Erfindung sieht einen elektronischen Impulsgenerator vor, der drehzahlabhängig auf eine elektronische Schaltstufe arbeitet, die ein elektromagnetisch betätigbares Wegeventil umschaltet. The control pressure for switching, depending on the driving speed of the directional valve is inexpensive by a seated on the output shaft Shovel wheel, the liquid through a pitot tube and a line to the directional control valve promotes until the pressure is so high that the directional control valve switches to flow and so compressed air is applied to the switching device to improve switching reliability the control pressure can be fed to a hydraulic pressure switch, which is a Electromagnetic valve switches from the blocking position to the flow position the invention provides an electronic pulse generator, the speed dependent works on an electronic switching stage, which is an electromagnetically actuated Directional valve switches.

Die elektronische Schaltstufe hat noch den weiteren Vorteil, daß sie mit geringen Mitteln so ausgelegt werden kann, daß eine Umschaltung bei mehreren Drehzahlen, d h entsprechend bei mehreren Impulsfrequenzen, erfolgen kann, da es hierbei nicht auf die Höhe des Druckes ankommt, sondern darauf, daß bei einer oder auch mehreren Impuls frequenzen, die der Abtriebswelle entnommen werden, jeweils ein Schaltimpuls von der Schaltstufe auf die Wicklung des elektromagnetischen Wegeventils gegeben wird und dadurch nur ein Wegeventil erforderlich ist.The electronic switching stage has the further advantage that it can be designed with limited resources so that a switchover with several Rotational speeds, that is to say correspondingly at several pulse frequencies, can take place because it here it does not depend on the amount of pressure, but on the fact that with one or also several pulse frequencies that are taken from the output shaft, respectively a switching pulse from the switching stage to the winding of the electromagnetic directional control valve is given and therefore only one directional control valve is required.

Der Kolben des Druckzylinders kann auch so ausgelegt werden, daß der durch das Druckmittel betätigte Kolben den gesamten Federweg der Druckfeder überwindet und direkt auf den Stößel drückt. The piston of the pressure cylinder can also be designed so that the piston actuated by the pressure medium covers the entire travel of the compression spring overcomes and presses directly on the plunger.

Dadurch, daß die Druckfeder nicht mehr auf den Stößel wirkt und damit aussschließlich die vom Druckmittel auf den Kolben wirkende Kraft, wird das Bewegen der Schaltwelle über eine Stufe so schwer, daß dies praktisch einer Sperre gleicht.Because the compression spring no longer acts on the plunger and thus it is only the force acting on the piston by the pressure medium that causes the movement the shift shaft over a step so difficult that it is practically like a lock.

Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel mittels Zeichnungen erläutert, und zwar zeigen Fig. 1 schematisch die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung für Bereichsgruppengetriebe, Fig. 2 ein Geschwindigkeits-Druck-Diagramm, bezogen auf den Gegenstand der Fig. 1, Fig. 3 schematisch die erfindungsgemäße Vorrichtung mit hydraulischem Druckschalter und elektromagnetisch betätigbarem Wegeventil und Fig. 4 schematisch die erfindungsmäße Vorrichtung mit elektronischem Impulsgenerator und elektronischer Schaltstufe. The invention is illustrated below using an exemplary embodiment Drawings explained, namely Fig. 1 schematically shows the switching device according to the invention for range group transmission, Fig. 2 is a speed-pressure diagram, based on the subject of Fig. 1, Fig. 3 schematically the device according to the invention with hydraulic pressure switch and solenoid operated directional valve and 4 schematically shows the device according to the invention with an electronic pulse generator and electronic switching stage.

In Fig. 1 ist eine Schaltwelle 1 eines Kraftfahrzeuggetriebes dargestellt, die von einem nicht gezeichneten Handschalthebel in Richtung eines Pfeiles 2 bewegt werden kann. Ein Stößel 3 wird von einer Druckfeder 4 gegen die Schaltwelle 1 gedrückt. Die Druckfeder 4 liegt auf ihrer Gegenseite an einem Kolben 5 eines Druckzylinders 6 an. Der Weg des Kolbens 5 wird durch einen ringförmigen Anschlag 26 begrenzt. Ein Wegeventil 7 mit Federrückhub, im Ausführungsbeispiel ein 3/2-Wegeventil, steht über eine Leitung 8 mit dem Druckzylinder 6 und über eine weitere Leitung 9 mit einer Druckquelle 10, im dargestellten Beispiel Luftdruck, in Verbindung. Der zum Umschalten des Wegeventils 7 erforderliche Steuerdruck wird von einem in Flüssigkeit laufenden Rad 11 erzeugt, an dessen Umfang Schaufeln angebracht sind und das auf einer Abtriebswelle 12 des oben genannten Getriebes sitzt. Das Rad 11 fördert mit seinen umlaufenden Schaufeln Flüssigkeit über ein zur Strömungsrichtung der Flüssigkeit offenes Rohr 13, auch Pitot-Rohr genannt, und eine daran anschließende Leitung 14 zu einem Steueranschluß 15 des Wegeventils 7. In Fig. 1, a shift shaft 1 of a motor vehicle transmission is shown, which is moved in the direction of arrow 2 by a manual shift lever (not shown) can be. A plunger 3 is pressed against the selector shaft 1 by a compression spring 4. The compression spring 4 lies on its opposite side on a piston 5 of a pressure cylinder 6 at. The path of the piston 5 is through an annular attack 26 limited. A directional valve 7 with spring return stroke, in the exemplary embodiment a 3/2-way valve, stands via a line 8 to the printing cylinder 6 and via another line 9 with a pressure source 10, in the example shown air pressure, in connection. The control pressure required to switch the directional control valve 7 is controlled by an in Generates liquid running wheel 11, on the circumference of which blades are attached and that sits on an output shaft 12 of the above-mentioned transmission. The wheel 11 conveys liquid with its rotating blades towards the direction of flow the liquid open tube 13, also called pitot tube, and a subsequent one Line 14 to a control connection 15 of the directional valve 7.

In Fig. 2 ist anhand eines Diagrammes dargestellt, in welchem Maße der Steuerdruck p in der Leitung 14 bei steigender Drehzahl n zunimmt. Fig. 2 enthält Zahlenwerte aus dem praktischen Betrieb eines Bereichsgruppengetriebes. Danach kann also nur bis zu einer Drehzahl der Abtriebswelle 12 von 650 1/min ohne Erschwerung von der oberen (5. bis 8. Gang) in die untere Bereichsgruppe (1. bis 4. Gang) geschaltet werden, da bei höherer Drehzahl der Steuerdruck über 0,5 bar ansteigt, das Wegeventil 7 auf Durchfluß umschaltet und damit, wie weiter unten genauer beschrieben, der Stößel 3 mit einer wesentlich höheren Zusatzkraft eines Druckmittels gegen die Schaltwelle 1 gedrückt wird.In Fig. 2 is shown on the basis of a diagram to what extent the control pressure p in the line 14 increases with increasing speed n. Fig. 2 contains Numerical values from the practical operation of a range group transmission. After that you can so only up to a speed of the output shaft 12 of 650 1 / min without difficulty shifted from the upper (5th to 8th gear) to the lower range group (1st to 4th gear) because the control pressure rises above 0.5 bar at higher speeds, the directional control valve 7 switches to flow and thus, as described in more detail below, the Plunger 3 with a much higher additional force of a pressure medium against the control shaft 1 is pressed.

Im folgenden wird die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben. Beim Rückschalten von der oberen in die untere Bereichsgruppe wird bei einer Doppel-H-Schaltung über einen nicht gezeichneten Handschalthebel die Schaltwelle 1 in Richtung des Pfeiles 2 bis in die strichpunktiert dargestellte Lage bewegt. The function of the device according to the invention is described below described. When switching back from the upper to the lower area group, in the case of a double-H shift via a manual shift lever (not shown), the shift shaft 1 moved in the direction of arrow 2 to the position shown in phantom.

Dabei ist ein Widerstand zu überwinden, der im Ausführungsbeispiel aus dem Stößel 3, der Druckfeder 4 und einer Stufe 16 auf der Schaltwelle 1 besteht. Im Schaltzustand gemäß Fig. 1, d. h. bei einer Antriebsdrehzahl von bis zu 650 1/min, läßt sich die Schaltwelle 1 relativ leicht in Richtung des Pfeiles 2 schieben, da der Stößel 3 nur gegen den Druck der unbelasteten Druckfeder 4 auf die Stufe 16 der Schaltwelle 1 gebracht werden muß. Wenn die Drehzahl der Abtriebswelle 650 1/min übersteigt, wird der Steuerdruck in der Leitung 14 größer als 0,5 bar, wodurch das Wegeventil 7 auf Durchfluß umgeschaltet wird. Jetzt fließt von der Druckquelle 10 über die Leitung 9, das Wegeventil 7 und die Leitung 8 das Druckmittel zum Druckzylinder 6, dessen Kolben 5, unter Überwindung des größten Teils des Federweges der Druckfeder 4, auf den Stößel den Druck überträgt und damit die Bewegung der Schaltwelle 1 derart erschwert, daß sie nur mit großem Kraftaufwand in Richtung des Pfeiles 2 betätigbar ist.A resistance has to be overcome, as in the exemplary embodiment consists of the plunger 3, the compression spring 4 and a step 16 on the control shaft 1. In the switching state according to FIG. H. at a drive speed of up to 650 rpm, the shift shaft 1 can be pushed relatively easily in the direction of arrow 2, there the plunger 3 only against the pressure of the unloaded compression spring 4 the Stage 16 of the selector shaft 1 must be brought. When the speed of the output shaft Exceeds 650 rpm, the control pressure in line 14 is greater than 0.5 bar, whereby the directional control valve 7 is switched to flow. Now flows from the pressure source 10 via line 9, directional control valve 7 and line 8, the pressure medium to the pressure cylinder 6, its piston 5, overcoming most of the travel of the compression spring 4, transfers the pressure to the plunger and thus the movement of the selector shaft 1 in this way makes it difficult that it can only be actuated in the direction of arrow 2 with great effort is.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. Der Steuerdruck p, dessen Erzeugung anhand der Fig. 1 beschrieben wurde, wird hier auf einen hydraulischen Druckschalter 24 gegeben, der bei einer bestimmten Drehzahl der Abtriebswelle 12 ein Wegeventil 25 elektromagnetisch umschaltet und so, wie oben näher erläutert, der Stößel 3 gegen die Schaltwelle 1 gedrückt wird. Fig. 3 shows a further embodiment. The control pressure p, the generation of which has been described with reference to FIG. 1 is referred to here as a hydraulic one Given pressure switch 24, which at a certain speed of the output shaft 12 a directional control valve 25 switches over electromagnetically and, as explained in more detail above, the plunger 3 is pressed against the selector shaft 1.

In Fig. 4 ist eine weitere Möglichkeit der Drehzahlabnahme von der Abtriebswelle 12 zur Gewinnung eines Steuersignals für die Umschaltung eines Wegeventils 17 dargestellt. Ein Impulsgenerator, bestehend aus einer auf der Abtriebswelle 12 befestigten Zahnscheibe als Sender 18 und einen Empfänger 19,leitet die erzeugten Impulse über eine Leitung 20 zu einer elektronischen Schaltstufe 21. Die Schaltstufe 21 gibt bei einer festzulegenden Impulszahl über eine Leitung 22 einen Schaltimpuls an eine Wicklung 23 des Wegeventils 17, das dadurch elektromagnetisch auf Durchfluß umgeschaltet wird und damit wie oben ausführlich beschrieben der Stößel 3 gegen die Schaltwelle 1 gedrückt wird. Die elektronische Schaltstufe ist mit wenig Aufwand so auszulegen, daß die Wirkung der Erschwerung beim Rückschalten bei mehreren Drehzahlen erzielt werden kann. In Fig. 4 is a further possibility of the speed decrease from the Output shaft 12 for obtaining a control signal for switching over a directional valve 17 shown. A pulse generator consisting of one on the output shaft 12 attached toothed disc as a transmitter 18 and a receiver 19, forwards the generated Pulses via a line 20 to an electronic switching stage 21. The switching stage 21 outputs a switching pulse via a line 22 when a number of pulses has to be specified to a winding 23 of the directional control valve 17, which thereby electromagnetically on flow is switched and thus, as described in detail above, the plunger 3 against the selector shaft 1 is pressed. The electronic switching stage is with little effort to be interpreted so that the effect of the difficulty when downshifting at several speeds can be achieved.

Anstatt der dargestellten Stufe 16 an der Schaltwelle 1 können auch Nocken oder Höcker vorgesehen werden. Instead of the step 16 shown on the control shaft 1 can also Cams or humps are provided.

Die Erfindung kann auch bei Getrieben mit mindestens drei Schaltgassen Anwendung finden, insbesondere in Verbindung mit der Ausführung gemäß Fig. 4. Dann sind auf der Schaltwelle entsprechend weitere Stufen vorzusehen. The invention can also be used in transmissions with at least three shift gates Find application, especially in connection with the embodiment according to FIG. 4. Then further steps are to be provided on the selector shaft accordingly.

Der Anschlag 26, der im Ausführungsbeispiel ringförmig ausgebildet und an der Innenwand des Druckzylinders befestigt ist, begrenzt den Weg des Kolbens 5 und bewirkt, daß auch bei betätigtem Kolben 5 die dadurch in Richtung zur Schaltwelle 1 gedrückte Feder 4 noch einen Restfederweg hat, so daß es mit erhöhtem Kraftaufwand möglich ist, die Schaltwelle 1 in Richtung des Pfeiles 2 zu bewegen. Wenn der Kolben 5 am Anschlag 26 mit der Kraft des Druckmittels anliegt, wird im Ausführungsbeispiel der Druckzylinderin zwei Teilräume geteilt. Das Druckmittel ist nur auf der Stirnseite des Kolbens 5 wirksam, während auf der anderen Seite der Stößel 3 gegen den Druck der Feder 4 bewegt werden kann. The stop 26, which is annular in the exemplary embodiment and is attached to the inner wall of the pressure cylinder, limits the travel of the piston 5 and has the effect that even when the piston 5 is actuated, the result is in the direction of the switching shaft 1 pressed spring 4 still has a remaining spring travel, so that it requires increased effort it is possible to move the selector shaft 1 in the direction of arrow 2. When the piston 5 rests against the stop 26 with the force of the pressure medium, in the exemplary embodiment the printing cylinder is divided into two sub-spaces. The pressure medium is only on the front side of the piston 5 effective, while on the other side of the plunger 3 against the pressure the spring 4 can be moved.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch so ausgebildet werden, daß sie praktisch wie eine Sperre wirkt. Unter Weglassung des Anschlags 26 drückt das Fluid den Kolben 5 unmittelbar gegen den Stößel 3, wobei eine Vergrößerung von pruck und/oder Stufe 16 zur Sperre führt, eine Verkleinerung von Druck und/oder Stufe 16 eine Schaltung mit erhöhtem Kraftaufwand (Notschaltung) ermöglicht. The device according to the invention can also be designed so that it practically acts like a barrier. With the omission of the stop 26 presses the fluid pushes the piston 5 directly against the plunger 3, with an enlargement of pruck and / or stage 16 leads to the lock, a reduction in pressure and / or Level 16 enables a shift with increased effort (emergency shift).

Claims

Driving speed-dependent switching device to make impermissible Downshifts in a motor vehicle transmission P a t e n t a n s p r ü c h e)) i. Driving speed-dependent shifting device to make impermissible downshifts more difficult in a motor vehicle transmission, in particular in a range group transmission Double H circuit and one that presses against a selector shaft by means of spring force Plunger, which can only be switched back by overcoming a resistance, in that the tappet (3) is additionally supported by a piston (5) a pressure cylinder (6) is applied when the speed of a Output shaft (i2) dependent pressure becomes so great that it opens a directional control valve (7) Flow switches, and so a pressure medium from a pressure source (10) via the Directional valve (7) and a line (8) to the pressure cylinder (6) and the piston (5) presses against the plunger (3)

2 switching device according to claim 1, characterized g e k e n n -z e i c h n e t that the spring-loaded plunger (3) is a structural unit forms with the pressure cylinder (6).

3. Switching device according to claim 1 or 2, characterized in that g e -k e n n z e i c h n e t that the pressure controlling the directional control valve (7) is opened by one. the The output shaft (12) of the gear unit fixed in the fluid running wheel (11), on the circumference of which blades are attached, is generated and via a pitot tube (13) and a line (14) is routed to the directional control valve (7).

4. Switching device according to one of the preceding claims, characterized it is not indicated that the speed of the output shaft (12) depends Pressure actuates a hydraulic pressure switch (24) and this one electromagnetically controllable directional valve (25) switches to pressure medium flow.

5. Switching device according to one or more of the preceding claims, as a result, that the control is dependent on the driving speed one actuating the switching device to make impermissible downshifts more difficult Directional control valve (17) is a known per se driven by the output shaft (12) electrical pulse generator (18, 19) and a known per se controllable by this electronic switching stage (21) are arranged.

6. Switching device according to claim 5, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the electronic switching stage (21) is designed so that the directional control valve (17) can be switched at several speeds.

7. Switching device according to one or more of the preceding claims, as a result, that the paths of the piston (5) and the plunger (3) lie in series and between the piston (5) and the plunger (3) the compression spring (4) is arranged, and that the path of the piston (5) through a stop (26) so is limited that even when the piston (5) is extended to the stop (26) a movement of the plunger (3) against the compression spring (4) is possible.

8. Switching device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the paths of the piston (5) and the spring-loaded The plunger (3) are in a row and, omitting the stop (26), the piston (5) presses directly against the plunger (3) in the pressurized state