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WO2002062610A1 - Verfahren und vorrichtung zum leichteren schalten eines vielgang-getriebes für kraftfahrzeuge - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum leichteren schalten eines vielgang-getriebes für kraftfahrzeuge Download PDF

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WO2002062610A1
WO2002062610A1 PCT/EP2002/000918 EP0200918W WO02062610A1 WO 2002062610 A1 WO2002062610 A1 WO 2002062610A1 EP 0200918 W EP0200918 W EP 0200918W WO 02062610 A1 WO02062610 A1 WO 02062610A1
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electronic
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speed
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PCT/EP2002/000918
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Hans F. Collenberg
Bernd Döbele
Friedrich J. Ehrlinger
Gerhard FÜHRER
Wilhelm HÄRDTLE
Karl-Fritz Heinzelmann
Original Assignee
Zf Friedrichshafen Ag
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Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for easier shifting of a multi-speed transmission for motor vehicles, in particular commercial vehicles, which is connected to the engine of the vehicle via a starting clutch.
  • DE A 41 27 098 describes a gear shift for a motor vehicle transmission with a selector shaft, by means of which the transmission gears can be preselected one after the other and shifted by their longitudinal displacement, parallel to the selector shaft, a locking shaft that is locked in rotation in the longitudinal direction and is mounted with the the gears that are not to be shifted can be locked.
  • Gearboxes for commercial vehicles usually have considerably more gear stages, for example eight gear stages, and can consist of a multi-gear split gearbox, a multi-gear main gearbox and a multi-gear group gearbox, which are arranged in a row one behind the other, the group gearbox usually being a planetary gearbox, the sun gear of which is driven by the main shaft of the transmission and its planet carrier represents the output shaft of the transmission.
  • the ring gear of the planetary gear can either be coupled to the gear housing or to the planet carrier to form different gear ratios.
  • the basic variant is usually an eight-speed variant, from which ten-speed variants and twelve-speed variants can be formed.
  • the driver To switch such a multi-speed transmission for commercial vehicles, the driver must actuate the clutch each time so that the flow of power between the engine and transmission is interrupted, after which the shift lever is transferred from the currently selected gear to the neutral position. After lowering the engine speed and synchronization, the shift lever is shifted out of the neutral position into the position corresponding to the adjacent next higher or next gear stage and the clutch is engaged again.
  • the object of the present invention is to provide a method and a device for easier, error-free shifting of a multi-speed transmission for motor vehicles and in particular commercial vehicles, by means of which the engine is brought into a load-free state for the shifting process when a gear stage is engaged in the neutral position, whereby the driver is relieved of the decision whether to accelerate or decelerate the engine.
  • the method according to the invention is characterized in that when the driver moves the shift lever in the direction of the gear to be shifted, the electronic motor gate control receives a signal that puts the motor in a load-free state, whereby the currently selected gear is switched off and the desired gear is selected.
  • a signal from a sensor arranged in the remote control block or in the transmission is fed to the electronic motor control, together with a signal originating from the electronic tachometer, the electronic motor control controlling the speed of the motor as a function of the signals received from the electronic tachometer and the gear selected, that the selected gear is made possible.
  • the gear engaged is recognized by further sensors, which are assigned to the shift lever and / or the remote switch block and / or the transmission, so that the engine is converted to the load speed again.
  • the device according to the invention for carrying out this method is characterized in that an articulated lever is assigned to the remote control block and that switches or sensors are arranged in the remote control block which detect the engaged and the selected gear stage and that the electronic tachometer is connected to the electronic engine control.
  • FIG. 1 shows the assignment of the shift lever
  • Figure 2 is an enlarged view of an individual part of the transmission
  • FIG. 3 shows the circuit diagram of an eight-speed transmission provided with a splitter for
  • the driver leaves his foot on the accelerator pedal with the intention of accelerating the vehicle. Under the load that the engine is currently feeding to the transmission, it is not possible to switch off the engaged gear, ie to switch to the neutral position. Now the driver grips the shift lever 1, which is designed as an articulated lever, and bends it against the resistance of the switchgear until a switch or sensor 3 arranged in the remote control block 2 supplies a signal from the electronic engine control EDC, which brings the engine into a load-free state. Now the selected gear is switched off and the next desired gear selected. The selected gear cannot be engaged as long as the inclined claws 7 are on Differential speed of the gear stage to be shifted and the shift sleeve 11 prevent engagement.
  • Switch or sensor 3 in the remote switch block reaches the electronic motor control EDC (the switches or sensors 3 can also be arranged on the rotary shaft in the transmission 9).
  • the EDC electronic motor control uses the signals received from the electronic tachometer 4 and the selected gear to control the motor to the speed that enables the selected gear to be engaged. In the case of upshifts, the deceleration can be accelerated via the engine brake.
  • the engaged gear stage is recognized by the now relaxed articulated lever 1 and further switches or sensors 12 in the remote control block ( Figure 3) or on the rotary shaft of the transmission by the electronic motor control EDC, so that the motor can be run up to the load speed again.
  • the starting clutch does not have to be actuated when shifting.
  • an articulated shift lever 1 transfers the engine to its no-load state when it is switched to neutral.
  • the remote control block 2 switches or sensors 3 are arranged, which the selected and recognize gear to be switched.
  • the electronic tachometer 4 gives current information about the speed of the vehicle. From the data from the speedometer and the selected gear stage, the EDC engine control system is able to adjust the engine speed accordingly.
  • the transmission works like a normal dog gear.
  • the splitter is preselected and the gear step is removed and then the same gear step is inserted again.
  • the splitter is switched during the neutral phase with the starting clutch closed.
  • the driver couples with the foot for the split shift, the clutch being actuated automatically.

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Abstract

Das Verfahren zum leichteren Schalten eine Vielgang- Getriebes (9) für Kraftfahrzeuge und insbesondere Nutzfahrzeuge sieht die folgenden Schritte vor: Wenn der Fahrer den Schalthebel (1) in Richtung der zu schaltenden Gangstufe bewegt, erhält die elektronische Motorsteuerung ein Signal, das den motor in einen lastfreien Zustand überführt; die aktuell eingelegte Gangstufe wird ausgeschaltet und die gewünschte Gangstufe angewählt; dadurch wird ein Signal von einem im Fernschaltbock (2) oder im Getriebe (9) angeordneten Sensor der elektronischen Motorsteuerung zugeführt, der gleichzeitig ein Signal des elektronischen Tachometers (4) zugeführt wird, wonach die elektronische Motorsteuerung die Drehzahl des Motors als Funktion dieser Signale derart steuert, dass die angewählte gangstufe eingelegt werden kann.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum leichteren Schalten eines Vielgang-Getriebes für Kraftfahrzeuge
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum leichteren Schalten eines Vielgang- Getriebes für Kraftfahrzeuge, insbesondere Nutzfahrzeuge, das über eine Anfahrkupplung mit dem Motor des Fahrzeugs verbunden ist.
Manuelle Schalteinrichtungen für die Getriebe von Kraftfahrzeugen sind vielfältig bekannt. So beschreibt die DE A 41 27 098 eine Gangschaltung für ein Kraftfahrzeuggetriebe mit einer Schaltwelle, durch deren Drehen die Getriebegänge nacheinander vorwählbar und durch deren Längsverschieben schaltbar sind, wobei parallel zur Schaltwelle eine mit ihr in Drehverbindung stehende in Längsrichtung arretierte Sperrwelle gelagert ist, mit der die nicht zu schaltenden Getriebegänge verriegelbar sind. Zur Übertra¬ gung der Drehbewegung ist ein Mitnehmerstift der Schaltwelle in einer Kulissenführung der Sperrwelle längsgeführt, während auf der Schaltwelle Schaltösen befestigt sind, und auf ihnen Gabelhülsen drehbar gelagert sind, an denen die in die Synchronisierkupplungen der Getriebegänge eingreifenden Schaltgabeln angebracht sind und wobei zum Schalten der Getriebegänge radial vorstehende Klauen der Schalthülsen an den Stirnseiten der Gabelhülsen anliegen und die Klauen in Ringaussparungen der nicht zu betätigenden Gabel¬ hülsen berührungsfrei eintauchen. Die Längsbewegung der Gabelhülsen ist durch Sperrteile verrastbar, die auf der Sperrwelle befestigt und mit ihr entsprechend der Vorwählstellung drehbar sind. Diese Gangschaltung ist für ein Fünfgang-Getriebe mit Rückwärtsgang geeignet und erfordert dafür mindestens drei Schaltstangen, die im Getriebegehäuse längsverschiebbar gelagert sind.
Getriebe für Nutzfahrzeuge weisen üblicherweise erheblich mehr Gangstufen auf, beispielsweise acht Gangstufen, und können aus einem mehrgängigen Splitgetriebe, einem mehrgängigen Hauptgetriebe und einem mehrgängigen Gruppen- getriebe bestehen, die in einer Reihe hintereinander angeordnet sind, wobei das Gruppengetriebe meist ein Planetengetriebe ist, dessen Sonnenrad von der Hauptwelle des Getriebes angetrieben wird und dessen Planetenträger die Abtriebswelle des Getriebes darstellt. Das Hohlrad des Plane- tengetriebes kann wahlweise mit dem Getriebegehäuse oder mit dem Planetenträger zur Bildung verschiedener Übersetzungsstufen gekoppelt werden. Grundvariante ist üblicherweise eine Achtgang-Variante, von der ausgehend Zehngang- Varianten und Zwölfgang-Varianten gebildet werden können.
Zum Schalten eines derartigen mehrgängigen Getriebes für Nutzfahrzeuge muß jedesmal vom Fahrer die Kupplung betätigt werden, sodass der Kraftfluß zwischen Motor und Getriebe unterbrochen wird, wonach der Schalthebel aus der aktuell eingelegten Gangstufe in die Neutralstellung überführt wird. Nach Absenken der Motordrehzahl und erfolgter Synchronisation wird der Schalthebel aus der Neutralstellung heraus in die der benachbarten nächst höheren oder nächst niedrigeren Gangstufe entsprechende Stellung ver- schoben und die Kupplung wieder eingerückt. Um den Schaltvorgang für ein mehrgängiges Getriebe für Nutzfahrzeuge zu erleichtern, wurde bereits in der internationalen Patentanmeldung WO97/04981 ein Schaltverfahren für ein Nutzfahrzeug vorgeschlagen, dessen Motor mit einer e- lektronischen Motorsteuerung versehen ist und bei dem diese elektronische Motorsteuerung bei Anwählen einer nächst höheren oder nächst niedrigeren Gangstufe ausgehend von der aktuell eingelegten Gangstufe ein Signal zugeführt wird, welches diese Absicht der Motorsteuerung anzeigt, wodurch die Motorsteuerung veranlaßt wird, eine entsprechende dem angewählten Gang entsprechende Drehzahl des Motors einzustellen mit entsprechender Anpassung des Motordrehmomentes .
Nachteilig ist jedoch dabei noch der hohe Bedienungs- aufwand und die Gefahr einer Fehlschaltung.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung für eine leichtere fehlerfreie Schaltung eines Vielgang-Getriebes für Kraftfahrzeuge und insbesondere Nutzfahrzeuge zu schaffen, mit denen der Motor in einen lastfreien Zustand für den Schaltvorgang beim Einlegen einer Gangstufe in Neutralstellung überführt wird, wobei dem Fahrer die Entscheidung abgenommen wird, ob der Motor zu beschleunigen oder zu verzögern ist.
Ausgehend von einem Verfahren bzw. einer Vorrichtung der eingangs näher genannten Art erfolgt die Lösung dieser Aufgabe mit den in den kennzeichnenden Teilen der Ansprüche 1 und 3 angegebenen Merkmalen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass, wenn der Fahrer den Schalthebel in Richtung der zu schaltenden Gangstufe bewegt, die elektronische Mo- torsteuerung ein Signal erhält, das den Motor in einen lastfreien Zustand überführt, wobei der aktuell eingelegte Gang ausgeschaltet und der gewünschte Gang angewählt wird. Dadurch wird ein Signal von einem im Fernschaltbock oder im Getriebe angeordneten Sensor der elektronischen Motorsteuerung zugeführt, zusammen mit einem vom elektronischen Tachometer stammenden Signal, wobei die elektronische Motorsteuerung die Drehzahl des Motors als Funktion der empfangenen Signale des elektronischen Tachometers und des angewählten Ganges derart steuert, dass das Einlegen des angewählten Ganges ermöglicht wird. Der eingelegte Gang wird von weiteren Sensoren, die dem Schalthebel und/oder dem Fernschaltbock und/oder dem Getriebe zugeordnet sind, erkannt, sodass der Motor wieder auf Lastdrehzahl überführt wird.
Dadurch, dass dem Fahrer die Entscheidung abgenommen wird, den Motor zu beschleunigen oder zu verzögern, wird die Bedienung erheblich vereinfacht und gleichzeitig Fehl- Schaltungen vermieden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass dem Fernschaltbock ein Knickschalthebel zugeordnet ist und dass im Fernschaltbock Schalter oder Sensoren angeordnet sind, die die eingelegte und die angewählte Gangstufe erkennen und dass der elektronische Tachometer mit der elektronischen Motorsteuerung verbunden ist.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, wobei in dieser die Erfindung schematisch dargestellt ist. Es zeigen :
Figur 1 die Zuordnung von Schalthebel,
Fernschaltbock und Getriebe;
Figur 2 eine vergrößerte Darstellung eines Einzelteils des Getriebes und
Figur 3 das Schaltbild eines mit einem Splitter versehenen Achtgang-Getriebes für ein
Nutzfahrzeug.
Zum Anfahren des Nutzfahrzeuges ist in üblicher Weise eine Anfahrkupplung zwischen dem Motor und dem hier als Achtgang-Getriebe ausgebildeten Schaltgetriebe erforderlich. Soll nun während der Fahrt z. B. eine Hochschaltung von der ersten Gangstufe in die zweite Gangstufe oder die dritte Gangstufe durchgeführt werden, so wird wie folgt verfahren:
Der Fahrer läßt seinen Fuß auf dem Gaspedal in der Absicht, das Fahrzeug zu beschleunigen. Unter der Last, die der Motor aktuell dem Getriebe zuführt, ist eine Ausschaltung des eingelegten Ganges, d. h. ein Übergang in die Neutralstellung nicht möglich. Nun ergreift der Fahrer den als Knickhebel ausgebildeten Schalthebel 1 und knickt ihn gegen den Widerstand der Schaltanlage bis ein im Fernschaltbock 2 angeordneter Schalter oder Sensor 3 ein Signal der elektronischen Motorsteuerung EDC zuführt, die den Mo- tor in einen lastfreien Zustand bringt. Nun wird die eingelegte Gangstufe ausgeschaltet und die nächste gewünschte Gangstufe angewählt. Die angewählte Gangstufe kann so lange nicht eingelegt werden, so lange die Schrägklauen 7 bei Differenzdrehzahl der zu schaltenden Gangstufe und der Schaltmuffe 11 das Einlegen verhindern.
Ein Teil des Schaltweges ist aber durch die Anwahl der Gangstufe bereits zurückgelegt, sodass ein Signal vom
Schalter oder Sensor 3 im Fernschaltbock die elektronische Motorsteuerung EDC erreicht (die Schalter oder Sensoren 3 können ebenfalls an der Drehwelle im Getriebe 9 angeordnet sein) . Über die vom elektronischen Tachometer 4 und der angewählten Gangstufe eingetroffenen Signale steuert die elektronische Motorsteuerung EDC den Motor auf diejenige Drehzahl, die das Einlegen der angewählten Gangstufe ermöglicht. Bei Hochschaltungen kann die Verzögerung über die Motorbremse beschleunigt werden.
Die eingelegte Gangstufe wird über den nun entspannten Knickschalthebel 1 und weitere Schalter oder Sensoren 12 im Fernschaltbock (Figur 3) oder an der Drehwelle des Getriebes von der elektronischen Motorsteuerung EDC erkannt, so- dass der Motor wieder auf Lastdrehzahl hochgefahren werden kann. Die Anfahrkupplung muß bei der Schaltung nicht betätigt werden.
Aus der obigen Beschreibung ist klar, dass jede Gang- stufe, die im Drehzahlbereich des Motors liegt, geschaltet werden kann, dass jedoch Gänge, die außerhalb des Drehzahlbereiches liegen, nicht geschaltet werden können. Fehlschaltungen sind mit diesem Verfahren ausgeschlossen.
Erfindungswesentlich ist also, dass ein Knickschalthebel 1 den Motor in seinen lastfreien Zustand überführt, wenn er neutral geschaltet wird. Im Fernschaltbock 2 sind Schalter oder Sensoren 3 angeordnet, die die angewählte und zu schaltenden Gangstufe erkennen. Der elektronische Tachometer 4 gibt aktuelle Informationen über die Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Aus den Daten des Tachometers und der angewählten Gangstufe ist die Motorsteuerung EDC in der Lage, die Drehzahl des Motors entsprechend anzupassen.
Wird die Anfahrkupplung beim Schaltvorgang in herkömmlicher Weise betätigt, so arbeitet das Getriebe wie ein normales Klauengetriebe.
Für die Auslösung einer Splitschaltung ohne Gangschaltung kann wie folgt verfahren werden:
Der Splitter wird vorgewählt und die Gangstufe heraus- genommen und anschließend wird die gleiche Gangstufe wieder eingelegt .
Der Splitter wird während der Neutralphase bei geschlossener Anfahrkupplung geschaltet.
Der Fahrer kuppelt für die Splitschaltung mit dem Fuß, wobei die Kupplung automatisch betätigt wird.
Bezugs zeichen
1 Knickschalthebel
2 Fernschaltbock
3 Sensor
4 Tachometer
7 Klaue
8 Schaltpaket
9 Getriebe
11 Schaltmuffe
12 Sensor

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zum leichteren Schalten eines Vielgang- Getriebes für Kraftfahrzeuge, insbesondere Nutzfahrzeuge, das über eine Anfahrkupplung mit dem Motor des Nutzfahrzeugs verbunden ist, g e k e n n z e i c h n e t durch die folgenden Schritte: wenn der Fahrer den Schalthebel in Richtung der zu schaltenden Gangstufe bewegt, erhält die elektronische Motorsteuerung ein Signal, das den Motor in einen lastfreien Zustand überführt; die aktuell eingelegte Gangstufe wird ausgeschaltet und die gewünschte Gangstufe angewählt; - ein Signal wird von einem im Fernschaltbock oder im Getriebe angeordneten Sensor der elektronischen Motorsteuerung zugeführt; der elektronische Tachometer führt seine Signale ebenfalls der elektronischen Motorsteuerung zu; - die elektronische Motorsteuerung steuert die Drehzahl des Motors als Funktion der Signale des elektronischen Tachometers und der angewählten Gangstufe derart, dass das Einlegen der angewählten Gangstufe ermöglicht wird; - die eingelegte Gangstufe wird von weiteren Sensoren, die dem Schalthebel und/oder dem Fernschaltbock und/oder dem Getriebe zugeordnet sind, erkannt, sodass der Motor wieder auf Lastdrehzahl überführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass im Falle des Vorhandenseins eines Splitters der Split-Schaltvorgang wie folgt durchgeführt wird: der Splitter wird angewählt; die eingelegte Gangstufe wird mit Hilfe der Anfahrkupplung ausgeschaltet; die gleiche Gangstufe wird wieder eingelegt; - während der Neutralphase wird dabei der Splitter bei geschlossener Kupplung geschaltet.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 1 und 2, g e k e n n z e i c h n e t durch die folgenden Bauteile: dem Fernschaltbock (2) ist ein Knickschalthebel (1) zugeordnet; im Fernschaltbock (2) sind Schalter oder Sensoren (3) angeordnet, die die eingelegten und die angewählten Gangstufen erkennen; der elektronische Tachometer (4) ist mit der elektronischen Motorsteuerung (EDC) verbunden.
PCT/EP2002/000918 2001-02-03 2002-01-30 Verfahren und vorrichtung zum leichteren schalten eines vielgang-getriebes für kraftfahrzeuge WO2002062610A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10104995.1 2001-02-03
DE10104995A DE10104995A1 (de) 2001-02-03 2001-02-03 Verfahren und Vorrichtung zum leichteren Schalten eines Vielgang-Getriebes für Kraftfahrzeuge

Publications (1)

Publication Number Publication Date
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PCT/EP2002/000918 WO2002062610A1 (de) 2001-02-03 2002-01-30 Verfahren und vorrichtung zum leichteren schalten eines vielgang-getriebes für kraftfahrzeuge

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DE (1) DE10104995A1 (de)
WO (1) WO2002062610A1 (de)

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