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Title:
METHOD AND DEVICE ENABLING EASIER SHIFTING OF THE MULTI-SPEED GEARBOX OF A MOTOR VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/062610
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method enabling easier shifting of gears in the multi-speed gearbox (9) of a motor vehicle, particularly in commercial vehicles, comprising the following steps: When the driver moves the gear lever (1) in the direction of the desired gear step, the electronic motor control unit receives a signal which changes the motor into a load-free state; the current gear step is decoupled and the desired gear step is selected; a signal is transmitted from a sensor arranged in the remote-control shift block (2) or in the gear box (9) to the electronic engine control unit whereupon a signal from the electronic tachometer is simultaneously introduced, whereupon the electronic engine control unit controls the speed of the engine as a function of said signal in such a manner that the desired gear step can be actuated.

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Inventors:
COLLENBERG HANS F (DE)
DOEBELE BERND (DE)
EHRLINGER FRIEDRICH J (DE)
FUEHRER GERHARD (DE)
HAERDTLE WILHELM (DE)
HEINZELMANN KARL-FRITZ (DE)
Application Number:
PCT/EP2002/000918
Publication Date:
August 15, 2002
Filing Date:
January 30, 2002
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
COLLENBERG HANS F (DE)
DOEBELE BERND (DE)
EHRLINGER FRIEDRICH J (DE)
FUEHRER GERHARD (DE)
HAERDTLE WILHELM (DE)
HEINZELMANN KARL-FRITZ (DE)
International Classes:
B60W10/06; B60W10/10; B60W30/18; F16H61/70; F16H63/44; F16H63/50; F16H59/68; F16H61/04; (IPC1-7): B60K41/08
Domestic Patent References:
WO1997004981A11997-02-13
Foreign References:
US4593580A1986-06-10
US6015366A2000-01-18
EP0404352A11990-12-27
US6128974A2000-10-10
EP0512708A21992-11-11
DE4127098A11993-02-18
Attorney, Agent or Firm:
ZF FRIEDRICHSHAFEN AG (Friedrichshafen, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zum leichteren Schalten eines Vielgang Getriebes für Kraftfahrzeuge, insbesondere Nutzfahrzeuge, das über eine Anfahrkupplung mit dem Motor des Nutzfahr zeugs 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 Mo torsteuerung zugeführt ; der elektronische Tachometer führt seine Signale eben falls 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 SplitSchaltvorgang wie folgt durchgeführt wird : der Splitter wird angewählt ; die eingelegte Gangstufe wird mit Hilfe der Anfahr kupplung 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 elektro nischen Motorsteuerung (EDC) verbunden.
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 Kraftfahrzeugge- triebe mit einer Schaltwelle, durch deren Drehen die Ge- triebegänge nacheinander vorwählbar und durch deren Längs- verschieben 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 Schaltwel- le 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 eingrei- fenden Schaltgabeln angebracht sind und wobei zum Schalten der Getriebegänge radial vorstehende Klauen der Schalthül- sen 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 Vorwähl- stellung 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 erheb- lich 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 ange- ordnet sind, wobei das Gruppengetriebe meist ein Planeten- getriebe ist, dessen Sonnenrad von der Hauptwelle des Ge- triebes angetrieben wird und dessen Planetenträger die Ab- triebswelle des Getriebes darstellt. Das Hohlrad des Plane- tengetriebes kann wahlweise mit dem Getriebegehäuse oder mit dem Planetenträger zur Bildung verschiedener Überset- zungsstufen gekoppelt werden. Grundvariante ist üblicher- weise 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 be- tätigt werden, sodass der Kraftfluß zwischen Motor und Ge- triebe unterbrochen wird, wonach der Schalthebel aus der aktuell eingelegten Gangstufe in die Neutralstellung über- führt wird. Nach Absenken der Motordrehzahl und erfolgter Synchronisation wird der Schalthebel aus der Neutralstel- lung 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 interna- tionalen Patentanmeldung W097/04981 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 hö- heren 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 einzu- stellen 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 Verfah- ren 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 Ein- legen 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 Ansprü- che 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 Motorsteue- rung zugeführt, zusammen mit einem vom elektronischen Ta- chometer stammenden Signal, wobei die elektronische Mo- torsteuerung die Drehzahl des Motors als Funktion der emp- fangenen 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 die- ses Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass dem Fern- schaltbock 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 erforder- lich. 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 Ab- sicht, das Fahrzeug zu beschleunigen. Unter der Last, die der Motor aktuell dem Getriebe zuführt, ist eine Ausschal- tung 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 Fern- schaltbock 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 einge- legte 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 ermög- licht. 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 Getrie- bes von der elektronischen Motorsteuerung EDC erkannt, so- dass der Motor wieder auf Lastdrehzahl hochgefahren werden kann. Die Anfahrkupplung muß bei der Schaltung nicht betä- tigt 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 Drehzahl- bereiches liegen, nicht geschaltet werden können. Fehl- schaltungen sind mit diesem Verfahren ausgeschlossen.

Erfindungswesentlich ist also, dass ein Knickschalthe- bel 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 Tacho- meter 4 gibt aktuelle Informationen über die Geschwindig- keit 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 herkömm- licher Weise betätigt, so arbeitet das Getriebe wie ein normales Klauengetriebe.

Für die Auslösung einer Splitschaltung ohne Gangschal- tung 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 ge- schlossener Anfahrkupplung geschaltet.

Der Fahrer kuppelt für die Splitschaltung mit dem Fuß, wobei die Kupplung automatisch betätigt wird.

Bezugszeichen 1 Knickschalthebel 2 Fernschaltbock 3 Sensor 4 Tachometer 7 Klaue 8 Schaltpaket 9 Getriebe 11 Schaltmuffe 12 Sensor