DE10104995A1

DE10104995A1 - Method and device for easier shifting of a multi-speed transmission for motor vehicles

Info

Publication number: DE10104995A1
Application number: DE10104995A
Authority: DE
Inventors: Hans F Collenberg; Bernd Doebele; Friedrich J Ehrlinger; Gerhard Fuehrer; Wilhelm Haerdtle; Karl-Fritz Heinzelmann
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2001-02-03
Filing date: 2001-02-03
Publication date: 2002-08-22
Also published as: WO2002062610A1

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.

Description

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.The present invention relates to a method and a device for easier switching of a multi-speed Gearboxes for motor vehicles, especially commercial vehicles, via a starting clutch with the engine of the vehicle connected is.

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. Manual switching devices for the gearboxes from Motor vehicles are widely known. So describes the DE A 41 27 098 a gear shift for a motor vehicle drives with a selector shaft, by turning the Ge drive gears can be selected one after the other and by their length shift are switchable, parallel to the control shaft one with it in rotary connection in the longitudinal direction locked locking shaft is mounted, with which not shifting gears are lockable. For transfer rotation is a driver pin of the Schaltwel le longitudinally guided in a link guide of the locking shaft, while switching eyes are attached to the shift shaft, and on them fork sleeves are rotatably mounted, on which the into the synchronizing clutches of the transmission gears Fenden shift forks are attached and for shifting the gearboxes have radially protruding claws of the shift sleeve contact the front of the fork sleeves and the Claws in ring recesses of the fork that cannot be operated Immerse the sleeves without contact. The longitudinal movement of the Fork sleeves can be locked by locking parts on the Locking shaft attached and with it according to the selection position are rotatable.

Diese Gangschaltung ist für ein Fünfgang-Getriebe mit Rückwärtsgang geeignet und erfordert dafür mindestens drei Schaltstangen, die im Getriebegehäuse längsverschiebbar gelagert sind.This gear shift is for a five-speed gearbox Reverse gear is suitable and requires at least three Shift rods that are longitudinally displaceable in the gear housing are stored.

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.Gearboxes for commercial vehicles usually have significant Lich more gears, for example eight gears, and can consist of a multi-speed split gearbox, a multi-speed main gearbox and a multi-speed group gears exist, which are arranged in a row one behind the other are classified, the group transmission usually a planet gear is, the sun gear of the main shaft of the Ge drive is driven and the planet carrier Ab represents drive shaft of the transmission. The ring gear of the tarpaulin can be either with the gearbox or with the planet carrier to form different gears levels are coupled. Basic variant is more common wise an eight-speed variant, starting from the ten-speed Variants and twelve-speed variants can be formed.

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. For switching such a multi-speed transmission for commercial vehicles, the clutch must be used by the driver each time be done so that the power flow between the engine and Ge drives is interrupted, after which the gear lever from the currently selected gear to neutral leads. After lowering the engine speed and done Synchronization is the shift lever from the neutral position out in the neighboring next higher or position corresponding to the next lower gear pushed and the clutch engaged again.

Um den Schaltvorgang für ein mehrgängiges Getriebe für Nutzfahrzeuge zu erleichtern, wurde bereits in der interna tionalen Patentanmeldung WO 97/04981 ein Schaltverfahren für ein Nutzfahrzeug vorgeschlagen, dessen Motor mit einer elektronischen Motorsteuerung versehen ist und bei dem die se 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 einzu stellen mit entsprechender Anpassung des Motordrehmomentes.To shift for a multi-speed gearbox for Facilitating commercial vehicles was already in the interna tional patent application WO 97/04981 a switching method for proposed a commercial vehicle whose engine with a electronic engine control is provided and in which the electronic engine control when a next one is selected higher or next lower gear starting from the a signal is supplied to the currently selected gear, which indicates this intention of the engine control, whereby the engine control is caused to do so selected gear corresponding speed of the engine adjust the engine torque accordingly.

Nachteilig ist jedoch dabei noch der hohe Bedienungs aufwand und die Gefahr einer Fehlschaltung.However, the high level of operation is also disadvantageous effort and the risk of malfunction.

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.The object of the present invention is a method ren and a device for an easier error-free Circuit of a multi-speed gearbox for motor vehicles and in particular to create commercial vehicles with which the engine in a load-free state for the switching process when switched on shifting a gear to neutral, taking the driver's decision as to whether the Accelerate or decelerate the engine.

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.Starting from a method or a device The kind mentioned in the beginning is solved Task with in the characterizing parts of the claims che 1 and 3 specified characteristics.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass, wenn der Fahrer den Schalthebel in Richtung der zu schaltenden Gangstufe bewegt, die elektronische Motorsteuerung 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 Motor steuerung die Drehzahl des Motors als Funktion der empfan genen Signale des elektronischen Tachometers und des ange wählten Ganges derart steuert, dass das Einlegen des ange wählten Ganges ermöglicht wird. Der eingelegte Gang wird von weiteren Sensoren, die dem Schalthebel und/oder dem Fernschaltbock und/oder dem Getriebe zugeordnet sind, er kannt, sodass der Motor wieder auf Lastdrehzahl überführt wird.The method according to the invention is characterized by this from that when the driver shifts the gear lever towards the to be shifted gear, the electronic engine control receives a signal that turns the engine into one transferred load-free state, the currently inserted Gear switched off and the desired gear selected. This causes a signal from one in the remote switch block or in the Gearbox arranged sensor of electronic engine control tion, together with an electronic Ta chometer-derived signal, the electronic motor control the speed of the motor as a function of the received genes signals of the electronic tachometer and the selected gear controls in such a way that the engagement of the gear selected gear is enabled. The gear engaged will of other sensors that the shift lever and / or the Remote switch block and / or the gearbox are assigned, he knows, so that the engine returns to load speed becomes.

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.By taking the decision away from the driver will accelerate or decelerate the engine the operation is considerably simplified and at the same time incorrect circuits avoided.

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.The inventive device for performing the This process is characterized by the fact that the remote switch block is assigned an articulated lever and that in Remote switch block switches or sensors are arranged that recognize the engaged and the selected gear and that the electronic tachometer with the electronic Motor control is connected.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, wobei in dieser die Erfindung schematisch dargestellt ist. In the following the invention with reference to the drawing explained in more detail, in which the invention is schematic is shown.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 die Zuordnung von Schalthebel, Fernschaltbock und Getriebe; Figure 1 shows the assignment of shift lever, remote switch block and gearbox.

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung Fig. 2 is an enlarged view

eines Einzelteils des Getriebes undan individual part of the transmission and

Fig. 3 das Schaltbild eines mit einem Splitter versehenen Achtgang-Getriebes für ein Nutzfahrzeug. Fig. 3 shows the circuit diagram of an eight-speed transmission provided with a splitter for a commercial vehicle.

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 Neu tralstellung 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 elektro nischen Motorsteuerung EDC zuführt, die den Motor in einen lastfreien Zustand bringt. Nun wird die eingelegte Gangstu fe ausgeschaltet und die nächste gewünschte Gangstufe ange wählt. Die angewählte Gangstufe kann so lange nicht einge legt werden, so lange die Schrägklauen 7 bei Differenzdrehzahl der zu schaltenden Gangstufe und der Schaltmuffe 11 das Einlegen verhindern.To start the commercial vehicle, a starting clutch between the engine and the manual transmission designed here as an eight-speed transmission is required in the usual manner. Should now z. For example, if an upshift from the first gear to the second or third gear is carried out, the procedure is as follows:
The driver leaves his foot on the accelerator pedal in 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 is formed as an articulated lever and bends it against the resistance of the switchgear up is arranged in the remote switching block 2 switch or sensor 3, a signal of the electrostatic African motor controller EDC supplies that brings the engine into a no-load state. Now the selected gear is switched off and the next desired gear selected. The selected gear stage can not be inserted as long as the inclined claws 7 prevent the engagement at differential speed of the gear stage to be shifted and the shift sleeve 11 .

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.Part of the shift path is already covered by the selection of the gear stage, so that a signal from the 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 ). Via the signals from the electronic tachometer 4 and the selected gear level, the electronic engine control EDC controls the engine to the speed that enables the gear to be selected. In the case of upshifts, the deceleration can be accelerated via the engine brake.

Die eingelegte Gangstufe wird über den nun entspannten Knickschalthebel 1 und weitere Schalter oder Sensoren 12 im Fernschaltbock (Fig. 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.The engaged gear stage is recognized by the now relaxed articulated lever 1 and further switches or sensors 12 in the remote control block ( Fig. 3) or on the rotating 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 switching.

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.From the above description it is clear that each course stage, which is in the engine speed range, switched that can, however, be gears that are out of speed range, can not be switched. fail Circuits are excluded with this procedure.

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.It is essential to the invention that a knuckle lever 1 converts the motor into its no-load state when it is switched to neutral. Switches or sensors 3 are arranged in the remote control block 2 , which detect the gear stage selected and to be switched. The electronic speedometer 4 provides 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.

Wird die Anfahrkupplung beim Schaltvorgang in herkömm licher Weise betätigt, so arbeitet das Getriebe wie ein normales Klauengetriebe.If the starting clutch is shifted in conventional mode Licher operated, the transmission works like a normal dog gear.

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.The procedure for triggering a split shift without gear shifting is as follows:
The splitter is preselected and the gear step is removed and then the same gear step is inserted again.

Der Splitter wird während der Neutralphase bei ge schlossener Anfahrkupplung geschaltet.The splitter is at ge during the neutral phase closed starting clutch switched.

Der Fahrer kuppelt für die Splitschaltung mit dem Fuß, wobei die Kupplung automatisch betätigt wird. The driver couples with the foot for the split shift, the clutch being actuated automatically.

Bezugszeichenreference numeral

11

Knickschalthebel
Articulated lever

22

Fernschaltbock
Remote switching Bock

33

Sensor
sensor

44

Tachometer
speedometer

77

Klaue
claw

88th

Schaltpaket
switching package

99

Getriebe
transmission

1111

Schaltmuffe
shift sleeve

1212

Sensor
sensor

Claims

1. Verfahren zum leichteren Schalten eines Vielgang- Getriebes für Kraftfahrzeuge, insbesondere Nutzfahrzeuge, das über eine Anfahrkupplung mit dem Motor des Nutzfahr zeugs verbunden ist, gekennzeichnet 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 Motor steuerung 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.

1. A method for easier switching of a multi-speed transmission for motor vehicles, in particular commercial vehicles, which is connected to the engine of the commercial vehicle via a starting clutch, characterized by the following steps:

- If the driver moves the gear lever in the direction of the gear stage to be shifted, the electronic engine control receives a signal which brings the engine into a no-load state;
- The currently selected gear is switched off and the desired gear selected;
- A signal is supplied from a sensor arranged in the remote control block or in the transmission of the electronic motor control;
- The electronic tachometer also feeds its signals to the electronic engine control;
- The electronic engine control controls the speed of the engine as a function of the signals from the electronic tachometer and the selected gear so that it is possible to engage the selected gear;
- The engaged gear stage 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.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, 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 Anfahr kupplung ausgeschaltet;
die gleiche Gangstufe wird wieder eingelegt;
während der Neutralphase wird dabei der Splitter bei geschlossener Kupplung geschaltet.2. The method according to claim 1, characterized in that in the presence of a splitter, the split switching process is carried out as follows:
the splitter is selected;
the selected gear is switched off with the help of the starting clutch;
the same gear is engaged again;
during the neutral phase, the splitter is switched when the clutch is closed.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet 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.3. Device for performing the method according to claims 1 and 2, characterized by the following components:
the remote control bracket ( 2 ) is assigned an articulated lever ( 1 );
Switches or sensors ( 3 ) are arranged in the remote control block ( 2 ), which recognize the selected and selected gear stages;
the electronic tachometer ( 4 ) is connected to the electronic engine control (EDC).