DE102016205747A1

DE102016205747A1 - Schaltgeschwindigkeitbegrenzer

Info

Publication number: DE102016205747A1
Application number: DE102016205747.2A
Authority: DE
Inventors: Lasse Ibert
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-04-07
Filing date: 2016-04-07
Publication date: 2017-04-06

Abstract

Bei einem halbautomatischen Schaltgetriebe mit einer automatisiert schaltbaren Kupplung und einem manuell betätigbaren Schalthebel zum Schalten von Gängen, ist es zur Begrenzung einer maximal möglichen Schaltgeschwindigkeit vorgesehen, ein Schaltgeschwindigkeit-Begrenzer-Modul einzusetzen, welches direkt oder indirekt am Schalthebel angeordnet ist und aus einem Fluid befüllten Gehäuse mit einem darin verschiebbar angeordneten Kolben oder Blende besteht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Begrenzung der Schaltgeschwindigkeit eines manuell geschalteten Getriebes eines Kraftfahrzeuges, wobei eine automatische Kupplung vorgesehen sein soll.
Bei manuell betätigten Schaltvorrichtungen überträgt eine Handschaltung mit Schaltdom die Kraft des Fahrers bei Betätigung des Schalthebels mittels des Schaltdoms direkt auf das Getriebe. Über ein Kupplungspedal wird die Kupplung von dem Fahrer vor dem Einlegen des Ganges geöffnet und nach dem Schaltvorgang geschlossen. Soll der Kupplungsvorgang elektronisch gesteuert werden, ist eine Schaltabsichtserkennung notwendig. Hierzu werden Sensoren an die Schaltungskomponenten einer inneren oder äußeren Schaltung angebracht, die erkennen, dass der Fahrer den Schaltvorgang eingeleitet hat.
Nach Erkennung der Schaltabsicht wird die Kupplung von einem Steuergerät geöffnet und nach dem Schaltvorgang wieder geschlossen. Dieser Schaltvorgang benötigt ein vorgegebenes Zeitfenster. Ein sehr schnelles Schalten-Einlegen eines Ganges durch den Fahrer (Schlagschaltung) – ist nicht möglich, bzw. führt dazu, dass die Kupplung beim Einlegen des Ganges noch nicht vollständig geöffnet ist, bzw. beim Gasgeben noch nicht wieder vollständig geschlossen ist.
Derartige halbautomatische Getriebe bestehen grundsätzlich aus einem normalen Schaltgetriebe und einer sogenannten Drehmomentwandlerschaltkupplung. Betätigt der Fahrer nun den Schalthebel, wird gleichzeitig ein Steuerventil betätigt, das die Unterdruckleitung zum Arbeitszylinder des Servomotors freigibt. Durch Luftdruck wird so eine Membran verschoben, was zum Auskuppeln führt. Das Einkuppeln erfolgt durch Loslassen des Schalthebels, da dadurch der Servomotor belüftet wird und der Drehmomentwandler den Motor automatisch vom Getriebe trennt, so bald das Fahrzeug anrollt.
Beispiele für Fahrzeuge mit halbautomatischen Getrieben sind z. B. der Renault Twingo „Easy“, Smart fortwo, Golf Ecomatic, Mercedes Benz A-Klasse oder der Lexus SC. Beispiele für diese Kupplungssysteme sind z. B. das EKS (Elektronisches-Kupplungs-System) oder das EKM (Elektronisches-Kupplungs-Management).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die maximal mögliche Schaltgeschwindigkeit eines Schalthebels zu begrenzen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Es ist ein besonderer Vorteil der Erfindung, dass durch die Begrenzung der Schaltgeschwindigkeit des Schalthebels, die Komponenten der automatisierten Kupplung, Getriebe usw. vor Beschädigungen geschützt werden, indem diesen ein Zeitfenster zwischen Schaltabsichtserkennung und Einlegen des Ganges bereitgestellt wird, welches ausreichend groß ist, um damit die Verwendung eines EKS oder EKM zu ermöglichen.
Das erfindungsgemäße Schaltgeschwindigkeit-Begrenzer-Modul kann beispielsweise einfach an einer Komponente der äußeren Schaltung, z. B. einem Seilzug angeordnet werden.
Das Schaltgeschwindigkeit-Begrenzer-Modul kann als Schnittstelle zwischen der äußeren Schaltung und den Seilzügen angeordnet sein. Darüber hinaus wird alternativ vorgeschlagen, dass das Schaltgeschwindigkeit-Begrenzer-Modul Bestandteil des Schaltdoms ist.
In vorteilhafter Ausbildung besteht das Schaltgeschwindigkeit-Begrenzer-Modul aus einem stationär angeordneten zylinderförmigen Gehäuse, in welchem ein Kolben oder eine Blende bewegbar gelagert ist. Der Kolben ist vorzugsweise über eine Kolbenstange mit einem Seilzug oder einer Schaltstange der Getriebeschaltung verbunden und weist eine Anzahl Durchgangsöffnungen auf, durch das ein im Zylinder befindliches Fluid hindurchströmen kann.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausbildung ist das Schaltgeschwindigkeit-Begrenzer-Modul direkt an einem Ende des Schalthebels angelenkt.
Eine durch das Schaltgeschwindigkeit-Begrenzer-Modul auf den Seilzug oder eine Schaltstange ausgeübte Bremskraft ist u.a. auch abhängig von der Viskosität des im Zylindergehäuse befindlichen Fluids. Es wird daher vorgeschlagen, eine rheologische Flüssigkeit zu verwenden, deren Viskosität elektrisch oder magnetisch veränderbar ist, so dass die Bremskraft des Schaltgeschwindigkeit-Begrenzer-Moduls drehzahlabhängig steuerbar ist.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden beschrieben. Es zeigen
1 ein Schaltgeschwindigkeit-Begrenzer-Modul in schematischer Darstellung.
2 das Schaltgeschwindigkeit-Begrenzer-Modul mit einer Anordnung an einem Wählhebel.
Ein manuell betätigbares Schaltgetriebe eines motorbetriebenen Kraftfahrzeuges weist gemäß der 1 einen Schalthebel 1 mit einem Schaltknauf 2 zum Schalten von Gängen des Schaltgetriebes auf. Der Schalthebel 1 weist einen Schwenkpunkt 3 und an einem dem Schaltknauf 2 gegenüberliegenden Ende 1a des Schalthebels 1 mindestens eine Schaltstange oder vorzugsweise einen Seilzug 4 auf, der den Schalthebel 1 mit Schalthebeln eines Schaltdoms 11 verbindet.
Parallel zum Seilzug 4 ist ein Schaltgeschwindigkeit-Begrenzer- Modul 5 vorgesehen, welches ein zylinderförmiges Gehäuse 6 aufweist, dass stationär am Fahrgestell oder der Karosserie des Kraftfahrzeuges angeordnet ist.
Im Gehäuse 6 ist eine in Richtung des Seilzuges 4 bewegbare Blende oder vorzugsweise ein bewegbarer Kolben 7 vorgesehen, der mittels einer Kolbenstange 8 mit dem Seilzug 4 verbunden ist. Der Kolben 7 weist eine Anzahl Durchgangsöffnungen 9, z. B. Bohrungen auf, durch welche ein in das Gehäuse 6 eingefülltes Fluid in beide Richtungen hindurch fließen kann.
Bei einer Schaltbewegung wird der Seilzug 4 in Richtung des Schaltdomes 11 oder in entgegengesetzter Richtung bewegt und nimmt den Kolben 7 synchron mit. Hierbei wird das im Gehäuse 6 befindliche Fluid durch die Durchgangsöffnungen 9 des Kolbens 7 gedrückt. Die Fläche der Durchgangsöffnungen ist ein Maß für die Bremswirkung, die der Kolben 7 auf den Seilzug 4 ausübt. Je kleiner die gesamte Öffnungsfläche der Durchgangsöffnungen 9 ist, desto größer ist die zu erzielende Bremskraft.
Die Bremskraft ist darüberhinaus auch abhängig von der Viskosität des Fluids, wobei eine kleine Viskosität zu einer erhöhten Bremskraft führt.
Um die Bremskraft des Schaltgeschwindigkeit-Begrenzer-Moduls 5, z. B. drehzahlabhängig steuern zu können, kann es vorgesehen sein, dass das Fluid eine rheologische Flüssigkeit ist, die elektrisch oder magnetisch steuerbar ist. Dies bedeutet, dass bei einer höheren Drehzahl eine größere Spannung induziert wird, die z. B. bei einer Spule ein stärkeres Magnetfeld hervorruft, welches zu einer kleineren Viskosität der rheologischen Flüssigkeit führt und somit die Zähigkeit des Fluids erhöht, was wiederum zu einer höheren Bremswirkung des Schaltgeschwindigkeit-Begrenzer-Moduls 5 auf den Seilzug 4 führt.
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist es vorgesehen, dass das Schaltgeschwindigkeit-Begrenzer-Modul 5 am Ende 1a des Schalthebels 1 angeordnet ist, wobei die Kolbenstange 8, z. B. in Verlängerung des Seilzuges 4, am Ende 1a des Wählhebels 1 angelenkt ist.
Bezugszeichenliste

1: Schalthebel
1a: Ende (1)
2: Schaltknauf
3: Schwenkpunkt (1)
4: Seilzug
5: Schaltgeschwindigkeit-Begrenzer-Modul
6: Gehäuse (5)
7: Kolben
8: Kolbenstange
9: Durchgangsöffnung
11: Schaltdom

Claims

Vorrichtung zur Begrenzung der Schaltgeschwindigkeit eines manuell betätigbaren Schaltgetriebes, mit einem Schalthebel zum Schalten von Gängen des Schaltgetriebes, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schaltgeschwindigkeit-Begrenzer-Modul (5) vorgesehen ist und dass das Schaltgeschwindigkeit-Begrenzer-Modul (5) direkt oder indirekt am Schalthebel (1) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltgeschwindigkeit-Begrenzer-Modul (5) an einem zwischen dem Schalthebel (1) und einem Schaltdom (11) angeordneten Seilzug (4) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Seilzug (4) am Ende (1a) des Schalthebels (1) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltgeschwindigkeit-Begrenzer-Modul (5) an einem Ende (1a) des Schalthebels (1) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltgeschwindigkeit-Begrenzer-Modul (5) ein Gehäuse (6) mit einem in dem Gehäuse (6) verschiebbar angeordneten Kolben (7) aufweist, der mittels einer Kolbenstange (8) direkt oder indirekt mit dem Schalthebel (1) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (7) eine Anzahl Durchgangsöffnungen (9) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (6) mit einem Fluid befüllt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid eine rheologische Flüssigkeit ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die rheologische Flüssigkeit drehzahlabhängig elektrisch beaufschlagbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die rheologische Flüssigkeit drehzahlabhängig magnetisch beaufschlagbar ist.