DE19718051A1

DE19718051A1 - Sicherheitseinrichtung für teilautomatisierte Schaltgetriebe

Info

Publication number: DE19718051A1
Application number: DE19718051A
Authority: DE
Inventors: Ernst Heinze; Ernst Biskup; Gamjad Winkam
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1997-04-29
Filing date: 1997-04-29
Publication date: 1998-11-05

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung für teilautomatisierte Schalt getriebe mit einem motorisch schaltbaren Getriebe und mit einer manuell betätig baren Kupplung.

Ein solches teilautomatisiertes Schaltgetriebe kann als Walzenschaltgetriebe oder als Standardgetriebe mit H-Schaltung ausgebildet sein. Der Schaltmotor ist in der Regel ein Elektromotor. Die Kupplung wird wie üblich manuell betätigt während das Schalten über einen Tippbefehl eingeleitet wird und dann automatisch abläuft. Im Gegensatz zu der herkömmlichen manuellen Schaltung bekommt der Fahrer vom Schaltsystem keine direkte Rückmeldung über den Abschluß des Schaltvorgangs. Um ein vorzeitiges Schließen der Kupplung zu vermeiden, wurde bereits eine opti sche beziehungsweise akustische Sicherheitseinrichtung vorgeschlagen, die dem Fahrer den Schaltungszustand signalisiert. Eine derartige Sicherheitseinrichtung erfüllt ihren Zweck aber nur unvollkommen, weil sie vom Fahrer bewußt oder unbe wußt ignoriert werden kann, was mit der Gefahr eines zu frühen Schließens der Kupplung und einer damit verbundenen Schädigung des Getriebes verbunden ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheitseinrichtung der Eingangs genannten Art zu schaffen, die ein Schließen der Kupplung vor Ab schluß des Schaltvorgangs mit Sicherheit verhindert.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer gattungsgemäßen Sicher heitseinrichtung gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Kupplung eine elektrisch betätigbare Sperre zugeordnet ist, die mit der Steuerung des Schaltmotors verbunden ist und ein Schließen der Kupplung vor Abschluß des Schaltvorgangs verhindert.

Mit der erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung wird eine Beschädigung des Getriebes zuverlässig verhindert, falls der Fahrer vor Abschluß des Schaltvor gangs den Fuß vom Kupplungspedal nehmen sollte
Damit in einem solchen Fall die Kupplung nach Ausrücken der Sperre nicht schlagartig geschlossen wird, ist dem Betätigungsmechanismus der Kupplung zweckmäßigerweise eine Dämpfungseinrichtung zugeordnet.

Bei einer mechanisch betätigbaren Kupplung kann die Sperre von einem Hubmagnet gebildet sein, dessen Anker mit dem durchgedrückten Kupplungspedal in Eingriff gelangt und dieses bis zum Abschluß des Schaltvorgangs blockiert. Um ein abruptes Einkuppeln zu verhindern, kann dem Kupplungspedal ein Rückstell dämpfer zugeordnet sein.

Bei einer hydraulisch betätigbaren Kupplung, die einen Geber- und einen Nehmer zylinder aufweist, kann die Sperre von einem Magnetventil gebildet sein, das in der Hydraulikleitung zwischen dem Geber- und dem Nehmerzylinder angeordnet ist und das bis zum Abschluß des Schaltvorgangs geschlossen bleibt. Das Magnetventil ist vorzugsweise als Drossel ausgebildet, so daß es als hydraulischer Dämpfer wirkt, der ein zu schnelles Einkuppeln verhindert.

Parallel zu dem Magnetventil kann ein beim Durchdrücken des Kupplungs pedals öffnendes Rückschlagventil angeordnet sein. Dieses Rückschlagventil erfüllt die Funktion einer Umgehungsleitung, wenn nach Ansprechen des Magnetventils das Kupplungspedal noch weiter durchgedrückt wird.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf ein Kupplungspedal mit einer Sicher heitseinrichtung für eine mechanisch betätigbare Kupplung und

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht eines Kupplungspedals mit einer Sicherheitseinrichtung für eine hydraulisch betätigbare Kupplung.

Fig. 1 zeigt ein Kupplungspedal 10, das mit einer (nicht gezeigten) Kupplung mechanisch verbunden ist. Diese manuell betätigbare Kupplung ist Bestandteil eines teilautomatisierten Schaltgetriebes mit einem (nicht gezeigten) motorisch schalt baren Getriebe. Von diesem Schaltgetriebe, das als Walzenschaltgetriebe oder als Standardgetriebe mit H-Schaltung ausgebildet sein kann, ist lediglich der Schalt motor 12 gezeigt, bei dem es sich um einen Elektromotor handelt. Der Schaltmotor 12 kann vom Fahrer mit einem Tippschalter aktiviert werden, nachdem das Kupp lungspedal 10 durchgetreten wurde. Der Schaltvorgang, das heißt der Wechsel der Zahnradpaarung in dem Getriebe läuft dann automatisch ab.

Der Schaltmotor 12 ist mit einem in der Nähe des Kupplungspedals 10 ange ordneten Hubmagneten 14 elektrisch verbunden. Der Hubmagnet 14 weist einen Anker 16 auf, der im ausgefahrenen Zustand das durchgetretene Kupplungspedal 10 übergreifen und formschlüssig blockieren kann. Dem Kupplungspedal 10 ist ein mechanischer Rückstelldämpfer 18 zugeordnet.

Wenn der Fahrer den Gang wechseln will, dann tritt er in bekannter Weise das Kupplungspedal, um den Kraftfluß vom Motor zum Getriebe zu unterbrechen. Daraufhin betätigt der Fahrer einen sogenannten Tippschalter, um dem Schaltmotor 12 einen Befehl zum Herauf- oder Herunterschalten zu erteilen. Der Schaltmotor 12 wird daraufhin aktiviert, um die Zahnradpaarung in dem (nicht gezeigten) Schalt getriebe in der vom Fahrer gewünschten Weise zu verändern. Dies kann beispiels weise dadurch bewirkt werden, daß der Schaltmotor 12 eine Schaltwalze verdreht, die mit Steuernuten versehen ist. Sogenannte Schaltgabeln, die mit Zahnrädern des Getriebes verbunden sind, greifen mit Führungsstiften in die Nuten der Schaltwalze ein. Eine Verdrehung der Schaltwalze hat daher eine Verschwenkung der Schalt gabeln und damit eine Axialbewegung der damit verbundenen Zahnräder zu Folge. Da ein derartiges motorisch schaltbares Getriebe an sich bekannt ist, kann eine nähere Erläuterung entfallen.

Sobald dem Schaltmotor 12 ein Schaltbefehl erteilt wird, wird dieser und damit auch der Hubmagnet 14 mit Strom versorgt. Der Anker 16 wird daher so bewegt, daß er das durchgetretene Kupplungspedal 10 übergreift. Wenn der Schalt vorgang abgeschlossen ist, dann wird die Stromzufuhr zum Schaltmotor 12 automa tisch unterbrochen. Da somit auch der Hubmagnet 14 stromlos wird, kehrt der Anker 16 in seine Ausgangsstellung zurück. Das Kupplungspedal 10 kann daher zum Ein kuppeln in seine Ausgangsstellung zurückkehren, wenn der Fahrer seinen Fuß an hebt. Falls der Fahrer seinen Fuß vom Kupplungspedal 10 nehmen sollte, obgleich der Schaltvorgang noch nicht abgeschlossen ist, dann verhindert der mit dem Kupplungspedal 10 in Eingriff stehende Anker 16 eine Rückkehr des Kupplungs pedals in die Ausgangsstellung, weil der Schaltmotor 12 und damit der Hubmagnet 14 unter Strom steht. Wenn der Schaltvorgang beendet und der Schaltmotor 12 und damit der Hubmagnet 14 stromlos ist, dann ist das Kupplungspedal 10 durch den Anker 16 nicht mehr blockiert, so daß es sehr rasch in seine Ausgangsstellung zu rückkehren könnte. Der Rückstelldämpfer 18 verzögert aber die Rückkehrbewegung des Kupplungspedals 10, so daß ein zu rasches Schließen der Kupplung verhindert wird.

Die beschriebenen Sicherheitseinrichtung verhindert ein Schließen der Kupplung, wenn der Fahrer den Fuß vom Kupplungspedal nimmt, obgleich der Schaltvorgang noch nicht abgeschlossen ist. Auch bei einem solchen Bedienungs fehler ist durch den Rückstelldämpfer 18 ein weiches Einkuppeln gewährleistet. Eine Schädigung des Getriebes infolge einer Fehlbedienung kann daher mit Sicherheit ausgeschlossen werden.

Die in Fig. 2 dargestellte Sicherheitseinrichtung ist für ein motorisch schalt bares Getriebe mit einer hydraulischen betätigbaren Kupplung bestimmt. Von dem Getriebe ist lediglich der Schaltmotor 32 gezeigt. Das Kupplungspedal 20 ist mit einem Geberzylinder 22 mechanisch verbunden. Der Geberzylinder 22 steht über eine Hydraulikleitung 26 mit einem Nehmerzylinder 24 in Verbindung, der mit der (nicht gezeigten) Kupplung mechanisch verbunden ist. In der Hydraulikleitung 26 ist ein Magnetventil 28 angeordnet, das mit dem Schaltmotor 32 elektrisch verbunden ist. Parallel zu dem Magnetventil 28 ist ein Rückschlagventil 30 angeordnet, das nach Überschreiten des normalen Kupplungsdruckes zum Nehmerzylinder 24 hin öffnet. Das Magnetventil 28 ist im stromlosen Zustand geöffnet, und es wird ge schlossen, sobald an den Schaltmotor 32 eine Spannung angelegt wird.

Wenn der Fahrer das Kupplungspedal 20 durchdrückt, dann wird vom Geber zylinder 22 über das geöffnete Magnetventil 28 hydraulisch ein Druck auf den Neh merzylinder 24 übertragen, und die mit diesem mechanisch verbundene Kupplung wird geöffnet. Wenn der Fahrer daraufhin mit dem entsprechenden Tippschalter einen Schaltbefehl eingibt, dann wird an den Schaltmotor 32 eine Spannung ange legt, um den gewünschten Schaltvorgang durchzuführen. Sobald der Schaltmotor 32 unter Spannung steht, wird das Magnetventil 28 unverzüglich geschlossen, so daß sich der Druck im Nehmerzylinder 24 nicht abbauen kann und die Kupplung in ge öffneter Stellung gehalten wird. Wenn der Fahrer während des Gangwechsels das Kupplungspedal 20 versehentlich noch weiter durchtritt, dann öffnet das Rück schlagventil 30, so daß Hydraulikflüssigkeit das geschlossenen Magnetventil 28 umgehen kann.

Wenn der Schaltvorgang abgeschlossen ist und der Schaltmotor 32 stromlos wird, dann wird auch das Magnetventil 28 stromlos, so daß die hydraulische Verbin dung zwischen dem Nehmerzylinder 24 und dem Geberzylinder 22 wiederhergestellt ist. Wenn jetzt der Fahrer den Fuß vom Kupplungspedal 20 nimmt, dann kann die Kupplung geschlossen werden, wobei der Nehmerzylinder 24 Hydraulikflüssigkeit durch das Magnetventil 28 hindurch zum Geberzylinder 22 verdrängt.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, verhindert das mit dem Schaltmotor 32 elektrisch verbundene Magnetventil 28 das Schließen der Kupplung, so lange der Schaltvorgang noch nicht abgeschlossen ist. Wenn der Fahrer seinen Fuß sehr rasch vom Kupplungspedal 20 nimmt, dann wird durch die Drosselwirkung des Magnetventils 28 ein zu schnelles Einkuppeln verhindert.

Bei den beiden vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde da von ausgegangen, daß zur Betätigung des Schaltgetriebes ein elektrischer Schalt motor dient. Es sind aber auch Ausführungsformen denkbar, bei denen die Schalt walze mit einem elektrisch steuerbaren Hydraulikaggregat angetrieben wird. Auch in diesem Fall ist die beschriebene Sicherheitseinrichtung anwendbar, indem der Hubmagnet 14 beziehungsweise das Magnetventil 28 mit der elektrischen Steuerung des Hydraulikaggregats verbunden wird, so daß ein Schließen der Kupplung vor Ab schluß des Schaltvorgangs ausgeschlossen ist.

Bezugszeichenliste

10

Kupplungspedal

12

Schaltmotor

14

Hubmagnet

16

Anker

18

Rückstelldämpfer

20

Kupplungspedal

22

Geberzylinder

24

Nehmerzylinder

26

Hydraulikleitung

28

Magnetventil

30

Rückschlagventil

Claims

1. Sicherheitseinrichtung für teilautomatisierte Schaltgetriebe mit einem motorisch schaltbaren Getriebe und mit einer manuell betätigbaren Kupplung, da durch gekennzeichnet, daß der Kupplung eine elektrisch betätigbare Sperre (14; 28) zugeordnet ist, die mit der Steuerung des Schaltmotors (12; 32) verbunden ist und ein Schließen der Kupplung vor Abschluß des Schaltvorgangs verhindert.

2. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Betätigungsmechanismus der Kupplung eine Dämpfungseinrichtung (18; 28) zugeordnet ist.

3. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 2 mit einer mechanisch betätigbaren Kupplung, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperre von einem Hubmagnet (14) gebildet ist, dessen Anker (16) mit dem durchgedrückten Kupplungspedal (10) in Eingriff gelangt und dieses bis zum Abschluß des Schaltvorgangs blockiert.

4. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kupplungspedal (10) ein Rückstelldämpfer (18) zugeordnet ist.

5. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1 mit einer hydraulisch betätigbaren Kupplung, die einen Geber- und einen Nehmerzylinder aufweist, dadurch gekenn zeichnet, daß die Sperre von einem Magnetventil (28) gebildet ist, das in der Hydraulikleitung (26) zwischen dem Geber- und dem Nehmerzylinder (22, 24) ange ordnet ist und das bis zum Abschluß des Schaltvorgangs geschlossen bleibt.

6. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetventil (28) als Drossel ausgebildet ist.

7. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu dem Magnetventil (28) ein beim Durchdrücken des Kupplungspedals (20) öffnenden Rückschlagventil (30) angeordnet ist.