DE3331236C2

DE3331236C2 - Getriebeschaltvorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE3331236C2
Application number: DE3331236A
Authority: DE
Inventors: Fujio Hachioji Tokio/Tokyo Makita
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1982-09-01
Filing date: 1983-08-30
Publication date: 1986-12-11
Also published as: GB2129508B; GB8323048D0; US4565108A; GB2129508A; JPS5940951A; DE3331236A1

Abstract

Eine Getriebeschaltvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer elektromagnetischen Pulverkupplung und einem Getriebe weist vier Vorwärts-Zahnradsätze auf. Die Vorrichtung enthält eine erste synchronisierende Einrichtung, um ein Zahnrad des zweiten Gangs und ein Zahnrad des vierten Gangs mit einer Ausgangswelle des Getriebes wahlweise in Eingriff zu bringen, eine zweite synchronisierende Einrichtung, um ein Zahnrad des ersten Gangs und ein Zahnrad des dritten Gangs mit der Ausgangswelle wahlweise in Eingriff zu bringen, und einen Schalthebel zur Betätigung der ersten synchronisierenden Einrichtung und der zweiten synchronisierenden Einrichtung. Eine Stellstange ist zur wirkungsmäßigen Verbindung des Schalthebels mit der ersten und zweiten synchronisierenden Einrichtung vorgesehen. Der Schalthebel wird drehbar auf einem Haltehebel getragen, der drehbar um eine Achse angeordnet ist. Die Achse ist im wesentlichen koaxial zur Stellstange. Der Haltehebel wird in einem Bereich zur Betätigung der ersten synchronisierenden Einrichtung und einem Bereich zur Betätigung der zweiten synchronisierenden Einrichtung durch Eingriff einer unter Federspannung stehenden Kugel und Aussparungen gehalten.

Description

Die Erfindung betrifft eine Getriebeschaltvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer elektromagnetischen Kupplung.

Aus der (DE-OS 18 05 950) ist eine Schaltvorrichtung eines Zahnräderwechselgetriebes mit vier Vorwärtsgängen und einem in einem H-Schaltschema geführten Schalthebel bekannt Bei dieser Vorrichtung wird in der ersten Schaltgasse zwischen 1. und 2. Gang und in der zweiten Schaltgasse zwischen 3. und 4. Gang geschaltet

Es ist in der (DE-OS 33 31 223) auch bereits vorgeschlagen worden, die vier Vorwärts-Zahnradsätze des Getriebes in zwei Gruppen einzuteilen, d. h. in eine Getriebestufe mit hoher Übersetzung, die Zahnräder des ersten und des dritten Gangs enthält, und in eine Getriebestufe mit niedriger Übersetzung, die Zahnräder des zweiten und des vierten Gangs enthält. Auf einer normalen Straße kann das Fahrzeug über die Getriebestufe mit niedriger Übersetzung angetrieben werden, und wenn beim Bergauffahren hohe Drehmomente erforderlich sind, wird die Getriebestufe mit hoher Übersetzung benutzt. Bei dieser Gangschaltanordnung ist eine elektrische Wählvorrichtung vorgesehen, um über einen Wählhebel Synchronkupplungen zu betätigen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Getriebeschaltvorrichtung zu schaffen, die bei Aufteilung des Getriebes in eine Getriebestufe mit hoher Übersetzung und eine Getriebesstufe mit niedriger Übersetzung ein einfaches manuelles Schalten des Getriebes ermöglicht.

einen langen Zeitraum für einen teilweisen Eingriffszustand mittels Steuerung des Kupplungsstroms aufweist Das Kraftfahrzeug kann deshalb -auch mit der Getriebestufe für den zweiten Gang mit solch einem langen teilweisen Eingriff angefahren werden.

Da das Übersetzungsverhältnis des Zahnradsatzes für den zweiten Gang so gewählt ist, daß ein ausreichendes Drehmoment zum Anfahren des Kraftfahrzeugs zur Verfügung steht wobei das Übersetzungsverhältnis für ίο den zweiten Gang und das Übersetzungsverhältnis für den vierten Gang derart ausgelegt sind, daß zum Antrieb des Kraftfahrzeugs auf flachen Straßen nur zweiter und vierter Gang notwendig sind. Andererseits ist der erste und dritte Gang jeweils derart ausgelegt, daß is ein ausreichendes Drehmoment zum Antreiben des Kraftfahrzeugs an Steigungen erzielt wird.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert

F i g. 1 ist eine Schnittansicht eines Getriebes mit einer elektromagnetischen Pulverkupplung, in dem eine Vorrichtung gemäß der Erfindung vorgesehen ist;

F i g. 2 zeigt ein Getriebeschaltschema für das Getriebe nach F i g. 1;

Fig.3 stellt eine perspektivische Ansicht auf einen Schalthebel und einen Teil der Schaltvorrichtung dar;

Fig.4 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV in F ig. 3;

Fig.5 zeigt ein Blockschaltbild eines Kupplungsstrom-Steuersystems;

F i g. 6 ist eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Wagengeschwindigkeit und dem Antriebsdrehmoment;

Fig. 7 ist eine graphische Darstellung der Änderung des Kupplungsstroms;

Fig.8 ist eine Draufsicht auf eine Auswahleinrichtung und

F i g. 9 ist eine Schnittansicht entlang der Linie IX-IX inFig.8.

In Fi g. 1, die ein Getriebe nach der Erfindung zeigt, ist eine elektromagnetische Pulverkupplung durch das Bezugszeichen 1 bezeichnet. Ein Viergang-Getriebe 2 steht in Wirkungsverbindung mit der Kupplung 1, die wiederum mit einer Enduntersetzungseinrichtung 3 verbundenist.

Die elektromagnetische Pulverkupplung 1 ist in einem Gehäuse eingebaut und enthält eine Antriebsplaite 5, die an dem Ende einer Kurbelwelle 4 eines (nicht gezeigten) Verbrennungsmotors befestigt ist, ein ringförmiges Antriebsteil 7, das an der Antriebsplatte 5 festgemacht ist, eine im Antriebsteil 7 vorgesehene Kupplungsspule 6 und ein Abtriebsteil 9, das durch Keilverzahnung an der Eingangswelle 8 des Getriebes 2 festgemacht ist, wobei es eine Lücke 10 zum Antriebsteil 7 läßt. Pulver aus magnetischem Material ist in einer Pulverkammer 11 vorgesehen und die Lücke 10 ist dazu bestimmt, mit Pulver gefüllt zu werden. Die Abdeckung 12 ist am Antriebsteil 7 festgemacht. Die Abdeckung 12 weist einen zylindrischen, zur Eingangswelle 8 koaxialen

Geiösi wird diese Aufgabe üuich die merkmale des Anspruchs 1. Eine Weiterbildung der Erfindung ist im Unteranspruch angegeben.

Bei einem Vierganggetriebe wird hierbei der Schalthebel entlang eines H-Schaltschemas für die Vorwärtsfahrt geschaltet. Zum Fahren des mit einer elektromagnetischen Pulverkupplung versehenen Kraftfahrzeugs ist die Betätigung eines Kupplungspedals nicht erforderlich, wobei die Kupplung so ausgelegt ist, daß sie

öö Teil auf, auf dem Schleifringe !3 fest vorgesehen sind. Die Schleifringe 13 sind mit der Spule 6 durch Leitungen verbunden und die Bürsten 14 werden gegen die Schleifringe 13 gedruckt.
Bei einer solchen Konstruktion drehen sich die Antriebsplatte 5 und das Antriebsteil 7 zusammen mit der Kurbelwelle 4, und das in der Pulverkammer 11 eingeschlossene magnetische Pulver wird durch Zentrifugalkräfte an die innere Oberfläche des Antriebsteils 7 gczo-

gen. Wenn die Spule 6 erregt wird, wird das Antriebsteil 7 magnetisiert, um einen magnetischen Fluß zu erzeugen, der durch das Ablriebsteil 9 führt. Das Pulver wird somit in der Lücke 10 angesammelt, so daß die Kraft des Motors durch die Kupplung auf die Eingangswelle 8 übertragen wird.

In dem Getriebe 2 sind Zahnradsätze für den ersten bis vierten Gang vorgesehen. Gemäß der Erfindung sind der Zahnradsatz für den zweiten Gang und der Zahnradsatz für den vierten Gang jeweils einander benachbart um eine Getriebestufe mit niedriger Übersetzung zu schaffen; ebenso sind der Zahnradsatz für den ersten Gang und der Zahnradsatz für den dritten Gang für eine Getriebestufe mit hoher Übersetzung angeordnet Der Zahnradsatz für den zweiten Gang enthält ein Antriebszahnrad 16a, das auf der Eingangswelle 8 befestigt ist und ein Abtriebszahnrad 16i>, das mit dem Antriebszahnrad 16a in Eingriff steht und auf der Ausgangswelle 15 drehbar angebracht ist Der Zahnradsatz für den vierten Gang enthält ein Antriebszahnrad 17a und ein Abtriebszahnrad 176, das auf der Ausgangswelle 15 drehbar angebracht ist. Zwischen den Abtriebszahnrädern 166 und 176 ist eine Synchronkupplung 18 für die Getriebestufe mit niedriger Übersetzung auf der Ausgangswelle 15 angebracht, um wahlweise die Abtriebszahnräder 166 und 176 mit der Ausgangswelle 15 in Eingriff zu bringen. In ähnlicher Weise ist der Zahnradsatz des ersten Gangs, der ein Antriebszahnrad 19a und ein Abtriebszahnrad 196 enthält, dem Zahnradsatz des dritten Gangs benachbart, der ein Antriebszahnrad ?0a und ein Abtriebszahnrad 206 enthält. Eine Synchronkupplung 21 für die Getriebestufe für hohe Übersetzung ist zwischen den Abtriebszahnrädern 196 und 206 vorgesehen. Der Zahnradsatz für den zweiten Gang und der Zahnradsatz für den ersten Gang sind auf den gleichen Seiten der Synchronkupplung 18 und 21 angebracht; der Zahnradsatz des dritten Gangs und der Zahnradsatz des vierten Gangs sind auf der entgegengesetzten Seite der jeweiligen Synchronkupplung angebracht.

Ein Rückwärts-Antriebszahnrad 22a ist an der Eingangswelle 8 angeordnet und ein Abtriebszahnrad 226 ist an der einen Seite eine Muffe der Synchronkupplung 21 angeordnet. Ein Zahnrad 22c ist zum Eingriff in die Zahnräder 22a und 226 zwecks Rückwärtsfahrt bestimmt. Weiter ist ein Park-Zahnrad 23 an einem Ende der Ausgangswelle 15 gebildet, um das Getriebe während des Parkens des Fahrzeugs zu sperren.

Weiter ist an einem Ende der Ausgangswelle 15 ein Ausgangszahnrad 24 vorgesehen, das mit einem Zahnkranz 25 eines Differentials 26 der Enduntersetzungseinrichtung 3 in Eingriff steht, um die Ausgangsleistung der Ausgangswelle 15 auf Antriebsräder über die Radwellen 27 und 28 zu übertragen.

Das Getriebeumschaltmuster für das Getriebe ist in Fig.2 gezeigt, wo »Li«, »L2« die Stellungen für den ersten Gang und den zweiten Gang anzeigen, »//3«, »H4« zeigen die Stellungen für den dritten Gang und den vierten Gang an, »M< ist eine neutrale Stellung und »P« und »/?« sind jeweils Stellungen für Parken und Rückwärtsfahren.

Gemäß Fig. 3 wird ein Schalthebel 30 drehbar in einer Halterung 34 durch einen Stift 34a befestigt, um auf einer geraden Linie in der Längsrichtung des Kraftfahrzeugs geschaltet zu werden. Ein Griff 31 ist an einem oberen Teil des Schalthebels 30 befestigt, und ein Ende einer Schaltstange 32 ist mit einem unteren Teil des Schalthebels durch einen Stift 32a verbunden. Die Halterung 34 weist eine horizonale Welle 35 auf, die im wesentlichen koaxial zur Schaltstange 32 ist Die horizontale Welle 35 ist drehbar in einem Wellenlager 36 gelagert, das am Boden des Kraftfahrzeugs in einem Ständer 33 befestigt ist.

Gemäß Fig.4 sind Aussparungen 39 und 40 in der Innenwand des Wellenlagers 36 gebildet Eine Kugel 38 greift in ein in der Welle 35 radial angeordnetes Bohrloch 37 ein und wird zu dem Wellenlager 36 gedrückt, um in eine der Aussparungen 39 und 40 einzugreifen. Der Eingriff der Kugel 38 mit der Aussparung 40 hält die Welle 35, d. h. den Schalthebel, in dem Getriebeschaltbereich (Li und Hz) mit hoher Übersetzung. Die Aussparung 39 ist so geformt daß sie den Schalthebel in dem Getriebeschaltbereich mit niedriger Übersetzung (Li und //4) und zum Rückwärtsfahren und Parken (R und P) hält Die Halterung 34 wird von einer (nicht gezeigten) Feder in einer Leerlaufstellung des Schaltbereichs mit niedriger Übersetzung gehalten.

Das andere Ende der Schaltstange 32 steht mit einer Zahnradauswahleinrichtung 41 in Wirkungsverbindung. Entsprechend den F i g. 8 und 9 enthält die Auswahleinrichtung 41 einen an der Schaltstange 32 befestigten Ausleger 50 und einen auf einer Welle 52. drehbar und verschiebbar angebrachten Auswahlhebel 51. Der Auswahlhebel 51 weist die Ausleger 51a und 516 auf, und das Ende des Auslegers 51a greift in eine Kammer 50a, die in dem Ende des Auslegers 50 geformt ist. Das Ende des Auslegers 516 ist dazu bestimmt, um wahlweise in eine der Nuten 536,546 und 556 der Schaltarme 53a, 54a und 55a einzugreifen. Die Schaltarme sind jeweils an den Schaltschienen 53, 54 und 55 festgemacht. Die Schaltschiene 53 ist für den ersten Gang und den dritten Gang vorgesehen und zur Betätigung der Synchronkupplung Einrichtung 21 mit einer Gabel 56 bestimmt die Schaltschiene 54 ist für den zweiten Gang und den vierten Gang vorgesehen und zur Betätigung der Synchronkupplung 18 mit einer Gabel 57 bestimmt, die Schaltschiene 55 ist für das Rückwärts-Zahnrad 22c und das Park-Zahnrad 23 vorgesehen.

F i g. 6 zeigt die Beziehung zwischen der Wagengeschwindigkeit und dem Drehmoment in vier Gängen. Um das Getriebe in die Lage zu versetzen, das Fahrzeug in zwei Gäng3n anzutreiben, nähern sich die Übersetzungsverhältnisse der ersten und zweiten Gänge (L\ und L2) einander an; ebenso sind die Übersetzungsverhältnisse der dritten und vierten Gänge (H3, Ht) angenähert, wie in der graphischen Darstellung gezeigt. Andererseits ist der Unterschied zwischen zwei Übersetzungsverhältnissen zweier Gänge beträchtlich groß. Solch ein großer Unterschied des Übersetzungsverhältnisses verursacht ruckartige Bewegungen und Stottern des Kraftfahrzeugs, wenn die Kupplung schnell eingerückt wird. Bei der Anordnung wird deshalb die Kupplung so ausgebildet, daß sie allmählich, mit teilweisem Eingriff, einrückt.

In F i g. 5 wird ein Kupplungsstrom-Steuer system zur Schaffung eines Zeitraums für einen teilweisen Eingriff. während der Einrückperiode der Kupplung gezeigt. Das Schema enthält einen Zündimpulsgenerator 42, einen Schalthebelschalter 43, der auf dem Griff 31 angebracht und bei Ausübung einer Betätigungskraft auf den Griff geschlossen wird, einen Gaspedalschalter 44, einen Wagengeschwindigkeitsschalter 45 und eine Steuerschaltung 46. Die Steuerschaltung 46 arbeitet, indem sie auf an ihr angelegte Signale anspricht, und steuert den die Spule 6 durchfließenden Kupplungsstrom. Der Kupplungsstrom variiert schrittweise, wie in F i g. 7 gezeigt.

Wenn der Schalthebel 30 geschaltet wird, fließt der Kupplungsstrom in die umgekehrte Richtung, um das Antriebsteil 7 in entgegengesetzter Polarität zwecks Entfernung des restlichen Magnetismus zu magnetisieren. Nachdem der Schalthebel geschaltet worden ist, fließt ein niedriger Kupplungsstrom durch die Spule um für einen teilweisen Eingriff für eine relativ lange Zeit zu sorgen. Danach fließt ein Nennstrom, um die Kupplung vollständig in Eingriff zu bringen.

Wenn bei der Handhabung der Schalthebel 30 in die Zwischenstellung gebracht wird, wird der Schalthebel in der Leerlaufstellung im Getriebeschaltbereich für die Getriebestufe mit niedriger Übersetzung gehalten, vgl. F i g. 4. Bei dieser Stellung rückt der Ausleger 51 b in die Nut 34A des Schaltarms 54a ein. Indem der Schalthebel 30 in der Getriebestufe niedriger Übersetzung entsprechenden Umschaltbereich (Li, Ht) vor und zurück geschaltet wird, wird somit die Synchronkupplung 18 betätigt, um den Zahnradsatz 16a, 16b des zweiten Gangs oder den Zahnradsatz 17a, 176 des vierten Gangs mit der Ausgangswelle 15 in Eingriff zu bringen.

Das Kraftfahrzeug kann somit durch Schalten des Schalthebels 30 auf einer geraden Linie über die Getriebestufe mit niedriger Übersetzung angetrieben werden. Wenn der Schalthebel 30 innerhalb der Aussparung JS nach rechts (F i g. 3) geschoben wird, ist der Schalthebel in den Rückwärts- und Park-Schaltbereich gestellt. Entsprechend können der Rückwärts-Zahnradsatz oder das Park-Zahnrad durch Betätigung des Schalthebels in Eingriff gebracht werden. Wenn der Schalthebel nach links geschaltet wird, greift die Kugel 38 in die Aussparung 40 ein, und der Schalthebel wird in dem Getriebeschaltbereich für die Getriebestufe mit hoher Übersetzung gehalten.

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Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Getriebeschaltvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer elektromagnetischen Kupplung, mit einem Getriebe, das vier Vorwärtsgänge aufweist, mit Synchronkupplungen für die Gänge und mit einem Schalthebel, der in einem H-Schaltschema bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe ein Gruppengetriebe ist, bei dem in der ersten Schaltgasse zwischen dem 1. und 3. Gang und in der zweiten Schaltgasse zwischen dem 2. und 4. Gang geschaltet wird, und daß eine elektromagnetische Pulverkupplung mit langer Einrückstufe vorgesehen ist

2. Getriebeschaltvorrichtung nach Anspruch 1, dz durch gekennzeichnet, daß eine Halterung (34) zum drehbaren Halten des Schalthebels (30) vorgesehen ist, mit einem Wellenlager (36) zum drehbaren Lagern einer an der Halterung festgemachten Welle (35), wobei die Welle im wesentlichen koaxial zu einer Schaltstange (32) ist, und mit einer Rasteinrichtung, welche die Welle mit dem Wellenlager durch Eingreifen zwischen einer unter Federspannung stehenden Kugel (38) und Aussparungen (39,40) in Eingriff bringt.