Die Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung mit einer Schalteinrichtung zur
deren Ansteuerung, eine Steuerungsvorrichtung zur Steuerung einer Getriebe
vorrichtung mit einer Schalteinrichtung, ein Verfahren zur Steuerung einer der
artigen Getriebe- oder Schaltvorrichtung sowie eine Verwendung dieser Ge
triebevorrichtung.
Zum Schalten verschiedener Schaltstufen in einer Getriebevorrichtung, insbe
sondere einem automatisierten Schaltgetriebe, werden Schalteinrichtungen
eingesetzt. Diese Schalteinrichtungen weisen einen Schaltmotor und einen
Wählmotor auf, wobei die Motoren einen Schaltfinger ansteuern, der in einer
Anordnung aus einer Wählgasse und verschiedenen Schaltgassen bewegt
wird. Die Schaltgassen sind dabei vorbestimmten Gängen zugewiesen, so daß
innerhalb der Schaltgasse eine Position existiert, bei der ein vorbestimmter
Gang des Getriebes vollständig eingelegt ist. Über eine entsprechende Me
chanik mit Schaltgabeln wird die Bewegung des Schaltfingers auf Getriebe
schaltringe übertragen. Eine mit dem Schaltfinger gekoppelte Schaltwelle wird
von den Motoren derart angesteuert, daß sie Schwenkbewegungen um ihre
Achse sowie Axialbewegungen ausführen kann. Diese Schwenk- bzw. linearen
Bewegungen werden in die Schaltbewegung bzw. die Bewegung der Getriebe
schaltringe gewandelt.
Diese Bewegungen bzw. insbesondere die Bewegung der Motoren werden
dabei von Weg- und/oder Winkelaufnehmern verfolgt. Diese sind insbesondere
als Inkrementalwegsensor, also als Sensoreinrichtungen, die eine Position
durch Aufsummieren einzelner Inkremente entlang einer Strecke oder eines
Winkels erfassen, ausgebildet.
Derartige Schalteinrichtungen haben sich, insbesondere zur Ansteuerung von
automatisierten Schaltgetrieben, bewährt. Der Einsatz inkrementaler Weger
fassungseinrichtungen hät häufig zu Kosteneinsparungen gegenüber dem
Einsatz von Absolutwegerfassungseinrichtungen geführt.
Dennoch wäre es wünschenswert, diese bekannten Getriebevorrichtungen mit
Schalteinrichtungen insbesondere im Hinblick auf die Verläßlichkeit und
Schaltgenauigkeit weiter zu verbessern.
So besteht insbesondere beim Einsatz von inkrementalen Wegerfassungsein
richtungen die Gefahr von Fehlschaltungen, die neben Komforteinbußen ver- -
zögerte Schaltvorgänge oder Beschädigungen des Getriebes oder der Schalt
einrichtung hervorrufen können.
Daher ist es wünschenswert, daß die aktuelle Position des Schaltfingers stets
gesichert ermittelt oder überprüft werden kann bzw. ein Positionsabgleich bzw. -
eine Adaption der Position vorgenommen werden kann, und zwar auch dann,
wenn die Informationen einer Wegmeßeinrichtung verlorengehen oder unzu
treffend sind. Überdies wäre es wünschenswert, daß Wegfehler bei der Erfas
sung oder Ansteuerung des Schaltfingers möglichst frühzeitig und gesichert
detektiert werden und Ersatzmaßnahmen zu deren Beseitigung eingeleitet
werden können.
Auch eine gesicherte Adaption vorbestimmter Positionen, wie insbesondere
der Gangendlagen, zu vorbestimmten Zeitpunkten wäre wünschenswert.
Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Getriebevor
richtung mit Schalteinrichtung bzw. ein Verfahren zum Steuern einer solchen
sowie eine Steuerungsvorrichtung zum Steuern der Betätigungseinrichtung
einer solchen zu schaffen, durch welche die Wahrscheinlichkeit von Fehl
schaltungen, Getriebebeschädigungen, Funktionsstörungen und Ausfällen
reduziert wird und durch welche die Möglichkeit eines verbesserten Fahrkom
forts geschaffen wird.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Getriebevorrichtung mit Schalteinrichtung
gemäß Anspruch 1 und/oder Anspruch 7 und/oder Anspruch 8 und/oder An
spruch 25 und/oder Anspruch 28 und/oder Anspruch 29 und/oder Anspruch 34
und/oder Anspruch 46 und/oder Anspruch 50 und/oder Anspruch 62 und/oder
Anspruch 63 und/oder Anspruch 66 und/oder Anspruch 67 und/oder An
spruch 117.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Steuerungsvorrichtung zum Ansteu
ern der Betätigungseinrichtung einer Schalteinrichtung einer Getriebevorrich
tung gemäß Anspruch 70 und/oder Anspruch 116.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist Gegenstand des Anspruchs 71 und/oder
des Anspruchs 72 und/oder des Anspruchs 75 und/oder des Anspruchs 82
und/oder des Anspruchs 85 und/oder des Anspruchs 96 und/oder des An
spruchs 98 und/oder des Anspruchs 99 und/oder des Anspruchs 102 und/oder
des Anspruchs 104 und/oder des Anspruchs 106 und/oder des Anspruchs 111
und/oder des Anspruchs 113 und/oder des Anspruchs 114 und/oder des An
spruchs 115.
Eine erfindungsgemäße Verwendung ist Gegenstand des Anspruchs 122
und/oder des Anspruchs 123 und/oder des Anspruchs 124.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprü
che.
Erfindungsgemäß wird eine Getriebevorrichtung mit einer Schalteinrichtung zur
deren Betätigung vorgeschlagen, wobei die Schalteinrichtung eine Einrichtung
zum automatisierten Ermitteln wenigstens einer vorbestimmten Kenngröße
aufweist, von welcher, ausgehend von einer unbekannten Schaltfingerposition,
also insbesondere einer unbekannten Position innerhalb der Wähl-
Schaltgassen-Anordnung, die Kenngröße ermittelbar ist.
Es sei angemerkt, daß die Getriebevorrichtung in allen Ausführungsformen
dieser Anmeldung vorzugsweise als automatisiertes Schaltgetriebe (ASG)
eines Kraftfahrzeugs ausgebildet ist. Es sei ferner angemerkt, daß die Ausfüh
rungsformen der Erfindung insbesondere unter Bezugnahme auf eine Schalt
vorrichtung zur Betätigung einer Getriebevorrichtung erläutert werden, wobei
dieses keine Beschränkung der Erfindung auf die Schalteinrichtung darstellen
soll. Die Erfindung erstreckt sich insbesondere auch auf eine Getriebevorrich
tung mit den erfindungsgemäßen Merkmalen.
Die Schalteinrichtung weist eine Wähl-Schaltgassen-Anordnung auf. Im Rah
men dieser Anmeldung ist unter einer Wähl-Schaltgassen-Anordnung insbe
sondere eine Anordnung aus wenigstens einer Wählgasse und wenigstens
einer Schaltgasse zu verstehen. In dieser Wähl-Schaltgassen-Anordnung bzw.
in diesem Schaltbild ist ein erstes Schaltelement, welches insbesondere ein,
Schaltfinger ist, bewegbar. Es sei ferner angemerkt, daß im Rahmen dieser
Anmeldung unter der Schaltgasse insbesondere eine Gasse zu verstehen ist,
die bei einer bestimmten Position in Wählrichtung angeordnet ist. Insbesonde
re werden bei einer bestimmten Position in Wählrichtung angeordnete Gas
senabschnitte, die sich auf unterschiedlichen Seiten der Wählgasse erstrecken
als eine Schaltgasse bezeichnet. Insbesondere werden auch diese unter
schiedlichen Abschnitte als eine Schaltgasse bezeichnet.
Es sei angemerkt, daß der Begriff "Schaltfinger", auf den im Rahmen dieser
Offenbarung bezug genommen wird, weit gefaßt zu verstehen ist. Im Sinne der
Ansprüche ist der Begriff des Schaltfingers deshalb allgemein als Schaltele
ment aufzufassen.
Der Schaltfinger wird von einer Betätigungseinrichtung angesteuert, die insbe
sondere einen Wählmotor und einen Schaltmotor aufweist. Von dem Wähl
motor ist der Schaltfinger in Wählrichtung, also in der Richtung, die durch die
Längsrichtung der Wählgasse vorgegeben ist, ansteuerbar. Entsprechend ist
der Schaltfinger von dem Schaltmotor in Schaltrichtung, also in der Richtung,
die durch die Längsrichtung der Schaltgasse vorgegeben ist, ansteuerbar.
Unter einer Betätigungseinrichtung ist im Sinne dieser Anmeldung insbesonde
re eine Einrichtung zu verstehen, die wenigstens einen Motor, insbesondere
Elektromotor, aufweist. Insbesondere weist die Betätigungseinrichtung einen
Wählmotor und einen Schaltmotor auf, wobei diese Motoren insbesondere
eine Bewegung des Schaltfingers und/oder einer Schaltwelle in unterschiedli
chen Richtungen ansteuert.
Eine Wegerfassungseinrichtung erfaßt die Schaltfingerbewegung bzw. die
Schaltwellenbewegung bzw. die Motorbewegung, also insbesondere die Be
wegung eines Wählmotors und eines Schaltmotors.
Es sei angemerkt, daß der Begriff der Wegerfassungseinrichtung bzw. der
Wegmeßeinrichtung im Rahmen dieser Erfindung weit gefaßt zu verstehen ist
und insbesondere eine Einrichtung zur Erfassung einer Wegstrecke und eine
Einrichtung zur Erfassung eines (überstrichenen) Winkels und/oder einer Posi
tion umfaßt. Ferner erstreckt sich dieser Begriff sowohl auf eine Absolutwe
gerfassungseinrichtung wie auch auf eine Inkrementalwegerfassungseinrich
tung. Bevorzugt ist die Wegerfassungseinrichtung als inkrementale Winkelsen
sorik ausgebildet, wobei besonders bevorzugt jeweils eine Winkelsensorik am
oder im Wählmotor oder in dessen Nähe und am oder im Schaltmotor oder in
dessen Nähe angeordnet ist. Bevorzugt ist auch, daß ein Wählmotor eine
Axialbewegung einer Schaltwelle ansteuert und ein Schaltmotor einer Dreh-
oder Schwenkbewegung dieser Schaltweile ansteuert, wobei ein inkrementaler
Winkelsensor die Schwenkbewegung und ein Wegsensor zur Erfassung einer
Längsbewegung die translatorische Bewegung erfaßt.
Unter einem Wegsensor ist im Rahmen dieser Anmeldung insbesondere ein
eine Winkel- bzw. Schwenkbewegung erfassender Sensor oder ein eine
translatorische Bewegung erfassen der Sensor oder ein eine Wegstrecke er
fassender Sensor zu verstehen. Der Wegsensor ist insbesondere als inkre
mentaler Wegsensor ausgebildet.
Die Schalteinrichtung weist vorzugsweise ein zweites Schaltelement, das vor
zugsweise als Schaltwelle ausgebildet ist, auf. Es sei angemerkt, daß zur Ver
einfachung der Erläuterung der Erfindung im folgenden auf eine Schaltwelle
Bezug genommen wird, wobei anstelle der Schaltwelle auch ein andersartig
ausgebildetes Schaltelement Verwendung finden kann.
Von der Einrichtung zur automatisierten Ermittlung wenigstens einer vorbe
stimmten Kenngröße der Schalteinrichtung ist diese jeweilige Kenngröße un
abhängig von einer Kenntnis der Ausgangsposition des Schaltfingers in der
Wähl-Schaltgassen-Anordnung ermittelbar. Hierunter ist insbesondere zu ver
stehen, daß von dieser Einrichtung die Ermittlung des Kennwerts auch dann,
ermöglicht wird, wenn zum Startzeitpunkt dieser Ermittlung keine oder keine
ausreichend genauen Informationen über die aktuelle Position des Schaltfin
gers innerhalb der Wähl-Schaltgassen-Anordnung zur Verfügung stehen. So
lassen sich die Kennwerte, vorzugsweise geometrische Kennwerte, auch dann
ermitteln, wenn die Wegerfassungseinrichtung unkorrekte oder keine Werte
über die aktuelle (Ausgangs-)Position des Schaltfingers hervorbringt.
Die erfaßbaren Getriebekennwerte können grundsätzlich beliebige, vorbe
stimmte Kennwerte der Getriebevorrichtung und/oder der Schalteinrichtung
und/oder einer Steuerungsvorrichtung zur Ansteuerung der Schalteinrichtung
sein. Insbesondere sind die Getriebekennwerte Kennwerte, die die Ausrich
tung, die Lage, die Breite oder die Länge einer Schaltgasse oder der Wählgas
se oder den Verlauf der Gassenwandung zumindest mit beschreiben. Ein wei
teres Beispiel für einen derartigen Kennwert stellt eine vorbestimmte Position
innerhalb der Wähl-Schaltgassen-Anordnung dar, die ihrer Absolutlage nach
bekannt ist. So kann insbesondere über eine Zuordnungscharakteristik einem
vorbestimmten Punkt vorbestimmte Koordinaten zugewiesen sein, so daß nach
Erreichen dieses Punktes gemäß der Zuordnungscharakteristik die (Rela
tiv)Lage sonstiger Punkte innerhalb der Wähl-Schaltgassen-Anordnung (wie
der) bekannt sind. Der vorbestimmte Kennwert kann insbesondere auch die
Lage einer (kraftfreien) Gangendlage innerhalb der Schaltgassen oder die
Position des Schaltfingers bei eingelegtem Neutralgang sein. Auch die Funkti
onsfähigkeit der Wegerfassungseinrichtung oder der Betätigungseinrichtung
oder deren Motoren kommt als Kennwert in Betracht. Ein weiteres Beispiel für
einen derartigen Kennwert stellt die Position einer Schaltwelle dar. Der Kenn
wert kann insbesondere ein vorbestimmter Punkt oder ein Abstandsmaß oder
die Identität einer Gangstufe sein. Es sei angemerkt, daß durch diese beispiel
hafte Aufzählung von Kennwerten die in Betracht kommenden Kennwerte nicht
beschränkt sind.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird von
einer Geometriekennwert-Erfassungseinrichtung gemäß einer vorbestimmten
Charakteristik eine vorbestimmte Referenzposition innerhalb der Wähl-
Schaltgassen-Anordnung angefahren, wobei die Ausgangsposition des Schalt
fingers unbekannt sein kann. Es sei angemerkt, daß unter dem Anfahren hier
bei zu verstehen ist, daß der Schaltfinger in eine vorbestimmte Position bewegt
wird. Ausgehend von dieser vorbestimmten Position, die insbesondere einen
Geometriekennwert darstellt, sind gemäß einer zweiten vorgegebenen Cha
rakteristik vorbestimmte Geometriekennwerte erfaßbar bzw. vom Schaltfinger
vorbestimmte Positionen zur Erfassung vorbestimmter Geometriekennwerte
anfahrbar.
Es sei angemerkt, daß die Ausgangsposition insbesondere auch geschätzt
werden kann. Die erste Charakteristik kann insbesondere auf der Analyse vor
bestimmter Parameter, wie insbesondere Verfahrweg oder dergleichen, die
ausgehend von aktuellen Positionen gesteuert werden, basieren.
Es sei angemerkt, daß erfindungsgemäß vorzugsweise vorbestimmte Kenn
werte erfaßt werden, aus denen anhand additiver und/oder multiplikativer oder
sonstiger Operationen und/oder in Abhängigkeit von Erfahrungswerten oder
auf sonstige Weise gemäß einer vorbestimmten Charakteristik korrigierte
Werte hervorgebracht werden, die dann als Getriebegeometriekennwerte wei
ter verwendet werden können. Es ist also erfindungsgemäß bevorzugt vorge
sehen, daß die Getriebegeometriekennwerte indirekt ermittelt werden.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der
Schaltfinger von der Einrichtung zur Ermittlung vorbestimmter Getriebegeome
triekennwerte in Wähl- und/oder iri Schaltrichtung ausgehend von der unbe
kannten Schaltfingerposition angesteuert bzw. verfahren werden, so daß sich
die bei dieser unbekannten Schaltfingerposition existierenden Verfahrwege
des Schaltfingers in Wähl- und/oder in Schaltrichtung ermitteln lassen. An
schließend kann die Einrichtung zur Erfassung vorbestimmter Getriebegeome
triekennwerte das Ergebnis dieser Verfahrbarkeiten in Schalt- und/oder in,
Wählrichtung auswerten. Im Rahmen dieser Auswertung ist bevorzugt, daß
zusätzliche Kennwerte hinzugezogen werden. Diese zusätzlichen Kennwerte
oder Daten oder Informationen sind insbesondere in einer Speichereinrichtung
abgelegt. Die Auswertung erfolgt insbesondere gemäß einer vorbestimmten
Auswertecharakteristik. In Abhängigkeit des Ergebnisses dieser Auswertung
und/oder sonstiger bereits ermittelter oder bekannter Kennwerte oder Informa
tionen wird anschließend eine vorbestimmte, neue Position des Schaltfingers
gemäß einer vorbestimmten Charakteristik angefahren. Insbesondere wird der
anzufahrende Endpunkt festgelegt, wobei das Anfahren dieser Position über
ein Ertasten und/oder gemäß einer vorbestimmten Bahn erfolgt. Bevorzugt ist,
daß iterativ eine neue Position angesteuert wird.
Die durch das jeweilige Verfahren bzw. das Ermitteln der jeweiligen Verfahr
wege ermittelten Werte werden insbesondere direkt einer Auswertung zuge
führt. Bevorzugt ist auch, daß sie durch additive oder multiplikative Operatio
nen oder dergleichen oder anhand von Erfahrungswerten, Korrekturwerten
oder dergleichen bearbeitet bzw. verändert werden, ehe sie zur weiteren Aus
wertung herangezogen werden.
Die Schrittfolgen des Ansteuerns einer Position, des Ermittelns der Verfahrwe
ge ausgehend von dieser Position sowie die Auswertung der ermittelten Ver
fahrwege, insbesondere zum Ansteuern einer neuen vorbestimmten Position,
werden von der Einrichtung zur Erfassung der vorbestimmten Geometriekenn
werte vorzugsweise so lange wiederholt, bis die vorbestimmten Getriebegeo
metriekennwerte vollständig erfaßt sind.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist we
nigstens eine der Gangruhelagen und/oder wenigstens eine der Synchronla
gen und/oder wenigstens eine Gassenlage und/oder Gassenbreite von diesen
Getriebegeometriekennwerten umfaßt.
Besonders bevorzugt ist, daß von der Getriebegeometriekennwert-
Erfassungseinrichtung wenigstens zeitweise vorbestimmte Anschläge und/oder
vorbestimmte Wandungen der Wählgasse und/oder der Schaltgassen ange
fahren werden, bzw. ein entsprechendes Anfahren von einem Verfahren
durchgeführt wird, wobei die Gassenwandung und/oder der Anschlag indirekt
detektiert wird. Zur indirekten Detektion kommen unterschiedlichste Verfahren
in Betracht. Insbesondere können hierzu vorbestimmte Kennwerte oder Be
triebskennwerte verwendet werden bzw. anhand deren zeitlichem Verlauf das
Anschlagen an eine Gassenwandung oder an einen Anschlag detektiert wer
den. Insbesondere kann der Wähl- und/oder der Schaltmotor derart angesteu
ert werden, daß er eine vorbestimmte Geschwindigkeit (Drehzahl), eine vorbe
stimmte Beschleunigung (Winkelbeschleunigung), eine vorbestimmte Kraft
(Moment), eine iterative Bewegung mit vorbestimmtem Weg (Winkellage), eine
Bewegung mit stochastischer Wegvorgabe (Winkellage) beaufschlagt wird
und/oder eine vorbestimmte Spannung und/oder einen vorbestimmten Strom
oder eine sonstige vorbestimmte Bewegung oder eine Kombination der vorge
nannten Bewegungen hervorbringt, wenn der Schaltfinger frei verfahren wird.
Beim Anschlagen an einem Anschlag verändern sich diese Werte.
Eine Analyse des Anschlags kann insbesondere über die Erfassung und/oder
Analyse des Schiebemuffenwegs und/oder der Schiebemuffen-
Geschwindigkeit und/oder der Schiebemuffen-Beschleunigung und/oder eines
Weges an beliebiger Stelle in der Strecke zwischen dem E-Motor, also insbe
sondere dem Wähl- und/oder Schaltmotor, und der Schaltgabel und/oder einer
Geschwindigkeit an einer beliebigen Stelle in der Strecke zwischen dem E-
Motor und der Schaltgabel und/oder einer Beschleunigung an einer beliebigen
Stelle in der Strecke zwischen dem E-Motor und der Schaltgabel und/oder eine
Schaltkraftmessung an einer beliebigen Stelle in der Strecke zwischen dem E-
Motor und der Schaltgabel und/oder der Motorwinkellage des Motors und/oder
der Motordrehzahl des Motors und/oder der Motorwinkelbeschleunigung des
Motors und/oder der Motorspannung des Motors und/oder des Motorstroms
des Motors und/oder eines Soll-Istweg-Vergleichs des Lagereglers und/oder
der axialen Lage der Getriebewelle und/oder der axialen Geschwindigkeit einer
oder mehrerer Getriebewellen und/oder der axialen Beschleunigung einer oder
mehrerer Getriebewellen und/oder der Winkellage einer oder mehrerer Getrie
bewellen und/oder der Winkelgeschwindigkeit einer oder mehrerer Getriebe
wellen und/oder der Winkelbeschleunigung einer oder mehrerer Getriebewel
len und/oder des Übertragenen Moments einer oder mehrerer Getriebewellen
und/oder des vom Getriebe übertragenen Moments und/oder einer beliebigen
Kombination der vorgenannten Größen erfolgen.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Getriebevorrichtung mit Schaltein
richtung gemäß Anspruch 7.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, die Schalteinrichtung mit einer Einrichtung
zur Ermittlung und/oder Überprüfung und/oder Feinabstimmung der Neutralpo
sition des Getriebes zu versehen. Eine derartige Einrichtung ermöglicht das
Auffinden der Neutralposition. Zum Auffinden dieser Neutralposition steuert die
Einrichtung zur Ermittlung und/oder Überprüfung und/oder Feinabstimmung
der Neutralposition des Getriebes den Schaltfinger derart an, daß er wenig
stens einmal eine vorbestimmte Länge bzw. einen vorbestimmten Bereich in
Wählrichtung überfährt. Anschließend wird der Schaltfinger derart angesteuert,
daß er sich um wenigstens ein Inkrement, also um eine vorbestimmte sehr
kleine Wegstrecke, in Schaltrichtung einer der in Längsrichtung der Wählgasse
ausgerichteten Wandungen annähert bzw. eine neue Position in Schaltrichtung
annimmt. Anschließend wird der Schaltfinger erneut über eine vorbestimmte
Länge in Wählrichtung, vorzugsweise über die gesamte Länge der Wählgasse,
bewegt, ehe er wieder inkremental in Schaltrichtung verschoben wird. Dabei
entspricht die Orientierung des Verschiebens in Schaltrichtung der Orientie
rung, die beim vorherigen Verschieben in Schaltrichtung vorlag. Auf diese Art
und Weise findet eine Annäherung an eine der sich in Längsrichtung erstrec
kenden Wählgassenwandungen so lange statt, bis der Schaltfinger bei einer
Ansteuerung in Wählrichtung in Schaltrichtung abgelenkt wird. Dieses Ablen
ken kann als Indiz dafür gesehen werden, daß der Schaltfinger beim Verschie
ben in Wählrichtung an einem Anschlag bzw. an einen Vorsprung oder derglei
chen der Wählgassenlängswandung gestoßen ist.
Derart läßt sich die Lage der Längswandung ermitteln, bei der der Schaltfinger
über die gesamte Wählgassenlänge ungestört durch Anschläge oder derglei
chen verschiebbar ist.
Für die gegenüberliegende Längswandung der Wählgasse wird anschließend
die Lage der Wandung entsprechend ermittelt. Hierzu kann insbesondere der
Schaltfinger in seine Ausgangsposition zurück verfahren werden, da infolge der
inkrementalen Annäherung an die erste Wählgassenwandung klar ist, daß die
zweite, gegenüberliegende Wählgassenwandung nicht in diesem überfahrenen
Bereich liegt.
Anhand der derartigen Lagen der Wählgassenwandungen kann gemäß einer
vorbestimmten Charakteristik, insbesondere durch Mittelwertbildung der Koor
dinaten in Schaltrichtung, die Neutrallage ermittelt werden.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der
Schaltfinger nicht jeweils unter inkrementaler Annäherung über die gesamte
Wählgassenlänge verschoben, sondern über vorbestimmte Teillängen in Wähl
richtung.
Hierdurch wird insbesondere ermöglicht, daß unterschiedliche Abschnitte der
Längswandung der Wählgasse jeweils separat hinsichtlich ihrer Koordinaten in
Schaltrichtung unterschieden werden können.
Dies ermöglicht insbesondere - da die exakte Lage der einzelnen Wandungs
abschnitte dann bekannt ist -, daß beim Schalten zwischen verschiedenen
Schaltgassen direktere Wege gewählt werden können, ohne daß die Gefahr
besteht, daß der Schaltfinger beim Schalten an eine Wandung anstößt.
In entsprechender Weise lassen sich erfindungsgemäß auch die Gangendla
gen bestimmen. Ferner lassen sich die Schaltgassen auf diese Art und Weise
vermessen. Insbesondere sind die Schaltgassenbreiten ermittelbar. Es sei
angemerkt, daß dieses Vermessen durch vorgenannte Einrichtung bzw. durch
vorgenanntes Verfahren unter Vertauschung der Wähl- und Schaltgassen bzw.
der Wählrichtung und Schaltrichtung durchführbar ist.
Da die Schaltgassen jedoch jeweils in die Wählgasse münden, wird dies vor
zugsweise gemäß einer vorbestimmten Charakteristik berücksichtigt.
Insbesondere werden zwei jenseits der Wählgasse gegenüberliegende Schalt
gassen bzw. Schaltgassenabschnitte als eine Einheit behandelt, so daß der
Schaltfinger von einem Schaltgassenabschnitt durch die Wählgasse in eine
gegenüberliegende Schaltgasse bzw. den gegenüberliegenden Schaltgassen
abschnitt in oben beschriebener Weise verfahren wird. Bevorzugt ist auch, daß
zunächst die Länge der jeweiligen Schaltgasse ermittelt wird und anschließend
diese Länge beim Verfahrweg in Schaltrichtung berücksichtigt wird. Die Länge
der Schaltgasse kann insbesondere dadurch ermittelt werden, daß der Schalt
finger in Schaltrichtung verfahren wird und gleichzeitig der Wählmotor betätigt
wird. Anhand der Wegerfassungseinrichtung kann überwacht werden, wann
sich der Positionswert in Wählrichtung um mehr als einen vorbestimmten Be
trag verändert. Der an dieser Stelle vorliegende Meßwert für die Schaltposition
ist repräsentativ für ein Ende der betreffenden Schaltgasse. Ausgehend von
diesem Punkt wird der Schaltfinger insbesondere in Richtung der Schaltgasse
verfahren, bis er an den Endanschlag anstößt, so daß die Differenzlänge die
Schaltgassenlänge repräsentiert. Auch ein Start am Endanschlag der Schalt
gasse ist möglich.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Getriebevorrichtung mit Schaltein
richtung zu deren Betätigung gemäß Anspruch 8.
Es ist vorgesehen, eine Schalteinrichtung mit einer Absolutpositions-
Detektionseinrichtung zu versehen. Von dieser Absolutpositions-
Detektionseinrichtung läßt sich, ausgehend von einer den Koordinaten inner
halb der Wähl-Schaltgassen-Anordnung nach unbekannten Position des
Schaltfingers und/oder von einer unbekannten Position der Schaltwelle, eine
Absolutposition in Wähl- und/oder in Schaltrichtung ermitteln.
Unter einer Absolutposition in Schalt- bzw. in Wählrichtung ist im Sinne dieser
Anmeldung insbesondere eine Position zu verstehen, deren Lage innerhalb
der Wähl-Schaltgassen-Anordnung eindeutig festgelegt ist. Insbesondere ist
die Absolutposition derart gegenüber der Wähl-Schaltgassen-Anordnung fest
gelegt, wie eine Markierung am Boden dieser Anordnung festgelegt wäre. Be
vorzugt ist, daß diese Absolutposition insbesondere unabhängig von einem
Verschleiß ist, welcher an Gassenwandungen auftritt.
Es sei angemerkt, daß insbesondere das Ermitteln und/oder die Erfassung
dieser Absolutposition im Sinne dieser Anmeldung als Absolutabgleich be
zeichnet wird. Ein Absolutabgleich wird vorzugsweise ereignisgesteuert oder in
vorbestimmten Zeitintervallen durchgeführt, um einen Inkrementenzähler auf
einen vorbestimmten Ausgangswert, wie insbesondere null, zu setzen.
Hierdurch läßt sich insbesondere vermeiden, daß Fehler in der Sensorik, Stö
reinflüsse auf Meßsignale oder fehlerhafte Auswertungen, die zu Summen-
und somit Positionsfehlern führen, mitgeschleift werden. Auch die Auswirkun
gen eines Verlustes der Absolutposition, insbesondere durch fehlerhafte Spei
cherung der Position oder durch ein Reset der Steuerung oder andere Störun
gen verursacht, läßt sich hiermit egalisieren.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die
Absolutpositions-Detektionseinrichtung derart ausgebildet, daß sich die Abso
lutposition der Schaltwelle und/oder des Schaltfingers im wesentlichen unab
hängig von den Betätigungskräften der Schalteinrichtung ermitteln läßt. Insbe
sondere ist bevorzugt, daß sich die Absolutposition unabhängig von der Größe
der Kräfte ermitteln läßt, die von der Betätigungseinrichtung, und insbesondere
deren Motoren, aufgebracht werden.
Es ist bevorzugt, daß unabhängig von der Größe der auf den Schaltfinger auf
gebrachten Betätigungskraft die identische Absolutposition ermittelbar ist bzw.
eine identische Position als Absolutposition hervorgebracht wird.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die
Schalteinrichtung bzw. die Absolutpositions-Detektionseinrichtung wenigstens
eine Sensoreinrichtung und wenigstens ein Sign 99999 00070 552 001000280000000200012000285919988800040 0002010025907 00004 99880alfeld auf. Dieses Signalfeld
läßt sich von der Sensoreinrichtung abtasten. Bevorzugt ist die Sensoreinrich
tung als Digitalsensor bzw. das Signalfeld als Digitalsensorfeld ausgebildet.
Das Signalfeld ist insbesondere an der Oberfläche der Schaltwelle angeordnet.
Insbesondere wird das Signalfeld von Oberflächenerhöhungen und/oder
-vertiefungen der Schaltwelle gebildet.
Dem Signalfeld entspricht ein in die Wähl-Schaltgassen-Anordnung projiziertes
Muster, welches eine Mehrzahl von feldförmigen Bereichen aufweist. Diesen
Bereichen ist jeweils ein vorbestimmtes Signal (des Signalfeldes) zugewiesen.
Beim Überfahren bzw. beim Detektieren einer Grenze zwischen zwei
Bereichen, denen unterschiedliche Signalwerte entsprechen, nimmt der
Sensor ein Signal auf bzw. erfaßt die Signalwertänderung.
Bevorzugt steuert die Absolutpositions-Detektionscharakteristik die Schaltfin
gerbewegung gemäß einer vorbestimmten Charakteristik an. Besonders be
vorzugt ist diese Charakteristik von der Ausbildung des Sensorfeldes bzw. des
Musters abhängig. Die Charakteristik ist insbesondere derart, daß der Schalt
finger zunächst in einer Richtung angesteuert wird, in der sich gemäß dem
Muster unabhängig von der Schaltfingerposition gesichert eine Absolutposition
ermitteln läßt.
Die Erfindung ist insofern vorteilhaft, als sie ermöglicht, durch einen einzigen
Sensor einen Absolutabgleich vorzunehmen, wobei allerdings auch mehrere
Sensoren vorgesehen sein können. Bevorzugt ist insbesondere auch der Ein
satz eines digitalen Sensors und/oder Schalters am Wählmotor und eines di
gitalen Sensors und/oder Schalters am Schaltmotor. Der Einsatz eines digita
len Schalters an der Schaltwelle ermöglicht insbesondere, daß anstelle von je
einem Schalter pro Motor lediglich ein einziger Schalter bzw. Sensor erforder
lich ist. Eine erfindungsgemäße Schalteinrichtung mit Sensorfeld sowie einem
Sensor hat ferner den Vorteil, daß sich die Absolutposition mit hoher Genauig
keit bei geringem Aufwand in kurzer Zeit ermitteln läßt. Ferner ist es erfin
dungsgemäß möglich, den Absolutabgleich in einer beliebigen Gangstufe vor
zunehmen.
Die Erfindung ist auch insofern vorteilhaft, als sich die Absolutposition unab
hängig von den Elastizitäten der Schalteinrichtung, wie insbesondere der Ela
stizität von Anschlägen, wie Gassenwandung, oder der Elastizität einer Betäti
gungseinrichtung, insbesondere eines Motors, ermitteln läßt.
Der Einfluß von Meßungenauigkeiten läßt sich erfindungsgemäß deutlich redu
zieren bzw. beseitigen. Vorteilhaft ist ferner, daß sich der Verschleiß von Bau
teilen nicht auf die Positionsbestimmung auswirkt.
Besonders bevorzugt ist das Signalfeld an der Schaltwelle angeordnet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird bei der Be
stimmung der Absolutposition berücksichtigt, in welcher Richtung der Schalt
finger bei einem Digitalwechsel verfahren wird und/oder in welcher Orientie
rung (vom Digitalsignal 0 zum Digitalsignal 1 bzw. vom Digitalsignal 1 zum
Digitalsignal 0) der Digitalwechsel stattfindet.
Bevorzugt ist, daß das Muster bzw. das Signalfeld derart ausgebildet ist, daß
sich innerhalb von zwei Verfahrvorgängen des Schaltfingers die Absolutpositi
on in Schalt- und in Wählrichtung eindeutig ermitteln läßt. Besonders bevor
zugt ist, daß sich innerhalb von maximal drei Verfahrvorgängen des Schaltfin
gers die Absolutposition in Wählrichtung und in Schaltrichtung eindeutig er
mitteln läßt.
Unter einem Verfahrvorgang ist insbesondere eine Bewegung des Schaltfin
gers zwischen einem Anfangspunkt und einem Endpunkt zu verstehen, zwi
schen denen die Orientierung und Richtung der Verfahrbewegung beibehalten
wird.
Besonders bevorzugt ist, daß die feldförmigen Bereiche des in die Wähl-
Schaltgassen-Anordnung projizierten Musters im wesentlichen parallel zu den
Achsen der Gassen, also der Schaltgassen bzw. der Wählgasse, ausgerichtet
sind.
Bevorzugt ist, daß die Sensoreinrichtung wenigstens einen Sensor, vorzugs
weise genau einen Sensor, aufweist, welcher ein elektromechanischer Taster,
ein Hall-Sensor, ein induktiver Sensor, ein optischer Sensor, ein kapazitiver
Sensor, eine Schallsensorik, ein eine Leiterbahn abgreifender elektrischer
Schleifer oder dergleichen oder eine Kombination der vorgenannten ist.
Bevorzugt weist die Schalteinrichtung eine Auswerteeinrichtung auf, welche
vorbestimmten Digitalwechseln gemäß einer vorbestimmten Charakteristik eine
vorbestimmte Position in Wähl- und/oder Schaltrichtung zuweist. Bevorzugt ist
insbesondere, daß in dieser Auswerteeinrichtung das Muster abgelegt ist. Ge
mäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Mu
ster derart ausgebildet, daß in wenigstens einer Schaltgasse zwei Bereiche,
die ein unterschiedliches Sensorsignal repräsentieren, mit einer wenigstens
teilweise in Schaltrichtung verlaufenden Berührungslinie aneinanderstoßen.
Bevorzugt ist auch, daß diese Bereiche innerhalb der Schaltgasse mit einer
quer zur Schaltgassen-Längsrichtung verlaufenden Berührungslinie aneinan
derstoßen.
Besonders bevorzugt ist, daß innerhalb der Wählgasse zwei Bereiche, denen
ein unterschiedliches Sensorsignal zugewiesen ist, mit einer wenigstens teil
weise in Längsrichtung der Wählgasse verlaufenden Berührungslinie aneinan
derstoßen. Bevorzugt ist auch, daß diese Bereiche innerhalb der Wählgasse
mit einer wenigstens teilweise in Querrichtung zur Längsrichtung der Wählgas
se verlaufenden Berührungslinie aneinanderstoßen.
Bevorzugt ist, daß wenigstens ein erster des in die Wähl-Schaltgassen-
Anordnung projizierten Musters einem ersten Digitalwert entspricht, und wenig
stens ein zweiter Bereich dem zweiten, vom ersten verschiedenen, Digitalwert
entspricht, wobei der erste Bereich insbesondere kreuzförmig oder H-förmig
innerhalb der Wähl-Schaltgassen-Anordnung liegt.
Insbesondere erstreckt sich ein erster Teilbereich eines kreuzförmigen ersten
Bereiches im wesentlichen über die gesamte Länge der Wählgasse. Ein zwei
ter, diesen ersten Teilbereich kreuzender Teilbereich ist insbesondere über die
gesamte Länge von zwei in Reihe liegenden Schaltgassen angeordnet, deren
Einheit die Wählgasse kreuzt. Bevorzugt ist, daß dieser zweite Teilbereich
innerhalb der Wählgasse auf Höhe einer Position angeordnet ist, die in Wähl
richtung zwischen zwei Schaltgassen positioniert ist. Bevorzugt ist, daß im
Kreuzungsbereich der sich kreuzenden Teilbereiche des ersten Bereichs, also
im Überlappungsbereich, ein dem zweiten Bereich entsprechendes Signal
vorliegt. Die Teilbereiche des ersten Bereichs haben vorzugsweise eine Breite,
die kleiner ist als die Breite der Schaltgasse bzw. der Wählgasse.
Bevorzugt ist auch, daß der erste Bereich H-förmig innerhalb der Wähl-
Schaltgassen-Anordnung angeordnet ist. Insbesondere erstreckt sich ein die
zwei parallelen Säulen des "H" verbindender Steg über die gesamte Länge der
Wählgasse, während sich die Säulen in die Schaltgassen erstrecken und diese
- bezüglich deren Breite - teilweise abdecken. Bevorzugt liegen dabei die
"Säulen" an Wandungen der Schaltgassen an, wobei die beiden Säulen des
"H" an in Wählrichtung unterschiedlich orientierten Wandungsbereichen der
Schaltgasse anliegen.
Bevorzugt ist auch, daß ein erster Bereich sich in Wählrichtung erstreckt, die
Wählgasse im wesentlichen abdeckt, sich zusätzlich teilweise in die Schaltgas
sen erstreckt und darüber hinaus in Wählrichtung an einer vorbestimmten
Stelle unterbrochen ist, so daß in diesem Bereich ein zweiter Bereich vorliegt,
der sich über die gesamte Breite der Wählgasse erstreckt.
Bevorzugt ist, daß das Muster derart ausgebildet ist, daß der erste Bereich
kreuzförmig angeordnet ist, wobei sich eine Erstreckungsrichtung dieses Kreu
zes - unterbrochen vom überlappenden Kreuzungsbereich - durch die gesamte
Wählgasse erstreckt, während ein senkrecht hierzu stehender Teilbereich des
Kreuzes sich in zwei in Wählrichtung nebeneinander liegenden Schaltgassen
erstreckt.
Bevorzugt ist, daß der erste Bereich sich im wesentlichen in Wählrichtung er
streckt, die gesamte Breite der Wählgasse in diesem Bereich abdeckt, darüber
hinaus sich teilweise in die in Schaltrichtung anliegenden Schaltgassen er
streckt, wobei ein senkrecht zu diesem sich in Wählrichtung erstreckenden
Teilbereich des ersten Bereiches zwei in Schaltrichtung gegenüberliegende
Schaftgassen komplett abdeckt, wobei der Überlappungsbereich in Schaltrich
tung und in Wählrichtung des ersten Bereiches dem Digitalwert des zweiten
Bereiches entspricht.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird in
der Auswerteeinrichtung die Hysterese berücksichtigt, die ein Digitalschalter
gegebenenfalls aufweist.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Getriebevorrichtung mit Schaltein
richtung zu deren Betätigung gemäß Anspruch 25.
Es ist eine Schalteinrichtung vorgesehen, welche eine Wähl-Schaltgassen-
Anordnung aufweist, in der ein Schaltfinger, welcher von einer Betätigungsein
richtung ansteuerbar ist, bewegbar ist und welche wenigstens eine Schaltwelle
und wenigstens einen dreistufigen Schalter aufweist, welcher mit einem beim
Schaltvorgang bewegten Bauteil, wie insbesondere der Schaltwelle, derart
zusammenwirkt, daß wenigstens drei unterschiedliche Schaltzustände unter
scheidbar oder detektierbar sind.
Insbesondere weist die Mantelfläche der Schaltwelle eine Profilierung auf, die
von dem dreistufigen Schalter abtastbar ist. Die Profilierung ist dabei insbe
sondere derart ausgebildet, daß die radial außen liegende Profilierungsober
fläche wenigstens drei Bereiche aufweist, die sich durch ihre Beabstandung
von der zentralen Achse der Schaltwelle unterscheiden. Diese drei unter
schiedlichen Beabstandungen sind von dem Schalter qualitativ und/oder quan
titativ erfaßbar.
Insbesondere ist eine erste Profilierungstiefe der Neutralposition und eine
zweite Profilierungstiefe dem Rückwärtsgang des Getriebes zugeordnet. Ein
dritter Bereich wird insbesondere durch die Bereiche der Schaltwellenoberflä
che gebildet, die keine Vertiefung aufweisen.
Insbesondere tastet ein mechanischer Schalter nun diese Oberflächenbereiche
ab, so daß er unterscheiden kann, ob der Rückwärtsgang, die Neutralganglage
oder eine sonstige Schaltposition eingenommen ist.
Es sei angemerkt, daß, auch wenn die Erfindung anhand eines mechanischen
Schalters näher verdeutlicht wird, hierdurch der Einsatz sonstiger Schalter
ebenso von der Erfindung umfaßt ist.
Die Erfindung ist insofern vorteilhaft, als sie ermöglicht, vorbestimmte Getrie
bepositionen genau zu erfassen. Anhand dieser Positionen ist es insbesondere
auch möglich, eine (inkrementale) Wegerfassungseinrichtung abzugleichen.
Erfindungsgemäß ist vorzugsweise vorgesehen, daß in der Parkfunktion auto
matisch der Rückwärtsgang eingelegt wird, so daß anhand des von dem drei
stufigen Schalters detektierten Rückwärtsgangs, insbesondere beim Zünden,
eine (inkrementale) Wegerfassungseinrichtung abgeglichen werden kann. Be
sonders bevorzugt ist, einen dreistufigen Schalter vorzusehen, über welchen
sich genau zwei vorbestimmte Getriebepositionen wie Neutralganglage und
Rückwärtsganglage exakt identifizieren lassen.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Getriebevorrichtung mit Schaltein
richtung gemäß Anspruch 28.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, eine Schalteinrichtung zur Betätigung einer
Getriebevorrichtung mit einer Redundanzsensoreinrichtung zur Überprüfung
und/oder Adaption einer Wegerfassungseinrichtung zu versehen.
Die Schalteinrichtung weist insbesondere eine Wähl-Schaltgassen-Anordnung
auf, in welcher ein Schaltfinger, der von einer Betätigungseinrichtung, insbe
sondere einem Wählmotor und einem Schaltmotor, angesteuert wird, bewegt
werden kann. Die Schaltfingerbewegung wird durch eine Wegerfassungsein
richtung verfolgt.
Die Redundanzsensoreinrichtung kann vorbestimmte Getriebepositionen de
tektieren bzw. erfassen. Eine Zuordnungscharakteristik ordnet vorbestimmten
von der Wegerfassungseinrichtung erfaßten Positionen vorbestimmte Getrie
bekennwerte zu. Insbesondere weist diese Zuordnungscharakteristik den Gan
gendlagen und der Neutrallage vorbestimmte Positionen zu.
Erfindungsgemäß ist bevorzugt vorgesehen, daß sich anhand der von der
Redundanzsensoreinrichtung hervorgebrachten Werte die Zuordnungscha
rakteristik auf Richtigkeit überprüfen läßt.
Insbesondere erfaßt die Redundanzsensoreinrichtung, wenn die Gangendla
gen und/oder die Neutrallage von der Getriebevorrichtung angenommen wer
den. Die Zuordnungscharakteristik weist diesen Endlagen vorbestimmte Positi
onswerte zu. Diese Positionswerte können mit den in den Gangendlagen bzw.
der Neutrallage von der Wegerfassungseinrichtung angezeigten Positionswer
ten verglichen werden. Sofern eine Abweichung festgestellt wird, die größer als
ein vorbestimmter Wert ist, können die Positionswerte der Zuordnungscharak
teristik adaptiert werden.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Getriebevorrichtung mit Schaltein
richtung gemäß Anspruch 29.
An der Schaltwelle ist eine Profilierung vorgesehen, welche bezüglich der Ach
se der Schaltwelle unterschiedliche Potentialbereiche aufweist. Insbesondere
sind die Gangendlagen und die Neutrallage als Vertiefungen innerhalb der
Schaltwelle ausgebildet. Ein Retainer weist eine federbelastete Kugel auf, wel
che sich gegen die Schaltwelle drückt und bei den Schaltzuständen "Gan
gendlage" bzw. "Neutrallage" sich in die entsprechenden Vertiefungen legt. Die
Kugel nimmt somit ein Potential an, das sich von den Potentialen unterschei
det, die die Kugel annimmt, wenn sie außerhalb der Gangendlagen bzw. der
Neutrallage sind.
Bevorzugt ist, daß die Gangendlagen bzw. die Neutrallage jeweils dem glei
chen Profilierungspotential zugewiesen sind. Bevorzugt ist auch, daß jede die
ser Lagen einem für sie spezifischen Potential zugewiesen ist.
Im oder am Retainer ist eine Sensoreinrichtung und/oder ein Schalter ange
ordnet, welcher die Kugelbewegung, insbesondere in translatorischer Rich
tung, verfolgt bzw. überwacht. Hierdurch können die Zustände erkannt werden,
in denen sich die Kugel in die für die Gangendlagen bzw. Neutrallage vorgese
henen Vertiefungen innerhalb der Schaltweile legt. Das somit von der Sen
soreinrichtung bzw. dem Schalter erfaßte Signal kann zur Überprüfung des
Wählmotors und/oder des Schaltmotors und/oder der diesen zugeordneten
(inkrementalen) Wegerfassungseinrichtung herangezogen werden. Insbeson
dere ist in einer von einer Steuerungseinrichtung zur Ansteuerung der Betäti
gungseinrichtung umfaßten Zuordnungscharakteristik, die vorbestimmten Ge
triebestellungen, wie insbesondere einer Gangendlage oder einer Neutrallage,
vorbestimmte Positionswerte der Betätigungseinrichtung zuordnet, die Richtig
keit dieser Zuordnung überprüfbar.
So kann insbesondere, wenn der Sensor detektiert hat, daß sich die Kugel in
eine Vertiefung der Schaltwelle legt, überprüft werden, ob die zu diesem Zeit
punkt von der Wegerfassungseinrichtung hervorgebrachten Werte den Werten
entsprechen, die gemäß der Zuordnungscharakteristik einer Gangendlage
bzw. der Neutrallage zugeordnet sind. Sofern dies nicht der Fall ist, kann auf
einen Fehler der Zuordnungscharakteristik bzw. der Wegerfassungseinrichtung
geschlossen werden. Bevorzugt ist vorgesehen, daß ein Positionswert, insbe
sondere der Positionswert, der dem aktuell von der (inkrementalen) Wegerfas
sungseinrichtung angezeigten Positionswert am nächsten kommt, auf diesen
Positionswert der inkrementalen Wegerfassungseinrichtung eingestellt wird,
also die Zuordnungscharakteristik adaptiert wird.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Getriebevorrichtung mit Schaltein
richtung gemäß Anspruch 34.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Schalteinrichtung eine Neutralrefe
renzeinrichtung aufweist.
Von der Neutralreferenzeinrichtung läßt sich eine Neutralreferenzfahrt initiieren
und ausführen. Eine Neutralreferenzfahrt ist eine vorbestimmte Abfolge von
Betätigungen der Betätigungseinrichtung bzw. des Wähl- und/oder Schaltmo
tors bzw. des Schaltfingers, mittels derer sich, ausgehend von einer unbe
kannten Schaltfingerposition, der Neutralgang einlegen läßt, wobei fehlende
Informationen, wie insbesondere fehlende Positionsinformationen des Schalt
fingers, durch Tast- und Drück-Vorgänge sowie deren Auswertung ermittelt
wird.
Ein Tastvorgang ist dabei ein Vorgang, bei dem der Schaltfinger in eine vorbe
stimmte Richtung so lange angesteuert wird, bis ein Anschlag erkannt wurde
bzw. bei dem die Betätigungseinrichtung bzw. der Wählmotor bzw. der Schalt
motor so lange angesteuert wird, bis ein Anschlag erkannt oder ein Maximal
weg zurückgelegt wurde.
Ein Drückvorgang ist ein Vorgang, bei dem der Schaltfinger in eine vorbe
stimmte Richtung so lange angesteuert wird, bis ein Verfahren des Schaltfin
gers in diese Richtung erkannt wurde bzw. bei dem die Betätigungseinrichtung
bzw. der Wählmotor bzw. der Schaltmotor so lange bestromt wird, bis ein Ver
fahren des Schaltfingers und/oder der Betätigungseinrichtung detektiert wurde.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß beim Ansteuern des Schaltfingers vor
bestimmte Schaltfingerbewegungen vermieden werden bzw. der Schaltfinger
derart angesteuert wird, daß vorbestimmte der Richtung und Orientierung nach
festgelegte Bewegungen des Schaltfingers nicht auftreten können. Insbeson
dere ist vorgesehen, daß diese unzulässigen Schaltfingerbewegungen bzw.
Richtungen und Orientierungen derart sind, daß sichergestellt ist, daß der
Schaltfinger während der Neutralreferenzfahrt nicht in vorbestimmte kritische
Schaltgassen hineingefahren wird. Unter einer kritischen Schaltgasse ist dabei
eine Schaltgasse zu verstehen, die einem Gang zugeordnet ist, bei dessen
Einlegen bei Vorliegen vorbestimmter Betriebsparameter, wie insbesondere
Drehzahl einer Brennkraftmaschine oder Geschwindigkeit des Fahrzeuges, die
Gefahr besteht, daß die Getriebevorrichtung beschädigt wird.
Bevorzugt ist, daß diese kritischen Gangstufen in Abhängigkeit vorbestimmter,
aktuell vorliegender Betriebsparameter - also dynamisch - festgelegt werden.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der
Schaltfinger während einer Neutralreferenzfahrt von der Neutralreferenzein
richtung nur in den Orientierungen der Wählgassen-Längsrichtung und in
Richtungen angesteuert, die eine vektorielle Komponente in Wählrichtung und
eine vektorielle Komponente in Schaltrichtung aufweisen, wobei der aus diesen
vektoriellen Komponenten zusammengesetzte Vektor gemäß vorbestimmten
Kriterien gerichtet und orientiert ist. Diese vorbestimmten Kriterien sind insbe
sondere, daß der Vektor nicht parallel zu einem Vektor ist, der von einem be
liebigen Punkt der Wählgasse zu einem beliebigen Punkt einer kritischen
Schaltgasse gerichtet ist, wobei insbesondere nur derartige Wählgassenpunkte
berücksichtigt werden, die in der Wählgasse außerhalb der Bereiche liegen,
die einen Kreuzungsbereich zwischen der Wählgasse und den kritischen
Schaftgassen darstellen.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der
erste Gang und der Rückwärtsgang als kritischer Gang festgelegt.
Besonders bevorzugt ist, daß die Wähl-Schaltgassen-Anordnung als Doppel-
H-Schaltbild ausgebildet ist. Bevorzugt ist, daß in einem derartigen Doppel-H-
Schaltbild oben von links nach rechts die Schaltgassen des ersten, des dritten
und des fünften Gangs nebeneinander liegend angeordnet sind, während un
ten, also jenseits der Wählgasse, von links nach rechts der zweite, der vierte
und der Rückwärtsgang angeordnet sind, so daß der erste Gang und der
Rückwärtsgang diametral außenliegend angeordnet sind.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung startet
die Neutralreferenzeinrichtung eine Neutralreferenzfahrt, wenn eine oder meh
rere Initiierungsgegebenheiten detektiert werden.
Eine bevorzugte Initiierungsgegebenheit ist insbesondere gegeben, wenn wäh
rend der Fahrt festgestellt wird, daß unterschiedliche Informationen über die
eingelegte Gangstufe vorliegen. Insbesondere liegt eine Initiierungsgegeben
heit vor, wenn bei geschlossener Kupplung in Abhängigkeit der Drehzahl der
Brennkraftmaschine und der Raddrehzahlen eine Gangstufe ermittelt wird, die
nicht mit der Gangstufe übereinstimmt, die gleichzeitig in Abhängigkeit der
Wegerfassungseinrichtung ermittelt wird. Eine derartige Situation liegt insbe
sondere vor, wenn sich die Betätigungseinrichtung verschaltet hat.
Eine weitere bevorzugte Initiierungsgegebenheit ist gegeben, wenn - insbe
sondere durch einen Wackelkontakt oder Einstreuungen bedingt - falsche Si
gnale von den Inkrementalsensoren an der Getriebebetätigungseinrichtung
empfangen werden, die aber noch nicht als falsch identifiziert werden konnten,
so daß die Betätigungseinrichtung falsche Positionen ansteuert bzw. in falsche
Gänge fährt bzw. unerwartete Anschläge am Getriebe feststellt.
Eine weitere bevorzugte Initiierungsgegebenheit ist gegeben, wenn ein Steuer
gerät zur Ansteuerung der Betätigungseinrichtung resettet wurde oder vor
übergehend - insbesondere infolge eines Batterieversagens - abgeschaltet
wurde, so daß die Schaltfingerposition verlorengeht oder fehlerhaft ist.
Eine weitere bevorzugte Initiierungsbedingung ist gegeben, wenn ein Steuerge
rät zur Ansteuerung der Betätigungseinrichtung neu eingebaut oder ausge
wechselt wurde.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird von
der Neutralreferenzeinrichtung eine Neutralreferenzfahrt nur dann initiiert,
wenn vorbestimmte Betriebsgegebenheiten vorliegen. Derartige Betriebsgege
benheiten können insbesondere Betriebsgegebenheiten sein, die repräsentativ
für einen gewollten Fahrzustand sind, dessen Abbrechen typischerweise un
gewollt ist. Insbesondere wird von der Neutralreferenzeinrichtung eine Neutral
referenzfahrt nur dann initiiert, wenn sichergestellt ist, daß sich das Fahrzeug,
das eine erfindungsgemäße Schalteinrichtung aufweist, nicht im Kick-down-
Betrieb befindet.
Bevorzugt ist, daß eine Neutralreferenzfahrt von der Neutralreferenzeinrichtung
nur dann initiiert wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit eines Fahrzeuges,
das eine erfindungsgemäße Schalteinrichtung aufweist, geringer als ein vorbe
stimmter Geschwindigkeitswert ist. Besonders bevorzugt ist, daß eine Neutral
referenzfahrt nur dann von der Neutralreferenzeinrichtung initiiert wird, wenn
ein Fahrzeug mit erfindungsgemäßer Schalteinrichtung im wesentlichen steht.
Besonders bevorzugt wird eine Neutralreferenzfahrt nur dann initiiert, wenn
vorbestimmte Drosselklappenwinkel eines Fahrzeugs mit erfindungsgemäßer
Schalteinrichtung detektiert wurden.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden
von der Neutralreferenzeinrichtung während einer Neutralreferenzfahrt vorbe
stimmte Schaltvorgänge, insbesondere das Einlegen eines Ganges, verhindert.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird bei
Vorliegen vorbestimmter Fehlerbedingungen die Referenzfahrt abgebrochen
und/oder wiederholt oder ein Shut-down initiiert.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird von
der Neutralreferenzeinrichtung eine Neutralreferenzfahrt unter vorbestimmten
Gegebenheiten gestartet. Sofern vorbestimmte Betriebsgegebenheiten detek
tiert werden, insbesondere wenn festgestellt wird, daß eine Neutralreferenz
fahrt ungefährlich ist, wird ein LR-Tastvorgang eingeleitet. Ein LR-Tastvorgang
ist ein Tastvorgang, der sich aus einem Links-Tastvorgang mit anschließen
dem Rechts-Tastvorgang zusammensetzt. Der Wählmotor wird insbesondere
derart bestromt, daß der Schaltfinger in Wählrichtung nach links angesteuert
wird. Nach Erreichen eines Anschlages bzw. nach Zurücklegen eines Maxi
malweges wird der Wählmotor derart bestromt, daß der Schaltfinger in Wähl
richtung nach rechts angesteuert wird.
Es sei angemerkt, daß die Richtungen links (L) und rechts (R) insbesondere
entgegengesetzte Richtungen in Wählrichtung darstellen, die gemäß einer
vorbestimmten Charakteristik dem Schaltbild zugeordnet sind. Im folgenden
beziehen sich die Angaben links und rechts auf ein Doppel-H-Schaltbild, bei
dem von links nach rechts auf der einen Seite der Wählgasse der erste, der
dritte und der fünfte Gang und auf der anderen Seite der Wählgasse der
zweite, der vierte und der Rückwärtsgang angeordnet sind.
Dabei wird in Schaltrichtung insbesondere zwischen den Bewegungen vorne
(V) und hinten (H) unterschieden. Diese Richtungen sind in Schaltrichtung
entgegengesetzt orientiert. Die Richtung "vorne" ist von der Wählgasse in
Richtung der Schaltgassen des ersten, des dritten und des fünften Gangs ori
entiert, während die Richtung "hinten" aus Sicht der Wählgasse in Richtung
der Schaltgassen des zweiten, des vierten und des Rückwärtsgangs orientiert
sind.
Es sei angemerkt, daß durch diese Richtungsfestlegungen die Erfindung keine
Beschränkung erfahren soll.
Wenn beim LR-Tasten eine große Breite detektiert wurde bzw. die Anschläge
weiter als eine vorbestimmte Wegdifferenz auseinanderlagen, schließt die
Neutralreferenzeinrichtung darauf, daß sich der Schaltfinger innerhalb der
Wählgasse befindet. Da das R-Tasten dem L-Tasten folgte, kann darauf ge
schlossen werden, daß der Neutralgang am rechten Ende eingelegt ist.
Sofern das LR-Tasten eine Breite bzw. Beabstandung der Anschlagspunkte
hervorgebracht hat, die kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, kann darauf
geschlossen werden, daß sich der Schaltfinger in der Ganggasse befindet.
Anschließend wird von der Neutralreferenzeinrichtung ein V-Tasten unter
gleichzeitigem R-Drücken angesteuert. Sofern hierbei kein Anschlag detektiert
wird oder infolge des R-Drückens ein Verfahren einsetzt, steuert die Neutral
referenzeinrichtung anschließend ein RLR-Tasten, also zunächst ein Tasten
nach rechts, anschließend ein Tasten nach links und anschließend wieder ein
Tasten nach rechts, zur Kontrolle an. Hierdurch wird überprüft, ob sich der
Schaltfinger tatsächlich innerhalb der Wählgasse befindet. Sofern eine Beab
standung der Anschläge detektiert wurde, die größer als eine vorbestimmte
Beabstandung ist, wird darauf geschlossen, daß sich der Schaltfinger tatsäch
lich in der Wählgasse befindet, und zwar, da als letztes nach rechts getastet
wurde, am rechten Ende der Wählgasse.
Sofern beim V-Tasten unter gleichzeitigem R-Drücken ein Anschlag detektiert
wurde, kann darauf geschlossen werden, daß sich der Schaltfinger - insbeson
dere unter Zugrundelegung des oben beispielhaft skizzierten Schaltbildes - in
einer der Schaltgassen des ersten, des dritten oder des fünften Ganges befin
det. Diese Feststellung wird von der Neutralreferenzeinrichtung ebenso ge
troffen, wenn das RLR-Tasten eine kleine Beabstandung der Anschläge her
vorgebracht hat. In beiden Fällen wird anschließend ein H-Tastvorgang unter
gleichzeitigem L-Drückvorgang eingeleitet. Sofern hierbei kein Anschlag detek
tiert wird oder das Drücken nach links erfolgreich war, also ein Verfahren er
kannt wurde, wird zur Kontrolle anschließend von der Neutralreferenzeinrich
tung ein LR-Tasten zur Kontrolle eingeleitet. Sofern bei diesem LR-Tasten eine
Beabstandung detektiert wird, die größer als ein vorbestimmter Abstandswert
ist, wird darauf geschlossen, daß sich der Schaltfinger innerhalb der Wählgas
se befindet, und zwar an deren rechtem Ende.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die
Neutralreferenzeinrichtung nach Auffinden der Wählgasse die Position des
Schaltfingers in Richtung der Schaltgassen detektieren. Bevorzugt ist dabei,
daß ausgehend vom linken oder vom rechten Wählgassenende der Schaltfin
ger um eine vorbestimmte Länge in Wählrichtung verschoben wird, wobei die
se vorbestimmte Länge gemäß einer vorbestimmten Charakteristik derart be
stimmt ist, daß der Schaltfinger im wesentlichen in der Mitte zwischen zwei in
Wählrichtung nebeneinander liegenden Schaltgassen innerhalb der Wählgas
se positioniert ist. Anschließend wird der Schaltfinger von der Neutralrefe
renzeinrichtung in Schaltrichtung mit vorbestimmter Orientierung so lange an
gesteuert, bis ein Anschlag (an eine Gassenwandung) detektiert wird. Zur Ver
hinderung eines Abrutschens in eine der anliegenden Schaltgassen wird wäh
rend der Bewegung in Schaltrichtung die Wählposition überwacht. Wird eine
Änderung in Wählrichtung erkannt, die größer als eine vorbestimmte Änderung
ist, so wird die Schaltfingerbewegung abgebrochen.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird von
der Neutralreferenzeinrichtung eine Neutralreferenzfahrt dann initiiert, wenn
nach Einschalten eines Steuergeräts vorbestimmte Aggregate in Betrieb sind,
ohne daß vorbestimmte Kennwerte der Schalteinrichtung, wie insbesondere
die Position des Schaltfingers, bereitgestellt sind.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Getriebevorrichtung mit
Schalteinrichtung gemäß Anspruch 46.
Erfindungsgemäß ist eine Einrichtung vorgesehen, von welcher sich der
Schaltfinger unter vorbestimmten Gegebenheiten gegen einen vorbestimmten
Anschlag drücken und überdrücken läßt, wobei der Schaltfinger anschließend
von dieser Einrichtung wieder entlastet wird, so daß der Schaltfinger eine im
wesentlichen kraftfreie Lage annimmt, von welcher auf eine vorbestimmte
Kenngröße der Getriebegeometrie geschlossen werden kann. Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Anschlag von
einer Gassenwandung, z. B. einer Schaltgasse, gebildet, wobei der
Schaltfinger hierbei eine vorbestimmte Position annimmt, welche eine von der
Einrichtung umfaßte Zuordnungscharakteristik der kraftfreien Gangendlage
bzw. der Gangruhelage zuordnet. Die kraftfreie Gangendlage bzw. die
Gangruhelage ist dabei die Position des Schaltfingers, bei der der Gang
vollständig eingelegt ist, wobei die Schalteinrichtung im wesentlichen
spannungsfrei ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Schaltfin
ger zusätzlich oder alternativ im Endbereich der Schaltgasse in Wählrichtung
gegen die Schaltgassenwandung gedrückt, überdrückt und wieder entlastet,
vorzugsweise gesteuert entlastet, wobei der Schaltfinger eine vorbestimmte
Position annimmt, von welcher auf die Gangruhelage gemäß einer vorbe
stimmten Charakteristik geschlossen wird.
Der Schaltfinger bewegt sich bedingt durch das Entlasten bzw. die (elastische)
Rückstellkraft, in die vorbestimmte Position.
Bevorzugt ist, daß der Schaltmotor bzw. der Wählmotor beim Entlasten gar
nicht bestromt wird. Besonders bevorzugt ist, daß der Schaltmotor bzw. der
Wählmotor beim Entlasten gemäß einer vorbestimmten Charakteristik schwä
cher bestromt wird als beim Drücken gegen den Anschlag bzw. als beim Über
drücken. Besonders bevorzugt ist, daß von der Einrichtung das Drücken,
Überdrücken und Entlasten in vorbestimmten Zeitperioden und/oder bei Auf
treten vorbestimmter Gegebenheiten vorgenommen wird. Bevorzugt ist auch,
daß innerhalb der Schaltgassen an zwei gegenüberliegenden Wandungen
jeweils ein Drücken, Überdrücken und gesteuertes Entlasten des Schaltfingers
ausgeführt wird, um aus den sich einstellenden kraftfreien Positionen auf die
Breite der Schaltgasse gemäß einer vorbestimmten Charakteristik zu schlie
ßen.
Besonders bevorzugt ist, daß die Anschläge - in der insbesondere oben be
schriebenen Form - durch Überwachen vorbestimmter Kenngrößen bzw. deren
Verläufe, wie insbesondere der Spannung des Wählmotors und/oder des
Schaltmotors, detektiert werden. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausfüh
rungsform der Erfindung wird anhand der ermittelten kraftfreien Positionen
bzw. der Gangruhelagen bzw. der Positionen, die sich nach dem Entlasten
einstellen, eine Wegerfassungseinrichtung überprüft und/oder die entspre
chenden Positionswerte adaptiert. Insbesondere wird eine sich nach dem Ent
lasten des Schaltfingers einstellende Position in Wähl- und/oder in Schaltrich
tung zum Initialisieren oder Abgleichen einer Inkrementalwegerfassungsein
richtung verwendet.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfaßt
eine (inkrementale) Wegerfassungseinrichtung beim Entlasten die Positi
onsänderung des Schaltfingers.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Schalteinrichtung zur Betätigung
einer Getriebevorrichtung gemäß Anspruch 50.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, eine Schalteinrichtung, welche eine Wähl-
Schaltgassen-Anordnung aufweist, innerhalb der ein Schaltfinger gegenüber
den Längswandungen der Gassen mit Spiel bewegt werden kann, mit wenig
stens einer Gangcodierungseinrichtung zu versehen.
Von dieser Gangcodierungseinrichtung läßt sich der jeweils eingelegte Gang
insbesondere derart codieren, daß seine Identität unabhängig von der Position
des Schaltfingers, die der Schaltfinger beim Abrufen innerhalb der Wähl-
Schaltgassen-Anordnung einnimmt, abrufen läßt. Es sei angemerkt, daß hier
durch nicht zwangsläufig ausgeschlossen ist, daß die Schaltfingerbewegung
bei der Codierung oder der Decodierung von einer Wegerfassungseinrichtung
verfolgt wird. Erfindungsgemäß ist jedoch auch bevorzugt, daß insbesondere
das Decodieren möglich ist, ohne daß eine Wegerfassungseinrichtung die
Schaltfingerbewegung beim Decodieren erfaßt.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung läßt sich
die Identität eines eingelegten Ganges ermitteln, wobei der Schaltfinger - ins
besondere beim Decodieren - in seiner Gangendlage bzw. Gangruhelage ver
bleibt.
Bevorzugt ist, daß der Schaltfinger zum Decodieren der Gangidentitätsinfor
mation in seiner Gangruhelage gemäß einer vorbestimmten Charakteristik
verfahren wird.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die
Decodierung der Identität des eingelegten Ganges in Abhängigkeit vorbe
stimmter Geometriekennwerte der Getriebekulisse bzw. der Wähl-
Schaltgassen-Anordnung ermittelt.
Besonders bevorzugt ist, daß der Schaltfinger beim Einlegen eines Ganges
derart angesteuert wird, daß er innerhalb der Gangruhelage bzw. Gangendla
ge, welche in Wählrichtung und in Schaltrichtung jeweils Spiel aufweist, in vor
bestimmten Positionsbereichen positioniert wird, wobei die Lage dieser vorbe
stimmten Positionsbereiche innerhalb der Gangendlage gemäß einer vorbe
stimmten Charakteristik von der Gangidentität des eingelegten Ganges ab
hängt.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der
Schaltfinger zum Decodieren innerhalb der Gangendlage gemäß einer vorbe
stimmten Charakteristik verfahren, wobei die Verfahrbarkeiten - also insbeson
dere die möglichen Verfahrwege - in Wähl- und/oder in Schaltrichtung detek
tiert werden. Anhand eines Vergleiches der hierbei ermittelten Verfahrbarkeiten
mit der vorbestimmten Charakteristik, gemäß der der Schaltfinger beim Einle
gen des Ganges in einem vorbestimmten von der Gangstufe abhängenden
Bereich abgelegt wurde, läßt sich die Identität des Ganges decodieren.
Bevorzugt ist, daß bei der Ermittlung der Verfahrbarkeiten des Schaltfingers in
der Gangruhelage eine Wegerfassungseinrichtung die Bewegung des Schalt
fingers verfolgt. Anhand der derart erfaßten Meßwerte kann insbesondere an
hand der Beabstandungen zu den anliegenden Wandungen auf die Position
des Schaltfingers und somit der Gangidentität geschlossen werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung läßt sich die Gangi
dentität unabhängig von einer beim Decodieren mitlaufenden Wegerfassungs
einrichtung ermitteln. Insbesondere wird der Schaltfinger beim Codieren an
den Wandungen der Schaltgasse gemäß einer vorbestimmten Charakteristik
angeordnet. Eine derartige Position ist insbesondere das Anliegen an einer
Längswandung. Eine zweite Position ist insbesondere das Anliegen an einer
dieser ersten Längswandung gegenüberliegenden zweiten Längswandung.
Eine dritte Position ist insbesondere das Anliegen an einer Längs- und einer
Querwandung. Eine vierte Position ist insbesondere ebenfalls das Anliegen an
einer Längs- und einer Querwandung, jedoch in einer anderen Ecke. Zum De
codieren kann gemäß einer vorbestimmten Charakteristik jeweils überprüft
werden, ob in einer vorbestimmten Richtung eine Verfahrbarkeit vorliegt oder
nicht. Entsprechend dieser Charakteristik kann auf die eingelegte Gangstufe
geschlossen werden.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen
die Schaltgassen unterschiedliche Schaltgassenbreiten auf, so daß anhand
der Ermittlung der Schaltgassenbreite überprüft werden kann, welche Gang
stufe eingelegt ist.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der
Ruhelagenbereich der Gänge jeweils als eine Art Rechteck ausgebildet, wobei
die Gangidentität dadurch codiert wird, daß der Schaltfinger beim Einlegen des
Ganges auf eine der vier Ecken dieses Rechtecks oder im wesentlichen in die
Mitte zwischen zwei Ecken auf eine Kante dieses Rechtecks verfahren wird.
Es sei angemerkt, daß die Gangendlage auch anders als rechteckig ausgebil
det werden kann, wobei sich der Gedanke einer Unterscheidung in links,
rechts, Mitte, oben, unten, zum Positionieren des Schaltfingers zum Codieren
der Gangidentitätsinformation auch auf anders ausgebildete Gangendlagenbe
reiche übertragbar ist.
Die Verfahrlängen zu den jeweiligen Anschlägen, die durch die Gassenwände
gebildet werden, ermöglichen ein Decodieren der Gangidentitätsinformation.
Die Erfindung ist insofern vorteilhaft, als sie ermöglicht, ohne den aktuellen
Gang herauszunehmen, die Identität des eingelegten Gangs zu ermitteln bzw.
Startwerte für die Inkrementalmessung des Schalt- und/oder Wählmotors zu
ermitteln oder die Inkrementalwegerfassungseinrichtung auf Plausibilität zu
überprüfen.
Ferner ist insbesondere ein Abgleich der lnkrementalwegmessung möglich,
was sich insbesondere nach Ausfall eines zentralen Steuergeräts anbietet.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist von
der Gangcodierungseinrichtung die codierte Gangidentität in Abhängigkeit von
Geometriekennwerten der Getriebekulisse bzw. der Wähl-Schaltgassen-
Anordnung, wie insbesondere der Schaltgassenbreite oder dergleichen, deco
dierbar.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die
Gangidentität über wenigstens zwei unterschiedliche Einrichtungen ermittelbar.
Insbesondere wird die Gangidentität einerseits anhand der von einer inkre
mentalen Wegerfassungseinrichtung bereitgestellten Positionswerte entspre
chend einer Zuordnung von einer Positions-Gangidentitäts-Charakteristik vor
genommen, und andererseits von einer Gangcodierungseinrichtung in der
oben beschriebenen Form.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Schalteinrichtung zur Betätigung
einer Getriebevorrichtung gemäß Anspruch 62, welche eine Wählmotor-
Überprüfungseinrichtung aufweist. Von dieser Wählmotor-
Überprüfungseinrichtung kann der Schaltfinger, welcher in einer Wähl-
Schaltgassen-Anordnung bewegt werden kann, beim Einlegen und/oder Her
ausziehen eines Ganges gemäß einer vorbestimmten Charakteristik in Wähl
richtung angesteuert werden, so daß er neben einer Bewegung in Schaltrich
tung eine überlagerte Bewegung in Wählrichtung ausführt. Hierzu weist der
Schaltfinger innerhalb der Schaltgassen in Wählrichtung ein Spiel auf, wodurch
die Beweglichkeit des Schaltfingers in Wählrichtung gegeben wird.
Die Bewegung des Schaltfingers wird von einer Wegerfassungseinrichtung,
insbesondere von einem inkrementalen Wegaufnehmer, welche die Schaltfin
gerbewegung in Wählrichtung verfolgt, verfolgt. Sofern die von der vorgegebe
nen Charakteristik in Wählrichtung angesteuerte Bewegungsbahn des Schalt
fingers nicht mit der von der Wegerfassungseinrichtung erfaßten Bewegungs
bahn übereinstimmt, kann auf eine Fehlfunktion des Wählmotors und/oder
dessen Wegerfassungseinrichtung geschlossen werden.
Die Erfindung ist insofern vorteilhaft, als sie zu einem sehr frühen Zeitpunkt
ohne zeitintensive Routine ermöglicht, eine Fehlfunktion des Wählmotors
und/oder dessen Wegerfassungseinrichtung zu erkennen.
Besonders bevorzugt ist, daß bereits in einem sehr frühen Stadium des Her
ausziehens des Ganges innerhalb der Schaltgasse eine Bewegung in Wähl
richtung überlagert wird.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Getriebevorrichtung mit Schaltein
richtung gemäß Anspruch 63.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, eine Schalteinrichtung zur Betätigung einer
Getriebevorrichtung mit einer Gangplausibilitäts-Prüfeinrichtung zu versehen,
von welcher überprüft werden kann, ob ein Gang eingelegt ist und/oder welche
Identität dieser aufweist. Die Gangplausibilitäts-Prüfeinrichtung ermittelt dies im
wesentlichen unabhängig von Elastizitäten von Bauteilen der Schalteinrich
tung. Insbesondere ermittelt die Gangplausibilitäts-Prüfeinrichtung dies unab
hängig von Elastizitäten, die die Bauteile in der Übertragungsstrecke zwischen
einer an der Betätigungseinrichtung angeordneten Wegerfassungseinrichtung
und einer Schaltgabel aufweisen.
Die Erfindung ist insbesondere insofern vorteilhaft, als sie den Einfluß von
Elastizitäten von Bauteilen, die die von einer Wegerfassungseinrichtung er
mittelten Schaltfingerpositionen verfälschen können, eliminiert. So besteht
erfindungsgemäß nicht die Gefahr, daß insbesondere eine elastische Dehnung
in vorgenannter Übertragungsstrecke von einer Wegerfassungseinrichtung als
eine diesem Dehnungsmaß entsprechende Wegänderung des Schaltfingers
gedeutet wird, obwohl der Schaltfinger diese Wegänderung gar nicht zurück
gelegt hat.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung über
wacht die Gangplausibilitäts-Prüfeinrichtung einerseits die Soll-Ist-
Positionsabweichung des Schaltfingers - insbesondere in Wählrichtung - und
andererseits die Bestromung des Wählmotors.
Dabei wird durch das Bestromen des Motors eine vorbestimmte Gangendla
genposition angesteuert. Die an der Wegerfassungseinrichtung in Wählrich
tung angezeigte Position wird mit der Sollposition verglichen, die der Schaltfin
ger und/oder der Wählmotor in der Gangruhelage einnehmen soll. Sofern die
Ist-Position von der Sollposition um weniger als eine vorgegebene Schranke
abweicht und der Wählmotor bzw. der Schaltfinger die Sollposition nach einer
vorbestimmten Zeit erreicht hat, also in die Abschalthysterese geht, und/oder
nach einer vorgegebenen Zeit nach Erreichen der Sollposition für mindestens
eine vorbestimmte Zeitdauer in der Abschalthysterese bleibt, wird von der
Gangplausibilitäts-Prüfeinrichtung erkannt, daß der betreffende Gang eingelegt
ist.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die
vorbestimmte Schranke auf den Wert der Gassenbreite gesetzt.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Getriebevorrichtung mit Schaltein
richtung gemäß Anspruch 66.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, eine Schalteinrichtung mit wenigstens einer
Gangplausibilitäts-Prüfeinrichtung zu versehen, von welcher die Identität eines
Ganges als eingelegt erkannt wird, wenn die gemessenen Lagedaten bzw.
Positionswerte des Schaltfingers oder der Schiebemuffe denen der ange
strebten bzw. eingelegten Gangstufe entsprechen und das anhand von Getrie
beeingangswellendrehzahlen und Raddrehzahlen oder dergleichen ermittelte
Übersetzungsverhältnis mit diesem Gang übereinstimmt. Die Zuordnung zwi
schen diesem Übersetzungsverhältnis und der eingelegten Gangstufe wird
vorzugsweise in einer Zuordnungscharakteristik abgelegt.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Getriebevorrichtung mit Schaltein
richtung gemäß Anspruch 67.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, eine Schalteinrichtung zur Betätigung einer
Getriebevorrichtung mit wenigstens einer Gangerkennungseinrichtung zu ver
sehen, von welcher eine Kraftfahrzeugkupplung gezielt und bewußt vollständig
eingerückt werden kann. Nach sichergestelltem Einrücken der Kraftfahrzeug
kupplung wird dann im haftenden Zustand der Kupplung die eingelegte Über
setzung in Abhängigkeit der Motordrehzahl und der Drehzahl eines Rades des
Kraftfahrzeugs ermittelt. Diese Übersetzung wird anschließend mit dem Über
setzungsverhältnis verglichen, das gemäß einer vorbestimmten Zuordnung
scharakteristik den jeweiligen Gängen zugeordnet ist. Sofern hier eine Über
einstimmung der Übersetzungsverhältnisse bzw. eine Übereinstimmung im
Rahmen einer vorgegebenen Toleranz festgestellt wird, wird die entsprechen
de Gangstufe als eingelegt erkannt.
Die Erfindung ist insbesondere insofern vorteilhaft, als daß sich anhand der
derart gewonnenen Information hinsichtlich eines eingelegten Ganges eine
Wegerfassungseinrichtung, insbesondere ein inkrementaler Wegaufnehmer,
welcher am Wählmotor und/oder am Schaltmotor angeordnet ist, überprüfen
und/oder abgleichen läßt. Durch das vorherige gezielte und bewußte Schließen
der Kupplung ist sichergestellt, daß das anhand der Drehzahlen berechnete
Übersetzungsverhältnis tatsächlich dem Drehzahlverhältnis einer Gangstufe
entspricht. Es wird also gezielt und bewußt verhindert, daß infolge eines Rut
schens der Kupplung oder dergleichen ein Übersetzungsverhältnis berechnet
wird, das nicht der eingelegten Gangstufe entspricht.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die
Getriebevorrichtung mit Schalteinrichtung in einem Kraftfahrzeug eingesetzt,
welches eine Kraftfahrzeugkupplung mit hydraulischem Kupplungsausrücksy
stem aufweist. Zur Sicherstellung der Genauigkeit dieses Kupplungsausrück
systems bzw. zur Entkoppelung der erforderlichen Stellbewegungen von äuße
ren Einflüssen, wie Temperatur oder dergleichen, weist das Kupplungsaus
rücksystem vorzugsweise eine Volumenausgleichseinrichtung auf, von der in
vorbestimmten Abständen und/oder unter vorbestimmten Gegebenheiten das
Volumen der sich in einer vorbestimmten Strecke des Hydrauliksystems befin
denden Hydraulikflüssigkeit auf ein vorbestimmtes Volumen einstellen läßt.
Besonders bevorzugt ist, daß die Gangerkennungseinrichtung während eines
derartigen Volumenausgleichs den eingelegten Gang detektiert.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird von
der Gangerkennungseinrichtung während der Detektion eines Ganges eine
Bewegung im Getriebe bzw. eine Schaltfingerbewegung angesteuert. Durch
diese angesteuerte Bewegung wird der Schaltfinger in der Ganggasse, in der
er sich aktuell befindet, bis an den wählgassenabgewandten Endanschlag
verfahren. Eine Neuinitialisierung der Wegmessung einer Inkrementalweger
fassungseinrichtung, wird in dieser Anschlagsposition vorgenommen.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die
Gangerkennungseinrichtung dann aktiviert, wenn vorbestimmte Gegebenhei
ten festgestellt wurden. Insbesondere wird die Gangerkennungseinrichtung
aktiviert, wenn Sensorprobleme festgestellt wurden.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Steuerungsvorrichtung zum Ansteu
ern einer Schalteinrichtung einer Getriebevorrichtung gemäß Anspruch 70, von
welcher die Betätigungseinrichtung der Schalteinrichtung, also insbesondere
der Wählmotor und der Schaltmotor, gesteuert wird. Diese Steuerungsvorrich
tung ist insbesondere elektrisch ausgebildet. Bevorzugt ist, daß der Wählmotor
und/oder der Schaltmotor von dieser Steuerungsvorrichtung mit Spannung
und/oder Strom gemäß einer vorbestimmten Charakteristik versorgt wird.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 71.
Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zum Steuern einer Schalteinrichtung vor
gesehen, bei dem ausgehend von einer unbekannten Schaltfingerposition
gemäß einer vorbestimmten Charakteristik vorbestimmte Geometriekennwerte
und/oder vorbestimmte Getriebegeometriekennwerte und/oder vorbestimmte
Kennwerte der Wähl-Schaltgassen-Anordnung ermittelt werden können.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, ausgehend von dieser unbekannten Position
den Schaltfinger derart anzusteuern, daß er in Wähl- und/oder Schaltrichtung
zur Ermittlung der jeweiligen, maximal möglichen, Verfahrwege verfahren wird.
Diese Verfahrwege werden gemäß einer vorbestimmten Charakteristik ausge
wertet, wobei anschließend anhand des Auswerteergebnisses eine neue
Schaltfingerposition bestimmt und angefahren wird. Ausgehend von dieser
neuen Position werden erneut die in Schalt- und/oder in Wählrichtung vorlie
genden Verfahrbarkeiten ermittelt, ehe diese erneut ausgewertet und anhand
des Auswerteergebnisses eine neue Position angefahren wird. Der Vorgang
wird so lange wiederholt, bis die vorbestimmten Getriebekennwerte vollständig
ermittelt sind.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 72.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, gemäß einer vorbestimmten Charakteristik
eine vorbestimmte Position innerhalb der Wähl-Schaltgassen-Anordnung an
zufahren. Vorzugsweise wird der Schaltfinger ausgehend von dieser vorbe
stimmten Position gemäß einer vorbestimmten Charakteristik derart verfahren,
daß vorbestimmte Getriebegeometriekennwerte ermittelt werden können.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung lassen
sich mit vorbestimmten Verfahren insbesondere die Gangruhelagen und/oder
die Synchronlagen und/oder die Gassenlagen und/oder die Gassenbreiten
erfassen.
Besonders bevorzugt ist, daß die Endpunkte der Verfahrbarkeiten, also insbe
sondere die Gassenwände und/oder Anschläge, wenigstens zeitweise
und/oder wenigstens teilweise auf indirektem Wege ermittelt werden.
Hierzu werden insbesondere vorbestimmte Betriebskennwerte überwacht und
anhand deren zeitlichem Verlauf gemäß einer vorbestimmten Charakteristik
auf Anschläge, Gassenwände oder dergleichen geschlossen.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 75.
Das Verfahren zum Steuern einer Schalteinrichtung zur Betätigung einer Ge
triebevorrichtung ist derart ausgebildet, daß, insbesondere von einer unbe
kannten Schaltfingerposition innerhalb der Wählgasse ausgehend, der Schalt
finger zum Verschieben des Schaltfingers in Längsrichtung der Wählgasse
angesteuert wird. Die Verschiebelänge ist dabei vorbestimmt. Vorzugsweise ist
die Verschiebelänge derart vorbestimmt, daß der Schaltfinger in einer vorbe
stimmten Orientierung bis zum Ende der Wählgasse verfahren wird. Anschlie
ßend wird der Schaltfinger inkremental, insbesondere um ein Inkrement in
Schaltrichtung in einer vorbestimmten Orientierung verschoben. Bevorzugt ist
auch, daß er vorher bei unveränderter Koordinate in Schaltrichtung an das
andere Ende der Wählgasse verschoben wird. Nach dem inkrementalen Ver
schieben in Schaltrichtung wird der Schaltfinger über eine vorbestimmte Länge
in Wählrichtung, vorzugsweise über die gesamte Länge der Wählgasse, ver
schoben. Dabei wird eine Wegerfassungseinrichtung, die eine Verschiebung
des Schaltfingers in Schaltrichtung erfaßt, überwacht. Sofern diese Wegerfas
sungseinrichtung beim Ansteuern des Schaltfingers in Wählrichtung keine
Verschiebung in Schaltrichtung anzeigt, wird der Schaltfinger anschließend in
Schaltrichtung erneut inkremental verschoben, und zwar mit der gleichen Ori
entierung, in der er bereits zuvor inkremental in Schaltrichtung verschoben
wurde. Anschließend wird der Schaltfinger erneut derart angesteuert, daß er
eine Bewegung in Wählrichtung - über eine vorbestimmte Länge oder über die
gesamte Wählgassenlänge - ausführt. Hierbei wird erneut eine die Schaltfin
gerbewegung in Schaltrichtung erfassende Wegerfassungseinrichtung über
wacht. Sofern diese Wegerfassungseinrichtung während des Verschiebens in
Wählrichtung keine Wegveränderung angezeigt hat, wird der Schaltfinger er
neut in Schaltrichtung mit gleicher Orientierung verschoben. Dieses Ansteuern
des Schaltfingers in Wählrichtung unter Überwachung der Schaltfingerposition
in Schaltrichtung, das anschließende inkrementale Verschieben in jeweils der
gleichen Orientierung in Schaltrichtung sowie ein erneutes Zurückbewegen in
Wählrichtung unter Überwachung der Schaltposition, wird so lange fortgesetzt,
öis beim Verschieben in Wählrichtung der Schaltfinger in Schaltrichtung abge
lenkt wird oder der Schaltfinger vor Erreichen der vorbestimmten Länge, also
insbesondere bevor er die gesamte Wählgassenlänge durchfahren hat, in
Wählrichtung blockiert wird.
Sofern eine derartige Ablenkung festgestellt wird, kann darauf geschlossen
werden, daß der Schaltfinger eine Wandung, einen Anschlag oder dergleichen
berührt hat und von diesem aufgehalten oder abgelenkt wurde. Die bei diesem
Ablenken vorliegende Position in Schaltrichtung bzw. die Position in
Schaltrichtung, die vor der letzten inkrementalen Verschiebung vorlag, bildet
eine Grenze der Neutralposition, welche in Wählrichtung verläuft und auf einer
ersten Seite der Neutralgassenmitte liegt. In entsprechender Weise kann die
dieser ersten Grenze bzw. Wandung gegenüberliegende Wandung der Wähl
gasse ertastet werden, so daß eine zweite Grenze der Wählgasse bestimmt
wird. Diese Grenzen bilden die Grenzen der Neutralposition in Schaltrichtung.
Bevorzugt ist auch, daß anhand dieser Grenzen mittels einer vorbestimmten
Charakteristik, insbesondere durch Mittelwertbildung der Koordinaten der
Grenzen in Schaltrichtung, die Neutralposition ermittelt wird.
Dieses Verfahren zur Bestimmung der Neutralposition läßt sich in entspre
chender Weise auf die Ermittlung der Gangendlagen anwenden. Dabei sind
insbesondere Schalt- und Wählrichtung bzw. Schalt- und Wählgassen gegen
über der obigen Darstellung vertauscht.
Anhand dieses Verfahrens kann auch abschnittsweise die Lage der Gassen
wandungen und/oder die Oberflächenkontur der Gassenwandungen ermittelt
werden.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 82.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, den Schaltfinger in eine vorbestimmte Ab
solutposition in Wähl- und/oder in Schaltrichtung zu überführen, wobei dieses
Ansteuern der Absolutposition unabhängig von einer Positionsinformation über
die Ausgangsposition des Schaltfingers bzw. der Schaltwelle erfolgt. Hierzu ist
vorgesehen, vorbestimmte Bewegungen des Schaltfingers anzusteuern, wobei
gleichzeitig ein mit dieser Schaltfingerbewegung - ggf. entsprechend einer
vorbestimmten Transformation - bewegtes Sensorfeld von einem Sensor, ins
besondere einem Digitalsensor, abgetastet wird. Dieses Sensorfeld ist derart
ausgebildet, daß es in unterschiedliche Bereiche unterteilt ist, bei deren Über
gang der Sensor einen solchen Übergang registriert. In Abhängigkeit dieser
Sensorsignalwechsel bzw. Digitalwechsel und/oder in Abhängigkeit der Orien
tierungen, in denen der Schaltfinger verfahren wird bzw. die Digitalwechsel
eintreten, also insbesondere vom Digitalwert "0" auf den Digitalwert "1" oder
umgekehrt, wird auf die Position geschlossen, in der sich der Schaltfinger ak
tuell befindet. Das Sensorfeld ist dabei derart ausgebildet, daß sich anhand der
Digitalwechsel ggf. unter Berücksichtigung der Richtung des Digitalwechsels
und/oder der Richtung und/oder Orientierung, in welcher der Schaltfinger beim
Auftreten eines Digitalwechsels bewegt wird, eindeutig eine absolute Wähl-
und/oder Schaltposition des Schaltfingers detektieren läßt. Diese absolute
Position ist dabei insbesondere dadurch bestimmt, daß sie gegenüber der
Wähl-Schaltgassen-Anordnung eindeutig definiert ist. Insbesondere ist sie eine
vorbestimmte Position, die ortsfest mit dem Boden der Wähl-Schaltgassen-
Anordnung verbunden ist.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine
(inkrementale) Wegerfassungseinrichtung zur Erfassung des Weges in Schalt-
und/oder in Wählrichtung jeweils auf einen vorbestimmten Wert gesetzt, wenn
eine Absolutposition in Wähl- und/oder in Schaltrichtung detektiert wurde bzw.
wenn detektiert wurde, daß der Schaltfinger diese Position einnimmt.
Besonders bevorzugt ist, daß eine Absolutposition des Schaltfingers in Wähl-
und in Schaltrichtung jeweils separat angefahren wird.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 85.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren sieht vor, unter vorbestimmten Gegeben
heiten eine Neutralreferenzfahrt durchzuführen und/oder anzusteuern.
Die Neutralreferenzfahrt weist Tastvorgänge sowie Drückvorgänge auf.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein
Tasten in Schaltrichtung nur in Verbindung mit einem Drücken in Wählrichtung
ausgeführt.
Bei einem bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Neutralrefe
renzfahrt nur dann initiiert, wenn vorbestimmte Gegebenheiten detektiert wer
den. Insbesondere wird eine Neutralreferenzfahrt dann initiiert, wenn festge
stellt wird, daß die einer vorbestimmten Position gemäß einer vorbestimmten
Charakteristik zugeordneten Verfahrbarkeiten des Schaltfingers nicht mit den
tatsächlichen Verfahrbarkeiten übereinstimmen. Unter einer Verfahrbarkeit sei
im Sinne dieser Anmeldung verstanden, daß sich der Schaltfinger ausgehend
von dieser Position in vorbestimmten Richtungen, wie insbesondere ein Wähl-
und/oder in Schaltrichtung, in einer vorbestimmten Orientierung um eine vor
bestimmte Länge verfahren läßt, ohne an einen Anschlag, wie insbesondere
eine Gassenwandung, zu stoßen.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 96.
Erfindungsgemäß wird der Schaltfinger einer Schalteinrichtung, der in einer
Wähl-Schaltgassen-Anordnung beweglich angeordnet ist, in Richtung einer
Gassenwandung bewegt bzw. gegen diese Gassenwandung bewegt und dort
überdrückt.
Es sei angemerkt, daß im Sinne dieser Erfindung das Überdrücken vorzugs
weise gesteuert mit einer vorbestimmten Kraft ausgeführt wird.
Infolge des Überdrückens verformen sich bestimmte Bauteile, wie insbesonde
re der Schaltfinger, elastisch. Es sei angemerkt, daß dieser elastisch verformte
Zustand, bzw. die Tatsache, daß eine entsprechende Rückstellkraft wirkt, im
Rahmen dieser Anmeldung auch als gespannte Elastizität bezeichnet wird,
während die zugehörige unbelastete Ruhelage bzw. die Kraftfreiheit des Bau
teils als entspannte Elastizität bezeichnet wird.
Anschließend wird der Schaltfinger entlastet. Dieses Entlasten kann insbeson
dere ein Entlasten auf null sein. Bevorzugt ist auch, daß die Kraft, mit der der
Schaltfinger gegen die Wandung gedrückt wurde, reduziert wird, und zwar
derart, daß die infolge der durch die Elastizitäten des Schaltfingers oder der
gleichen hervorgerufenen Kräfte größer als die Kraft ist, mit der der Schaltfin
ger noch belastet wird. Der Schaltfinger bewegt sich folglich in Gassenrichtung,
also von der Gassenwand weg gerichtet nach innen, zurück. Dabei werden die
(elastischen) Rückstellkräfte abgebaut, und der Schaltfinger nimmt eine vorbe
stimmte und/oder vorbekannte Position innerhalb der Gassenanordnung relativ
zum Anschlag, an dem er überdrückt wurde, ein. Während dieser Rückbewe
gung wird vorzugsweise die Positionsänderung des Schaltfingers überwacht.
Bevorzugt ist auch, daß die Positionsänderung des Schaltfingers bereits vorher
laufend überwacht wurde, was insbesondere durch eine Wegerfassungsein
richtung erfolgen kann. Der Endwert, den diese Wegerfassungseinrichtung
einnimmt, wenn der Schaltfinger seine entspannte Position, bzw. diese Positi
on, erreicht hat, ist eine charakteristische Position. Diese charakteristische
Position ist insbesondere abgespeichert, so daß zumindest ihre Koordinaten in
zur Gassenwandung senkrecht stehender Richtung vorbekannt sind. Ferner
kann von dieser Position gemäß einer vorbestimmten Charakteristik in Wähl-
und/oder in Schaltrichtung auf die Gangruhelage geschlossen werden.
Diese erschlossene Gangruhelage wird anschließend mit der abgespeicherten
Gangruhelage verglichen. Sofern Abweichungen bestehen, die größer als eine
vorbestimmte Abweichung ist, kann die abgespeicherte Gangruhelage
und/oder die Wegerfassungseinrichtung bzw. deren Werte adaptiert werden.
Bevorzugt ist auch, daß der von der Wegerfassungseinrichtung angezeigte
Wert mit den Koordinaten bzw. einer Koordinate senkrecht zur Wandung, über
die der Schaltfinger überdrückt wurde, verglichen wird, wobei bei Abweichun
gen, die größer als eine vorbestimmte Abweichung sind, der von der Weger
fassungseinrichtung angezeigte Wert adaptiert wird und/oder eine vorbe
stimmte Prüfroutine eingeleitet wird.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 98.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 99.
Erfindungsgemäß ist ein Verfahren vorgesehen, von dem sich eine Schaltein
richtung zur Betätigung einer Getriebevorrichtung ansteuern läßt. Die Schalt
einrichtung weist eine Wähl-Schaltgassen-Anordnung auf, in der ein Schaltfin
ger bewegbar ist. Von dem erfindungsgemäßen Verfahren läßt sich die Gas
senbreite vorbestimmter Gassen dieser Wähl-Schaltgassen-Anordnung ermit
teln.
Der Schaltfinger wird gemäß einer vorbestimmten Charakteristik innerhalb der
Gasse, wie Wählgasse oder Schaltgasse, in Querrichtung, also auf eine
Längswandung zu, beaufschlagt bzw. angesteuert. Nach Erreichen der Wan
dung wird der Schaltfinger an dieser Wandung gemäß einer vorbestimmten
Charakteristik überdrückt, so daß elastische Verformungen am Schaltfinger
und/oder an der Schaltwelle und/oder einem sonstigen Bauteil hervorgerufen
werden. Anschließend wird der Schaltfinger gemäß einer vorbestimmten Cha
rakteristik entlastet, so daß sich der Schaltfinger infolge dieser sich entspan
nenden Verformungen, also infolge der Rückstellkräfte, gassenzugewandt
bewegt und eine Ruhelage einnimmt.
Bevorzugt ist insbesondere, daß das Entlasten des Schaltfingers derart ist, daß
die den Schaltfinger ansteuernde Kraft auf null gesetzt wird. Besonders bevor
zugt ist, daß die den Schaltfinger belastende Kraft beim Entlasten gemäß einer
vorbestimmten Charakteristik vermindert wird.
Anschließend wird das Anfahren einer Gassenwand, das Überdrücken des
Schaltfingers sowie das anschließende Entlasten in bezug auf die gegenüber
liegende Gassenwand wiederholt, so daß auch hier eine charakteristische,
entspannte Ruheposition ermittelt wird. Anhand dieser charakteristischen Posi
tionen wird anschließend die Gassenbreite ermittelt.
Hierzu ist insbesondere die Relativlage der charakteristischen Positionen der
entspannten Schaltfinger zu den anliegenden Wandungen in einer Zuordnung
scharakteristik abgelegt.
Bevorzugt wird das Anschlagen des Schaltfingers an die Außenwandung durch
ein indirektes Verfahren erkannt. Hierzu wird insbesondere der Schalt- bzw.
Wählmotor überwacht und anhand dessen Wegerfassungseinrichtung das
Anschlagen detektiert. Bevorzugt ist auch, daß mittels einer Kraftmessung das
Anschlagen registriert wird. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausfüh
rungsform wird durch Überwachung des Ankerstroms des Wählmotors
und/oder des Schaltmotors oder der Spannung oder einer sonstigen vorbe
stimmten Betriebsgröße gemäß einer vorbestimmten Auswertecharakteristik
das Anschlagen des Schalthebels an die Gassenwandung detektiert. Auch
sonstige Verfahren, wie insbesondere die bereits oben erwähnten, sind zum
Detektieren des Anschlagens bevorzugt.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine
entspannte Position, also eine Position, die der Schaltfinger nach dem Über
drücken und anschließenden Entlasten annimmt, zum Abgleich einer vorbe
stimmten, abgespeicherten Position verwendet. Bevorzugt ist insbesondere,
daß eine abgespeicherte Gangruhelagen-Position, die in bereits oben be
schriebener Weise durch Überdrücken des Schaltfingers ermittelte Gangruhe
lagen-Position adaptiert.
Bevorzugt ist auch, daß eine sonstige Betriebskenngröße, wie insbesondere
eine abgespeicherte Gassenbreite, entsprechend adaptiert wird.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 102.
Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zum Steuern einer Schalteinrichtung einer
Getriebevorrichtung vorgesehen, welche eine Wähl-Schaltgassen-Anordnung
aufweist, innerhalb der ein Schaltfinger bewegbar ist. Der Schaltfinger weist
dabei zumindest in seiner Gangendlage bzw. Gangruhelage Spiel gegenüber
den jeweiligen Schaltgassenwandungen auf. Dieses Spiel ist vorzugsweise in
Schaltgassenbreite, besonders bevorzugt auch in Schaltrichtung gegeben.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Identität einer eingelegten Gang
stufe beim Einlegen dieser Gangstufe gemäß einer vorbestimmten Charakteri
stik codiert wird. Besonders bevorzugt ist, daß zum Codieren der Schaltfinger
in einen vorbestimmten Positionsbereich innerhalb des Spielbereichs der Gan
gendlage verfahren wird. Dieser Positionsbereich ist gemäß einer vorbe
stimmten Zuordnungscharakteristik der Identität des eingelegten Ganges zu
geordnet. Zu einem späteren Zeitpunkt kann dann die Gangidentitätsinformati
on decodiert werden.
Erfindungsgemäß ist insbesondere nicht schädlich, wenn zwischen dem Codie
ren und dem Decodieren die Positionsinformation, insbesondere einer inkre
mentalen Wegerfassungseinrichtung, verlorengeht. Erfindungsgemäß ist vor
gesehen, daß die eingelegte Gangstufe beim Decodieren beibehalten wird,
also der Schaltfinger im wesentlichen nicht aus seiner Gangendstufe bzw.
Gangruhelage herausbewegt wird.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der
Schaltfinger zum Decodieren in Richtung der Schaltgassen und/oder in Rich
tung der Wählgasse innerhalb der Gangendstufe bzw. Gangruhelage bewegt,
wobei vorzugsweise Wandungen oder Begrenzungen der Gangruhelage bzw.
der jeweiligen Schaltgasse angefahren werden, so daß insbesondere über die
Verfahrlänge bzw. den Abstand zu einer Wandung der eingelegte Gang ermit
telt wird.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 104.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß ein Schaltfinger, der in einer Wähl-
Schaltgassen-Anordnung angeordnet und bewegbar ist, innerhalb wenigstens
einer Schaltgasse Spiel gegenüber den Wandungen dieser Schaltgasse in
Wählrichtung aufweist. Zur Detektion einer Funktionsstörung des Wählmotors
und/oder dessen Wegerfassungseinrichtung wird der Schaltfinger derart ange
steuert, daß er innerhalb einer Schaltgasse gemäß einer vorbestimmten Cha
rakteristik unter vorbestimmten Gegebenheiten und/oder zu vorbestimmten
Zeitpunkten in Wählrichtung bewegt wird. Besonders bevorzugt ist, daß diese
Bewegung in Wählrichtung - vorzugsweise stets - beim Herausziehen eines
Ganges vorgenommen wird.
Während einer Bewegung innerhalb der Schaltgassen in Wählrichtung, also im
Spielbereich, wird diese Bewegung von einer Wegerfassungseinrichtung ver
folgt.
Diese ermittelte Wegänderung in Wählrichtung wird anschließend mit dem
Steuerungskennwerten zur Ansteuerung des Schaltfingers in Wählrichtung
verglichen. Sofern dieser Vergleich ergibt, daß die Wegerfassungseinrichtung
die Wegänderungen in Wählrichtung nicht derart anzeigt, wie sie gemäß der
Ansteuerung hätten angezeigt werden müssen, wird anschließend festgestellt,
daß die Wegerfassungseinrichtung des Wählmotors und/oder der Wählmotor
selbst eine Funktionsbeeinträchtigung aufweist. Anschließend kann insbeson
dere der von der Wegerfassungseinrichtung angezeigte Wert adaptiert werden.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 106.
Von dem erfindungsgemäßen Verfahren läßt sich die Identität eines eingeleg
ten Ganges überprüfen. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht ferner
oder alternativ die Überprüfung einer vorliegenden Gangidentitätsinformation
auf Richtigkeit.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, ein Signal hervorzubringen, welches sicher
stellt, daß sich die Anfahrkupplung eines Kraftfahrzeugs in einem haftenden
Zustand befindet. Hierzu ist insbesondere vorgesehen, die Anfahrkupplung
gezielt derart anzusteuern, daß sie in einem eingerückten, haftenden Zustand
ist. Anschließend wird die Identität des eingelegten Ganges in Abhängigkeit
von auf verschiedenen Seiten der Anfahrkupplung gegebenen Drehzahlen,
also insbesondere der Motordrehzahl und einer Raddrehzahl, ermittelt. In Ab
hängigkeit einer vorbestimmten Charakteristik wird ermittelt, welche Gangstufe
bei Vorliegen dieser Drehzahlen bzw. dieses Drehzahlverhältnisses eingelegt
ist.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein
erfindungsgemäßes Verfahren gestartet, wenn vorbestimmte Gegebenheiten,
wie insbesondere Sensorprobleme, sich widersprechende Positionsdaten oder
dergleichen, detektiert werden. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn ein
Anschlag detektiert wird, der nach den erfaßten Positionsdaten eigentlich nicht
an dieser Stelle auftreten dürfte.
Bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren in einem Kraftfahrzeug mit
einer Kupplungseinrichtung, welche von einem hydraulischen Ausrücksystem
betätigbar ist, eingesetzt. Dieses hydraulische Ausrücksystem weist eine Vo
lumenausgleichseinrichtung auf, wobei das erfindungsgemäße Verfahren we
nigstens zeitweise dann ausgeführt wird, wenn ein Volumenausgleichsvorgang
durchgeführt wird.
Besonders bevorzugt wird dieses erfindungsgemäße Verfahren zur Adaption
einer Positions- und/oder Gangidentitätsinformation verwendet, die in Abhän
gigkeit einer mit der Schaltfingerbewegung mitlaufenden Wegerfassungsein
richtung ermittelt wird.
Bevorzugt wird der Schaltfinger in Schaltrichtung bis an den wählgassenabge
wandten Endanschlag verfahren. Hierdurch wird insbesondere sichergestellt,
daß eine Gangstufe eingelegt ist. Ferner kann der Endanschlag zur Neuinitiali
sierung der Wegmessung bzw. der Wegerfassungseinrichtung verwendet wer
den.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 111.
Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zum Steuern einer Schalteinrichtung vor
gesehen, über welches sich die Identität einer eingelegten Gangstufe ermitteln
läßt und/oder welches sich zur Überprüfung der Information hinsichtlich einer
eingelegten Gangstufe eignet.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß der Schaltfinger in Richtung einer vor
bestimmten Gangendlage bewegt wird. Dabei wird eine Sollposition vorgege
ben. Während des Einlegens einer Gangstufe wird eine Ist-Position des
Schaltfingers bzw. des Wähl- bzw. Schaltmotors erfaßt. Bedingt durch Elasti
zitäten in der Übertragungsstrecke kann es auftreten, daß die Ist-Position des
Schaltfingers nicht mit der ermittelten Ist-Position der Wegerfassungseinrich
tung übereinstimmt. Die Soll-Istwert-Abweichung der Position wird ermittelt,
wobei zusätzlich die Bestromung des Wählmotors überwacht wird. Die Identität
des angesteuerten Ganges bzw. die durch eine Positions-
Zuordnungscharakteristik hervorgebrachte bzw. zugeordnete Gangidentität
wird als eingelegt erkannt, wenn insbesondere folgende Bedingungen erfüllt
sind: zum einen ist die Soll-Istwert-Abweichung der Position kleiner als eine
vorbestimmte Schranke; zum anderen ist die Sollposition in Wählrichtung in
nerhalb einer vorbestimmten ersten Zeitperiode erreicht und/oder der Wähl
motor nach Erreichen der Sollposition für mindestens eine vorbestimmte Zeit
dauer in einer Abschalthysterese.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ent
spricht dabei die vorbestimmte Schranke im wesentlichen der Gassenbreite
der Schaltgasse, die der einzulegenden Gangstufe zugeordnet ist.
Grundsätzlich könnten in bekannten Anordnungen infolge von Bauteilelastizi
täten Fälle auftreten, in denen die Wegerfassungseinrichtung eine Schaltfin
gerposition anzeigt, die außerhalb der Schaltgasse liegt, in der sich der Schalt
finger aktuell befindet. Im Extremfall kann es insbesondere auftreten, daß von
der Wegerfassungseinrichtung eine Schaltfingerposition hervorgebracht wird,
die einer anderen Schaltgasse entspricht als der, in der sich der Schaltfinger
tatsächlich befindet. Die Erfindung ermöglicht, diese Nachteile zu vermeiden.
Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvor
schläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die
Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung
und/oder den Zeichnungen offenbarte Merkmale zu beanspruchen.
In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere
Ausbildung des Gegenstands des Hauptanspruchs durch die Merkmale des
jeweiligen Unteranspruchs hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung
eines selbsttätigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbe
zogenen Unteransprüche zu verstehen.
Die Gegenstände dieser Unteransprüche bilden jedoch auch selbsttätige Erfin
dungen, die eine von den Gegenständen der vorangehenden Unteransprüche
unabhängige Gestaltung aufweisen.
Die Erfindung ist nicht auf (das) die Ausführungsbeispiel(e) der Beschreibung
beschränkt. Vielmehr sind im Rahmen der Erfindung zahlreiche Abänderungen
und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und
Kombinationen und/oder Materialien, die insbesondere durch Kombination
oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen
Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen
und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmale bzw. Elemente oder Verfah
rensschritte erfinderisch sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem
neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrens
schrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren be
treffen.
Es sei darauf hingewiesen, daß das Zusammenwirken der einzelnen erfin
dungsgemäßen Merkmale in jeder beliebigen Kombination bevorzugt ist. Ins
besondere sind auch die durch die unabhängigen Ansprüche offenbarten
Merkmalskombinationen unter Weglassung eines oder mehrerer Merkmale
jeweils bevorzugt. Die erfindungsgemäßen Verfahren sind auch in Kombination
bevorzugt.
Es sei ferner darauf hingewiesen, daß die Ausführungen zu allen bekannten
Anordnungen, die sich nicht auf bestimmte Druckschriften beziehen, in erster
Linie dem Anmelder bzw. dem Erfinder bekannt sind, so daß sich der Erfinder
Schutz für diese vorbehält, sofern sie nicht auch der Öffentlichkeit bekannt
sind.
Es sei angemerkt, daß bei Verknüpfungen von Merkmalen durch "oder" dieses
"oder" jeweils einerseits als mathematisches "oder" und andererseits als die
jeweils andere Möglichkeit ausschließendes "oder" zu verstehen ist.
Es sei ferner darauf hingewiesen, daß der Begriff des Steuerns sowie davon
abgeleitete Begriffe im Sinne der Erfindung weit gefaßt zu verstehen ist. Er
umfaßt insbesondere ein Regeln und/oder Steuern im Sinne der DIN.
Für den Fachmann ist ersichtlich, daß über die hier dargestellten Ausführungs
beispiele der Erfindung hinaus eine Vielzahl weiterer Modifikationen und Aus
führungen denkbar sind, die von der Erfindung erfaßt sind. Die Erfindung be
schränkt sich insbesondere nicht nur auf die hier dargestellten Ausführungs
formen.
Im folgenden wird nun die Erfindung anhand beispielhafter, nicht beschrän
kender Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Dabei zeigt:
Fig. 1 eine erste beispielhafte Ausführungsform der Erfindung in schematisch
dargestellter Teilansicht;
Fig. 2 eine zweite beispielhafte Ausführungsform der Erfindung in schematisch
dargestellter Teilansicht;
Fig. 3 eine dritte beispielhafte Ausführungsform der Erfindung in schematisch
dargestellter Teilansicht;
Fig. 4 eine vierte beispielhafte Ausführungsform der Erfindung in schematisch
dargestellter Teilansicht;
Fig. 5 eine fünfte beispielhafte Ausführungsform der Erfindung in schematisch
dargestellter Teilansicht;
Fig. 6 eine sechste beispielhafte Ausführungsform der Erfindung in schema
tisch dargestellter Teilansicht;
Fig. 7 eine siebte beispielhafte Ausführungsform der Erfindung in schematisch
dargestellter Teilansicht;
Fig. 8 eine achte beispielhafte Ausführungsform der Erfindung in schematisch
dargestellter Teilansicht;
Fig. 9 eine neunte beispielhafte Ausführungsform der Erfindung in schema
tisch dargestellter Teilansicht;
Fig. 10 eine zehnte beispielhafte Ausführungsform der Erfindung in
schematisch dargestellter Teilansicht;
Fig. 11 eine elfte beispielhafte Ausführungsform der Erfindung in sche
matisch dargestellter Teilansicht;
Fig. 12 eine zwölfte beispielhafte Ausführungsform der Erfindung in
schematisch dargestellter Teilansicht;
Fig. 13 eine 13. beispielhafte Ausführungsform der Erfindung in sche
matisch dargestellter Teilansicht;
Fig. 14 eine 14. beispielhafte Ausführungsform der Erfindung in sche
matisch dargestellter Teilansicht;
Fig. 15 eine 15. beispielhafte Ausführungsform der Erfindung in schema
tisch dargestellter Teilansicht; und
Fig. 16 eine 16. beispielhafte Ausführungsform der Erfindung in sche
matisch dargestellter Teilansicht.
Die Fig. 1 zeigt schematisch ein Fahrzeug 1 mit einer Antriebseinheit 2, wie
Motor oder Brennkraftmaschine. Weiterhin ist im Antriebsstrang des Fahrzeu
ges ein Drehmomentübertragungssystem 3 und ein Getriebe 4 dargestellt. In
diesem Ausführungsbeispiel ist das Drehmomentübertragungssystem 3 im
Kraftfluß zwischen Motor und Getriebe angeordnet, wobei ein Antriebsmoment
des Motors über das Drehmomentübertragungssystem an das Getriebe und
von dem Getriebe 4 abtriebsseitig an eine Abtriebswelle 5 und an eine nach
geordnete Achse 6 sowie an die Räder 6a übertragen wird.
Vorzugsweise weist ein Kraftfahrzeug gemäß Fig. 1 eine erfindungsgemäße
Getriebevorrichtung bzw. eine erfindungsgemäße Steuerungsvorrichtung, ins
besondere gemäß wenigstens einem der Ansprüche auf.
Bevorzugt ist auch, daß in einem Kraftfahrzeug 1 ein erfindungsgemäßes
Verfahren, insbesondere ein erfindungsgemäßes Verfahren gemäß wenigstens
einem Anspruch, ausführbar ist.
Das Drehmomentübertragungssystem 3 ist als Kupplung, wie Reibungskupp
lung, Lamellenkupplung, Magnetpulverkupplung oder Wandlerüberbrückungs
kupplung ausgestaltet, wobei die Kupplung eine selbsteinstellende oder eine
verschleißausgleichende Kupplung sein kann. Das Getriebe 4 ist als Hand
schaltgetriebe, wie Wechselstufengetriebe, dargestellt. Bevorzugt ist das Ge
triebe als ein automatisiertes Schaltgetriebe ausgebildet, welches mittels zu
mindest einer Betätigungseinrichtung automatisiert geschaltet werden kann.
Als automatisiertes Schaltgetriebe ist im weiteren ein automatisiertes Getriebe
zu verstehen, welches mit einer Zugkraftunterbrechung geschaltet wird und der
Schaltvorgang der Getriebeübersetzung mittels zumindest einer Betätigungs
einrichtung gesteuert durchgeführt wird.
Weiterhin kann auch ein Automatgetriebe Verwendung finden, wobei ein Au
tomatgetriebe ein Getriebe im wesentlichen ohne Zugkraftunterbrechung bei
den Schaltvorgängen ist und das in der Regel durch Planetengetriebestufen
aufgebaut ist.
Weiterhin kann ein stufenlos einstellbares Getriebe, wie insbesondere ein Ke
gelscheibenumschlingungsgetriebe eingesetzt werden. Das Automatgetriebe
kann auch mit einem abtriebsseitig angeordneten Drehmomentübertragungs
system 3, wie Kupplung oder Reibungskupplung, ausgestaltet sein. Das
Drehmomentübertragungssystem kann weiterhin als Anfahrkupplung und/oder
Wendesatzkupplung zur Drehrichtungsumkehr und/oder Sicherheitskupplung
mit einem gezielt ansteuerbaren übertragbaren Drehmoment ausgestaltet sein.
Das Drehmomentübertragungssystem kann eine Trockenreibungskupplung
oder eine naß laufende Reibungskupplung sein, die insbesondere in einem
Fluid läuft. Ebenso kann sie ein Drehmomentwandler sein.
Das Drehmomentübertragungssystem 3 weist eine Antriebsseite 7 und eine
Abtriebsseite 8 auf, wobei ein Drehmoment von der Antriebsseite 7 auf die
Abtriebsseite 8 übertragen wird, indem die Kupplungsscheibe 3a mittels der
Druckplatte 3b, der Tellerfeder 3c und dem Ausrücklager 3e sowie dem
Schwungrad 3d kraftbeaufschlagt wird. Zu dieser Beaufschlagung wird der
Ausrückhebel 20 mittels einer Betätigungseinrichtung, wie Aktor, betätigt.
Die Ansteuerung des Drehmomentübertragungssystems 3 erfolgt mittels einer
Steuereinheit 13, wie Steuergerät, welches die Steuerelektronik 13a und den
Aktor 13b umfassen kann. In einer anderen vorteilhaften Ausführung kann der
Aktor und die Steuerelektronik auch in zwei unterschiedlichen Baueinheiten,
wie Gehäusen, angeordnet sein.
Die Steuereinheit 13 kann die Steuer- und Leistungselektronik zur Ansteuerung
des Elektromotors 12 des Aktors 13b enthalten. Dadurch kann insbesondere
vorteilhaft erreicht werden, daß das System als einzigen Bauraum den Bau
raum für den Aktor mit Elektronik benötigt. Der Aktor besteht aus einem An
triebsmotor 12, wie Elektromotor, wobei der Elektromotor 12 über ein Getriebe,
wie Schneckengetriebe oder Stirnradgetriebe oder Kurbelgetriebe oder Gewin
despindelgetriebe, auf einen Geberzylinder 11 wirkt. Diese Wirkung auf den
Geberzylinder kann direkt oder über ein Gestänge erfolgen.
Die Bewegung des Ausgangsteiles des Aktors, wie des Geberzylinderkolbens
11a, wird mit einem Kupplungswegsensor 14 detektiert, welcher die Position
oder Stellung oder die Geschwindigkeit oder die Beschleunigung einer Größe
detektiert, welche proportional zur Position bzw. Einrückposition respektive der
Geschwindigkeit oder Beschleunigung der Kupplung ist. Der Geberzylinder 11
ist über eine Druckmittelleitung 9, wie Hydraulikleitung, mit dem Nehmerzylin
der 10 verbunden. Das Ausgangselement 10a des Nehmerzylinders ist mit
dem Ausrückhebel oder Ausrückmittel 20 wirkverbunden, so daß eine Bewe
gung des Ausgangsteiles 10a des Nehmerzylinders 10 bewirkt, daß das Aus
rückmittel 20 ebenfalls bewegt oder verkippt wird, um das von der Kupplung 3
übertragbare Drehmoment anzusteuern.
Der Aktor 13b zur Ansteuerung des übertragbaren Drehmoments des
Drehmomentübertragungssystems 3 kann druckmittelbetätigbar sein, d. h., es
kann mittels Druckmittelgeber- und Nehmerzylinder ausgerüstet sein. Das
Druckmittel kann insbesondere ein Hydraulikfluid oder ein Pneumatikmedium
sein. Die Betätigung des Druckmittelgeberzylinders kann elektromotorisch vor
gesehen sein, wobei der Elektromotor 12 elektronisch angesteuert werden
kann. Das Antriebselement des Aktors 13b kann neben einem elektromotori
schen Antriebselement auch ein anderes, insbesondere druckmittelbetätigtes
Antriebselement sein. Weiterhin können Magnetaktoren verwendet werden, um
eine Position eines Elementes einzustellen.
Bei einer Reibungskupplung erfolgt die Ansteuerung des übertragbaren
Drehmomentes dadurch, daß die Anpressung der Reibbeläge der Kupplungs
scheibe zwischen dem Schwungrad 3d und der Druckplatte 3b gezielt erfolgt.
Über die Stellung des Ausrückmittels 20, wie Ausrückgabel oder Zentralaus
rücker, kann die Kraftbeaufschlagung der Druckplatte respektive der Reibbelä
ge gezielt angesteuert werden, wobei die Druckplatte dabei zwischen zwei
Endpositionen bewegt und beliebig eingestellt und fixiert werden kann. Die
eine Endposition entspricht einer völlig eingerückten Kupplungsposition und die
andere Endposition einer völlig ausgerückten Kupplungsposition. Zur Ansteue
rung eines übertragbaren Drehmomentes, welches insbesondere geringer ist
als das momentan anliegende Motormoment, kann insbesondere eine Position
der Druckplatte 3b angesteuert werden, die in einem Zwischenbereich zwi
schen den beiden Endpositionen liegt. Die Kupplung kann mittels der gezielten
Ansteuerung des Ausrückmittels 20 in dieser Position fixiert werden. Es kön
nen aber auch übertragbare Kupplungsmomente angesteuert werden, die defi
niert über den momentan anstehenden Motormomenten liegen. In einem sol
chen Fall können die aktuell anstehenden Motormomente übertragen werden,
wobei die Drehmoment-ungleichförmigkeiten im Antriebsstrang in Form von
insbesondere Drehmomentspitzen gedämpft und/oder isoliert werden.
Zur Ansteuerung, wie Steuerung oder Regelung, des Drehmomentübertra
gungssystems werden weiterhin Sensoren verwendet, die zumindest zeitweise
die relevanten Größen des gesamten Systems überwachen und die zur Steue
rung notwendigen Zustandsgrößen, Signale und Meßwerte liefern, die von der
Steuereinheit verarbeitet werden, wobei eine Signalverbindung zu anderen
Elektronikeinheiten, wie insbesondere zu einer Motorelektronik oder einer
Elektronik eines Antiblockiersystemes (ABS) oder einer Antischlupfregelung
(ASR) vorgesehen sein kann und bestehen kann. Die Sensoren detektieren
insbesondere Drehzahlen, wie Raddrehzahlen, Motordrehzahlen, die Position
des Lasthebels, die Drosselklappenstellung, die Gangposition des Getriebes,
eine Schaltabsicht und weitere fahrzeugspezifische Kenngrößen.
Die Fig. 1 zeigt, daß ein Drosselklappensensor 15, ein Motordrehzahlsensor
16, sowie ein Tachosensor 17 Verwendung finden und Meßwerte bzw. Infor
mationen an das Steuergerät weiterleiten. Die Elektronikeinheit, wie Compu
tereinheit, der Steuereinheit 13a verarbeitet die Systemeingangsgrößen und
gibt Steuersignale an den Aktor 13b weiter.
Das Getriebe ist als Stufenwechselgetriebe ausgestaltet, wobei die Überset
zungsstufen mittels eines Schalthebels gewechselt werden oder das Getriebe
mittels dieses Schalthebels betätigt oder bedient wird. Weiterhin ist an dem
Bedienhebel, wie Schalthebel 18, des Handschaltgetriebes zumindest ein
Sensor 19b angeordnet, welcher die Schaltabsicht und/oder die Gangposition
detektiert und an das Steuergerät weiterleitet. Der Sensor 19a ist am Getriebe
angelenkt und detektiert die aktuelle Gangposition und/oder eine Schaltab
sicht. Die Schaltabsichtserkennung unter Verwendung von zumindest einem
der beiden Sensoren 19a, 19b kann dadurch erfolgen, daß der Sensor ein
Kraftsensor ist, welcher die auf den Schalthebel wirkende Kraft detektiert.
Weiterhin kann der Sensor aber auch als Weg- oder Positionssensor ausge
staltet sein, wobei die Steuereinheit aus der zeitlichen Veränderung des Positi
onssignales eine Schaltabsicht erkennt.
Das Steuergerät steht mit allen Sensoren zumindest zeitweise in Signalverbin
dungund bewertet die Sensorsignale und Systemeingangsgrößen in der Art
und Weise, daß in Abhängigkeit des aktuellen Betriebspunktes die Steuerein
heit Steuer- oder Regelungsbefehle an den zumindest einen Aktor ausgibt.
Das Antriebselement 12 des Aktors, wie Elektromotor, erhält von der Steuer
einheit, welche die Kupplungsbetätigung ansteuert, eine Stellgröße in Abhän
gigkeit von Meßwerten und/oder Systemeingangsgrößen und/oder Signalen
der angeschlossenen Sensorik. Hierzu ist in dem Steuergerät ein Steuerpro
gramm als Hard- und/oder als Software implementiert, das die eingehenden
Signale bewertet und anhand von Vergleichen und/oder Funktionen und/oder
Kennfeldern die Ausgangsgrößen berechnet oder bestimmt.
Das Steuergerät 13 hat in vorteilhafter Weise eine Drehmomentbestimmungs
einheit, eine Gangpositionsbestimmungseinheit, eine Schlupfbestimmungsein
heit und/oder eine Betriebszustandsbestimmungseinheit implementiert oder sie
steht mit zumindest einer dieser Einheiten in Signalverbindung. Diese Einhei
ten können durch Steuerprogramme als Hardware und/oder als Software im
plementiert sein, so daß mittels der eingehenden Sensorsignale das Drehmo
ment der Antriebseinheit 2 des Fahrzeuges 1, die Gangposition des Getriebes
4 sowie der Schlupf, welcher im Bereich des Drehmomentübertragungssy
stems herrscht und der aktuelle Betriebszustand des Fahrzeuges bestimmt
werden kann. Die Gangpositionsbestimmungseinheit ermittelt anhand der Si
gnale der Sensoren 19a und 19b den aktuell eingelegten Gang. Dabei sind die
Sensoren am Schalthebel und/oder an getriebeinternen Steilmitteln, wie insbe
sondere einer zentralen Schaltwelle oder Schaltstange, angelenkt und diese
detektieren, insbesondere die Lage und/oder die Geschwindigkeit dieser Bau
teile. Weiterhin kann ein Lasthebelsensor 31 am Lasthebel 30, wie Gaspedal,
angeordnet sein, welcher die Lasthebelposition detektiert. Ein weiterer Sensor
32 kann als Leerlaufschalter fungieren, d. h. bei betätigtem Gaspedal, wie La
sthebel, ist dieser Leerlaufschalter 32 eingeschaltet und bei einem nicht betä
tigten Signal ist er ausgeschaltet, so daß durch diese digitale Information er
kannt werden kann, ob der Lasthebel, wie Gaspedal, betätigt wird. Der Lasthe
belsensor 31 detektiert den Grad der Betätigung des Lasthebels.
Die Fig. 1 zeigt neben dem Gaspedal 30, wie Lasthebel, und den damit in Ver
bindung stehenden Sensoren ein Bremsenbetätigungselement 40 zur Betäti
gung der Betriebsbremse oder der Feststellbremse, wie Bremspedal, Hand
bremshebel oder hand- oder fußbetätigtes Betätigungselement der Feststell
bremse. Zumindest ein Sensor 41 ist an dem Betätigungselement 40 angeord
net und überwacht dessen Betätigung. Der Sensor 41 ist insbesondere als
digitaler Sensor, wie Schalter, ausgestaltet, wobei dieser detektiert, daß das
Betätigungselement betätigt ist oder nicht betätigt ist. Mit diesem Sensor kann,
eine Signaleinrichtung, wie Bremsleuchte, in Signalverbindung stehen, welche
signalisiert, daß die Bremse betätigt ist. Dies kann sowohl für die Betriebs
bremse als auch für die Feststellbremse erfolgen. Der Sensor kann jedoch
auch als analoger Sensor ausgestaltet sein, wobei ein solcher Sensor, wie
insbesondere ein Potentiometer, den Grad der Betätigung des Betätigungs
elementes ermittelt. Auch dieser Sensor kann mit einer Signaleinrichtung in
Signalverbindung stehen.
Die Fig. 2 zeigt schematisch einen Antriebsstrang eines Fahrzeuges mit einer
Antriebseinheit 100, einem Drehmomentübertragungssystem 102, einem Ge
triebe 103, einem Differential 104 sowie Antriebsachsen 109 und Rädern 106.
Das Drehmomentübertragungssystem 102 ist auf oder an einem Schwungrad
102a angeordnet oder befestigt, wobei das Schwungrad in der Regel einen
Anlasserzahnkranz 102b trägt. Das Drehmomentübertragungssystem weist
eine Druckplatte 102d, einen Kupplungsdeckel 102e, eine Tellerfeder 102f und
eine Kupplungsscheibe 102c mit Reibbelägen auf. Zwischen der Kupplungs
scheibe 102d und dem Schwungrad 102a ist die Kupplungsscheibe 102c ge
gebenenfalls mit einer Dämpfungseinrichtung angeordnet. Ein Kraftspeicher,
wie Tellerfeder 102f, beaufschlagt die Druckplatte in axialer Richtung auf die
Kupplungsscheibe hin, wobei ein Ausrücklager 109, wie insbesondere druck
mittelbetätigter Zentralausrücker, zur Betätigung des Drehmomentübertra
gungssystemes vorgesehen ist. Zwischen dem Zentralausrücker und den Tel
lerfederzungen der Tellerfeder 102f ist ein Ausrücklager 110 angeordnet.
Durch eine axiale Verlagerung des Ausrücklagers wird die Tellerfeder beauf
schlagt und rückt die Kupplung aus. Die Kupplung kann weiterhin als gedrückte
oder als gezogene Kupplung ausgebildet sein.
Der Aktor 108 ist ein Aktor eines automatisierten Schaltgetriebes, welcher
ebenfalls die Betätigungseinheit für das Drehmomentübertragungssystem be
inhaltet. Der Aktor 108 betätigt getriebeinterne Schaltelemente, wie insbeson
dere eine Schaltwalze oder Schaltstangen oder eine zentrale Schaltwelle des
Getriebes, wobei durch die Betätigung die Gänge in insbesondere sequentiel
ler Reihenfolge oder auch in beliebiger Reihenfolge eingelegt oder herausge
nommen werden können. Über die Verbindung 111 wird das Kupplungsbetäti
gungselement 109 betätigt. Die Steuereinheit 107 ist über die Signalverbin
dung 112 mit dem Aktor verbunden, wobei die Signalverbindungen 113 bis 115
mit der Steuereinheit in Verbindung stehen, wobei die Leitung 114 eingehende
Signale verarbeitet, die Leitung 113 Steuersignale von der Steuereinheit verar
beitet und die Verbindung 115 insbesondere mittels eines Datenbusses eine
Verbindung zu anderen Elektronikeinheiten herstellt.
Zum Anfahren oder zum Starten des Fahrzeuges im wesentlichen aus dem
Stand oder aus einer langsamen Rollbewegung, wie Kriechbewegung, das
heißt zum gezielten fahrerseitig eingeleiteten Beschleunigen des Fahrzeuges,
bedient der Fahrer im wesentlichen nur das Gaspedal, wie den Lasthebel 30,
wobei die gesteuerte oder geregelte automatisierte Kupplungsbetätigung mit
tels des Aktors das übertragbare Drehmoment des Drehmomentübertragungs
systemes bei einem Anfahrvorgang steuert. Durch die Betätigung des Lasthe
bels wird mittels des Lasthebelsensors 31 der Fahrerwunsch nach einem mehr
oder weniger starken oder schnellen Anfahrvorgang detektiert und anschlie
ßend von der Steuereinheit entsprechend angesteuert. Das Gaspedal und die
Sensorsignale des Gaspedals werden als Eingangsgrößen zur Steuerung des
Anfahrvorganges des Fahrzeuges herangezogen.
Bei einem Anfahrvorgang wird während des Anfahrens das übertragbare
Drehmoment, wie Kupplungsmoment Mksoll im wesentlichen mittels einer vor
gebbaren Funktion oder anhand von Kennlinien oder Kennfeldern insbesonde
re in Abhängigkeit von der Motordrehzahl bestimmt, wobei die Abhängigkeit
von der Motordrehzahl oder von anderen Größen, wie dem Motormoment, in
vorteilhafter Weise über ein Kennfeld oder eine Kennlinie realisiert wird.
Wird bei einem Anfahrvorgang, im wesentlichen aus dem Stand oder aus ei
nen Ankriechzustand, bei geringer Geschwindigkeit der Lasthebel bzw. das
Gaspedal auf einen bestimmten Wert a betätigt, so wird mittels einer Motor
steuerung 40 ein Motormoment angesteuert. Die Steuereinheit der automati
sierten Kupplungsbetätigung 13 steuert entsprechend vorgebbarer Funktionen
oder Kennfelder das übertragbare Drehmoment des Drehmomentübertra
gungssystems an, so daß sich ein stationärer Gleichgewichtszustand zwischen
dem angesteuerten Motormoment und dem Kupplungsmoment einstellt. Der
Gleichgewichtszustand charakterisiert sich in Abhängigkeit von der Lasthebel
stellung a durch eine definierte Anfahrdrehzahl, ein Anfahr- oder Motormoment
sowie ein definiertes übertragbares Drehmoment des Drehmomentübertra
gungssystem und ein auf die Antriebsräder übertragendes Drehmoment, wie
insbesondere Antriebsmoment. Der funktionale Zusammenhang des Anfahr
momentes als Funktion der Anfahrdrehzahl wird im folgenden als Anfahrkenn
linie bezeichnet. Die Lasthebelstellung a ist proportional zur Stellung der Dros
selklappe des Motors.
Die Fig. 2 zeigt neben dem Gaspedal 122, wie Lasthebel, und einem damit in
Verbindung stehenden Sensor 123 ein Bremsenbetätigungselement 120 zur
Betätigung der Betriebsbremse oder der Feststellbremse, wie Bremspedal,
Handbremshebel oder hand- oder fußbetätigtes Betätigungselement der Fest
stellbremse. Zumindest ein Sensor 121 ist an dem Betätigungselement 120
angeordnet und überwacht dessen Betätigung. Der Sensor 121 ist insbesonde
re als digitaler Sensor, wie Schalter, ausgestaltet, wobei dieser detektiert, daß
das Betätigungselement betätigt ist oder nicht betätigt ist. Mit diesem Sensor
kann eine Signaleinrichtung, wie Bremsleuchte, in Signalverbindung stehen,
welche signalisiert, daß die Bremse betätigt ist. Dies kann sowohl für die Be
triebsbremse als auch für die Feststellbremse erfolgen. Der Sensor kann je
doch auch als analoger Sensor ausgestaltet sein, wobei ein solcher Sensor,
wie insbesondere ein Potentiometer, den Grad der Betätigung des Betäti
gungselementes ermittelt. Auch dieser Sensor kann mit einer Signaleinrichtung
in Signalverbindung stehen.
Fig. 3 zeigt insbesondere eine von einer Schalteinrichtung einer Getriebevor
richtung umfaßte Wähl-Schaltgassen-Anordnung, welche Schaltgassen 310,
312, 314, 316, 318, 320 sowie eine Wählgasse 322 aufweist. Ferner zeigt
Fig. 3 insbesondere ein in diese Wähl-Schaltgassen-Anordnung projiziertes
Muster, welches einen ersten Bereich 324 sowie einen zweiten Bereich 326
aufweist. Dem ersten Bereich 324 ist dabei ein erstes Digitalsignal des Sen
sorfeldes zugeordnet, während dem zweiten Bereich 326 ein zweites Digitalsi
gnal des Sensorfeldes zugeordnet ist.
Ein nicht dargestellter Schaltfinger, der insbesondere aus der Position 328 in
der durch den Pfeil 330 dargestellten Richtung auf die Gassenwandung 332
bewegt wird, wird derart angesteuert, daß er an diese Gassenwandung an
stößt, was gemäß einer vorbestimmten Charakteristik detektiert wird, wie ins
besondere durch Überwachen einer Kenngröße oder deren zeitlichen Verlaufs
wie insbesondere der Motorspannung oder des Motorstroms. Nach Detektion
dieses Anstoßens an die Gassenwandung 332 wird der Schaltfinge 28804 00070 552 001000280000000200012000285912869300040 0002010025907 00004 28685r in Rich
tung des Pfeils 334 in Richtung der Wählgasse 322 zurückbewegt. An der
Stelle 336 trifft der Schaltfinger, der sich bis dahin in einem zweiten Bereich
326 bewegt hat, auf einen ersten Bereich 324 des Musters. Der hiermit ver
bundene Digitalwechsel ermöglicht, eine Absolutposition in Schaltrichtung zu
erfassen bzw. festzustellen. Diese Absolutposition kann zum Abgleich insbe
sondere einer inkrementalen Wegerfassungseinrichtung verwendet werden.
Anschließend wird der Schaltfinger in Richtung des Pfeils 338 bewegt, wobei
an der Stelle bzw. Schaltfingerposition 340 erneut eine Grenze zwischen dem
zweiten Bereich 326 und dem ersten Bereich 324 gegeben ist, die durch die
nicht dargestellte Sensoreinrichtung, welche das Sensorfeld abgreift, als Digi
talwechsel registriert wird. Dieser Digitalwechsel ermöglicht das Erkennen ei
ner Absolutposition in Wählrichtung.
In dieser beispielhaften Darstellung einer Schaltfingeransteuerung wurde in
nerhalb von drei Verfahrvorgängen sowohl eine absolute Position in
Schaltrichtung als auch eine Absolutposition in Wählrichtung detektiert, welche
beide zum Abgleich einer Wegerfassungseinrichtung verwendet werden kön
nen.
Es sei angemerkt, daß die Position des Schaltfingers in der Position 328 erfin
dungsgemäß unbekannt sein kann. Hätte sich der Schaltfinger in einer ande
ren ebenfalls unbekannten Position, wie insbesondere der Schaltfingerposition
342 befunden, so wäre die Absolutposition in Schaltrichtung und in Wählrich
tung bereits nach zwei Verfahrvorgängen festgestellt worden. Es sei ange
merkt, daß vorzugsweise die Verfahrrichtung in Richtung des Pfeils 338 in
einem derartigen Fall spiegelsymmetrisch zur Wählgassenachse ausgeführt
worden wäre.
Fig. 4 zeigt eine vierte beispielhafte Darstellung der Erfindung in schemati
scher, teilgeschnittener Ansicht.
Insbesondere ist in Fig. 4 ebenfalls eine Wähl-Schaltgassen-Anordnung mit
Schaltgassen 310, 312, 314, 316, 318, 320 sowie mit einer Wählgasse 322
dargestellt.
Innerhalb dieser Wähl-Schaltgassen-Anordnung ist ein gemäß einem Sensor
feld projiziertes Muster dargestellt, welches erste Bereiche 350, 352, 354, 356
sowie zweite Bereiche 358, 360, 362, 364, 366 aufweist.
Den ersten Bereichen 350, 352, 354, 356 ist ein erstes Digitalsignal zugeord
net, während den zweiten Bereichen des Musters 358, 360, 362, 364, 366 ein
zweites Digitalsignal zugeordnet ist. Beim Verfahren vom zweiten Bereich 366
in den ersten Bereich 350 oder umgekehrt kann an der Berührungslinie 368 ein
Digitalwechsel festgestellt werden, der zum Abgleich der Schaltgassenposition
verwendet werden kann. In entsprechender Weise kann eine Absolutposition in
Schaltrichtung ferner an der Berührungslinie 370 zwischen dem ersten Bereich
350 und dem zweiten Bereich 364 bzw. an der Berührungslinie 372 zwischen
dem ersten Bereich 354 und dem zweiten Bereich 362 bzw. an der Berüh
rungslinie 374 zwischen dem zweiten Bereich 362 und dem ersten Bereich 352
bzw. an der Berührungslinie 376 zwischen dem zweiten Bereich 360 und dem
ersten Bereich 356 bzw. an der Berührungslinie 378 zwischen dem ersten Be
reich 356 und dem zweiten Bereich 358 festgestellt werden. Es sei angemerkt,
daß als Verfahrbewegungen insbesondere solche Verfahrbewegungen in bei
den Orientierungen der Schaltrichtung in Betracht kommen. Die Verfahrrich
tung und -orientierung wird insbesondere bei der Bestimmung der Absolutposi
tion berücksichtigt.
In Wählposition kann eine Absolutposition insbesondere an den Berührungsli
nien 380, 382, 384, 386, 388, 390, also an den Übergängen zwischen dem
zweiten Bereich 366 und dem ersten Bereich 354 bzw. dem ersten Bereich 350
und dem zweiten Bereich 362 bzw. dem zweiten Bereich 364 und dem ersten
Bereich 352 bzw. dem Übergang zwischen dem ersten Bereich 354 und dem
zweiten Bereich 360 bzw. dem Übergang zwischen dem zweiten Bereich 362
und dem ersten Bereich 356 bzw. dem Übergang zwischen dem ersten Be
reich 352 und dem zweiten Bereich 358 festgestellt werden.
Auch hierbei kommen Verfahrrichtungen insbesondere in Richtung der Wähl
gasse 322 in Betracht. Bevorzugt ist auch, daß die Verfahrbewegungen in
Wählrichtung unter einem vorzugsweise geringen Winkel zur Wählrichtung
vorgenommen werden.
Fig. 5 zeigt eine fünfte beispielhafte Ausführungsform der Erfindung in sche
matischer, teilgeschnittener Ansicht.
Insbesondere ist in Fig. 5 eine Wähl-Schaltgassen-Anordnung mit einem in
diese projizierten digitalen Muster dargestellt. Der erste Bereich 400, 402, 404,
406 ist hier im wesentlichen kreuzförmig ausgebildet, wobei der Überlap
pungsbereich der sich kreuzenden Teilbereiche als zweiter Bereich 408 aus
gebildet ist. Der erste Bereich 402 bzw. 404 erstreckt sich in die Schaltgasse
310 bzw. 312, so daß er hier den ersten Bereich 410, 412 bzw. den ersten
Bereich 414, 416 unterbricht bzw. jeweils an diesen grenzt.
Fig. 6 zeigt eine sechste beispielhafte Ausführungsform der Erfindung in
schematischer, teilgeschnittener Ansicht.
Insbesondere ist in Fig. 6 eine weitere beispielhafte Ausführungsform eines in
eine Wähl-Schaltgassen-Anordnung projizierten Musters dargestellt.
Dieses Muster, welches der Transformation eines digitalen Signalfeldes ent
spricht, weist einen ersten Bereich 430, 432, dem ein erstes Digitalsignal zu
geordnet ist, sowie einen zweiten Bereich 434, 436, 438, 440, 442, 444, 446,
dem ein vom ersten Digitalsignal verschiedenes zweites Digitalsignal zugeord
net ist, auf.
Der erste Bereich 430, 432 erstreckt sich im wesentlichen in Längsrichtung der
Wählgasse 322, wobei er an einer - hier in Wählrichtung zwischen zwei
Schaltgassen liegenden Stelle von einem zweiten Bereich 438 unterbrochen
wird.
In Wählrichtung erstreckt sich der erste Bereich über die gesamte Breite der
Wählgasse 22 und darüber hinaus in die Schaltgassen 310, 312, 314, 316,
318, 320.
Beim Übertritt aus dem ersten Bereich 430 in den zweiten Bereich 438 bzw.
umgekehrt bzw. beim Übertritt von dem ersten Bereich 432 in den zweiten
Bereich 438 bzw. umgekehrt läßt sich anhand des eintretenden Digitalwech
sels eine Absolutposition in Wählrichtung bestimmen.
Entsprechend läßt sich beim Übertritt aus dem zweiten Bereich 440 bzw. 442
bzw. 444 bzw. 446 in den ersten Bereich 430 bzw. umgekehrt eine Absolutpo
sition in Schaltrichtung ebenso bestimmen wie bei Übertritt aus dem zweiten
Bereich 434 bzw. 436 in den ersten Bereich 432 bzw. umgekehrt.
Fig. 7 zeigt eine siebte beispielhafte Ausfuhrungsform der Erfindung in sche
matischer, teilgeschnittener Ansicht.
In Fig. 7 ist insbesondere ein beispielhaftes, in die Wähl-Schaltgassen-
Anordnung projiziertes Muster dargestellt, welches einem digitalen Signalfeld
entspricht.
Das digitale Signalfeld ist insbesondere an der nicht dargestellten Schaltwelle
angeordnet.
Der erste Bereich, bzw. dessen Teilbereiche 450, 452, 454 repräsentiert ein
erstes Digitalsignal, auf welches eine Sensoreinrichtung anspringt, wenn das
Signalfeld abgetastet wird bzw. wenn sich der nicht dargestellte Finger in die
sem Bereich befindet.
Entsprechend wird durch die Teilbereiche des zweiten Bereichs 456, 458, 460,
462, 464 ein zweites, vom ersten verschiedenes Digitalsignal hervorgebracht,
wenn die nicht dargestellte Sensoreinrichtung das Signalfeld in den diesen
Bereichen entsprechenden Bereichen abtastet bzw. wenn sich der Schaltfinger
in diesen Bereichen befindet.
Der erste Bereich 450, 452, 454 besteht aus einem Teilbereich 450, der in
Wählrichtung ausgerichtet ist, und einem Teilbereich 452, 454, der in
Schaltrichtung ausgerichtet ist, wobei der Überlappungsbereich dieser Teilbe
reiche 450, 452, 454 einen zweiten Bereich 464 darstellt.
Abgesehen davon, daß im Überlappungsbereich der Teilbereiche 450, 452,
454 des ersten Bereichs als zweiter Bereich 464 ausgebildet ist, ist in dieser
beispielhaften Ausführungsform des Musters der erste Bereich T-förmig ge
staltet.
Wenn der nicht dargestellte Schaltfinger die Berührungslinien 464, 468, 470,
472, 474, 476 erreicht bzw. überschreitet bzw. wenn die nicht dargestellte
Sensoreinrichtung einen Digitalwechsel beim Abgreifen des Sensorfeldes fest
stellt, kann insbesondere unter Berücksichtigung der Verfahrrichtung des
Schaltfingers und/oder dessen Orientierung eine Absolutposition in
Schaltrichtung bestimmt werden.
In entsprechender Weise kann beim Verfahren in Wählrichtung an der Berüh
rungslinie 478 bzw. dem damit verbundenen Digitalwechsel eine Absolutpositi
on in Wählrichtung bestimmt werden.
Fig. 8 zeigt insbesondere eine Wähl-Schaltgassen-Anordnung, in die ein einem
digitalen Sensorfeld entsprechendes Muster projiziert ist.
Dieses Muster weist einen ersten Bereich 490, 492, 494, 496 auf, welcher im
wesentlichen kreuzförmig ausgebildet ist und in Wählrichtung sowie in
Schaltrichtung angeordnet ist und dem ein erstes Digitalsignal zugeordnet ist.
Entsprechend weist das Muster einen zweiten Bereich 498, 500, 502, 504, 506
auf, dem ein zweites Digitalsignal zugeordnet ist.
Der Überlappungsbereich des kreuzförmig ausgebildeten ersten Bereichs 490,
492, 494, 496 ist als zweiter Bereich 502 ausgebildet.
Die sich in Schaltrichtung erstreckenden Teilbereiche 492, 494 des ersten
Bereichs sind derart angeordnet, daß sie sich jeweils in zwei nebeneinander
angeordnete Schaltgassen 310, 314 bzw. 312, 316 erstrecken. Dabei über
decken sie jedoch nur einen Teilbereich dieser Gassen 310, 312, 314, 316,
während ein anderer Teilbereich von einem zweiten Bereich 498, 500, 504,
506 überdeckt ist.
An den Berührungslinien 508, 510, 512, 514, 516, 518 wird bei einer Verfahr
bewegung, die zumindest eine Komponente in Schaltrichtung aufweist, ein
Digitalwechsel festgestellt. Bei Feststellen dieses Digitalwechsels ist, insbe
sondere unter Berücksichtigung der Orientierung und Richtung der Verfahrbe
wegung, eine Absolutposition des Schaltfingers in Schaltrichtung feststellbar.
In entsprechender Weise ist an den Berührungslinien 520, 522, 524, 526, 528,
530 eine Absolutposition in Wählrichtung feststellbar.
In Fig. 9 ist insbesondere eine Schaltwelle 540 in Teilansicht mit einer ersten
Vertiefung 542 und einer zweiten Vertiefung 544 dargestellt. Die Tiefe der er
sten Vertiefung 542 ist geringer als die Tiefe der zweiten Vertiefung 544, so
daß diese Vertiefungen 542, 544 ein unterschiedliches Potential bezüglich der
zentralen Achse 546 der Schaltwelle 540 aufweisen. In axialer Richtung der
Schaltwelle 540 ist zwischen den Vertiefungen 542 und 544 ein Bereich 548
angeordnet, der bezüglich der zentralen Achse 546 ein drittes Potential auf
weist und im übrigen dem "normalen" Außenumfang der Schaltwelle 540 ent
spricht.
Beim Verschieben der Schaltwelle 540 in axialer Richtung zur Betätigung einer
nicht dargestellten Getriebeeinrichtung tastet die ortsfest angeordnete Sen
soreinrichtung 550 die Außenoberfläche der Schaltwelle 540 ab und legt sich
in vorbestimmten Schaltstellungen in den Bereich 548 bzw. in den Bereich 542
bzw. den Bereich 544. In Abhängigkeit der damit verbundenen Eindringtiefe
können die Getriebestellungen, die gegeben sind, wenn die Sensoreinrichtung
550 in der Vertiefung 542 bzw. der Vertiefung 544 angeordnet ist, von anderen
Getriebestellungen unterschieden werden.
Die erste Vertiefung 542 entspricht dabei insbesondere der Getriebestellung
"Neutralposition", während die Getriebestellung, bei der die Sensoreinrichtung
550 sich in die zweite Vertiefung 544 legt, insbesondere der Getriebestellung
"Rückwärtsgang" entspricht.
In Fig. 10 ist insbesondere eine Schaltwelle 540 dargestellt, die ein Profil auf
weist. Das Profil der Schaltwelle 540 weist Oberflächenerhöhungen 560, 562
sowie Oberflächenvertiefungen 564, 566, 568 auf.
Die Schaltwelle ist zur Betätigung der nicht dargestellten Getriebevorrichtung in
Richtung des Doppelpfeils 570 axial verschieblich, sowie in Richtung des Dop
pelpfeils 572 um die zentrale Achse der Schaltwelle drehbeweglich bzw. dreh
schwenkbar ausgebildet.
Der im Getriebegehäuse 574 gelagerte Retainer 576 weist eine federvorge
spannte Kugel 578 auf, die sich an die Oberflächenprofilierung der Schaltwelle
540 anlegt. Bei einer Bewegung der Schaltwelle 540 wandert die Kugel 578
somit auf der Oberflächenprofilierung der Schaltwelle 540. Dabei führt die Ku
gel bedingt durch die Profilierung eine translatorische Bewegung in Richtung
der Retainerachse aus.
In den Getriebepositionen, in denen sich die Kugel 578 in die Oberflächenver
tiefungen 564, 566, 568 der Schaltwelle legt, befindet sich die Getriebeein
richtung in vorbestimmten Schaltpositionen bzw. befindet sich ein nicht darge
stellter Schaltfinger in vorbestimmten Positionen innerhalb einer Wähl-
Schaltgassen-Anordnung.
Insbesondere sind drei Oberflächenvertiefungen 564 auf dem Außenumfang
der Schaltwelle bei gleicher axialer Lage angeordnet, wobei sich die Getriebe
einrichtung in den Endlagen des ersten bzw. des dritten bzw. des fünften Gan
ges befindet, wenn sich die Kugel 578 in die Oberflächenvertiefungen 564 legt.
In entsprechender Weise nimmt das Getriebe die Neutralstellung an, wenn
sich die Kugel 578 in der Oberflächenvertiefung 566 befindet.
Entsprechend nimmt die Getriebevorrichtung insbesondere die Endlagen des
zweiten, des vierten bzw. des Rückwärtsganges ein, wenn sich die Kugel 578
in einer der drei auf dem Umfang bei gleicher Axialposition angeordneten
Oberflächenvertiefungen 568 der Schaltwelle befindet.
Bevorzugt ist, daß die in Fig. 10 dargestellte Schaltrastierung (Retainer) Red-
undanzsignale für die von einer Wegmeßeinrichtung hervorgebrachten Meß
werte bzw. Signalen über die Gangendlage hervorbringt.
In dem Retainer ist ein nicht dargestellter Sensor angeordnet, welcher die un
terschiedlichen translatorischen Positionen der Kugel 578 erfaßt bzw. welcher
erfaßt, wenn sich die Kugel 578 in die Oberflächenvertiefungen 564, 566, 568
legt.
Fig. 11 zeigt einen beispielhaften Signalverlauf, welcher von dem in Fig. 10
dargestellten Retainer bzw. dessen Sensoreinrichtung hervorbringbar ist.
Dargestellt ist insbesondere der Signalverlauf des Redundanzsensors gemäß
Fig. 10 über der Schaltwellenposition.
Das Signal 590 zeigt dabei an, daß sich die Getriebeeinrichtung in der Gan
gendlage des ersten bzw. dritten bzw. fünften Ganges befindet.
Das Signal 592 zeigt an, daß sich die Getriebeeinrichtung in einer Neutralstel
lung befindet.
Das Signal 594 zeigt an, daß sich das Getriebe in den Endlagen des zweiten,
des vierten bzw. des Rückwärtsganges befindet.
Fig. 12 zeigt eine Wähl-Schaltgassen-Anordnung, die insbesondere erfin
dungsgemäß verwendet wird.
Zur Erläuterung sei folgende Richtungsvereinbarung getroffen. Der in
Schaltrichtung liegende Pfeil 600 zeigt in Richtung vorne, während der entge
gengesetzt orientierte Pfeil 602 in Richtung hinten zeigt. Der in Wählrichtung
ausgerichtete Pfeil 604 zeigt in Richtung links, während der diesem Pfeil 604
entgegengesetzt orientierte Pfeil 606 in Richtung rechts zeigt.
Vorne sind nebeneinander liegend von links nach rechts der erste, der dritte
und der fünfte Gang angeordnet. Hinten sind nebeneinander liegend von links
nach rechts der zweite, der vierte und der Rückwärtsgang angeordnet. Im we
sentlichen in der Mitte befindet sich die Neutralstellung.
Es sei angemerkt, daß auch bevorzugt ist, daß der Rückwärtsgang nicht - wie
hier gezeigt - diametral entgegengesetzt außenliegend vom ersten Gang an
geordnet ist, sondern links neben dem ersten Gang angeordnet ist.
Fig. 13 zeigt eine 13. beispielhafte Ausführungsform der Erfindung in schema
tischer Darstellung.
Sofern die Notwendigkeit einer Neutralreferenzfahrt festgestellt wird, also wenn
insbesondere beim Fahren festgestellt wird, daß bei geschlossener Kupplung
die Motordrehzahl und die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht mit dem Gang ver
einbart sind, der eingelegt sein sollte, oder dergleichen, wird die Neutralrefe
renzfahrt im Schritt 610 gestartet. Sofern dann festgestellt wird, daß die Fahr
zeugsituation ungefährlich ist, also wenn sichergestellt ist, daß aus einer Neu
tralreferenzfahrt keine Beschädigung insbesondere des Getriebes resultieren
kann bzw. wenn vorzugsweise das Fahrzeug in stehendem Zustand ist, wird im
Schritt 612 ein Tasten nach links mit anschließendem Tasten nach rechts ein
geleitet. Sofern die Breite, also der Maximalabstand zwischen dem hierbei
ermittelten linken Punkt und dem hierbei ermittelten rechten Punkt größer als
eine vorbestimmte Breite ist, kann darauf geschlossen werden, daß sich der
Schaltfinger in der Wählgasse befindet. Da das LR-Tasten mit einem Tasten
nach rechts abgeschlossen hat, kann im Schritt 614 festgestellt werden, daß
der Neutralgang am rechten Ende eingelegt ist.
Sofern jedoch nach dem LR-Tasten festgestellt wird, daß die ermittelte Breite
kleiner als eine vorbestimmte Breite ist, wird anschließend im Schritt 616 ein
V-Tasten unter gleichzeitigem R-Drücken eingeleitet. Sofern hierbei kein An
schlag detektiert wird oder das Drücken nach rechts erfolgreich war, also ein
Verfahren nach rechts erkannt wurde, wird anschließend im Schritt 618 ein
RLR-Tasten eingeleitet. Dieses RLR-Tasten dient insbesondere der Kontrolle.
Sofern bei diesem RLR-Tasten eine Breite bzw. eine Beabstandung vom ma
ximal links liegenden Punkt und vom maximal rechts liegenden Punkt detektiert
wird, die größer als eine vorbestimmte Breite ist, kann darauf geschlossen
werden, daß sich der Schaltfinger in der Wählgasse befindet. Ferner kann
darauf geschlossen werden, daß man sich vorher in einem unteren Gang be
funden hat. Da das RLR-Tasten mit einer Tastbewegung nach rechts abge
schlossen hat, kann im Schritt 614 festgestellt werden, daß das rechte Ende
des Neutralgangs eingelegt ist.
In den Fällen, in denen durch den Schritt 616 festgestellt wurde bzw. darauf
geschlossen werden konnte, daß ein Anschlag detektiert wurde, was hier be
deuten würde, daß man sich in einem oberen Gang befindet, bzw. wenn durch
den Schritt 618 festgestellt werden kann, daß die detektierte Breite kleiner als
eine vorbestimmte Breite ist, der Schaltfinger sich also in einer Schaltgasse
befindet, wird anschließend im Schritt 620 ein H-Tasten unter gleichzeitigem
L-Drücken eingeleitet. Sofern hierbei kein Anschlag detektiert wird oder das
Drücken nach links erfolgreich war, also eine Verfahrbewegung nach rechts
erkannt wurde, wird anschließend im Schritt 622 ein LR-Tasten zur Kontrolle
eingeleitet.
Sofern hierbei eine Beabstandung des linken und des rechten Punktes bzw.
eine Breite detektiert wird, die größer als eine vorbestimmte Breite ist, kann
darauf geschlossen werden, daß sich der Schaltfinger in der Wählgasse befin
det, so daß im Schritt 614 festgestellt werden kann, daß der Neutralgang am
rechten Ende eingelegt ist.
Fig. 14 zeigt insbesondere eine Wähl-Schaltgassen-Anordnung, in der Ver
fahrbewegungen des nicht dargestellten Schaltfingers verdeutlicht sind, die
insbesondere ausgeführt werden können, um im Rahmen bzw. nach einer
Neutralreferenzfahrt die Neutralganglage bzw. eine Absolutposition in
Schaltrichtung zu detektieren.
Ausgehend von einer unbekannten Schaltfingerposition 630 in Schaltrichtung
wird der nicht dargestellte Schaftfinger insbesondere entlang des Pfeils 632 in
der Wählgasse 322 auf eine am Ende der Wählgasse 322 liegende Gassen
wandung 634 bewegt. Nach Erreichen dieser Gassenwandung 634, die insbe
sondere durch ein indirektes Verfahren detektiert wird, wird der Schaltfinger in
entgegengesetzter Richtung der Wählgasse entlang des Pfeils 636 in Wähl
richtung um eine vorbestimmte Länge zurückbewegt. Diese vorbestimmte Län
ge ist insbesondere derart bemessen, daß sich der Schaltfinger in Wählrich
tung im wesentlichen in der Mitte zwischen den Schaltgassen 310 und 314
bzw. 312 und 316 am Ende dieses Verfahrvorgangs befindet. Anschließend
wird der Schaltfinger in Schaltrichtung, also insbesondere entlang dem Pfeil
640, bis zu einem Bereich der Längswandung 642 bewegt. Diese Position wird
zum Abgleich in Schaltrichtung verwendet.
Zur Verhinderung eines seitlichen Abrutschens insbesondere in Richtung des
Pfeils 644 oder in Richtung des Pfeils 646 in eine Schaltgasse hinein, also
insbesondere in die Schaltgasse 312 oder die Schaltgasse 326 hinein, wird die
Wählgassenposition überwacht. Sofern die Wählgassenposition beim Verfah
ren in Richtung der Längswandung 642 nicht gleich bleibt, besteht die Gefahr
eines seitlichen Abrutschens.
Fig. 15 zeigt insbesondere eine Wähl-Schaltgassen-Anordnung.
Die Gangendlagen 660, 662, 664, 666, 668, 670 sind derart ausgebildet, daß
ein nicht dargestellter Schaltfinger innerhalb dieser mit Spiel in Wählrichtung
und in Schaltrichtung angeordnet werden kann.
Beim Einlegen der Gangstufen wird der Schaltfinger gemäß einer vorbe
stimmten Codierungscharakteristik in vorbestimmten, der jeweiligen Gangstufe
zugeordneten Schaltfingerpositionen 672, 674, 676, 678, 680, 682 positioniert.
Diese Positionen unterscheiden sich gemäß einer vorbestimmten Charakteri
stik.
So ist insbesondere in einer Gangendlage 660 der Schaltfinger hinten mittig
positioniert; in einer Gangendlage 662 ist der Schaltfinger vorne links positio
niert; in einer Gangendlage 664 ist der Schaltfinger hinten links positioniert; in
einer Gangendlage 666 ist der Schaltfinger vorne mittig positioniert; in einer
Gangendlage 668 ist der Schaltfinger hinten rechts positioniert; in einer Gan
gendlage 670 ist der Schaltfinger oben rechts positioniert. Die Richtungsanga
ben entsprechen insbesondere denen des Pfeilkreuzes, wobei der Pfeil 684
die Richtung vorne, der Pfeil 686 die Richtung hinten, der Pfeil 688 die Rich
tung rechts, der Pfeil 690 die Richtung links und der Punkt 692 die Mitte dar
stellt.
Zum Decodieren der Gangpositionsinformation kann der Schaltfinger durch
Verfahrbewegungen nach links und/oder rechts und vorne und/oder hinten
innerhalb der Gangendlage verfahren werden, so daß anhand der Verfahrwege
auf den eingelegten Gang geschlossen werden kann.
Fig. 16 zeigt insbesondere eine Schaltgasse 700 sowie eine Wählgasse 702.
Die Linien 704 und 706 stellen zwei beispielhafte Bewegungsbahnen dar, ent
lang derer der nicht dargestellte Schaltfinger innerhalb der Schaltgasse 700 zur
Überprüfung eines Wählmotors oder dessen Wegerfassungseinrichtung be
wegt werden kann. Diese Bahnen 706, 708 zeichnen sich insbesondere da
durch aus, daß die Bewegung nicht nur in Schaltrichtung verläuft, sondern
zusätzlich innerhalb der Schaltgasse eine Komponente in Wählrichtung auf
weist.
Durch Überprüfung der von der Wegmeßeinrichtung angezeigten Werte in
Wählrichtung kann überprüft werden, ob der Wählmotor bzw. dessen Weg
meßeinrichtung korrekt funktioniert.
Der Punkt 710 stellt eine beispielhafte Schaltfingerposition dar, die der Schalt
finger bei eingelegtem Gang hat.
In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere
Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des
jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung
eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkma
lskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
Da die Gegenstände der Unteransprüche im Hinblick auf den Stand der Tech
nik am Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, be
hält die Anmelderin sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche
oder Teilungserklärungen zu machen. Sie können weiterhin auch selbständige
Erfindungen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden
Unteransprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.
Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu ver
stehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche
Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten,
Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch
Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der
allgemeinen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen
beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elemen
ten oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der
Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen
Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen
führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.