DE10037551A1 - Getriebesystem - Google Patents

Abstract

Ein automatisiertes Getriebesystem enthält ein mehrstufiges Getriebe und einen Gangeinrückmechanismus, wobei der Gangeinrückmechanismus ein Wählglied und ein Paar Stellglieder aufweist, wobei ein erstes Stellglied zur Bewegung des Wählglieds in einer ersten Richtung zum Wählen einer Gangstufe und ein zweites Stellglied zur Bewegung des Wählglieds in einer zweiten Richtung zum Einrücken der gewählten Gangstufe ausgeführt ist. Jedes Stellglied weist ein ihm zugeordnetes Stellungserfassungsmittel zur Bereitstellung eines jedem der eingelegten Gangstufen entsprechenden Stellungssignals auf, wobei das Getriebe Vorwärts- und Rückwärtsanfahrgänge aufweist, in denen das Fahrzeug aus dem Stillstand gestartet werden kann, wobei sich die Stellung des Wählglieds, in der die Anfahrgänge gewählt werden, an den Bewegungsendstellungen des Wählglieds befindet, sowie ein Steuermittel zum automatischen Wählen eines Anfahrgangs zum Starten des Fahrzeugs aus dem Stillstand. Das Steuermittel ist so ausgeführt, daß es beim Anfahren des Fahrzeugs aus dem Stillstand das erste Stellglied in seine Bewegungsendstellung in einer Richtung, die der Position des entsprechenden Anfahrgangs entspricht, und das zweite Stellglied in seinem Bewegungsausmaß in der Richtung, die dem Einrücken des gewünschten Anfahrgangs entspricht, antreibt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft automatisierte oder halbautomatisierte Ge­ triebesysteme, wobei die Getriebesysteme ein mehrstufiges Getriebe und einen Gangeinrückmechanismus zum Einrücken einer wirksamen Übersetzung des Getriebes aufweisen.

In manchen Betriebsbedingungen wird bei halb- oder vollautomatisierten Ge­ triebesystemen der Anfahrgang automatisch nach Bewegen des Fahrbetriebs­ hebels gewählt. Bei vollautomatischen Getrieben kann der Gang von einer Steuereinheit automatisiert wählbar sein, so daß ein Eingriff des Fahrers zur Gangwahl zumindest in einem Betriebsmodus des Getriebes unterbleiben kann, in einem anderen Betriebsmodus kann die Gangwahl auch durch den Fahrer vorgebbar sein. Bei Schaltgetriebesystemen mit automatisierter Kupp­ lung wird der Anfahrgang allerdings von Hand durch Bewegen des Fahrbe­ triebshebels gewählt.

Der Gangeinrückmechanismus kann auf einem herkömmlichen manuellen Schaltmechanismus beruhen, der in der Regel ein Schaltglied aufweist, das in drei Schaltschienen eingreifen kann, wobei das Wählglied in einer ersten Richtung zur Ineingriffnahme einer der Schaltschienen und dann in einer zweiten Richtung zur Bewegung der in Eingriff genommenen Schaltschiene zum Einrücken eines Gangs beweglich ist. Die Schaltschienen steuern nor­ malerweise zwei Gangstufen, und zwar Bewegung der Schaltschiene in einer Richtung, wobei eine Gangstufe eingelegt wird, und Bewegung der Schalt­ schiene in der entgegengesetzten Richtung, wobei die andere Gangstufe ein­ gelegt wird.

Der automatische Gangeinrückmechanismus gemäß der vorliegenden Erfin­ dung umfaßt ein Paar Stellglieder, und zwar eines zur Bewegung des Wähl­ glieds in der ersten Richtung und das andere zur Bewegung des Wählglieds in der zweiten Richtung. Die Stellglieder können zum Beispiel pneumatische oder hydraulische Zylinder oder Elektromotoren sein.

Gemäß der WO97/05410, auf deren Offenbarung hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird und deren Inhalt ausdrücklich zum Offenbarungsinhalt der vorliegenden Anmeldung gehört, wird zur Bewegung des Wählglieds in einer X-Richtung zum Einrücken einer geeigneten Schaltschiene und in einer Y- Richtung zur Bewegung der Schaltschiene zum Einrücken eines Gangs ein Paar doppeltwirkender hydraulischer Zylinder verwendet. Es ist ein Paar Po­ tentiometer vorgesehen, von dem jeweils eines einem der Stellglieder zur Er­ fassung einer Stellung der Stellglieder zugeordnet ist. Die Stellglieder werden von einem Regelkreis mittels Rückkopplung von den Potentiometern dahinge­ hend gesteuert, daß sie für jede Gangstufe des Getriebes in vorbestimmte Stellungen bewegt werden.

Bei Systemen dieser Art kann eine Fehlfunktion eines oder beider Potentio­ meter das Einrücken einer geeigneten Gangstufe verhindern. Ein Versagen des Wegmeßpotentiometers oder der dazugehörigen Verdrahtung kann erfaßt werden, wenn die Messung außerhalb des normalen Betriebsbereichs fällt. Normalerweise erzeugen die Schnittstellenschaltung zwischen den Potentio­ metern und die elektronische Steuereinheit bei einem Unterbrechungsfehler einer der Verbindungen zwischen der elektronischen Steuereinheit und dem Potentiometer eine Spannung außerhalb des normalen Potentiometerbereichs.

Die außerhalb des normalen Betriebsbereich liegenden Bereiche werden als Schutzbänder bezeichnet.

Es ist jedoch schwieriger, ein Potentiometerversagen zu entdecken, wenn die Schnittstellenschaltung eine Spannung im normalen Betriebsbereich erzeugt. Diese Versagensart kann die Folge eines erhöhten Widerstands der Potentio­ meterspur und des Wischkontaktes sein. Es ist möglich, solche Fehler zu ent­ decken, während das Fahrzeug in Bewegung ist, wenn durch einen Vergleich der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Motordrehzahl, wenn kein Kupplungsrut­ schen vorliegt, der eingelegte Gang bestimmt werden kann. Die durch die Potentiometer angezeigte Iststellung kann somit für den eingelegten Gang hinsichtlich der vorbestimmten Stellung der Potentiometer überprüft werden.

Beim Anfahren aus dem Stillstand, wenn das Getriebesystem automatisch einen Anfahrgang auswählt, bei dem es sich in der Regel um den 1., 2. oder Rückwärtsgang "R" handelt, ist es nicht möglich, die Potentiometer auf diese Weise zu überprüfen. Wenn folglich ein Potentiometer beim Anfahren versagt, ist es unter extremen Umständen möglich, daß der Rückwärtsgang "R" anstelle des ersten Gangs gewählt wird oder umgekehrt. Dies kann zu einer potentiell gefährlichen Situation führen, wenn das Fahrzeug nicht in die erwartete, son­ dern in die entgegengesetzte Richtung anfährt.

Die Erfindung betrifft ein oben genanntes Getriebsystem, welches gegenüber dem Stand der Technik verbessert ist.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt ein automatisiertes Getriebesystem folgendes: ein mehrstufiges Getriebe und einen Gangein­ rückmechanismus, wobei der Gangeinrückmechanismus ein Wählglied und ein Paar Stellglieder umfaßt, wobei ein erstes Stellglied zur Bewegung des Wähl­ glieds in einer ersten Richtung zum Wählen einer Gangstufe und ein zweites Stellglied zur Bewegung des Wählglieds in einer zweiten Richtung zum Einrücken der gewählten Gangstufe ausgeführt ist und jedes Stellglied ein ihm zuge­ ordnetes Stellungserfassungsmittel zur Bereitstellung eines jedem der einge­ legten Gangstufen entsprechenden Stellungssignals aufweist, wobei das Ge­ triebe Vorwärts- und Rückwärtsanfahrgänge aufweist, in denen das Fahrzeug aus dem Stillstand gestartet werden kann, wobei sich die Stellung des Wähl­ glieds, in der die Anfahrgänge gewählt werden, an den Bewegungsendstellun­ gen des Wählglieds befindet, sowie ein Steuermittel zum automatischen Wäh­ len eines Aniahrgangs zum Starten des Fahrzeugs aus dem Stillstand, wobei das Steuermittel so ausgeführt ist, daß es beim Anfahren des Fahrzeugs aus dem Stillstand das erste Stellglied in seine Bewegungsendstellung in einer Richtung, die der Position des entsprechenden Anfahrgangs entspricht, und das zweite Stellglied in seinem Bewegungsausmaß in der Richtung, die dem Einrücken des gewünschten Anfahrgangs entspricht, antreibt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Anfahrgang ohne Bezugnahme auf die vorbestimmte Stellung des Anfahrgangs, die durch das Gangstellungs­ erfassungsmittel angezeigt wird, eingelegt werden. Die Iststellung, die durch das Stellungserfassungsmittel angezeigt wird, wenn der Anfahrgang auf die oben beschriebene Weise eingelegt wird, kann dann mit der vorbestimmten Stellung verglichen werden, wobei eine etwaige Diskrepanz einen Fehler bei einem oder beiden Stellungserfassungsmitteln anzeigt. Dann kann ein Anfah­ ren aus dem Stillstand gesperrt werden, wenn auf diese Weise ein Fehler erfaßt wird.

Im folgenden wird die Erfindung nur beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben; es zeigen:

Fig. 1 ein automatisiertes Getriebesystem gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 den Gangeinrückmechanismus des in Fig. 1 dargestellten Getriebe­ systems und

Fig. 3 die "Schaltkulisse" des bei dem in Fig. 1 dargestellten Getriebesy­ stems verwendeten Getriebes.

Fig. 1 der beigefügten Zeichnungen zeigt einen Motor 10 mit einem Starter und einem dazugehörigen Starterkreis 10a, der mittels der Hauptantriebsrei­ bungskupplung 14 über eine Getriebeeingangswelle 15 mit einem mehrstufi­ gen Synchrongetriebe 12 mit Vorgelegewelle verbunden ist. Über eine Drossel 16, die eine von einem Gaspedal 19 betätigte Drosselklappe 18 enthält, wird dem Motor Kraftstoff zugeführt. Die Erfindung gilt gleichermaßen für einen Benzinmotor oder Dieselmotor mit elektronischer oder mechanischer Kraft­ stoffeinspritzung.

Die Kupplung 14 wird durch eine Ausrückgabel 20 betätigt, die unter der Steuerung eines Kupplungsbetätigungssteuermittels 38 durch einen hydrauli­ schen Nehmerzylinder 22 betätigt wird.

Ein Gangwählhebel 24 wird in einer Schaltkulisse 50 mit zwei Schenkeln 51 und 52 betrieben, die durch eine sich zwischen dem Ende des Schenkels 52 und zwischen den Enden des Schenkels 51 erstreckenden Querspur 53 ver­ bunden sind. Die Schaltkulisse 50 definiert fünf Stellungen: "R" am Ende des Schenkels 52; "N" zwischen den Enden der Querspur 53; "S" an der Verbin­ dungsstelle des Schenkels 51 mit der Querspur 53 und "+" und "-" an den Enden des Schenkels 51. Beim Schenkel 51 ist der Hebel 24 in die mittlere "S"-Stellung vorgespannt. Die "N"-Stellung des Wählhebels 24 entspricht der Leerlaufstellung; "R" entspricht der Wahl des Rückwärtsgangs; "S" entspricht der Wahl eines Vorwärtsfahrtmodus; vorübergehende Bewegung des Hebels in die "+"-Stellung liefert einen Befehl zur Bewirkung des Hochschaltens des Getriebes um eine Gangstufe; und vorübergehende Bewegung des Schalthe­ bels 24 in die "-"-Stellung liefert einen Befehl zur Bewirkung des Herunter­ schaltens des Getriebes um eine Gangstufe.

Die Stellungen des Hebels 24 werden von einer Reihe von Sensoren, zum Beispiel Mikroschaltern oder optischen Sensoren, die um die Schaltkulisse 50 herum angeordnet sind, erfaßt. Signale von den Sensoren werden einer elek­ tronischen Steuereinheit 36 zugeführt. Ein Ausgangssignal der Steuereinheit 36 steuert einen Gangeinrückmechanismus 25, der die Gangstufen des Ge­ triebes 12 gemäß der Bewegung des Wählhebels 24 durch den Fahrzeugfüh­ rer einrückt. Der Gangeinrückmechanismus 25 kann zum Beispiel hydraulische Zylinder und elektromagnetische Steuerventile zur Bewegung von Wählglie­ dern zum Einrücken und Ausrücken der verschiedenen Gangstufen umfassen, wie zum Beispiel in der Patentschrift WO97/05410 offenbart wird, auf deren Offenbarung hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird und deren Inhalt ausdrücklich zum Offenbarungsinhalt der vorliegenden Anmeldung gehört.

Neben den Signalen von dem Gangwählhebel 24 empfängt die Steuereinheit 36 Signale von dem Sensor 19a, der den Grad des Niederdrückens des Gas­ pedals 19 anzeigt; dem Sensor 30, der den Öffnungsgrad der Drosselklappe 18 anzeigt; dem Sensor 26, der die Motordrehzahl anzeigt; dem Sensor 42, der die Drehzahl der Kupplungsdruckplatte anzeigt; dem Sensor 34 der die Stel­ lung des Kupplungsnehmerzylinders anzeigt; und dem Sensor 32, der die ge­ wählte Gangstufe anzeigt.

Die Steuereinheit 36 verwendet die Signale von diesen Sensoren zur Steue­ rung der Betätigung der Kupplung 14 während des Anfahrens aus dem Still­ stand und während Gangwechseln, wie zum Beispiel in den Patentschriften EP0038113, EP0043660, EP0059035, EP0101220 und WO92/13208 be­ schrieben, auf deren Offenbarungen hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird und deren Inhalt ausdrücklich zum Offenbarungsinhalt der vorliegenden Anmeldung gehört.

Neben den obenerwähnten Sensoren empfängt die Steuereinheit 36 auch Signale von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 52, einem Zündschalter 54 und einem dem Hauptbremssystem, zum Beispiel der Fußbremse 58 des Fahrzeugs, zugeordneten Bremsschalter 56.

Ein Summer 50 ist mit der Steuereinheit 36 verbunden, damit der Fahrzeugfüh­ rer bei Auftreten gewisser Betriebsbedingungen gewarnt wird bzw. diese ihm angezeigt werden. Neben dem Summer 50 oder statt dessen kann eine Warn­ blinklampe oder ein anderes Anzeigemittel verwendet werden. Des weiteren ist ein Ganganzeiger 60 zur Anzeige der gewählten Gangstufe vorgesehen.

Bei dem oben beschriebenen System wird durch Starten des Motors 10 durch Betätigung des Zündschalters 54, wenn sich das Fahrzeug im Stillstand befin­ det, das Getriebesystem eingeschaltet, und die Steuereinheit 36 bewirkt, daß das Kupplungsbetätigungsmittel 38, 22, 20 die Kupplung 14 ausrückt. Durch Bewegung des Schalthebels 24 aus der Leerlaufstellung "N" in die Fahrstellung "S" oder Rückwärtsstellung "R" wird dann bewirkt, daß die Steuereinheit 36 den Gangeinrückmechanismus 25 zum Einrücken der kleinsten Vorwärtsgangstufe (erster Gang) bzw. des Rückwärtsgangs betätigt. Bei Niederdrücken des Gas­ pedals 19 zum Wegfahren des Fahrzeugs bewirkt dann die Steuereinheit 36, daß das Kupplungsbetätigungsmittel 38, 22, 20 die Kupplung 14 wieder ein­ rückt, um die Fahrt aufzunehmen. Das auf diese Weise erfolgende Wiederein­ rücken der Kupplung 14 wird durch die Steuereinheit 36 auf die zum Beispiel in der EP0038113; EP0043660; EP0696341 oder EP0735957, auf deren Offen­ barungen hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird und deren Inhalt aus­ drücklich zum Offenbarungsinhalt der vorliegenden Anmeldung gehört, offen­ barte Weise gesteuert.

Wie in Fig. 2 dargestellt, umfaßt der Gangeinrückmechanismus 25 ein Wähl­ glied 110, das mit drei Schaltschienen 111, 112 und 113 in Eingriff gebracht werden kann, die in Axialrichtung zum Einrücken von Gangstufen des Getrie­ bes 15 beweglich sind. Wie in Fig. 3 dargestellt, rückt die Schaltschiene 111 die 1. und die 2. Gangstufe ein; die Schaltschiene 112 rückt die 3. und die 4. Gangstufe ein; und die Schaltschiene 113 rückt die 5. Gangstufe und den Rückwärtsgang "R" ein.

Das Wählglied 110 ist mittels eines ersten fluiddruckbetätigten Stellglieds 114 entlang der neutralen Ebene A-B der in Fig. 3 gezeigten Schaltkulisse in einer ersten Richtung X bewegbar, um das Wählglied 110 auf eine der Schaltschie­ nen 111, 112 oder 113 auszurichten und dadurch das dieser Wählschiene zugeordnete Gangpaar auszuwählen. Dann kann das Wählglied 110 mittels eines zweiten fluiddruckbetätigten Stellglieds 115 in einer zweiten Richtung Y bewegt werden, um die Schaltschiene 111, 112 oder 113 axial in einer der beiden Richtungen zu bewegen und so eine der ihr zugeordneten Gangstufen einzurücken.

Die Stellglieder 114 und 115 umfassen jeweils einen doppeltwirkenden Zylin­ der mit einer Betätigungsstange 114a bzw. 115a, die mit dem Wählglied 110 wirkverbunden ist. Die Betätigungsstange 114 erstreckt sich von einer Seite eines Kolbens 116 des Stellglieds 114, so daß die Arbeitsfläche am Stange­ nende des Kolbens 116 kleiner ist als an dem gegenüberliegenden Kopfende. Ebenso erstreckt sich bei dem Stellglied 115 eine Betätigungsstange 115a von einer Seite eines Kolbens 117, wobei die Arbeitsfläche des Stangenendes des Kolbens 117 kleiner ist als die des gegenüberliegenden Kopfendes. In Anbe­ tracht der unterschiedlichen Flächen der Seiten der Kolben 116 und 117 wer­ den, wenn beide Seiten mit dem gleichen Fluiddruck beaufschlagt werden, die Kolben 116 und 117 entlang den Stellgliedern 115 bzw. 116 verschoben, so daß sie die dazugehörigen Betätigungsstangen 114a und 115a ausfahren. Wenn jedoch die Kopfendeseite der Kolben 116 und 117 mit dem Ablaß ver­ bunden ist, während die Stangenendeseiten mit einer Fluiddruckquelle verbun­ den sind, bewirkt das Druckdifferential an den Kolben 116 und 117, daß diese entlang den Stellgliedern 114 bzw. 115 verschoben werden, so daß sie die dazugehörigen Betätigungsstangen 114a und 115a einziehen.

Die Versorgung der Stangen- und Kopfenden der Kolben 116 und 117 mit Hydraulikflüssigkeit wird durch drei elektromagnetisch betätigte Ventile 120, 121 und 122 gesteuert. Das Ventil 120 ist ein Hauptstromregelproportionalven­ til, das die Stangenendeseiten der Kolben 116 und 117 und die Proportional­ stromventile 121 und 122 miteinander verbindet, um Fluid von einer Hydraulik­ druckquelle mit einer Pumpe 123 und einem Druckspeicher 175 mit Druck zu beaufschlagen oder um zu einem Behälter 126 abzulassen. Ebenso können die Ventile 121 und 122 die Kopfendeseite der Kolben 116 und 117 mit dem Hauptstromregelventil 120 oder zum Ablassen zum Behälter 126 verbinden. Ein Druckwandler 170 ist in der Leitung zwischen dem Hauptstromregelventil 120 und den Ventilen 121 und 122 und den Stangenendeseiten der Kolben 116 und 117 angeschlossen.

Die Proportionalstromventile 120, 121 und 122 werden durch die elektronische Steuereinheit 36 gesteuert, um an die gegenüberliegenden Seiten der Kolben 116 und 117 geeignete Drücke anzulegen und so die Bewegung der Kolben 116 und 117 und der dazugehörigen Betätigungsstangen 114a und 115a zu steuern, damit die erforderliche Gangstufe ausgewählt und eingelegt werden kann, wie in der WO97/05410 offenbart.

Potentiometer 126 und 127 sind mit den Betätigungsstangen 114a bzw. 115a verbunden, so daß sie ein die Stellung der dazugehörigen Betätigungsstange anzeigendes Signal liefern. Die Signale von den Potentiometern 126 und 127 werden der Steuereinheit 36 zugeführt, damit die Stellung der Betätigungs­ stangen 114a bzw. 115a für jede der Gangstufen des Getriebes und des weiteren die Stellung der Betätigungsstange 115a, wenn sich das Wählglied 110 in der neutralen Ebene A-B von Fig. 3 befindet, angezeigt wird. Das Getriebesystem kann somit so kalibriert werden, daß vorbestimmte Stellungs­ signale von den Potentiometern 126 und 127 dem Einrücken jeder der Gang­ stufen des Getriebes 15 entsprechen.

Die Messungen von den Potentiometern 126 und 127 können dann von einem Regelsystem dazu verwendet werden, die Ventile 120, 121 und 122 zur Bewe­ gung der Betätigungsstangen 114a und 115a in die vorbestimmten Stellungen zu steuern, um die gewünschte Gangstufe einzurücken.

Wenn eines oder beide Potentiometer versagen und ein Stellungssignal au­ ßerhalb des normalerweise durch Bewegung des Wählglieds 110 über seinen Bewegungsbereich erzeugtes Bands von Stellungssignalen erzeugen, dann ist es offensichtlich, daß ein Fehler vorliegt, und der Fehler kann durch die Steu­ ereinheit 36 erfaßt und der Betrieb des Automatikgetriebes gesperrt werden.

Wenn jedoch bei einem oder beiden Potentiometern 126 und 127 ein Fehler auftritt, der dazu führt, daß das Potentiometer ein falsches Signal innerhalb des normalen Bewegungsbereichs der Stellglieder 114 und 115 erzeugt, ist es möglich, daß durch Verwendung des oben beschriebenen Regelkreises ein falscher Gang eingelegt werden könnte.

Wenn das Fahrzeug in Bewegung ist, können die Potentiometer 126 und 127 durch Vergleich der Istsignale von den Potentiometern 126 und 127 mit den vorbestimmten Stellungssignalen für den eingelegten Gang überprüft werden. Der eingelegte Gang kann durch Vergleich der Motordrehzahl mit der Fahr­ zeuggeschwindigkeit ermittelt werden, wenn kein Rutschen der Kupplung 14 vorliegt. Wenn die Istpotentiometersignale den vorbestimmten Stellungssigna­ len für den eingelegten Gang nicht entsprechen, kann von der Steuereinheit 36 ein Fehler erfaßt werden, der dann zum Sperren des Betriebs des automati­ sierten Getriebesystems verwendet werden kann, wenn das Fahrzeug das nächste Mal gestartet wird.

Wenn jedoch ein Fehler "innerhalb des Bereichs" auftritt, während sich das Fahrzeug im Stillstand befindet, besteht keine Möglichkeit, die Potentiometer 126 und 127 zu überprüfen, und in extremen Situationen kann der oben be­ schriebene Regelkreis zum Beispiel verursachen, daß anstatt des ersten Gangs der Rückwärtsgang eingelegt wird. Sollte dies möglich sein, dann kann das Starten des Fahrzeugs im Rückwärtsgang anstatt im ersten Gang zu ei­ nem Unfall führen.

Wenn das Fahrzeug aus dem Stillstand gestartet wird, wird gemäß der vorlie­ genden Erfindung die Steuerung des Wählglieds 110 zum Einrücken des er­ forderlichen Anfahrgangs durch einen Steuerkreis gesteuert, wobei die Ventile 120, 121 und 122 zum Antrieb der Stellglieder 114 und 115 unabhängig von den durch die Potentiometer 126 und 127 angezeigten Stellungssignalen in die für den erforderlichen Anfahrgang geeigneten Richtungen gesteuert werden. Wie in Fig. 3 dargestellt, befinden sich der 1. und 2. Anfahrgang und der Rückwärtsgang "R" an den Bewegungsenden des Wählglieds 110 in der neu­ tralen Ebene A-B. Wenn das Wählglied 110 nicht in Betrieb ist, ist es norma­ lerweise in Stellung C geparkt.

Wenn durch Bewegen des Schalthebels 24 aus der Leerlaufstellung 'N' in die Fahrstellung 'S' Anfahren aus dem Stillstand eingeleitet wird, betätigt die Steu­ ereinheit 36 die Ventile 120, 121 und 122 für eine vorbestimmte Zeitdauer, um den Kolben 116 zu dem Kopfende des Stellglieds 114 anzutreiben, während das Stellglied 115 in einer festgelegten Stellung gehalten wird. Die Bewegung des Kolbens 116 verringert dadurch die Länge der Stellgliedstange 114a, wo­ durch bewirkt wird, daß sich das Wählglied 110 aus der Stellung C entlang der neutralen Ebene A-B in die Stellung A bewegt. In der Stellung A, in der sich das Wählglied 110 an seinem Bewegungsende in der Richtung befindet, ist das Wählglied 110 auf die Wählschiene 111 ausgerichtet. Die Steuereinheit 36 kann dann die Steuerventile 120, 121 und 122 über einen vorbestimmten Zeit­ raum betätigen und so bewirken, daß sich der Kolben 117 zur Verringerung der Länge der Betätigungsstange 115a bewegt, wodurch bewirkt wird, daß die Wählschiene 111 zum Einrücken des 1. Gangs verschoben wird. Die Ventile 120, 121 und 122 werden durch die Steuereinheit 36 auf die in der WO97/05410 offenbarte Weise gesteuert, um die erforderliche Bewegung der Kolben 116 und 117 zu bewirken.

Nach dem Einrücken des ersten Gangs können dann die Iststellungssignale von den Potentiometern 126 und 127 mit dem vorbestimmten Stellungssigna­ len für den 1. Gang verglichen werden. Wenn die Iststellungssignale mit den vorbestimmten Signalen übereinstimmen, liegt kein Potentiometerfehler vor und Anfahren aus dem Stillstand kann erfolgen. Wenn sich jedoch das Iststel­ lungssignal von dem Potentiometer 126 von dem vorbestimmten Stellungs­ signal für den 1. Gang unterscheidet, wird das Potentiometer 126 als fehlerhaft erachtet, ein Fehler wird von der Steuereinheit 36 erfaßt und Anfahren aus dem Stillstand wird gesperrt. Wenn sich das Iststellungssignal von dem Poten­ tiometer 127 von dem vorbestimmten Signal für den 1. Gang unterscheidet, betätigt die Steuereinheit 36 die Ventile 120, 121 und 122 zur wiederholten Betätigung des Stellglieds 115, wodurch die Schaltschiene 111 bewegt wird, um mehrere Versuche zum Einrücken des 1. Gangs zu unternehmen, falls ein Sperren des Gangs verhindert, daß das Wählglied 110 die Stellung erreicht, in der der 1. Gang eingelegt ist. Nur wenn der Unterschied zwischen dem Ist- und dem vorbestimmten Stellungssignal über mehrere Zyklen fortbesteht, wird das Potentiometer 127 als fehlerhaft erachtet, durch die Steuereinheit 36 ein Feh­ ler erfaßt und ein Anfahren aus dem Stillstand gesperrt.

Auf ähnliche Weise wird die Steuereinheit 36, wenn ein Anfahren aus dem Stillstand im Rückwärtsgang "R" erforderlich ist, die Ventile 120, 121 und 122 für vorbestimmten Zeiträume zum Ausfahren der Betätigungsstange 114a betätigen, um das Wählglied 110 aus der Stellung C in die Stellung B zu be­ wegen, und dann die Betätigungsstange 115a zum Einrücken des Rückwärts­ gangs ausfahren.

Um eine Beschädigung der Bauteile des Wählmechanismus zu vermeiden, werden vorzugsweise die an den Stellgliedern 114 und 115 angelegten Druck­ differentiale im Vergleich zu den normalen Betriebsdrücken verringert, so daß sie zwar ausreichen, Federbelastungs- und Arretierkräfte des Mechanismus zu überwinden, aber den Mechanismus nicht beschädigen, wenn er an den Be­ wegungsenden der Schaltkulisse ankommt.

Durch Verwendung eines Steuersystems auf die oben offenbarte Weise kön­ nen die Potentiometer 126 und 127 überprüft werden, obgleich das Fahrzeug stillsteht, wodurch die poteniell gefährliche Situation, in der der Rückwärtsgang anstatt des ersten Gangs oder umgekehrt eingelegt wird, vermieden wird.

Es können verschiedene Modifikationen durchgeführt werden, ohne von der Erfindung abzuweichen. Obgleich bei den obigen Ausführungsformen hydrauli­ sche Stellglieder verwendet werden, können zum Beispiel hydraulische, pneu­ matische oder elektrische Stellglieder, beispielsweise Elektromotoren oder Elektromagnete, verwendet werden, wie zum Beispiel in der DE 195 04 847, WO97/10456 oder DE 197 34 023, auf deren Offenbarungen hiermit ausdrück­ lich Bezug genommen wird, offenbart.

Wenn Elektromotoren zur Bewegung des Schaltglieds 110 verwendet werden, kann der Erregerstrom bei Betrieb im Steuermodus verringert werden, um eine Beschädigung des Wählmechanismus zu vermeiden.

Ein automatisiertes Getriebesystem enthält ein mehrstufiges Getriebe und einen Gangeinrückmechanismus, wobei der Gangeinrückmechanismus ein Wählglied und ein Paar Stellglieder aufweist, wobei ein erstes Stellglied zur Bewegung des Wählglieds in einer ersten Richtung zum Wählen einer Gang­ stufe und ein zweites Stellglied zur Bewegung des Wählglieds in einer zweiten Richtung zum Einrücken der gewählten Gangstufe ausgeführt ist. Jedes Stell­ glied weist ein ihm zugeordnetes Stellungserfassungsmittel zur Bereitstellung eines jedem der eingelegten Gangstufen entsprechenden Stellungssignals auf, wobei das Getriebe Vorwärts- und Rückwärtsanfahrgänge aufweist, in denen das Fahrzeug aus dem Stillstand gestartet werden kann, wobei sich die Stel­ lung des Wählglieds, in der die Anfahrgänge gewählt werden, an den Bewe­ gungsendstellungen des Wählglieds befindet, sowie ein Steuermittel zum au­ tomatischen Wählen eines Anfahrgangs zum Starten des Fahrzeugs aus dem Stillstand. Das Steuermittel ist so ausgeführt, daß es beim Anfahren des Fahr­ zeugs aus dem Stillstand das erste Stellglied in seine Bewegungsendstellung in einer Richtung, die der Position des entsprechenden Anfahrgangs ent­ spricht, und das zweite Stellglied in seinem Bewegungsausmaß in der Rich­ tung, die dem Einrücken des gewünschten Anfahrgangs entspricht, antreibt.

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 Zeichnungen offenbarte Merkmalskombination zu beanspruchen.

In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Aus­ bildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des je­ weiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.

Da die Gegenstände der Unteransprüche im Hinblick auf den Stand der Technik am Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behält die Anmelderin sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder Tei­ lungserklärungen zu machen. Sie können weiterhin auch selbständige Erfindun­ gen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteran­ sprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.

Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verste­ hen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Ab­ änderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Ele­ mente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kom­ bination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemei­ nen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebe­ nen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Ver­ fahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegen­ stand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.

Claims (16)

1. Automatisiertes Getriebesystem, das folgendes umfaßt:
ein mehrstufi­ ges Getriebe und einen Gangeinrückmechanismus,
wobei der Gangein­ rückmechanismus ein Wählglied und ein Paar Stellglieder umfaßt,
wo­ bei ein erstes Stellglied zur Bewegung des Wählglieds in einer ersten Richtung zum Wählen einer Gangstufe und ein zweites Stellglied zur Bewegung des Wählglieds in einer zweiten Richtung zum Einrücken der gewählten Gangstufe ausgeführt ist und jedes Stellglied ein ihm zu­ geordnetes Stellungserfassungsmittel zur Bereitstellung eines jedem der eingelegten Gangstufen entsprechenden Stellungssignals aufweist,
wobei das Getriebe zumindest einen Vorwärts- und/oder Rück­ wärtsanfahrgang aufweist, in denen das Fahrzeug aus dem Stillstand gestartet werden kann,
wobei sich die Stellung des Wählglieds, in der die Anfahrgänge gewählt werden, an den Bewegungsendstellungen des Wählglieds befindet, sowie ein Steuermittel zum automatischen Wählen eines Anfahrgangs zum Starten des Fahrzeugs aus dem Still­ stand,
wobei das Steuermittel so ausgeführt ist, daß es beim Anfahren des Fahrzeugs aus dem Stillstand das erste Stellglied in seine Bewe­ gungsendstellung in einer Richtung, die der Position des entsprechen­ den Anfahrgangs entspricht, und das zweite Stellglied in seinem Bewe­ gungsausmaß in der Richtung, die dem Einrücken des gewünschten Anfahrgangs entspricht, antreibt.

2. Automatisiertes Getriebesystem nach Anspruch 1, bei dem das Steu­ ermittel so ausgeführt ist, daß es beim Anfahren aus dem Stillstand das erste und das zweite Stellglied über eine vorbestimmte Zeitdauer in ei­ ner der Wahl des gewünschtes Anfahrgangs entsprechenden Richtung antreibt.

3. Automatisiertes Getriebesystem nach Anspruch 1 oder 2, bei dem sich die 1. und 2. Gangstufe in einer Endstellung befinden und sich der Rückwärtsgang in der gegenüberliegenden Endstellung der Bewegung des Wählglieds in der durch das erste Stellglied gesteuerten Richtung befindet.

4. Automatisiertes Getriebesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Steuermittel so ausgeführt ist, daß es nach Wahl des Anfahr­ gangs die durch das Stellungserfassungsmittel gegebenen Iststel­ lungsmessungen mit Messungen der vorbestimmten Stellung ver­ gleicht, wobei das Steuermittel so ausgeführt ist, daß es ein Anfahren aus dem Stillstand sperrt, wenn zwischen den Messungen der Ist- und der vorbestimmten Stellung eine Diskrepanz vorliegt.

5. Automatisiertes Getriebesystem nach Anspruch 4, bei dem das Steu­ ermittel so ausgeführt ist, daß es bei Vorliegen einer Diskrepanz zwi­ schen den Messungen der Ist- und der vorbestimmten Stellung einen Fehler erfaßt.

6. Automatisiertes Getriebesystem nach Anspruch 4 oder 5, bei dem das Steuermittel so ausgeführt ist, daß es bei Vorliegen einer Diskrepanz zwischen den Messungen der Ist- und der vorbestimmten Stellung in der durch das zweite Stellglied gesteuerten Richtung weitere Versuche unternimmt, den gewählten Anfahrgang einzurücken, bevor ein Fehler bestätigt und ein Anfahren aus dem Stillstand gesperrt wird.

7. Automatisiertes Getriebesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das Stellungserfassungsmittel ein Potentiometer umfaßt.

8. Automatisiertes Getriebesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem das Steuermittel so ausgeführt ist, daß es, wenn das Fahrzeug in Bewegung ist, Einrücken und Ausrücken der Gangstufen durch ein Regelsystem unter Verwendung von Rückkopplung von dem Stellungs­ erfassungsmittel steuert.

9. Automatisiertes Getriebesystem nach Anspruch 8, bei dem das Steu­ ermittel so ausgeführt ist, daß es, während das Fahrzeug in Bewegung ist, aus einem Vergleich der Motordrehzahl mit der Fahrzeuggeschwin­ digkeit den eingelegten Gang bestimmt, wobei das Steuermittel so aus­ geführt ist, daß es einen Fehler erfaßt, wenn zwischen den Messungen der Ist- und der vorbestimmten Stellung für den eingelegten Gang eine Diskrepanz besteht.

10. Automatisiertes Getriebesystem nach Anspruch 8 oder 9, bei dem das Steuermittel so ausgeführt ist, daß es einen Fehler erfaßt, wenn ein Weggeber ein Stellungssignal erzeugt, das sich nicht im normalen Be­ wegungsbereich des Wählmechanismus befindet.

11. Automatisiertes Getriebesystem nach einem der Ansprüche 8, 9 oder 10, bei dem das Steuermittel so ausgeführt ist, daß es ein Anfahren aus dem Stillstand sperrt, wenn ein Fehler erfaßt worden ist.

12. Automatisiertes Getriebesystem nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, bei dem die Stellglieder pneumatische oder hydraulische Stellglieder sind.

13. Automatisiertes Getriebesystem nach Anspruch 12, bei dem das Steu­ ermittel so ausgeführt ist, daß es beim Anfahren aus dem Stillstand den an die Stellglieder angelegten Druck verringert, um eine Beschädigung des Wählmechanismus zu vermeiden.

14. Automatisiertes Getriebesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem die Stellglieder Elektromotoren sind.

15. Automatisiertes Getriebesystem nach Anspruch 14, bei dem das Steu­ ermittel so ausgeführt ist, daß es den Erregerstrom zum Elektromotor beim Anfahren aus dem Stillstand verringert, um eine Beschädigung des Wählmechanismus zu vermeiden.

16. Automatisiertes Getriebesystem im wesentlichen nach der hier gege­ benen Beschreibung unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 der beigefügten Zeichnungen und wie darin gezeigt.