DE10045729C2 - Stelleinrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stelleinrichtung, insbesondere zur Betätigung eines Schaltgetriebes, umfassend ein Stellorgan und wenigstens zwei Stellantriebe, wobei durch einen ersten der Stellantriebe das Stellor­ gan zur Durchführung einer Stellbewegung antreibbar ist und durch einen zweiten der Stellantriebe eine Zwangsführungsanordnung betätigbar ist, durch welche bei Antrieb des Stellorgans zur Durchführung einer Stell­ bewegung vermittels des ersten Stellantriebs eine definierte Stellbewegung des Stellorgans erzwungen wird, wobei der zweite Stellantrieb über eine selbsthemmende Getriebeanordnung auf die Zwangsführungsanordnung zur Betätigung derselben einwirkt, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Stelleinrichtung ist aus der DE 199 16 169 A1 bekannt. Bei Durchführung von Gangschaltvorgängen in einem Getriebe, das mit einer derartigen bekannten Stelleinrichtung ausgestattet ist, wird u. a. derart vorgegangen, dass zunächst vermittels des zweiten Stellantriebes die Zwangsführungsanordnung in eine vorbestimmte Zwangsführungsstellung gebracht wird, durch welche vorbestimmte Zwangsführungsstellung eine bestimmte Bewegung einer als Stellorgan wirkenden Schaltwelle dann vorgegeben ist. Wird der erste Stellantrieb dann erregt, bewegt sich die Schaltwelle in einem durch die Zwangsführungsanordnung gemäß der vorbestimmten Zwangsführungsstellung vorgegebenen Bewegungsmuster, so dass zwischen verschiedenen Gängen umgeschaltet wird. Dabei ist die Zwangsführungsanordnung im Wesentlichen während eines gesamten Gangschaltvorgangs wirksam, obgleich eine zusätzliche Vorgabe einer für die Schaltwelle möglichen Bewegung auch aus dem konstruktiven Aufbau des Getriebes und der darin implementierten Schaltkulisse resultiert. Inner­ halb einer derartigen Schaltkulisse sind jedoch verschiedene Bewegungs­ bereiche möglich, in welchen eine definierte Führung oder Bewegungsvor­ gabe für die Schaltwelle nicht vorhanden ist, wobei jedoch durch das Bereitstellen der Zwangsführungsanordnung das Vermeiden ungewünschter oder undefinierter Bewegungen verhindert wird.

Bei einer derartigen bekannten Stelleinrichtung kann jedoch das Problem bestehen, dass die durch die Zwangsführungsanordnung bei Durchführung einer Stellbewegung erzwungene Bewegung des Stellorgans, beispielsweise der Schaltwelle, nicht vollständig mit der durch ein angesteuertes System zugelassenen Bewegung übereinstimmt. Beispielsweise bei Betätigung eines Getriebes kann es sein, dass aufgrund von Fertigungstoleranzen die innerhalb des Getriebes gebildete Schaltkulisse geringfügige Abweichungen von der durch die Zwangsführungsanordnung vorgegebenen Bewegungs­ bahn erfordert. Da jedoch bei Durchführung der Stellbewegung die Zwangs­ führungsanordnung insbesondere durch die selbsthemmende Getriebeano­ rdnung zum Erhalt der definierten Bewegung arretiert ist, besteht die Ge­ fahr, dass Spannungen oder Zwängungen innerhalb des betätigten Systems oder auch im Bereich der Zwangsführungsanordnung auftreten, die die Durchführung des gewünschten Vorganges, beispielsweise eines Gang­ schaltvorganges, erschweren.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Stell­ einrichtung derart weiterzubilden, dass bei gleichwohl definierter Vorgabe einer durchzuführenden Stellbewegung das Auftreten von Verspannungen o. dgl. im Kraftübertragungsweg der Stelleinrichtung bzw. eines betätigten Systems vermieden wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Stelleinrich­ tung, insbesondere zur Betätigung eines Schaltgetriebes, umfassend ein Stellorgan und wenigstens zwei Stellantriebe, wobei durch einen ersten der Stellantriebe das Stellorgan zur Durchführung einer Stellbewegung antreib­ bar ist und durch einen zweiten der Stellantriebe eine Zwangsführungs­ anordnung betätigbar ist, durch welche bei Antrieb des Stellorgans zur Durchführung einer Stellbewegung vermittels des ersten Stellantriebs eine definierte Stellbewegung des Stellorgans erzwungen wird, wobei der zweite Stellantrieb über eine selbsthemmende Getriebeanordnung auf die Zwangsführungsanordnung zur Betätigung derselben einwirkt und eine Ansteuervorrichtung vorgesehen ist, vermittels welcher wenigstens der zweite Stellantrieb angesteuert werden kann.

Dabei ist weiter vorgesehen, dass bei Durchführung einer Stellbewegung des Stellorgans, welche Steilbewegung durch die in eine vorbestimmte Zwangsführungsstellung gestellte und im Wesentlichen in dieser verblei­ bende Zwangsführungsanordnung vorgegeben ist, die Ansteuervorrichtung zum wenigstens Verringern der Selbsthemmungswirkung den zweiten Stell­ antrieb zur Erzeugung einer oszillierenden Antriebskraft ansteuert.

Bei der erfindungsgemäßen Stelleinrichtung wird also dafür gesorgt, dass bei Durchführung einer Stellbewegung, deren Bewegungsmuster eigentlich durch die in definierter Zwangsführungsstellung gehaltene Zwangsfüh­ rungsanordnung vorgegeben ist, durch Absenkung der Selbsthemmungsw­ irkung der Getriebeanordnung bei externer Krafteinwirkung auf die Zwangs­ führungsanordnung, beispielsweise resultierend aus einer durch das betät­ igte System vorgegebenen Ausweichbewegung des Stellorgans, eine geringfügige Abweichung von der vorgegebenen Zwangsführungsstellung zugelassen wird. Das Auftreten von Verspannungen innerhalb der Stell­ einrichtung einerseits bzw. eines betätigten Systems andererseits kann auf diese Art und Weise vermieden werden, gleichwohl wird jedoch durch die Zwangsführungsanordnung immer noch eine innerhalb bestimmter zulässi­ ger Abweichungen definierte Stellbewegung erzwungen.

Insbesondere wenn der zweite Stellantrieb ein elektromotorischer Stell­ antrieb ist, dann ist es möglich, die Selbsthemmungswirkung durch Anle­ gen einer Wechselspannung an diesen vermittels der Ansteuervorrichtung zu verringern bzw. aufzuheben.

Durch das Induzieren einer oszillierenden Bewegung oder einer zitternden Bewegung des Stellantriebs wird letztendlich das selbsthemmende Getriebe in einen permanent bewegten Zustand gebracht und somit die Selbsthem­ mungswirkung desselben deutlich reduziert. Bei Ausüben einer Kraft auf die Zwangsführungsanordnung durch das Stellorgan selbst kann dann gegen die noch vorhandenen Reibkräfte bzw. auch gegen das innerhalb des zweiten Stellantriebs vorhandene Trägheits- oder Rückstellmoment die Zwangsführungsanordnung geringfügig aus der vorgegebenen Zwangs­ führungsstellung herausbewegt werden.

Um dabei sicherzustellen, dass keine zu starken Abweichungen von der für einen bestimmten Stellvorgang gewünschten Zwangsführungsstellung der Zwangsführungsanordnung erzeugt werden, kann gemäß einem besonders bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass bei Durchführung der Stellbewegung des Stellorgans die Ansteuervorrichtung den zweiten Stellantrieb ferner derart ansteuert, dass dieser eine oszillie­ rende Antriebsbewegung um eine der vorbestimmten Zwangsführungs­ stellung der Zwangsführungsanordnung im Wesentlichen entsprechende Stellung desselben als Nullpunkt durchführt.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Erzeugung einer Stellbewegung eines Stellorgans, insbesondere zur Durchführung von Schaltvorgängen in einem Schaltgetriebe, welchem Stellorgan wenigstens zwei Stellantriebe zugeordnet sind, wobei durch einen ersten der Stell­ antriebe das Stellorgan zur Durchführung einer Stellbewegung antreibbar ist und durch einen zweiten der Stellantriebe eine Zwangsführungsanordnung betätigbar ist, durch welche bei Antrieb des Stellorgans zur Durchführung einer Stellbewegung vermittels des ersten Stellantriebs eine definierte Stellbewegung des Stellorgans erzwungen wird, wobei ferner der zweite Stellantrieb über eine selbsthemmende Getriebeanordnung auf die Zwangs­ führungsanordnung zur Betätigung derselben einwirkt, wobei bei Erregung des ersten Stellantriebs zur Erzeugung einer Stellbewegung des Stellorgans, welche Stellbewegung durch die in eine vorbestimmte Zwangsführungs­ stellung gestellte und im Wesentlichen in dieser verbleibende Zwangsfüh­ rungsanordnung vorgegeben ist, die Selbsthemmungswirkung der Getrie­ beanordnung durch Erzeugen einer oszillierenden Antriebskraft vermittels des zweiten Stellantriebs wenigstens verringert wird.

Das Vermeiden zu großer Abweichungen von einer einmal vorgegebenen Zwangsführungs­ stellung für einen bestimmten Steilvorgang kann dadurch erhalten werden, dass der zweite Stellantrieb zur Erzeugung einer oszillierenden Antriebs­ bewegung um eine der vorbestimmten Zwangsführungsstellung der Zwangsführungsanordnung im Wesentlichen entsprechende Stellung des­ selben als Nullpunkt angesteuert wird.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Figur be­ schrieben, welche eine erfindungsgemäße Stelleinrichtung darstellt.

Die Figur zeigt eine allgemein mit 10 bezeichnete Stelleinrichtung, durch welche im dargestellten Beispiel Schaltvorgänge in einem Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs vorgenommen werden können. Eine allgemein mit 12 bezeichnete Schaltwelle bildet ein Ausgangsglied der Stelleinrichtung 10 und wird, wie im Folgenden noch detailliert beschrieben, zur Durchführung von Gangschaltvorgängen linear in Richtung ihrer Längsmittellinie L und zur Drehbewegung um ihre Längsmittellinie angetrieben, wie durch Pfeile P1 und P2 dargestellt. Bei Durchführung der Verschiebebewegung in Richtung P1 bzw. der Drehbewegung in Richtung P2 können über einen an der Schaltwelle 12 vorgesehenen Vorsprung 14 die in einem Getriebe vor­ gesehenen Organe, welche zum Ein- bzw. zum Auslegen eines Ganges führen, angesteuert werden. Diese Organe können beispielsweise mit jeweiligen im Getriebe vorgesehenen Wellen bzw. darauf angeordneten Zahnrädern zusammenwirkende Synchronisiervorrichtungen sein. Durch das Bereitstellen derartiger Synchronisiervorrichtungen o. dgl. wird es der Schaltwelle 12 bzw. dem Vorsprung 14 ermöglicht, eine Bewegung entlang einer Bahn bzw. entlang Bahnen durchzuführen, die in der allgemein mit 16 bezeichneten Schaltkulisse erkennbar sind. Man erkennt hier, dass sogenannte Schaltgassen 18 zwischen jeweils zwei Gängen existieren, wobei bei Bewegung entlang einer Schaltgasse, beispielsweise vom ersten in den zweiten Gang oder umgekehrt, geschaltet werden kann. Ferner kann bei Positionierung der Schaltwelle 12 in einer Stellung, die einer Mitten­ stellung 20 der jeweiligen Schaltgassen 18 zugeordnet ist, nach Durch­ führung einer Drehbewegung eine Auswahl der verschiedenen Schaltgassen entlang einer Gassenwahllinie 22 vorgenommen werden. Das heißt, wenn beispielsweise der erste Gang eingelegt ist, dann befindet sich die Schaltwelle 12 bzw. der Vorsprung 14 in einer dem Punkt 24 in der Kulisse 16 zugeordneten Stellung. Aus dieser Stellung heraus kann die Schaltwelle 12 nur durch Linearbewegung in Richtung P1 bewegt werden. Eine Drehbewegung in dieser Positionierung, beispielsweise in Richtung zum dritten Gang hin, ist bei eingelegtem ersten Gang nicht möglich, das jeweilige Bewegungsspiel der zusammenwirkenden Glieder bei eingelegtem Gang außer Acht gelassen. Dies bedeutet also, dass bereits durch die Ausgestaltung eines Getriebes dafür gesorgt ist, dass die Schaltwelle 12 bzw. der Vorsprung 14 sich lediglich in einem Bewegungsmuster bewegen können, welches den Linien 18 bzw. 22 der Kulisse 16 entspricht.

Zur Erlangung dieser Bewegung weist die Stelleinrichtung 10 einen ersten Stellantrieb 26 auf, welcher beispielsweise als Elektromotor ausgebildet ist.

Dieser Elektromotor 26 treibt ein um eine Drehachse 28 drehbares Segmentzahnrad 30 an. An diesem Segmentzahnrad 30 ist zur Drehachse 28 exzentrisch ein Gelenkvorsprung 32 vorgesehen. An der Schaltwelle 12 ist ein weiterer Gelenkvorsprung 34 vorgesehen. Die beiden Gelenkvor­ sprünge 32, 34 sind durch eine Kopplungsstange 36 miteinander ver­ bunden, wobei in den beiden Endbereichen der Kopplungsstange 36 jeweilige Gelenkpfannen 38, 40 gebildet sind, die zusammen mit den Gelenkvorsprüngen 32, 34 dann kugelgelenkartige Verbindungen bereit­ stellen. Es sei hier darauf hingewiesen, dass auch jedwede andere gelenkige Verbindung der Kopplungsstange 36 mit der Schaltwelle 12 bzw. dem Segmentzahnrad 30 möglich ist.

Die Positionierung der Kopplungsstange 36 ist derart, dass sie - bezogen auf ihre Längsmittellinie - einen Winkel β zur Schaltwelle 12 bzw. deren Längsmittellinie L aufweist, welcher Winkel β von 90° verschieden ist. Ferner erkennt man, dass durch das Bereitstellen des Kopplungsvorsprungs 34 die Kopplungsstange 36 an der Schaltwelle 12 zu deren Längsmittellinie L exzentrisch angreift. Bei Erregung des ersten Stellantriebs 26 bzw. des Elektromotors 26 wird durch die dabei erzeugte Dreh- bzw. Schwenkbewe­ gung des Segmentzahnrads 30 auch die Kopplungsstange 36 bewegt, wobei diese dann ziehend oder drückend am Kopplungsvorsprung 34 angreift. Durch die angesprochene exzentrische Zusammenwirkung des Kopplungsvorsprungs 34 mit der Kopplungsstange 36 und durch das Bereitstellen des von 90° verschiedenen Winkels β wird bei Erregung des Stellantriebs 26 auf die Schaltwelle 12 eine Kraft ausgeübt, die bei Komponentenzerlegung sowohl eine in der Richtung P1, also parallel zur Längsmittellinie L der Schaltwelle 12 gerichtete Komponente aufweist, als auch eine in Umfangsrichtung - bezogen auf die Längsmittellinie L - gerichtete Komponente aufweist. Der erste Stellantrieb bzw. Elektromotor 26 hat also im Wesentlichen die Funktion, bei entsprechender Ansteuerung durch eine nicht dargestellte Ansteuervorrichtung auf die Schaltwelle 12 eine Kraft auszuüben, durch welche diese in ihren Lagern 42, 44 sowohl zur Rotation als auch zur Linearverschiebung angetrieben werden kann.

Die erfindungsgemäße Stelleinrichtung 10 weist ferner einen zweiten Stellantrieb 46 auf, der im dargestellten Beispiel ebenfalls als Elektromotor ausgebildet ist. Die als Schneckenrad ausgebildete Ausgangswelle 48 des Elektromotors 46 kämmt mit einem Zahnrad 50 und bildet zusammen mit diesem ein selbsthemmendes Getriebe 52. Das Zahnrad 50, welches auch segmentartig ausgebildet sein kann, ist mit einer Hülse 54 fest verbunden, welche Hülse 54 wiederum zur Schaltwelle 2 konzentrisch und diese umgebend angeordnet ist. Die Hülse 54 und das Zahnrad 50 sind um die Längsmittellinie L der Schaltwelle 12 drehbar, in Richtung dieser Längs­ mittellinie L jedoch nicht bewegbar gehalten.

In dem im Bereich der Hülse 54 liegenden Längenabschnitt weist die Schaltwelle 12 eine Führungsbahn 56 auf, welche in der Figur oberhalb der Schaltwelle 12 noch einmal verdeutlicht dargestellt ist. An der Innenober­ fläche der Hülse 54 ist ein Führungsvorsprung 58 vorgesehen, welcher in die Führungsbahn 56 eingreift. Dieser Führungsvorsprung 58 bildet in Zusammenwirkung mit der Führungsbahn 56 letztendlich eine Zwangs­ führungsanordnung 60, die durch entsprechende Erregung des Elektro­ motors 46 und über das selbsthemmende Getriebe 52 betätigbar ist, so dass, wie im Folgenden noch detailliert beschrieben, je nach Stellung der Zwangsführungsanordnung 60 bzw. der Hülse 54 verschiedene Bewegun­ gen der Schaltwelle 12 bei Erregung des Elektromotors 26 erzwungen werden.

Man erkennt, dass die Führungsbahn 56 grundsätzlich vier Eckpunkte 62, 64, 66, 68 aufweist. Ein Bahnabschnitt 70 verbindet die beiden Eckpunkte 62, 64, ein Bahnabschnitt 72 verbindet die Eckpunkte 64, 66 und ein Bahnabschnitt 74 verbindet die Eckpunkte 62, 68. Ein weiterer Bahn­ abschnitt 76 verbindet die Eckpunkte 68, 66. Man erkennt, dass die Bahnabschnitte 70, 72, 74 zwischen den jeweiligen Eckpunkten im Wesentlichen geradlinig verlaufen (die Krümmung der Oberfläche der Schaltwelle 12 außer Acht gelassen), wohingegen der Bahnabschnitt 76 abgewinkelt bzw. gekrümmt verläuft.

Je nach dem, welcher Schaltvorgang durchgeführt werden soll, wird durch entsprechende Ansteuerung des Elektromotors 46 und die dadurch induzierte Drehung der Hülse 54 um die Längsmittellinie L der Schaltwelle 12 entweder der Bahnabschnitt 70 oder der Bahnabschnitt 76 zum Erzwingen einer definierten Stellbewegung der Schaltwelle 12 ausgewählt. Es sei hierzu beispielsweise angenommen, dass zunächst im Getriebe der erste Gang eingelegt ist. Bei eingelegtem ersten Gang befindet sich die Schaltwelle 12 bzw. der Vorsprung 14 in der in der Kulisse 16 mit 24 bezeichneten Positionierung. Das heißt, die Schaltwelle 12 ist in diesem Zustand in der Darstellung der Fig. 1 im größtmöglichen Ausmaß in der Richtung P1 nach links verschoben. In diesem Zustand befindet sich der Führungsvorsprung 58 im Bahnabschnitt 72. Soll nun ein Schaltvorgang vom ersten Gang zum zweiten Gang vorgenommen werden, so wird zunächst durch Ansteuerung des Elektromotors 46 die Hülse 54 gedreht, und zwar derart, dass der Führungsvorsprung 58 im Eckpunkt 64 der Führungsbahn 56 zu liegen kommt. Ist diese Positionierung erreicht, wird die Ansteuerung des Elektromotors 46 beendet, und aufgrund der Selbst­ hemmungswirkung des Getriebes 52 ist dafür gesorgt, dass zunächst keine externen Kräfte zu einer Verdrehung der Hülse 54 und somit einer Verlagerung des Führungsvorsprungs 58 führen können. Nachfolgend wird dann der Elektromotor 26 angesteuert, so dass durch entsprechende Kraftübertragung vermittels der Kopplungsstange 36 nunmehr die Schalt­ welle 12 in der Darstellung nach rechts bewegt wird, so dass letztendlich eine der Schaltgasse 18 zugeordnete Verschiebebewegung der Schaltwelle 12 bzw. des Vorsprungs 14 erzwungen wird. Eine Drehbewegung wird zum einen durch die bereits angesprochene Wirkung der verschiedenen Getriebekomponenten und die dadurch erzeugte Kulisse 16 verhindert, und wird des Weiteren durch den im Bahnabschnitt 70 sich bewegenden Führungsvorsprung 58 verhindert. Dies ist insbesondere auch bei Erreichung der Neutralstellung 20 von Bedeutung, da in dieser Neutralstellung eine seitliche Ausweichbewegung, d. h. Drehung der Schaltwelle 12 durch die verschiedenen Getriebekomponenten grundsätzlich nicht verhindert wäre. Der Elektromotor 26 wird solange angesteuert, bis letztendlich der Führungsvorsprung 58 den Eckpunkt 62 erreicht hat und dabei auch der zweite Gang eingelegt worden ist. Aufgrund der selbsthemmenden Wirkung des Getriebes 52 könnte grundsätzlich insbesondere auch beim Durchlaufen der Neutralstellungen 20 keine externe Krafteinwirkung auf die Schaltwelle 12, insbesondere erzeugt durch das windschiefe Angreifen der Kopplungs­ stange 36 an der Schaltwelle 12, zu einer ungewünschten Verdrehung der Hülse 54 und somit des Führungsvorsprungs 58 führen. Dies bedeutet, durch die selbsthemmende Wirkung des Getriebes 52 ist zunächst sichergestellt, dass die Zwangsführungsanordnung 60 dann, wenn sie einmal in eine bestimmte Zwangsführungsstellung gebracht worden ist, in dieser Stellung verbleibt und somit eine definierte Stellbewegung der Schaltwelle 12 auch dann erzwingt, wenn die aus der Getriebekonstruktion sich ergebende Kulisse 16 keine Führungsfunktion übernehmen kann.

Soll nun weiter vom zweiten in den dritten Gang geschaltet werden, so wird durch entsprechende Ansteuerung des Elektromotors 46 die Hülse 54 derart gedreht, dass der Führungsvorsprung 58 nunmehr in dem Eckpunkt 68 zu liegen kommt. Daraufhin kann durch Ansteuerung des Elektromotors 26 eine Kraft auf die Schaltwelle 12 ausgeübt werden, so dass diese zunächst derart bewegt wird, dass letztendlich eine Bewegung entlang der Schalt­ gasse 18 erhalten wird. Ist die Neutralstellung 20 erreicht, so wird durch den abgekrümmten Verlauf des Bahnabschnitts 76 nunmehr eine Linearver­ schiebung der Schaltwelle 12 verhindert und die durch den Stellantrieb 26 erzeugte Betätigungskraft, welche auch eine Komponente in Umfangs­ richtung aufweist, wird nunmehr in eine Drehbewegung der Schaltwelle 12 umgesetzt. Bei Erreichung der Neutralstellung 20 zwischen den Gängen 3 und 4 der Schaltkulisse 16 wird wiederum eine Umlenkung der Betätigungs­ kraft in derartiger Weise erzwungen, dass wieder eine Verschiebebewegung der Schaltwelle 12 erzwungen wird, so dass der Führungsvorsprung 58 sich zum Eckpunkt 66 hin bewegt. Bei Erreichen des Eckpunkts 66 ist dann auch der dritte Gang eingelegt. Beim Zurückschalten vom dritten in den zweiten Gang wird in umgekehrter Richtung der Bahnabschnitt 76 durchlaufen, so dass der Führungsvorsprung 58 sich vom Eckpunkt 66 zum Eckpunkt 68 bewegt. Soll vom dritten in den vierten Gang geschaltet werden, so wird zunächst durch erneute Ansteuerung des Elektromotors 46 die Hülse 54 wieder gedreht, so dass der Führungsvorsprung 58 sich vom Eckpunkt 66 entlang des Bahnabschnitts 72 zum Eckpunkt 64 bewegt. Eine darauf folgende Erregung des Elektromotors 26 führt dazu, dass der Führungsvor­ sprung 58 sich wieder entlang des Bahnabschnitts 70 bewegt, so dass hier wieder eine reine Linearbewegung erzwungen wird. Der Schaltvorgang vom vierten in den fünften Gang entspricht letztendlich dem Schaltvorgang vom zweiten in den dritten Gang. Soll beispielsweise vom zweiten in den vierten Gang oder vom ersten in den dritten oder in den fünften Gang geschaltet werden, so wird zunächst der Elektromotor 46 derart angetrieben, dass der Führungsvorsprung 58 im Bahnabschnitt 70 entweder im Eckpunkt 62 oder im Eckpunkt 64 liegt. Daraufhin wird durch Erregung des Elektromotors 26 die Schaltwelle 12 derart weit verschoben, dass der Führungsvorsprung 58 etwa in der Längenmitte des Bahnabschnitts 70 zu liegen kommt. Dies entspricht der Neutralstellung 20 in der Kulisse 16. Daraufhin wird dann bei nicht erregtem Elektromotor 26 der Elektromotor 46 zur Drehung ange­ trieben und durch die Hülse 54 und den Führungsvorsprung 58 die Schaltwelle 12 zur Drehung angetrieben. Je nach dem, ob in die nächste oder in die übernächste Schaltgasse gestellt werden soll, wird der Elektro­ motor 46 für ein vorbestimmtes Zeitintervall zur Erzeugung einer ent­ sprechend großen Drehbewegung angesteuert. Ist dann die gewünschte Schaltgasse erreicht, wird durch erneute Ansteuerung des Elektromotors 26 die Schaltwelle 12 durch Zusammenwirkung des Führungsvorsprungs 58 mit dem Bahnabschnitt 70 wieder linear verschoben, und zwar entweder derart, dass der Führungsvorsprung 58 sich dem Eckpunkt 62 oder dem Eckpunkt 64 annähert.

In der vorangehend beschriebenen Art und Weise lassen sich letztendlich alle im Muster der Kulisse 16 vorhandenen Gänge einlegen, insbesondere auch der Rückwärtsgang, wobei durch entsprechende Blockiermaßnahmen dafür gesorgt ist oder sein sollte, dass das Einlegen des Rückwärtsgangs nur dann möglich ist, wenn zuvor der erste Gang eingelegt war.

Es sei darauf hingewiesen, dass an der dargestellten Ausgestaltung der Stelleinrichtung 10 selbstverständlich verschiedene Variationen vor­ genommen werden können. So kann beispielsweise die Abfolge der Gänge in der Schaltkulisse 16 anders sein und es kann die Konfiguration der Führungsbahn 56, insbesondere auch die Ausgestaltung des gekrümmt verlaufenden Bahnabschnitts 76 anders sein, beispielsweise mit ge­ schwungenem Profil.

Ferner kann selbstverständlich auch die Linearbewegung zur Gassenwahl und die Drehbewegung zum Aus- bzw. Einlegen eines Ganges genutzt werden.

Bei derartigen Systemen, wie sie in der Figur dargestellt sind, existieren, wie bereits ausgeführt, für die Schaltwelle 12 letztendlich zwei Systembereiche, welche teilweise gleichzeitig eine zulässige Bewegung der Schaltwelle 12 vorgegeben. Dies ist zum einen die durch den konstruktiven Aufbau eines Getriebes gebildete Kulisse 16 und ist zum anderen die Zwangsführungs­ anordnung 60. Im Allgemeinen ist die Auslegung derartiger Systeme so, dass eine bestmögliche Übereinstimmung der durch diese beiden System­ bereiche vorgegebenen Bewegungsabläufe erhalten wird. Aufgrund von Fertigungstoleranzen besteht jedoch grundsätzlich die Möglichkeit, dass hier geringfügige Abweichungen der durch die Kulisse 16 einerseits und die Zwangsführungsanordnung 60 andererseits erzwungenen oder zu er­ zwingenden Bewegungen bei Durchführung bestimmter Gangschaltvorgänge vorhanden sind. Dies würde im Betrieb dazu führen, dass innerhalb der Systems im Bereich zwischen der Zwangsführungsanordnung 60 und einem zu betätigenden Getriebeorgan Verspannungen auftreten, die die Durch­ führung bestimmter Schaltvorgänge erschweren oder verzögern.

Um diesem Problem entgegenzutreten, sieht die vorliegende Erfindung vor, dass bei Durchführung von Schaltvorgängen, bei welchen die Zwangs­ führungsanordnung 60 in einer vorbestimmten Zwangsführungsstellung verbleibt und nicht selbst aktiv zum Bewegen der Schaltwelle 12 ange­ steuert wird, also beispielsweise bei Schaltvorgängen innerhalb einer Schaltgasse oder bei Schaltvorgängen zum nächsthöheren Gang, beispiels­ weise vom zweiten zum dritten Gang, oder bei Schaltvorgängen zum nächstniedrigeren Gang, also beispielsweise vom fünften zum vierten Gang, innerhalb des Getriebes 52, das aufgrund seiner selbsthemmenden Wirkung bei Durchführung derartiger Schaltvorgänge für eine definierte Positionierung­ der Zwangsführungsanordnung 60 sorgt, diese Selbsthemmungswirkung herabgesetzt wird. Dies bedeutet, dass dann bei Durchführung eines Gangschaltvorgangs eine durch die angesprochene Abweichung zwischen der Kulisse 16 und der Zwangsführungsanordnung 60 erzwungene Ausweichbewegung der Schaltwelle 12 zu einer geringfügigen Verstellung innerhalb der Zwangsführungsanordnung 60, d. h. Verdrehung der Hülse 54, führen kann. Diese Verdrehung findet gegen die immer noch vorhandene Restreibung oder Resthemmwirkung des Getriebes 52 und selbstver­ ständlich auch gegen die Trägheit bzw. ein mögliches Rückstellmoment des Elektromotors 46 statt, so dass sichergestellt ist, dass nicht zu starke Verstellungen der Zwangsführungsanordnung 60 die Durchführung eines gewünschten Schaltvorgangs vollständig behindern. Insbesondere ist zu erwarten, dass die vorhandenen Abweichungen zwischen der Kulisse 16 und der Zwangsführungsanordnung 60 bzw. den dadurch jeweils vor­ gegebenen Bewegungsmustern nur gering sind, so dass auch die im Bereich der Zwangsführungsanordnung 60 dann auftretenden korrigierenden Verstellungen nur ein geringes Ausmaß aufweisen werden.

Das teilweise oder vollständige Aufheben der Selbsthemmwirkung des Getriebes 52 kann im dargestellten Beispiel dadurch erzielt werden, dass vermittels der nicht dargestellten Ansteuervorrichtung an den Elektromotor 46 eine Wechselspannung angelegt wird, so dass dieser in einen oszillieren­ den Bewegungszustand gebracht wird und letztendlich eine Zitterbewegung mit vergleichsweise hoher Frequenz und kleiner Amplitude ausführt. Durch diese Zitterbewegung wird auch das Getriebe 52 in Bewegung versetzt und somit dessen Selbsthemmwirkung zumindest herabgesetzt, wobei gleich­ zeitig die Hülse 54 eine oszillierende Drehbewegung um diejenige Stellung ausführt, die letztendlich der vorgesehenen oder vorgegebenen Zwangs­ führungsstellung entspricht. Dabei kann vorgesehen sein, dass zusätzlich zu dieser Zitterbewegung des Elektromotors 46 durch regelnde Einwirkung auf diesen dafür gesorgt wird, dass er diese Zitterbewegung um eine Stellung desselben herum ausführt, die letztendlich der für den vorgesehenen Schaltvorgang vorgesehenen Zwangsführungsstellung der Zwangsführungs­ anordnung 60 entspricht. Werden dabei also dann vermittels der Schaltwelle 12 auf die Zwangsführungsanordnung 60 Kräfte ausgeübt, die zu einer Winkelverstellung der Hülse 54 führen und somit letztendlich auch auf den Elektromotor 56 insofern eine Rückwirkung haben, als dieser aus der der vorgesehenen Zwangsführungsstellung zugeordneten Stellung herausge­ dreht wird, so kann dies durch eine dem Elektromotor 46 zugeordnete und dessen Drehstellung erfassende Sensoranordnung erkannt werden und im Rahmen einer Regelschleife dann eine Rückstellung auf die angesprochene und der vorgegebenen Zwangsführungsstellung zugeordnete Drehstellung des Elektromotors 46 erfolgen. Es wird auf diese Art und Weise letztendlich die Funktion einer elastischen Rückstellkraft simuliert.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Stelleinrichtung bzw. die Vorgehensweise bei der Durchführung von Schaltvorgängen ist sicherge­ stellt, dass nicht durch irgendwelche innerhalb des Systems auftretende Verspannungen die Durchführung eines Schaltvorganges erschwert oder gar unmöglich gemacht wird. Vielmehr kann bei jedem Bewegungsablauf, der durch die Zusammenwirkung zweier gleichzeitig wirkender Zwangsführungs­ aspekte erhalten wird, dafür gesorgt werden, dass Abweichungen im Bereich dieser Zwangsführungen eliminiert bzw. kompensiert werden und somit die durchzuführenden Schaltvorgänge ungehindert vorgenommen werden können.

Es sei darauf hingewiesen, dass das Prinzip der vorliegenden Erfindung, d. h. das Reduzieren der selbsthemmenden Wirkung einer im Antriebsweg zwischen dem zweiten Stellantrieb und der Zwangsführungsanordnung liegenden Getriebeanordnung auch auf andere Weise realisiert werden kann bzw. auch bei anders ausgestalteten Getriebeanordnungen vorgesehen sein kann. So ist es selbstverständlich möglich, dass die selbsthemmende Wirkung der Getriebeanordnung nicht nur durch die entsprechende Ausgestaltung miteinander kämmender Schnecken- bzw. Zahnradbereiche erzielt werden kann, sondern beispielsweise auch durch die Einführung von Reibbereichen erhalten werden kann. Auch eine derartige Erzeugung von Reibung oder ggf. auch einer Klemmwirkung kann dazu genutzt werden, die Zwangsführungsanordnung in definierter Positionierung zu halten. Zum Aufheben dieser im Sinne der vorliegenden Erfindung ebenfalls als selbsthemmend zu betrachtenden Wirkung kann dann aktiv auf eine Reib- oder Klemmeinrichtung zum Verringern einer Reibkraft oder einer Klemm­ kraft eingewirkt werden. Man erkennt daraus, dass im Sinne der vor­ liegenden Erfindung der Ausdruck "selbsthemmende Getriebeanordnung" also jedwede der Kraftübertragung zwischen dem zweiten Stellantrieb und der Zwangsführungsanordnung dienende Anordnung zu verstehen ist, die in ihrem Kraftübertragungsweg selbst auf irgend eine Art und Weise einer Verstellung entgegenwirkt.

Claims (5)

1. Stelleinrichtung, insbesondere zur Betätigung eines Schaltgetriebes, umfassend ein Stellorgan (12) und wenigstens zwei Stellantriebe (26, 46), wobei durch einen ersten (26) der Stellantriebe (26, 46) das Stell­ organ (12) zur Durchführung einer Stellbewegung antreibbar ist und durch einen zweiten (46) der Stellantriebe (26, 46) eine Zwangsfüh­ rungsanordnung (60) betätigbar ist, durch welche bei Antrieb des Stellorgans (12) zur Durchführung einer Stellbewegung vermittels des ersten Stellantriebs (26) eine definierte Stellbewegung des Stellorgans (12) erzwungen wird, wobei der zweite Stellantrieb (46) über eine selbsthemmende Getriebeanordnung (52) auf die Zwangsführungs­ anordnung (60) zur Betätigung derselben einwirkt und eine Ansteuer­ vorrichtung zum Ansteuern wenigstens des zweiten Stellantriebs (46) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass bei Durchführung einer Stellbewegung des Stellorgans (12), welche Stellbewegung durch die in eine vorbestimmte Zwangsführungsstellung gestellte und im Wesentlichen in dieser verbleibende Zwangsführungsanordnung (60) vorgegeben ist, die Ansteuervorrichtung zum wenigstens Verringern der Selbst­ hemmungswirkung den zweiten Stellantrieb (46) zur Erzeugung einer oszillierenden Antriebskraft ansteuert.

2. Stelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Stellantrieb (46) ein elektromotorischer Stellantrieb ist und dass zum wenigstens Verringern der Selbsthemmungswirkung die Ansteuervorrichtung den zweiten Stellantrieb (46) mit einer Wechselspannung beaufschlagt.

3. Stelleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Durchführung der Stellbewegung des Stellorgans (12) die Ansteuervorrichtung den zweiten Stellantrieb (46) ferner derart ansteuert, dass dieser eine oszillierende Antriebsbewe­ gung um eine der vorbestimmten Zwangsführungsstellung der Zwangs­ führungsanordnung (60) im Wesentlichen entsprechende Stellung desselben als Nullpunkt durchführt.

4. Verfahren zur Erzeugung einer Stellbewegung eines Stellorgans, ins­ besondere zur Durchführung von Schaltvorgängen in einem Schaltgetriebe, welchem Stellorgan (12) wenigstens zwei Stellantriebe (26, 46) zugeordnet sind, wobei durch einen ersten (26) der Stellan­ triebe (26, 46) das Stellorgan (12) zur Durchführung einer Stellbewe­ gung antreibbar ist und durch einen zweiten (46) der Stellantriebe (26, 46) eine Zwangsführungsanordnung (60) betätigbar ist, durch welche bei Antrieb des Stellorgans (12) zur Durchführung einer Stellbewegung vermittels des ersten Stellantriebs (26)eine definierte Stellbewegung des Stellorgans (12) erzwungen wird, wobei ferner der zweite Stell­ antrieb (46) über eine selbsthemmende Getriebeanordnung (52) auf die Zwangsführungsanordnung (60) zur Betätigung derselben einwirkt, wobei bei Erregung des ersten Stellantriebs (26) zur Erzeugung einer Stellbewegung des Stellorgans (12), welche Stellbewegung durch die in eine vorbestimmte Zwangsführungsstellung gestellte und im Wesent­ lichen in dieser verbleibende Zwangsführungsanordnung (60) vorgege­ ben ist, die Selbsthemmungswirkung der Getriebeanordnung (52) durch Erzeugen einer oszillierenden Antriebskraft vermittels des zweiten Stellantriebs (46) wenigstens verringert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Stellantrieb (46) zur Erzeugung einer oszillierenden Antriebsbewegung um eine der vorbestimmten Zwangsführungsstellung der Zwangsführungsanordnung (60) im Wesentlichen entsprechende Stellung desselben als Nullpunkt angesteuert wird.