DE102004054258B3

DE102004054258B3 - Betätigungsvorrichtung zur Steuerung des Gangwechsels eines Kraftfahrzeuggetriebes

Info

Publication number: DE102004054258B3
Application number: DE200410054258
Authority: DE
Inventors: Nader Vafai; Jörg Remse
Original assignee: Voith Turbo GmbH and Co KG
Current assignee: Voith Turbo GmbH and Co KG
Priority date: 2004-11-09
Filing date: 2004-11-09
Publication date: 2006-04-13
Anticipated expiration: 2024-11-10
Also published as: WO2006050773A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung zur Steuerung des Gangwechsels eines Fahrzeuggetriebes, umfassend eine Schaltachse, die translatorische und rotatorische Bewegungen ausführen kann; DOLLAR A - mit einem Betätigungselement, welches mechanisch mit der Schaltachse gekoppelt ist; DOLLAR A - mit einem Gehäuse, in welchem das Betätigungselement gelagert und in einer Schaltkulisse bewegbar geführt ist; DOLLAR A - mit einer Schaltunterstützungseinrichtung. DOLLAR A Die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung zur Steuerung des Gangwechsels eines Fahrzeuggetriebes ist gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: DOLLAR A - Die Schaltunterstützungeinrichtung umfasst eine Antriebsmaschine, die im Gehäuse der Betätigungsvorrichtung angeordnet ist und mechanisch mit dem Betätigungselement verbunden ist; DOLLAR A - mit einer der Schaltunterstützungseinrichtung zugeordneten Steuereinrichtung, die mit der Stelleinrichtung der Antriebsmaschine gekoppelt ist; DOLLAR A - mit einer Einrichtung zur Erfassung wenigstens einer die Betätigung des Betätigungselementes wenigstens mittelbar charakterisierenden Größe und zur Generierung eines Signals zur Verarbeitung in der Steuereinrichtung zur Erzeugung eines Stellsignals für die Stelleinrichtung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung zum Steuern des Gangwechsels eines Kraftfahrzeuggetriebes, insbesondere zum Einsatz in Nutzkraftwagen und Bussen, wobei das Gangwechselgetriebe eine Schaltachse umfasst, die translatorische Bewegungen für die Wahl der Schaltstraße und einer rotierenden Bewegung zum Schalten ausführen kann, im einzelnen mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine gattungsgemäße Betätigungsvorrichtung ist aus der Druckschrift EP 0 876 562 B1 vorbekannt. Diese umfasst dazu ein Betätigungselement, welches mechanisch oder über andere Kraftübertragungsmittel mit der Schaltachse verbunden ist. Die Schaltbedienung funktioniert dabei immer noch relativ direkt, jedoch nehmen die Bedienungskräfte bedingt durch die größere Anzahl von Lagerstellen für den Koppelmechanismus zu. Das Betätigungselement wird dabei Bewegungen in unterschiedlichen Bewegungsrichtungen in einer Schaltkulisse ausgesetzt, nämlich zumindest nach links oder rechts zur Wahl der Schaltstraße und vorwärts und rückwärts zum Schalten des Gangwechsels. Dabei ist es bekannt, diese Bewegungen vom Betätigungselement auf das Gangwechselgetriebe über entsprechende Kraftübertragungsmittel zu übertragen. Bei der in der Druckschrift EP 0 876 562 B1 beschriebenen Ausführung erfolgt die Übertragung über mehrere Bowdenzüge, die ausschließlich auf Zug beansprucht sind. Denkbar sind jedoch auch andere Möglichkeiten. Allen Ausführungen gemeinsam ist jedoch, dass die Kräfte vom Betätigungselement direkt auf die Schaltachse übertragen werden und bei räumlich stark entfernter Anordnung des Betätigungselementes vom Getriebe hier allein aufgrund der langen Übertragungswege und der Vielzahl von Lagerungs- und Führungsmöglichkeiten sehr hohe Kräfte am Bedienelement aufgebracht werden müssen, um diese Bewegung direkt in eine Bewegung der Schaltachse umsetzen zu können. Je nach Einbausituation können damit mit dem gleichen Betätigungselement und gleicher Getriebekonfiguration unterschiedliche Empfindungen bezüglich der aufzubringen Schaltkräfte verursacht werden. Ferner stellt eine Schwergängigkeit der Betätigungsvorrichtung auch ein erhebliches Sicherheitsrisiko dar, insbesondere besteht hier auch unter Umständen die Möglichkeit, dass das Betätigungselement von selbst wieder in eine bestimmte Position zurückspringt.

Betätigungsvorrichtungen zur Steuerung des Gangwechsels in Kraftfahrzeuggetrieben sind ferner aus nachfolgenden Druckschriften vorbekannt:
DE 199 00 820 A1
EP 0692 658 A1
US 2002/0124669 A1.

Die Druckschrift DE 199 00 820 A1 offenbart eine Servo-Unterstützungsvorrichtung für ein Getriebe mit einer Handschaltung, umfassend einen Schalthebel, der mittels einer Übertragungseinrichtung zum Übertragen einer Schaltbewegung mit einem Schaltbetätigungsbauteil eines Schaltgetriebes verbunden ist, sowie einen Servoantrieb zum Bewegen des Schaltbetätigungsgliedes. Der Servo-Unterstützungsvorrichtung ist eine Steuervorrichtung zum Steuern des Servoantriebes zugeordnet, wobei der Schalthebel gegen die Kraft einer Federeinrichtung in seine beiden entgegengesetzten Betätigungsrichtungen bewegbar ist.

Eine weitere Ausführung einer Servo unterstützten Betätigungsvorrichtung zur Steuerung des Gangwechsels ist aus der Druckschrift US 2002/0124669 A1 vorbekannt. Bei dieser Ausführung wird das Schaltsignal am Schalthebel in ein elektronisches Signal umgewandelt, welches wiederum zur Ansteuerung der eigentlichen Kraftübertragungsmittel am Getriebe dient.

Bei dieser Ausführung sind Betätigungselemente, Kraftübertragungsmittel und Getriebe in aufgelöster Bauweise ausgeführt und räumlich voneinander entfernt angeordnet und über entsprechende der Verbindungselemente miteinander gekoppelt.

Aus der Druckschrift EP 0692 658 A1 ist eine Ausführung eines Betätigungselementes vorbekannt, welches die Auswahl am Betätigungselement direkt über Bowdenzüge an die entsprechenden Übertragungsmittel überträgt. Diese Ausführung basiert auf der rein mechanischen Übertragung des über das Betätigungselement vorgegebenen Signals und ist damit zum Teil nur relativ schwer zu betätigen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit der Schaltunterstützung zu schaffen, die es erlaubt, das Betätigungselement auch mit geringen Betätigungskräften in unterschiedlichsten Einbausituationen zu bedienen, unabhängig von der räumlichen Entfernung der Schaltachse vom Betätigungselement. Die erfindungsgemäße Lösung soll sich dabei durch einen geringen konstruktiven Aufwand auszeichnen.

Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Erfindungsgemäß umfasst die Betätigungsvorrichtung zur Steuerung des Gangwechsels eines Fahrzeuggetriebes eine Schaltunterstützungseinrichtung, welche eine Antriebsmaschine umfasst, die im Gehäuse der Betätigungsvorrichtung angeordnet ist und mechanisch mit dem Betätigungselement verbunden ist. Der Schaltunterstützungsvorrichtung ist eine Steuereinrichtung zugeordnet, welche eine die Bewegung des Betätigungselementes wenigstens mittelbar charakterisierende Größe, bzw. eine beabsichtigte Bewegung des Betätigungselementes wenigstens mittelbar charakterisierende Größe, d. h. direkt beschreibende oder indirekt über einen funktionalen Zusammenhang oder Proportionalität beschreibende Größe in eine Stellgröße zur Ansteuerung der Antriebsmaschine in Form eines Servoantriebes umsetzt. Die Anbindung der Antriebsmaschine der Schaltunterstützungseinrichtung erfolgt dabei vorzugsweise innerhalb des Gehäuses der Betätigungsvorrichtung. Dies ermöglicht sehr kurze Wege und eine direkte Anbindung. Zur weiteren Verringerung der erforderlichen Unterstützungskräfte kann jedoch auch eine Anbindung außerhalb des Gehäuses vorgesehen werden, welche über lange Hebelwege entsprechend kleine Unterstützungskräfte von Seiten der Antriebsmaschine benötigt, um die Betätigung des Betätigungselementes optimal zu unterstützen. In diesem Fall kann auf sehr klein dimensionierte Servoantriebe bei gleichbleibend oder nur geringfügig vergrößertem Gehäuse der. Betätigungsvorrichtung zurückgegriffen werden.

Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht es, unabhängig von der Anordnung der Betätigungsvorrichtung, insbesondere des Betätigungselementes im Fahrzeug und des Fahrzeuggetriebes immer mit möglichst geringer Betätigungskraft den Schaltvorgang zu realisieren.

Unter den die Betätigung des Bedienelementes wenigstens mittelbar charakterisierenden Größen kann wenigstens eine der nachfolgend genannten verstanden werden, wobei diese bei Beginn, d. h. Einleitung der Betätigung des Bedienelementes und / oder während der Betätigung, d. h. zeitlich verzögert erfasst werden;

– die die Betätigung – beispielsweise Bewegungsrichtung, Betätigungsweg und/oder Winkel-beschreibenden Größen
– die die Intensität beschreibenden Größen – beispielsweise Schnelligkeit

Um eine Unterstützung bis zur Einlegung zu gewährleisten, werden dabei während der Betätigung die diese charakterisierenden Größen ebenfalls ermittelt. Dabei wird entweder der gesamte Betätigungsweg überwacht oder aber ein Teil, der den gewünschten einzulegenden Gang und damit den vollständigen Betätigungsweg bereits eindeutig charakterisiert.

Bezüglich der Anordnung der Steuereinrichtung bestehen eine Vielzahl von Möglichkeiten. Diese kann sowohl im Gehäuse der Betätigungsvorrichtung, am Gehäuse der Betätigungsvorrichtung als auch in räumlicher Entfernung von diesem angeordnet sein. Dabei kann es sich hierbei im einfachsten Fall um ein einfaches Übertragungsglied handeln, welches das Betätigungssignal am Betätigungselement direkt in eine Stellgröße für die Antriebsmaschine umsetzt. Denkbar ist jedoch auch eine direkte Steuerung, insbesondere hinsichtlich der Größe, wobei hier zusätzlich noch die Bewegung des Betätigungselementes und die Intensität der Bewegung mit erfasst wird. Bei letztgenannter Möglichkeit kann es sich dabei um ein der Betätigungsvorrichtung zugeordnetes Steuergerät handeln oder aber bei räumlich entfernter Anordnung kann diese Funktion auch von einer ohnehin im Fahrzeug vorhandenen Steuereinrichtung mit übernommen werden. Die entsprechenden Signale können dabei elektronisch oder drahtlos übertragen werden.

Bezüglich der konkreten Ausgestaltung in der Verbindung zwischen der Antriebsmaschine und dem Betätigungselement bestehen eine Vielzahl von Möglichkeiten. Im einfachsten Fall wird ein Koppelmechanismus gewählt, der hinsichtlich seiner Auslegung derart konzipiert ist, dass mit kleinen Unterstützungskräften möglichst hohe Momente auf das Betätigungselement übertragen werden können.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung wird die erfindungsgemäße Lösung für eine Betätigungsvorrichtung gemäß Anspruch 11 eingesetzt. Bei dieser handelt es sich um eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung, die bei Kraftübertragung nur durch das Aufbringen von Zugkräften charakterisiert ist.

Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im Einzelnen folgendes dargestellt:

1a und 1b verdeutlichen in schematisch vereinfachter Darstellung den Grundaufbau und das Grundprinzip einer erfindungsgemäß gestalteten Betätigungsvorrichtung;

2a u. 2b verdeutlichten in schematisierter Darstellung den Aufbau einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung;

3a und 3b verdeutlichen in schematisierter Darstellung den Aufbau einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung.

Die 1a verdeutlicht in schematisch vereinfachter Darstellung den Grundaufbau und die Grundfunktion einer erfindungsgemäß gestalteten Betätigungsvorrichtung 1 zur Steuerung des Gangwechsels in einem Fahrzeuggetriebe 2, umfassend eine Schaltachse 3, welche eine translatorische und/oder rotatorische Bewegung ausführen kann. Die Betätigungsvorrichtung 1 umfasst dabei ein Betätigungselement 4 in Form eines Schaltknüppels oder Schalthebels 5. Dieser ist mechanisch mit der Schaltachse 3 verbunden. Die Betätigungsvorrichtung 1 umfasst ferner ein Gehäuse 6, in welchem das Betätigungselement 4 bewegbar gelagert beziehungsweise geführt ist. Das Gehäuse 6 weist dazu eine Öffnung 7 auf, die vorzugsweise so ausgeführt wird, dass die Bewegungen des Schalthebels 5 nicht behindert werden. Deshalb wäre auch eine Schaltkulisse 8 nicht zwingend erforderlich.
Dazu ist das Betätigungselement 4 je nach Ausführung drehbar und/oder kippbar und/oder in axialer Richtung verschiebbar gelagert. Dabei können die einzelnen beschriebenen Bewegungen für einzelne Schaltvorgänge auch einander überlagert sein. Erfindungsgemäß ist eine Schaltunterstützungseinrichtung 9 vorgesehen, welche eine Antriebsmaschine 10 umfasst, die mit dem Betätigungselement 4 mechanisch gekoppelt ist, wobei die Anbindung vorzugsweise hier innerhalb des Gehäuses 6 erfolgt. Dies bedeutet, dass je nach Ausgestaltung der Verbindung zwischen der Antriebswelle 11 der Antriebsmaschine 10 und dem Betätigungselement 4 ebenfalls eine entsprechende Kopplung 12 vorzusehen ist. Im einfachsten Fall erfolgt die Ausgestaltung der Kopplung 12 in Form eines einfachen Hebelmechanismus 19. Als Antriebsmaschine 10 wird in der Regel ein Elektromotor 14 verwendet, welcher die Funktion eines Servomotors übernimmt, wobei aufgrund der zu erbringenden Leistung auf standardmäßig in Lastfahrzeugen eingesetzte Scheibenwischermotoren oder ähnliche Standardprodukte, insbesondere Motoren mit einem ähnlichen Leistungsbereich zurückgegriffen werden kann. Wie bereits ausgeführt ist die Antriebsmaschine 10 im Gehäuse 6 integriert und dort gelagert. Die Ansteuerung erfolgt über eine Steuereinrichtung 15, welche in Form eines Steuergerätes vorliegen kann oder aber bei Ausführung mit räumlich entfernter Anordnung der zur Realisierung der Steuerungsfunktion erforderlichen Komponenten auch als virtuelle Steuereinrichtung 15 ausgebildet werden kann. Die Steuereinrichtung 15 in Form des Steuergerätes ist dabei direkt im Gehäuse 6 integriert. Denkbar ist auch eine Anordnung am Gehäuse 6 oder in räumlicher Entfernung zu diesem. Diese weiteren Möglichkeiten sind in der 1a dabei in schematisiert vereinfachter Darstellung mit unterbrochener Linie wiedergegeben. Der Antriebsmaschine 10 ist dazu eine Stelleinrichtung 16 zugeordnet, bei welcher es sich beispielsweise um eine Einrichtung zur Steuerung der Spannungsversorgung oder ähnliches handeln kann. Diese Stelleinrichtung 16 ist dabei über die Steuereinrichtung 15 ansteuerbar, das heißt entweder elektronisch oder drahtlos mit dieser gekoppelt. Ferner ist am Betätigungselement 4 eine Einrichtung zur Erfassung einer Betätigung des Betätigungselementes 17 vorgesehen, welche vorzugsweise in Form eines Signalgebers vorliegt und ein entsprechendes Signal für die Steuereinrichtung 15 generiert, wobei auf der Grundlage zumindest dieses Signals eine Ansteuerung der Antriebsmaschine 10 erfolgt. Wie bereits ausgeführt, kann die Verbindung zwischen der Antriebsmaschine 10, insbesondere der Antriebswelle 11 und dem Betätigungselement 4, verschiedenartig ausgeführt sein. Im einfachsten Fall wird eine Koppelstruktur in Form eines Koppelmechanismus 18 gewählt, die die Antriebsmaschine 10, insbesondere die Antriebswelle 11, mit dem Betätigungselement 4 verbindet. Dabei ist je nach Anordnung der Antriebsmaschine 10 zumindest immer eine rotatorische Bewegung in eine translatorische oder Kippbewegung umzusetzen beziehungsweise bei senkrechter Ausführung der Achse der Antriebswelle 11 zur Achse A₄ des Betätigungselementes 4 zusätzlich eine Umlenkung erforderlich. Im einfachsten Fall wird dies wie in der 1a dargestellt über einen Hebelmechanismus 19 gewährleistet, der das Betätigungselement 4 mit der Antriebsmaschine 10 verbindet. Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht dabei eine Unterstützung einer Schaltbewegung des Betätigungselementes 4. Die notwendigen manuellen Kräfte zum Überbrücken der Synchronisation des Getriebes 2 werden somit zusätzlich elektrisch unterstützt, wobei konstruktiv hier eine sehr einfache Lösung gefunden wurde.
Bei der in der 1a dargestellten Ausführung erfolgt die Anbindung der Schaltunterstützungseinrichtung 9 am Betätigungselement 4 innerhalb des Gehäuses 6. Denkbar ist jedoch auch, entsprechend der Ausgestaltung des Betätigungselementes 4 und der Lagerung im Gehäuse 6, eine Ankopplung der Verbindung zwischen der Antriebsmaschine 10 und dem Betätigungselement 4 außerhalb des Gehäuses 6.
Die erfindungsgemäße Lösung der Kombination eines Betätigungselementes 4 mit einer Schaltunterstützungseinrichtung 9 ist nicht auf eine konkrete Ausführung einer Betätigungsvorrichtung 1 beschränkt. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung wird die Schaltunterstützungseinrichtung 9 jedoch mit einer Betätigungsvorrichtung 1.2 gemäß 1b in stark schematisierter Ausführung und gemäß der 2a und 2b sowie 3a und 3b ausgeführt. Bei diesen sind die Steuereinrichtung 15 sowie die Antriebsmaschine 10 im Gehäuse 6 integriert.
Die 2a verdeutlicht dabei anhand einer ersten Ausführungsform der Schalteinrichtung eine Ansicht von vorn, während die 2b eine Ansicht von hinten wiedergibt. Dabei ist die gesamte Betätigungsvorrichtung mit 1.2 bezeichnet. Die Anordnung der Schaltunterstützungseinrichtung 9 ist nur ganz stark schematisiert wiedergegeben in unterbrochener Linienführung. Diese umfasst wie bereits ausgeführt ein Betätigungselement 4.2, das rotierbar mit einem Block 20 gekoppelt ist, der seinerseits im Gehäuse 6.2 der Einrichtung rotierbar gelagert ist. Die Achslinien 21 und 22, um die herum jeweils ein hakenförmiges Element 23 und der Block 20 rotieren können, kreuzen sich dabei in einem 90 Grad Winkel. Das hakenförmige Element 23 umfasst zwei Ankoppelpunkte 24 und 25, die an beiden Seiten der Achslinie 21 liegen, um die sie rotieren können. Der Block 20 ist mit einem Ankoppelpunkt 26 versehen, der auf der Achslinie 21 gelegen ist, um die die Ankoppelpunkte 24 und 25 rotieren können, jedoch an der anderen Seite der Achslinie 22 als die Ankoppelpunkte 24 und 25. Die Ankoppelpunkte 24 und 25 sind über zwei Bowdenzüge 27 und 28 mit den Ankoppelpunkten 29 und 30 verbunden, die an einem Konstruktionsteil 31 angeordnet sind, das rotierbar mit einem Konstruktionsteil 32 verbunden ist, welches fest mit einer Schaltachse 3 eines nicht dargestellten Wechselgetriebes 2 verbunden ist. Der Konstruktionsteil 31 ist rotierbar mit einer Reaktionsstange 33 verbunden, die mit ihrem anderen Ende 34 mit dem Gehäuse des nicht dargestellten Gangwechselgetriebes 2 gekoppelt ist. Das mit der Schaltachse 3 verbundene Konstruktionsteil 32 ist an seiner anderen Seite der Achslinie sowie der Schaltachse 3 mit einem Hebel 35 versehen, der seinerseits einen Ankoppelpunkt 36 hat, wobei der mit dem Betätigungselement verbundene Ankoppelpunkt 26 über einen dritten Bowdenzug 37 mit dem Ankoppelpunkt 36 verbunden ist. Zur Spannung des Außenzuges des dritten Bowdenzuges 37 in Zugrichtung des Innenzugs werden alle Züge in ihrer Zugrichtung vorgespannt, so dass ein Spiel im System vollständig ausgeglichen werden kann. Zu erkennen ist hier ferner die Anordnung der Antriebsmaschine 10, sowie des Koppelmechanismus 18 mit dem Betätigungselement 4.2. Die Funktionsweise der Einrichtung gestaltet sich wie folgt:
Um die richtige Schaltstraße zu wählen, wird das Betätigungselement 4.2 gemäß 1a zum Beispiel nach rechts bewegt, wobei das hakenförmige Element 23 ebenfalls nach rechts rotiert und der Ankoppelpunkt 24 aufwärts geht, während der Ankoppelpunkt 25 abwärts geht. Der Ankoppelpunkt 26 bleibt dabei an Ort und Stelle, weil dieser sich auf der Rotationsachse 21 befindet. Da die Bewegungen der Ankoppelpunkte 24 und 25 über die Bowdenzüge 27 und 28 an die Ankoppelpunkte 29 und 30 übertragen werden, wird das Konstruktionsteil 31 im Uhrzeigersinn um seinen Rotationspunkt drehen. Weil das Konstruktionsteil 31 rotierbar mit einem ortsfesten Element 38 verbunden ist, wird dabei der Rotationspunkt beziehungsweise die Rotationsachse 39 des Konstruktionsteils 31 aufwärts gehen und die Schaltachse 3 ebenfalls mit nach oben bewegt werden. Bewegt man das Betätigungselement 4.2 in einer anderen Richtung, das heißt beispielsweise nach links, wird der Ankoppelpunkt 24 abwärts und der Ankoppelpunkt 25 aufwärts bewegt, welche Bewegungen über die Bowdenzüge 27 und 28 wiederum auf die Ankoppelpunkte 29 und 30 übertragen werden. Das Konstruktionsteil 31 erfährt dann eine Rotationsbewegung im Gegenuhrzeigersinn, was daraus hinausläuft, dass die Rotationsachse 39 abwärts geht und damit auf die Schaltachse 3 abwärts, das heißt in vertikaler Richtung bewegt wird. Wird das Betätigungselement 4.2 vorwärts oder aber rückwärts bewegt, wird dadurch der Block 20 um die Achslinie 22 rotieren, wobei der Ankoppelpunkt 26 aufwärts oder abwärts bewegt wird, welche Bewegung über dem Bowdenzug 37 an den Ankoppelpunkt 36 weitergeleitet wird. Dies hat zur Folge, dass der Ankoppelpunkt 36 vorwärts oder rückwärts bewegt wird, wodurch dann die Schaltachse 3 in eine Rotationsbewegung versetzt wird. Gleichzeitig mit der Auf- oder Abwärtsbewegung des Ankoppelpunktes 26 bewegen sich die Ankoppelpunkte 24 und 25 ebenfalls abwärts oder aufwärts, welche Bewegungen über die Bowdenzüge 27 und 28 an die Ankoppelpunkte 29 und 30 auf das Konstruktionsteil 31 übertragen, welches dann ebenfalls vorwärts oder rückwärts bewegt und dabei eine Rotationsbewegung um die Achslinie der Schaltachse 3 ausführt. Zu erkennen in den 2a und 2b ist dabei in schematisch vereinfachter Darstellung die Anordnung der Steuereinrichtung, insbesondere des Steuergerätes 15 sowie der Antriebsmaschine 10 und deren Kopplung mit dem Betätigungselement 4.2. Mit dieser Schaltelementunterstützungseinrichtung 9 wird somit ein Kraftverstärker geschaffen, der die vom Fahrer auf das Betätigungselement 4.2 ausgeübten Kräfte sehr gering sein lässt, da diese quasi über die Schaltelementunterstützungseinrichtung 9 zusätzlich auf die Bowdenzüge 27 und 28 übertragen werden.
Eine analoge Ausführung, jedoch mit in den Ansichten erfolgter Vertauschung der Bowdenzuganschlussanordnung, ist in den 3a und 3b wiedergegeben. 3a verdeutlicht anhand einer Darstellung gemäß 1b das Grundprinzip der erfindungsgemäßen Lösung in einer modifizierten Betätigungsvorrichtung 1.2, welche nach dem Grundprinzip der in den 2a, 2b dargestellten Ausführung arbeitet. Zu erkennen ist hier ebenfalls die Integration der Schaltunterstützungsvorrichtung 9 in das Gehäuse 6 und ferner die Anordnung der Steuereinrichtung 15 wenigstens teilweise, vorzugsweise vollständig im Gehäuse 6 3b verdeutlicht dabei im Detail anhand einer Ansicht gemäß 2a den Aufbau der Betätigungsvorrichtung 1.2. Da diese nach dem gleichen Grundprinzip wie in 2a, 2b fungiert, werden für gleiche Elemente die gleichen Bezugszeichen verwendet. Auf die Funktion wird im Einzelnen nicht gesondert eingegangen. Diesbezüglich wird auf die Ausführungen zu den 2a, 2b verwiesen.
Bei den in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungen ist vorzugsweise die Schaltunterstützungseinrichtung 9 vollständig im Gehäuse 6 zur Führung und Lagerung des Betätigungselementes 4, 4.2 integriert. Ausführungen in aufgelöster Bauweise, d. h. zumindest mit teilweise außerhalb des Gehäuse 6 angeordneten Elementen sind ebenfalls denkbar.

1, 1.2: Betätigungsvorrichtung
2.: Fahrzeuggetriebe
3.: Schaltachse
4, 4.2: Betätigungselement
5: Schaltknüppel
6: Gehäuse
7: Öffnung
8: Schaltkulisse
9: Schaltunterstützungseinrichtung
10: Antriebsmaschine
11: Antriebswelle
12: Kopplung
13: Hilfskulisse
14: Elektromotor
15, 15', 15'',: Steuereinrichtung
16: Stelleinrichtung
17: Einrichtung zur Erfassung der Betätigung des
: Betätigungselementes
18: Koppelmechanismus
19: Hebelmechanismus
20: Block
21: Achslinie
22: Achslinie
23: hakenförmiges Element
24: Ankoppelpunkt
25: Ankoppelpunkt
26: Ankoppelpunkt
27: Bowdenzug
28: Bowdenzug
29: Ankoppelpunkt
30: Ankoppelpunkt
31: Konstruktionsteil
32: Konstruktionsteil
33: Reaktionsstange
34: Ende
35: Hebel
36: Ankoppelpunkt
37: Bowdenzug
38: ortsfestes Element
39: Rotationsachse

Claims

Betätigungsvorrichtung (1, 1.2) zur Steuerung des Gangwechsels eines Fahrzeuggetriebes (2), umfassend eine Schaltachse (3), die translatorische und/oder rotatorische Bewegungen ausführen kann; 1.1 mit einem Betätigungselement (4, 4.2), welches mechanisch mit der Schaltachse (3) gekoppelt ist; 1.2 mit einem Gehäuse (6), in welchem das Betätigungselement (4, 4.2) gelagert und bewegbar geführt ist; 1.3 mit einer Schaltunterstützungseinrichtung (9); gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: 1.4 die Schaltunterstützungseinrichtung (9) umfasst eine Antriebsmaschine (10), die im Gehäuse (6) der Betätigungsvorrichtung (1, 1.2) angeordnet ist und mechanisch mit dem Betätigungselement (4, 4.2) verbunden ist; 1.5 mit einer der Schaltunterstützungseinrichtung (9) zugeordneten Steuereinrichtung (15), die mit der Stelleinrichtung (16) der Antriebsmaschine (10) gekoppelt ist; 1.6 mit einer Einrichtung zur Erfassung wenigstens einer, die Betätigung des Betätigungselementes (4, 4.2) wenigstens mittelbar charakterisierenden Größe und zur Generierung eines Signals zur Verarbeitung in der Steuereinrichtung (15) zur Erzeugung eines Stellsignals für die Stelleinrichtung (16).
Betätigungsvorrichtung (1, 1.2) nach Anspruch 1, dadurch charakterisiert, dass die Steuereinrichtung (15) im Gehäuse (6) angeordnet ist.
Betätigungsvorrichtung (1, 1.2) nach Anspruch 1, dadurch charakterisiert, dass die Steuereinrichtung (15) am Gehäuse (6) angeordnet ist.
Betätigungsvorrichtung (1, 1.2) nach Anspruch 1, dadurch charakterisiert, dass die Steuereinrichtung (15) in räumlicher Entfernung zum Gehäuse (6, 6.2) angeordnet ist.
Betätigungsvorrichtung (1, 1.2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmaschine (10) über einen Koppelmechanismus (18) mit dem Betätigungselement (4, 4.2) verbunden ist.
Betätigungsvorrichtung (1, 1.2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Koppelmechanismus (18) als Hebelmechanismus (19) ausgebildet ist.
Betätigungsvorrichtung (1, 1.2) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anbindung des Koppelmechanismus (18) an das Betätigungselement (4, 4.2) innerhalb des Gehäuses (6) erfolgt.
Betätigungsvorrichtung (1, 1.2) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anbindung des Koppelmechanismus (18) an das Betätigungselement (4, 4.2) außerhalb des Gehäuses (6) erfolgt.
Betätigungsvorrichtung (1, 1.2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Koppelmechanismus (18) in einer Hilfskulisse (13) geführt ist.
Betätigungsvorrichtung (1, 1.2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Kopplung zwischen dem Betätigungselement (4, 4.2) mit der Schaltachse (3) mindestens einen Bowdenzug umfasst.
Betätigungsvorrichtung (1, 1.2) nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: 11.1 das Betätigungselement (4, 4.2) ist mit einem hakenförmigen Element (23) und einem Block (20) verbunden, die derartig in der Betätigungsvorrichtung (1, 1.2) gelagert sind, dass diese eine Kippbewegung um eine erste Achslinie (21) herum sowie eine Kippbewegung um eine zweite Achslinie (22) ausführen können, wobei die Achslinien (21, 22) sich kreuzen; 11.2 das hakenförmige Element (23) weist einen ersten (24) und einem zweiten Ankoppelpunkt (25) auf, die an einer Seite der zweiten Achslinie (22) und an beiden Seiten der ersten Achslinie (21) liegen, und der Block (20) weist einen dritten Ankopplungspunkt (26) auf, der an der anderen Seite der zweiten Achslinie (22) auf der ersten Achslinie (21) angeordnet ist, wobei die Ankoppelpunkte (24, 25, 26) mit Ankoppelpunkten (29, 30, 36) von wenigstens einem weiteren zweiten Konstruktionselement (32) verbunden sind, das mit der Schaltachse (3) durch Kraftübertragungsmittel (27, 28, 37) zusammenwirkt, die ausschließlich in einer einzigen Richtung wirkende Kräfte übertragen; 11.3 das hakenförmige Element (23) und der Block (20) sind mit zwei senkrechten Achsen (21, 22) versehen, die im Gehäuse (6) angeordnet sind, wobei die Schaltachse (3) mit dem zweiten Konstruktionselement (32) gekoppelt ist, das an einer Seite der Schaltachs-Achslinie mit einem rotierbar damit verbundenen ersten Konstruktionselement (31) ausgeführt ist, das mit den zwei zu beiden Seiten einer Rotationsachse gelegenen Ankoppelpunkten (29, 30) versehen ist; 11.4 das erste Konstruktionselement (31) ist rotierbar mit einer mit dem Gangwechselgetriebe verbundenen Reaktionsstange (33) gekoppelt, wobei der erste und Ankopplungspunkt (29, 30) mit den Ankopplungspunkten (24, 25) am hakenförmigen Element (23) verbunden sind; 11.5 das zweite Konstruktionselement (32) weist an der, dem ersten Konstruktionselement gegenüberliegenden Seite der Schaltachs-Achslinie einen Ankopplungspunkt (36) auf, wobei der Ankopplungspunkt (36) mit dem Ankopplungspunkt (26) des Blocks (20) und des hakenförmigen Elementes (23) verbunden ist; 11.6 die Kraftübertragungsmittel (27, 28, 37) sind fest mit den Ankopplungspunkten (29, 30, 36, 24, 25, 26) der einzelnen Konstruktionselemente (31, 32), des Blocks (20) und des hakenförmigen Elementes (23) gekoppelt.
Betätigungsvorrichtung (1, 1.2) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragungsmittel derart mit dem zweiten Konstruktionselement (32) und dem ersten Konstruktionselement (23) verbunden sind, dass die hin- und hergehende Bewegung der Schaltachse (3) quer zu dem Teil der Kraftübertragungsmittel (27, 28, 37) ausgerichtet ist, der direkt an die Konstruktionselement (32, 23) angrenzt.
Betätigungsvorrichtung (1, 1.2) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragungsmittel durch hydraulische Mediumsäulen gebildet werden, die in dazu geeigneten Leitungen enthalten sind, wobei jede Leitung an ihren beiden Enden mit einem Zylinder versehen ist, in dem ein Kolben enthalten ist, dessen Stange mit einem dazugehörenden Ankoppelpunkt gekoppelt ist und die Mediumsäulen jeweils ausschließlich auf Druck beansprucht sind.
Betätigungsvorrichtung (1, 1.2) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragungsmittel (27, 28, 37), die den genannten dritten Ankoppelpunkt (26) am ersten Konstruktionselement und den genannten weiteren Ankoppelpunkt (36) am zweiten Konstruktionselement (32) miteinander verbinden, vorgespannt sind.