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Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung für ein automatisches oder automatisiertes mehrgängiges Getriebe eines Kraftfahrzeugs, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Weiterhin betrifft die Erfindung ein mit dieser Schaltvorrichtung angesteuertes automatisches oder automatisiertes Kraftfahrzeug-Getriebe sowie ein mit dieser Schaltvorrichtung betriebenes Kraftfahrzeug.
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Aus der Praxis sind Schaltvorrichtungen bekannt, bei denen der Fahrer eines Kraftfahrzeugs über einen Wählhebel einen Automatik-Fahrmodus mit automatischer Gangauswahl ansteuern kann, in dem ein automatisches oder automatisiertes Getriebe des Kraftfahrzeugs betrieben werden soll. Üblicherweise ist hierfür ein Wählhebel mit mehreren Schaltpositionen in einer Schaltgasse vorgesehen. Üblicherweise kann der Fahrer mit dem Wählhebel mechanisch eine Schaltposition P für Parken, R für Rückwärtsfahrt, N für Neutral (Leerlauf) und D für Vorwärtsfahrt (Drive) anwählen. In Schaltposition D wird üblicherweise ein automatisches Schalten zwischen der kleinsten und größten vorhandenen Gangstufe des Getriebe in Abhängigkeit von der Stellgeschwindigkeit des Gaspedals, der Motordrehzahl, der Fahrzeugbeschleunigung und weiterer wichtiger, in einem elektronischen Getriebesteuergerät zur Verfügung stehender Größen vorgenommen.
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Weiter weisen aus der Praxis bekannte Schaltvorrichtungen häufig eine weitere Schalteinrichtung auf, mittels der der Fahrer zwischen dem Automatik-Fahrmodus mit automatischer Gangauswahl und einen Manuell-Fahrmodus auswählen kann. So genannten „Tipp-Schaltung“ im Manuell-Fahrmodus geben dem Fahrer des Kraftfahrzeugs die Möglichkeit eines vereinfachten manuellen Betriebs, beispielsweise zur Realisierung einer sportlicheren Fahrweise. Im Manuell-Fahrmodus erfolgt eine Schaltung in eine nächsttiefere oder nächsthöhere Gangstufe des Getriebes durch Antippen eines geeigneten Schalters, Tasters oder Sensors an einer vom Fahrer manuell bedienbaren Wähleinrichtung. Ein derartige Schaltvorrichtung ist beispielsweise aus der
DE 38 07 881 C2 bekannt, bei der ein „Manuell-Programm“ der Tippschaltung mittels einer zur Schaltgasse des dynamischen Getriebeschaltprogramms parallelen zweiten Schaltgasse realisiert ist. Zur Aktivierung des Manuell-Programms wird ein Wählhebel über eine Quergasse in eine zweite Schaltgasse geführt, in der er in nicht betätigter Stellung in neutraler Mittellage gehalten ist. Zur Auslösung von Hochschaltungen und Rückschaltungen im Getriebe wird dieser jeweils manuell verschwenkt, wobei die Schaltbewegungen des Wählhebels durch Sensoren erfasst werden, deren Signale in das elektronische Getriebesteuergerät eingehen.
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Aus der
EP 0 444 250 B1 beispielsweise ist eine andere Schaltvorrichtung für ein automatisches Kraftfahrzeuggetriebe bekannt, die zusätzlich zu dem aus der
DE 38 07 881 C2 bekannten Wählhebel mit den zwei Schaltgassen eine nahe dem Lenkrad des Kraftfahrzeugs angeordnete zweite Wähleinrichtung aufweist, die der Fahrer zur Vorgabe von Gangwechseln manuell bedienen kann. Diese zweite Wähleinrichtung besteht aus mehreren elektrischen Schaltern oder Tastern, deren elektrische Schaltbefehle von einem elektronischen Getriebesteuergerät ausgewertet werden und im Getriebe letztlich zum angeforderten Gangwechsel führen.
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Die
DE 197 09 506 A1 beschreibt ebenfalls ein Schaltsteuersystem zur Verwendung in einem Automatikgetriebe, mit welchem ein Übersetzungsverhältnis des Automatikgetriebes über eine automatische oder eine manuelle Vorgabe veränderbar ist. Eine automatische Schaltsteuerung des Automatgetriebes erfolgt dabei, wenn sich das Kraftfahrzeug in einem Betriebsbereich befindet, in dem eine manuelle Vorgabe zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses, insbesondere um einen Überlastschutz des Automatikgetriebes zu gewährleisten, unterdrückt ist. Die Akzeptanz des manuellen Hochschalt- bzw. Herunterschalt-Steuerbefehls ist hier solange unterdrückt, bis eine vorbestimmte Zeit nach dem Auftreten der automatischen Schaltung verstrichen ist.
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Bei allen beschriebenen Lösungen mit einer zusätzlich zu dem normalen Schaltprogramm vorgesehenen manuellen Tipp-Schaltung wird durch Antippen eines Plus-Sensors in den nächsthöheren Gang manuell hochgeschaltet oder durch Antippen eines Minus-Sensors manuell in den nächstniedrigeren Gang runtergeschaltet. Um dem Fahrer ein direktes Rück- oder Hochschalten um mehrere Gangstufen im Manuell-Programm zu ermöglichen, kann am Wählhebel zusätzlich zur Schaltposition zur Einfachschaltung eine weitere Schaltposition zum Auslösen von Schaltungen über zwei oder mehrere Gangstufen vorgesehen sein, sowohl für Hochschaltungen wie auch für Rückschaltungen. Prinzipiell jedoch birgt die Anordnung weiterer Schaltpositionen, sei es in Form von Wählhebelstellungen oder zusätzlicher Tasterstufen, stets eine erhöhte Gefahr von Fehlbedienungen. Ein typischer Fall einer solchen Fehlbedienung ist, dass der Fahrer nach einem ersten Tippbefehl versehentlich einen zweiten Tippbefehl auslöst, was besonders dann häufiger vorkommen kann, wenn das Kraftfahrzeug mit zwei voneinander getrennten, lokal beabstandet angeordneten und unabhängig voneinander betätigbaren Tipp-Vorrichtungen ausgestattet ist, beispielsweise mit einer ersten Tipp-Vorrichtung am Wählhebel und einer zweiten Tipp-Vorrichtung am Lenkrad des Kraftfahrzeugs.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vom Fahrer bedienbare Schaltvorrichtung für ein automatisches oder automatisiertes Getriebes beliebiger Bauart eines Kraftfahrzeugs beliebiger Bauart darzustellen, die mehrere – zumindest zwei – räumlich voneinander getrennt angeordnete und von dem Fahrer unabhängig voneinander manuell bedienungssicher betätigbare Wähleinrichtungen zum Auslösen von Gangwechseln in dem Getriebe aufweist.
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Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe durch eine die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweisende Schaltvorrichtung für ein automatisches oder automatisiertes Kraftfahrzeug-Getriebe. Ein mit dieser erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung betriebenes automatisches oder automatisiertes Kraftfahrzeug-Getriebe ist Gegenstand des Patentanspruchs 8. Ein Kraftfahrzeug mit einem automatischen oder automatisierten Getriebe, das mittels der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung betrieben wird, ist Gegenstand des Patentanspruchs 9. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Demnach wird eine Schaltvorrichtung für ein automatisches oder automatisiertes mehrgängiges Getriebes eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, welche ein Steuergerät zum Auslösen von Gangwechseln im Getriebe, mindestens zwei vom Fahrer des Kraftfahrzeugs unabhängig voneinander manuell bedienbare Wähleinrichtungen zur Vorgabe eines Gangwechsels für das Steuergerät, sowie eine im Steuergerät implementierte Steuerfunktion umfasst. Die Steuerfunktion dient dabei zum Erkennen und Auswerten von den von den Wähleinrichtungen zur Vorgabe der Gangwechsel ausgegebenen Schaltbefehlen und zum Ansteuern des Getriebes in Abhängigkeit der Auswertung der Schaltbefehle.
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Die Bauart der beiden Wähleinrichtungen ist im Rahmen der Erfindung genauso beliebig wie deren räumliche Lage im Kraftfahrzeug. Als Ausführungsbeispiel für die erste Wähleinrichtung sei ein aus dem Stand der Technik bekannter, im Bereich der Mittelkonsole zwischen Fahrer- und Beifahrersitz des Kraftfahrzeugs angeordneter Wählhebel mit Tipptastern genannt. Als Ausführungsbeispiel für die zweite Wähleinrichtung seien die ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannte, nahe am Lenkrad des Kraftfahrzeugs angeordnete – auch Paddles genannte – Schaltwippen mit Tipptastern oder auch im Lenkrad integrierte Tipptaster genannt.
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Erfindungsgemäß löst die Steuerfunktion des Steuergerätes einen ersten Gangwechsel im Getriebe nur dann aus, wenn der Fahrer den ersten Gangwechsel an nur einer der verfügbaren Wähleinrichtungen vorgibt. Wenn also der Fahrer den ersten Gangwechsel zeitgleich an zwei verschiedenen Wähleinrichtungen vorgibt, diese Wähleinrichtungen also zeitgleich betätigt, dann löst die Steuerfunktion des Steuergerätes den vom Fahrer geforderten ersten Gangwechsel im Getriebe nicht aus. Wenn hingegen der Fahrer nur eine der verfügbaren Wähleinrichtungen zur Vorgabe des ersten Gangwechsels betätigt, löst die Steuerfunktion des Steuergerätes den vom Fahrer geforderten ersten Gangwechsel im Getriebe auch aus.
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Erfindungsgemäß ist auch vorgesehen, dass dann, wenn der Fahrer an einer der verfügbaren Wähleinrichtungen während des laufenden ersten Gangwechsels einen zweiten Gangwechsel vorgibt, die Steuerfunktion des Steuergerätes den zweiten Gangwechsel nur dann im Getriebe auslöst, wenn der erste und zweite Gangwechsel an derselben Wähleinrichtung vorgegeben wurden. Die zeitliche Länge des ersten Gangwechsels hat hierauf keinen Einfluss.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Steuerfunktion des Steuergerätes einen Gangwechsel im Getriebe stets nur dann auslöst, wenn zusätzlich vordefinierte Bedingungen erfüllt sind, in vorteilhafter Weise zum Schutz des Getriebes und auch zum Schutz eines das Getriebe antreibende Motors des Kraftfahrzeugs. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Steuerfunktion des Steuergerätes einen Gangwechsel im Getriebe nicht auslöst, wenn das Einlegen des durch den Gangwechsel definierten Zielgang des Getriebes zu einem getriebeinternen Fehler führen würde, der durch eine Getriebediagnosefunktion bereits zum Zeitpunkt der Gangwechselvorgabe bekannt ist. Beispielsweise kann auch vorgesehen sein, dass die Steuerfunktion des Steuergerätes einen Gangwechsel im Getriebe nicht auslöst, wenn die Drehzahl des das Getriebe antreibenden Motors des Kraftfahrzeugs und/oder die Drehzahl einer Eingangswelle des Getriebes, die sich beim Gangwechsel im Zielgang ergeben kann, einen vordefinierten unteren Grenzwert unterschreiten und einen vordefinierten oberen Grenzwert überschreiten würde, einerseits zum Schutz gegen unbeabsichtigtes Abwürgen des Motors bei einer vom Fahrer manuell ausgelösten Hochschaltung, anderseits zum Schutz gegen eine unzulässig hohe Drehzahl bei einer vom Fahrer manuell ausgelösten Rückschaltung.
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In einer anderen hinsichtlich Kosten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Steuergerät gleichzeitig ein elektronisches Getriebesteuergerät. Hierbei ist die zum Erkennen und Auswerten von den von den Wähleinrichtungen zur Vorgabe der Gangwechsel ausgegebenen Schaltbefehlen und zum Ansteuern des Getriebes in Abhängigkeit der Auswertung der Schaltbefehle vorgesehene Steuerfunktion integraler Bestandteil des Funktionsumfangs der elektronischen Getriebesteuerung. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass das im Rahmen der Erfindung vorgesehene Steuergerät ein signaltechnisch mit einem elektronischen Getriebesteuergerät verbundenes autarkes Bauteil des Kraftfahrzeugs ist. Abweichend davon kann das im Rahmen der Erfindung vorgesehene Steuergerät auch zusammen mit einer der Wähleinrichtungen eine gemeinsame Baueinheit bilden, die signaltechnisch mit einem elektronischen Getriebesteuergerät verbunden ist.
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Die Bauart des durch die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung betreibbaren Getriebes ist im Rahmen der Erfindung beliebig und nicht beschränkt auf eine spezielle Ausführungsvariante. Die Auswahl des für den jeweiligen Einsatzzweck geeigneten Getriebetyps (beispielsweise ein automatisiertes Schaltgetriebe, ein klassisches Stufenautomatgetriebe, ein stufenloses Automatgetriebe oder ein Doppelkupplungsgetriebe) und auch die konstruktiv Ausbildung des Getriebes liegt im Ermessen des Fachmanns.
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In gleicher Weise ist die Bauart des Kraftfahrzeugs, in das die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung zum Betreiben des Getriebes dieses Kraftfahrzeugs eingebaut ist, im Rahmen der Erfindung beliebig und nicht beschränkt auf eine spezielle Ausführungsvariante.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein Blockschaltbild für den Signalfluss einer Schaltvorrichtung mit zwei unabhängig voneinander betätigbaren Tipp-Vorrichtungen für ein automatisches oder automatisiertes Getriebe eines Kraftfahrzeugs;
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2 den zeitlichen Verlauf einer beispielhaften Schaltanforderung unter Verwendung einer Schaltvorrichtung nach dem Stand der Technik;
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3 den zeitlichen Verlauf einer beispielhaften Schaltanforderung unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung; und
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4 den zeitlichen Verlauf einer anderen beispielhaften Schaltanforderung unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung.
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Das in
1 dargestellte vereinfachte Blockschaltbild ist ein aus dem Stand der Technik bekanntes Beispiel für den Signalfluss einer Schaltvorrichtung mit beispielhaft zwei vom Fahrer unabhängig voneinander betätigbaren Wähleinrichtungen
3,
4 zur manuellen Vorgabe von Gangwechseln eines automatischen oder automatisierten Getriebes
1 eines Kraftfahrzeugs. Die erste Wähleinrichtung
3 sind hier beispielhaft an einem Wählhebel des Kraftfahrzeugs angeordnete Wählhebel-Tipptaster, wie beispielsweise aus der
DE 38 07 881 C2 bekannt. Der elektrische Schaltbefehl zum Hoch- oder Rückschalten, den die erste Wähleinrichtung
3 ausgibt, wenn der Fahrer den oder die Tipptaster der ersten Wähleinrichtung
3 betätigt, ist mit „Tip1“ bezeichnet. Die zweite Wähleinrichtung
4 sind hier beispielhaft im oder nahe dem Lenkrad des Kraftfahrzeugs angeordnete Lenkrad-Tipptastern, wie beispielsweise aus der
EP 0 444 250 B1 bekannt. Der elektrische Schaltbefehl zum Hoch- oder Rückschalten, den die zweite Wähleinrichtung
4 ausgibt, wenn der Fahrer den oder die Tipptaster der zweiten Wähleinrichtung
4 betätigt, ist mit „Tip2“ bezeichnet.
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Gesteuert wird das Getriebe 1 durch ein elektronisches Getriebesteuergerät 2, abhängig von den elektrischen Steuerbefehlen der beiden Wähleinrichtungen 3 und 4. Dabei werden von dem Getriebesteuergerät 2 beim Einlegen der vom Fahrer angeforderten Schaltpositionen (P, R, N, D) und auch beim Durchführen der vom Fahrer angeforderten Gangwechsel stets sowohl diverse aktuelle getriebeinterne Signale verarbeitet als auch weitere aktuelle Fahrzeugsignale, die dem Getriebesteuergerät 2 von anderen elektronischen Steuergeräten des Fahrzeugs zur Verfügung gestellt werden. Beispielhaft in dem Blockschaltbild eingezeichnet ist hier ein mit 5 bezeichnetes Elektronikmodul eines Motorsteuergerätes, welches beispielsweise aktuelle Werte von Drehzahl und Drehmoment des das Getriebe antreibenden Motors an das Getriebesteuergerät 2 übermittelt. Als beispielhafte getriebeinterne Signale seien das Zustandsbit „Schaltung aktiv“, das Steuerbit „Ziel-Gang“, das Zustandbit „Ist-Gang“, ein Getriebefehlercode des Getriebediagnosesystems, die Getriebeausgangsdrehzahl und die Getriebeöltemperatur genannt. Wie das Gangeinlegen und wie die Gangwechsel im Getriebe funktionsseitig durchgeführt werden, ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung beliebig und liegt im Ermessen des Fachmanns.
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Unter Verwendung gleicher Bezeichnungen und gleicher Bezugszeichen zeigen die folgenden 2, 3 und 4 den jeweiligen zeitlichen Verlauf verschiedener vom Fahrer initiierten Schaltanforderungen. Jeweils mit A bezeichnet ist der zeitliche Signalverlauf eines mit „Tip1_plus“ bezeichneten Steuerbits eines an einem Wählhebel-Tipptaster Tip1 (also an der ersten Wähleinrichtung 3) ausgelösten Hochschaltbefehls. Jeweils mit B bezeichnet ist der zeitliche Signalverlauf eines mit „Tip1_minus“ bezeichneten Steuerbits eines an einem Wählhebel-Tipptaster Tip1 (also an der ersten Wähleinrichtung 3) ausgelösten Rückschaltbefehls. Jeweils mit C bezeichnet ist der zeitliche Signalverlauf eines mit „Tip2_plus“ bezeichneten Steuerbits eines an einem Lenkrad-Tipptaster Tip2 (also an der zweiten Wähleinrichtung 4) ausgelösten Hochschaltbefehls. Jeweils mit D bezeichnet ist der zeitliche Signalverlauf eines mit „Tip2_minus“ bezeichneten Steuerbits eines an einem Lenkrad-Tipptaster Tip2 (also an der zweiten Wähleinrichtung 4) ausgelösten Rückschaltbefehls. Alle diese Schaltbefehle sind Steuerbits mit einem Wert von entweder 0 oder 1, wobei der Wert 1 bedeutet, dass der entsprechende Schaltbefehl von der jeweiligen Wähleinrichtung elektrisch ausgegeben wird.
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In den 2, 3 und 4 jeweils mit E bezeichnet ist der zeitliche Verlauf des Zustandsbits „Schaltung aktiv / inaktiv“ bezüglich des aktuellen Schaltungszustands im Getriebe. Dieses Zustandsbit mit einem Wert von entweder 0 oder 1 zeigt an, ob im Getriebe aktuell eine Schaltung bzw. ein Gangwechsel durchgeführt wird oder nicht, wobei der Wert 1 bedeutet, dass im Getriebe aktuell eine Schaltung bzw. ein Gangwechsel irgendeines Typs durchgeführt wird, und wobei der Wert 0 bedeutet, dass im Getriebe aktuell keine Gangschaltungen durchgeführt werden. Jeweils mit F bezeichnet ist der zeitliche Signalverlauf eines mit „Ist-Gang“ bezeichneten Zustandsbits bezüglich des im Getriebe aktuell eingelegten Gangs. Dieses Zustandsbit kann auch als Gangkennung bezeichnet werden und kann ganzzahlige Werte entsprechend der tatsächlichen Vorwärtsgangzahl des Getriebes annehmen. In dem dargestellten Beispiel handelt es sich um ein Achtgang-Getriebe. Jeweils mit G bezeichnet ist der zeitliche Signalverlauf eines mit „Ziel-Gang“ bezeichneten Steuerbits bezüglich desjenigen Gangs, den der Fahrer im Getriebe einzulegen wünscht. Ausgehend vom „Ist-Gang“ ergibt sich der „Ziel-Gang“ aus dem jeweiligen Schaltbefehl.
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In den 2, 3 und 4 jeweils mit „t“ bezeichnet ist die Zeitachse der Signalverläufe A bis G. Der Zeitpunkt des ersten Schaltbefehls ist mit t11, t21, oder t31 bezeichnet, je nachdem, ob es sich um das erste, zweite oder dritte Fallbeispiel handelt. Der Zeitpunkt des zweiten Schaltbefehls ist mit t12, t22, oder t32 bezeichnet, wiederum je nachdem, ob es sich um das erste, zweite oder dritte Fallbeispiel handelt. Der Zeitpunkt eines Gangwechsels im Getriebe ist mit t13, t23, t33 bezeichnet, wiederum je nachdem, ob es sich um das erste, zweite oder dritte Fallbeispiel handelt.
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Als erstes Fallbeispiel wird nun anhand von 2 der zeitliche Verlauf einer beispielhaften vom Fahrer initiierten Schaltanforderung „Tip2_minus folgt Tip1_plus, bevor der Ist-Gang gewechselt hat“ diskutiert, der sich unter Verwendung einer Schaltvorrichtung nach dem Stand der Technik ergibt.
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Die Zeitverläufe F, G und E zeigen, dass sich das Getriebe vor dem ersten Schaltbefehl im vierten Gang befindet, ohne dass eine Schaltung oder ein Gangwechsel aktiv ist: Zustandsbit „Ist-Gang“ und Steuerbit „Ziel-Gang“ haben beide den Wert 4, das Zustandsbit „Schaltung aktiv / inaktiv“ hat den Wert 0. Die gestrichelte senkrechte Linie auf der Zeitachse t im Zeitpunkt t11 markiert den ersten Schaltbefehl: Zum Zeitpunkt t11 betätigt der Fahrer einen Wählhebel-Tipptaster (Tip1), also die erste Wähleinrichtung (3), um eine Hochschaltung vorzugeben. Zeitverlauf A zeigt, dass zu diesem Zeitpunkt t11 der Wert des Steuerbits „Tip1_plus“ von 0 auf 1 springt und solange auf dem Wert 1 verbleibt, wie der entsprechende Taster gedrückt ist. Aus den Zeitverläufen B, C und D ist ersichtlich, dass die den anderen drei Tippvorrichtungen zugeordneten Steuerbits auf ihrem alten Wert 0 verbleiben. Die Zeitverläufe G und F zeigen, dass das Steuerbit „Ziel-Gang“ zum Zeitpunkt t11 entsprechend dem vorgegebenen Schaltbefehl auf einen neuen Wert 5 springt, während das Steuerbit „Ist-Gang“ noch auf seinem alten Wert 4 verbleibt. Der Fahrer wünscht also einen Gangwechsel vom vierten in den fünften Gang. Das Getriebesteuergerät (2) reagiert, leitet den Gangwechsel in geeigneter Weise ein und setzt das Zustandsbit „Schaltung aktiv / inaktiv“ vom Wert 0 auf Wert 1, wie im Zeitverlauf E ersichtlich. Erst nach Abschluss des durch den ersten Schaltbefehl eingeleiteten Gangwechsels kann das Getriebesteuergerät (2) das Steuerbit „Ist-Gang“ entsprechend dem dann eingelegten neuen Gang umschalten.
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Die gestrichelte senkrechte Linie auf der Zeitachse t im Zeitpunkt t12 markiert den zweiten Schaltbefehl: Zum Zeitpunkt t12 betätigt der Fahrer nun versehentlich kurz einen Lenkrad-Tipptaster (Tip2) – also die zweite Wähleinrichtung (4) – derart, dass die zweite Wähleinrichtung (4) elektrisch einen Rückschaltbefehl ausgibt, bevor der durch den ersten Schaltbefehl ausgelöste Gangwechsel vollständig beendet ist. Wie aus dem Zeitverlauf D ersichtlich, springt das Steuerbit „Tip2_minus“ entsprechend dem eigentlich vom Fahrer nicht beabsichtigten Schaltbefehl sofort vom Wert 0 auf Wert 1 und verbleibt solange auf dem Wert 1, wie der entsprechende Taster gedrückt ist. Die den anderen drei Tippvorrichtungen zugeordneten Steuerbits ändern sich zum Zeitpunkt t12 vom Wert her nicht, wie in den Zeitverläufen A, B und C dargestellt. Infolge des versehentlichen zweiten Schaltbefehls springt – wie im Zeitverlauf G dargestellt – auch das Steuerbit „Ziel-Gang“ zum Zeitpunkt t12 zurück auf den Wert 4, also zurück auf den vor dem ersten Schaltbefehl gültigen Getriebegang. Da aber der durch den ersten Schaltbefehl zum Zeitpunkt t11 eingeleitete Gangwechsel zum Zeitpunkt t12 des zweiten Schaltbefehls noch nicht vollständig beendet war, bricht das Getriebesteuergerät (2) die laufende Schaltung ab, gleichwohl dies vom Fahrer eigentlich nicht gewollt war. Erst nach schaltungstechnisch vollständigen Überführen des Getriebes zurück in den Ausgangsgang 4 kann das Getriebesteuergerät (2) das Zustandsbit „Schaltung aktiv / inaktiv“ wieder auf den Wert 0 zurücksetzen, wobei dieser Zeitpunkt in 2 mit t13 bezeichnet ist, siehe Zeitverlauf E. Im Resultat verbleibt das Getriebe also in unerwünschter Weise im Ausgangsgang.
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Würde anstelle des in
2 dargestellten Signalablaufs – in Abwandlung der technischen Lehre der
DE 197 09 506 A1 – der zweite Schaltbefehl solange unterdrückt, bis eine vorbestimmte Zeit nach dem Auslösen und Ausführen der durch den vorangegangenen ersten Schaltbefehl angeforderten Schaltung verstrichen ist, so hätte das Getriebe zwar die vom Fahrer ursprünglich gewünschte Hochschaltung durchgeführt, danach aber mit einem gewissen zeitlichen Versatz für den Fahrer überraschend den zweiten Schaltbefehl und die daran gekoppelte Rückschaltung ausgeführt.
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Im folgenden wird nun anhand von 3 das erstes Fallbeispiel mit dem zeitlichen Verlauf der vom Fahrer initiierten Schaltanforderung „Tip2_minus folgt Tip1_plus, bevor der Ist-Gang gewechselt hat“ diskutiert, wie er sich unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung ergibt.
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Gleich wie in 2, befindet sich das Getriebe in 3 vor dem Zeitpunkt des ersten Schaltbefehls im vierten Gang, ohne dass eine Schaltung oder ein Gangwechsel aktiv ist (siehe Zeitverläufe F, G, E). Die gestrichelte senkrechte Linie auf der Zeitachse t im Zeitpunkt t21 markiert den ersten Schaltbefehl: Wie in 2 betätigt der Fahrer in 3 zum Zeitpunkt t21 einen Wählhebel-Tipptaster (Tip1), also die erste Wähleinrichtung (3), um eine Hochschaltung vorzugeben. Entsprechend springt das Steuerbit „Tip1_plus“ von Wert 0 auf Wert 1 und verbleibt solange auf dem Wert 1, wie der entsprechende Taster gedrückt ist (siehe Zeitverlauf A). Die den anderen drei Tippvorrichtungen zugeordneten Steuerbits verbleiben auf ihrem alten Wert 0 (siehe Zeitverläufe B, C, D). Wie in 2 zeigen die Zeitverläufe G und F in 3, dass das Steuerbit „Ziel-Gang“ zum Zeitpunkt t21 entsprechend dem vorgegebenen Schaltbefehl auf einen neuen Wert 5 springt, während das Steuerbit „Ist-Gang“ noch auf seinem alten Wert 4 verbleibt. Das Getriebesteuergerät (2) reagiert, leitet den Gangwechsel in geeigneter Weise ein und setzt das Zustandsbit „Schaltung aktiv / inaktiv“ vom Wert 0 auf Wert 1 (siehe Zeitverlauf E). Erst nach Abschluss des durch den ersten Schaltbefehl eingeleiteten Gangwechsels kann das Getriebesteuergerät (2) das Steuerbit „Ist-Gang“ entsprechend dem dann eingelegten neuen Gang umschalten.
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Die gestrichelte senkrechte Linie auf der Zeitachse t im Zeitpunkt t22 markiert den zweiten Schaltbefehl: Wie in 2, betätigt der Fahrer in 3 zum Zeitpunkt t22 versehentlich kurz einen Lenkrad-Tipptaster (Tip2) derart, dass die zweite Wähleinrichtung (4) elektrisch einen Rückschaltbefehl ausgibt, bevor der durch den ersten Schaltbefehl ausgelöste Gangwechsel vollständig beendet ist. Folgerichtig springt das Steuerbit „Tip2_minus“ entsprechend dem eigentlich vom Fahrer nicht beabsichtigten Schaltbefehl sofort vom Wert 0 auf Wert 1 und verbleibt solange auf dem Wert 1, wie der entsprechende Taster gedrückt ist, gleichwohl dies vom Fahrer eigentlich nicht beabsichtigt ist (siehe Zeitverlauf D). Die den anderen drei Tippvorrichtungen zugeordneten Steuerbits ändern sich zum Zeitpunkt t22 vom Wert her nicht (siehe Zeitverläufe A, B, C).
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Im Unterschied zum Stand der Technik jedoch wird der zweite Schaltbefehl seitens der Steuerung ignoriert, da der durch den ersten Schaltbefehl ausgelöste Schaltvorgang im Getriebe noch nicht vollständig beendet ist, was durch das Zustandsbit „Schaltung aktiv / inaktiv“ angezeigt ist (siehe Zeitverlauf E). Das führt dazu, dass die vom Fahrer hier gewünschte Hochschaltung in den fünften Getriebegang auch tatsächlich vollständig ausgeführt wird. Zum Zeitpunkt t23 ist der durch den ersten Schaltbefehl ausgelöste Gangwechsel beendet: Das Zustandbit „Schaltung aktiv / inaktiv“ springt vom Wert 1 (= Schaltung aktiv) auf Wert 0 (= Schaltung inaktiv); das Zustandsbit „Ist-Gang“ springt auf den Wert 5 und ist damit identisch wie der Wert des Steuerbits „Ziel-Gang“. In vorteilhafter Weise führt hier also die Fehlbedienung des Fahrers nicht zu einer Beeinträchtigung des Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs.
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Im folgenden wird nun anhand von 4 ein zweites Fallbeispiel mit einer beispielhaften vom Fahrer initiierten Schaltanforderung „Tip1_plus und Tip2_minus gleichzeitig“ diskutiert, wie er sich unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung ergibt.
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Die gestrichelte senkrechte Linie auf der Zeitachse t im Zeitpunkt t31 markiert einen ersten Schaltbefehl. Wie in 3 befindet sich das Getriebe in 4 vor dem Zeitpunkt des ersten Schaltbefehls im vierten Gang, ohne dass eine Schaltung oder ein Gangwechsel aktiv ist (siehe Zeitverläufe F, G, E). Wie in 4 ersichtlich, betätigt der Fahrer zum Zeitpunkt t31 zeitgleich sowohl einen Wählhebel-Tipptaster (Tip1) – also die erste Wähleinrichtung (3) – zur Vorgabe einer Hochschaltung, als auch einen Lenkrad-Tipptaster (Tip2) – also die zweite Wähleinrichtung (4) – zur Vorgabe einer Rückschaltung. Wie in den Zeitverläufen A und D dargestellt, springen beide Steuerbits „Tip1_plus“ und „Tip2_minus entsprechend der Vorgabe von Wert 0 auf Wert 1 und verbleiben jeweils solange auf dem Wert 1, wie der entsprechende Taster gedrückt ist. Die den anderen beiden Tippvorrichtungen zugeordneten Steuerbits verbleiben auf ihrem alten Wert 0 (siehe Zeitverläufe B, C).
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Aus dem Zeitverlauf G ist ersichtlich, dass sich dennoch das Steuerbit „Ziel-Gang“ im Zeitpunkt t31 vom Wert her nicht ändert. Ein derartiges zeitgleiches Tippen der Wähleinrichtungen wird also seitens der Steuerung ignoriert. Hierdurch werden in vorteilhafter Weise mögliche Fehlschaltungen im Getriebe wirkungsvoll verhindert.
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Die gestrichelte senkrechte Linie auf der Zeitachse t im Zeitpunkt t32 markiert einen zweiten Schaltbefehl, der diesmal von nur eine der beiden Tippvorrichtungen elektrisch ausgegeben wird. Hier ist der zweite Schaltbefehl eine am Lenkrad-Tipptaster (Tip2) angeforderte Rückschaltung. Entsprechend springt zum Zeitpunkt t32 das Steuerbit „Tip2_minus“ vom Wert 0 auf Wert 1 und verbleibt solange auf dem Wert 1, wie der entsprechende Taster gedrückt ist (siehe Zeitverlauf D). Die den anderen drei Tippvorrichtungen zugeordneten Steuerbits ändern sich zum Zeitpunkt t32 vom Wert her nicht (siehe Zeitverläufe A, B, C). Die Zeitverläufe G und F zeigen, dass das Steuerbit „Ziel-Gang“ zum Zeitpunkt t32 entsprechend dem vorgegebenen Schaltbefehl auf einen neuen Wert 3 springt, während das Steuerbit „Ist-Gang“ noch auf seinem alten Wert 4 verbleibt. Der Fahrer wünscht also einen Gangwechsel vom vierten in den dritten Gang. Das Getriebesteuergerät (2) reagiert, leitet den Gangwechsel in geeigneter Weise ein und setzt das Zustandsbit „Schaltung aktiv / inaktiv“ vom Wert 0 auf Wert 1, wie im Zeitverlauf E ersichtlich. Zum Zeitpunkt t33 ist der durch den zweiten Schaltbefehl ausgelöste Gangwechsel beendet: Das Zustandbit „Schaltung aktiv / inaktiv“ springt vom Wert 1 (= Schaltung aktiv) auf Wert 0 (= Schaltung inaktiv); das Zustandsbit „Ist-Gang“ springt auf den Wert 3 und ist damit identisch wie der Wert des Steuerbits „Ziel-Gang“. Es ist also ersichtlich, dass die Steuerung einen der Fehlbedienung zeitlich folgenden manuell getippten Schaltbefehl akzeptiert und den entsprechenden angeforderten Gangwechsel ausführt, wenn dieser Schaltbefehl ordnungsgemäß an nur einer der verfügbaren Wähleinrichtung ausgelöst wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Getriebe
- 2
- Getriebesteuergerät
- 3
- erste Wähleinrichtung, Wählhebel-Tipptaster
- 4
- zweite Wähleinrichtung, Lenkrad-Tipptaster
- 5
- Elektronikmodul
- A
- zeitlicher Signalverlauf des Steuerbits „Tip1_plus“ eines am Wählhebel-Tipptaster ausgelösten Hochschaltbefehls
- B
- zeitlicher Signalverlauf des Steuerbits „Tip1_minus“ eines am Wählhebel-Tipptaster ausgelösten Rückschaltbefehls
- C
- zeitlicher Signalverlauf des Steuerbits „Tip2_plus“ eines am LenkradTipptaster ausgelösten Hochschaltbefehls
- D
- zeitlicher Signalverlauf des Steuerbits „Tip2_minus“ eines am Lenkrad-Tipptaster ausgelösten Rückschaltbefehls
- E
- zeitlicher Verlauf des Zustandsbits „Schaltung akiv / inaktiv“ eines Schaltungszustands im Getriebe
- F
- zeitlicher Signalverlauf des Zustandsbits „Ist-Gang“ zum im Getriebe eingelegten Gang; Gangkennung
- G
- zeitlicher Signalverlauf eines Steuerbits „Ziel-Gang“ zum im Getriebe einzulegenden Gang
- t
- Zeit
- t11, t21, t31
- Zeitpunkt des ersten Schaltbefehls
- t12, t22, t32
- Zeitpunkt des zweiten Schaltbefehls
- t13, t23, t33
- Zeitpunkt eines Gangwechsels im Getriebe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3807881 C2 [0003, 0004, 0022]
- EP 0444250 B1 [0004, 0022]
- DE 19709506 A1 [0005, 0030]
