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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung für ein Getriebe sowie ein Verfahren für ein automatisches Schalten des Getriebes, insbesondere eines Motorrades.
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Es ist bekannt, dass Motorräder Schaltvorrichtungen aufweisen, um in den Getrieben der Motorräder unterschiedliche Gänge anwählen zu können. Gleiches ist auch bei anderen Fahrzeugen bekannt. Entsprechende Getriebe weisen dabei unterschiedliche Zahnradkombinationen auf, welche durch eine mechanische Bewegung in unterschiedliche Korrelationen gebracht werden können. Je nach Korrelation der Zahnräder ist entsprechend ein bestimmter Gang mit einer bestimmten Übersetzung für das Getriebe gewählt und eingerichtet. Um einen Schaltvorgang, also ein Wechseln zwischen unterschiedlichen Gängen des Getriebes, durchführen zu können, ist demnach eine entsprechende Schaltbewegung notwendig, welche in das Getriebe eingebracht werden muss.
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Da bei der Durchführung der Schaltbewegung auch Widerstände überwunden werden müssen, ist für die Schaltbewegung auch eine entsprechende Schaltkraft für die Überwindung dieser Widerstände notwendig. Bekannte Schaltvorrichtungen, insbesondere bei Motorrädern, sind dafür mit Trittstücken bzw. Tritthebeln ausgestattet, welche durch Aufbewegung und Abbewegung sowohl die Schaltkraft, als auch die Schaltbewegung zur Verfügung stellen können.
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Weiter ist es bekannt, dass auch bei Motorrädern inzwischen Automatikgetriebe eingesetzt werden. Diese sind sehr aufwendig, da sowohl für die entsprechende Kupplung, als auch für die Durchführung der Schaltkraft und der Schaltbewegung innerhalb des Getriebes große Umbaumaßnahmen notwendig sind. Ein Nachrüsten eines Automatikgetriebes ist dementsprechend bei bestehenden Motorrädern häufig nur durch den Austausch des kompletten Getriebes überhaupt möglich. Häufig ist auch ein Austausch nicht machbar, da für ein Automatikgetriebe üblicherweise mehr Bauraum benötigt wird, als durch das bisherige Getriebe freigegeben wird.
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Bekannte Lösungen weisen dementsprechend den Nachteil auf, dass sie entweder nur mit hohem konstruktiven Aufwand und dementsprechend einhergehend großer Bauraumanforderung überhaupt ein Automatikgetriebe für ein Motorrad ermöglichen. Eine Nachrüstbarkeit bei bestehenden Motorrädern bzw. bei bestehenden Konstruktionen von Motorrädern ist hinsichtlich einer Automatikschaltung bisher nicht möglich.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in kostengünstiger und einfacher Weise zumindest eine Teilautomatik, vorzugsweise eine Vollautomatik, auch für ein Motorrad zu ermöglichen. Dies soll insbesondere auch nachrüstbar bei bestehenden Konstruktionen von Motorrädern möglich sein.
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Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Schaltvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
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Eine erfindungsgemäße Schaltvorrichtung für ein Getriebe, insbesondere eines Motorrades, weist eine Schaltassistenzvorrichtung zur Erkennung eines Schaltwunsches auf. Die Schaltassistenzvorrichtung ist mit einem Getriebeausgang und einem Schalteingang ausgestattet. Weiter weist die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung einen Tritthebel für die Einbringung einer Schaltkraft und einer Schaltbewegung in den Schalteingang auf. Neben dem Tritthebel ist eine Antriebsvorrichtung zur Einbringung einer Schaltkraft und einer Schaltbewegung in den Schalteingang vorgesehen. Dabei ist wenigstens eine Koppelvorrichtung vorgesehen, welche den Tritthebel von einer Schaltbewegung der Antriebsvorrichtung entkoppelt.
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Eine erfindungsgemäße Schaltvorrichtung baut also auf bekannten Schaltvorrichtungen auf. So ist ebenfalls ein bekannter Tritthebel vorgesehen, welcher durch eine Bewegung in der Lage ist, Schaltkraft und Schaltbewegung in den Schalteingang einzubringen. Bei einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung ist jedoch zusätzlich eine Schaltassistenzvorrichtung vorgesehen. Diese Schaltassistenzvorrichtung ist dem Getriebe vorgeschaltet, so dass die Schaltkraft und die Schaltbewegung nur über die Schaltassistenzvorrichtung an das Getriebe weitergegeben werden kann. Die Schaltassistenzvorrichtung ist dabei in der Lage, den Schaltwunsch zu erkennen. Dies kann zum Beispiel dadurch geschehen, dass zwischen Schalteingang und Getriebeausgang der Schaltassistenzvorrichtung eine Relativbewegung stattfinden kann, welche durch entsprechende Sensorik wahrnehmbar ist. Die Schaltassistenzvorrichtung ist dabei ausgelegt zumindest in einer Schaltrichtung, also zum Beispiel für das Heraufschalten oder das Herunterschalten, diesen Schaltwunsch zu erkennen. Es ist jedoch bevorzugt, wenn die Schaltassistenzvorrichtung einen Schaltwunsch in jegliche Schaltrichtung erkennen kann. Dadurch, dass ein Schaltwunsch erkennbar wird, kann ein Sensorsignal hinsichtlich des Schaltwunsches und vorzugsweise auch hinsichtlich der Schaltrichtung an die Motorsteuerung für das Getriebe bzw. für das Motorrad weitergegeben werden. Die Erkennung eines Schaltwunsches noch vor der Weitergabe der Schaltkraft und der Schaltbewegung an das Getriebe führt also dazu, dass für das Getriebe vorbereitende Maßnahmen getroffen werden können. Solche vorbereitenden Maßnahmen sind zum Beispiel eine Veränderung der Lastsituation, also zum Beispiel ein Steigern der Drehzahl oder ein bewusstes Reduzieren der Drehzahl für eine definierte sehr kurze Zeitspanne. Dieses Vorbereiten des Getriebes ermöglicht es, die anschließende Schaltbewegung innerhalb des Getriebes ohne ein Entkuppeln und Einkuppeln durchzuführen. Vielmehr kann die Verschiebebewegung der einzelnen Zahnräder zueinander durch die Vorbereitung auf Basis des erkannten Schaltwunsches sofort durchgeführt werden, so dass das Betätigen einer Kupplung für diesen Schaltvorgang nun nicht mehr notwendig ist.
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Neben der grundsätzlichen Möglichkeit der Erkennung eines Schaltwunsches, kann nun die Schaltvorrichtung auch manuell und automatisch den Schaltvorgang durchführen. Neben der beschriebenen Möglichkeit, über den Tritthebel die Schaltkraft und die Schaltbewegung einzubringen und dabei ohne das Betätigen der Kupplung über den erkannten Schaltwunsch den Schaltvorgang durchzuführen, kann nun auch eine automatische Schaltung für diesen Schaltvorgang eingesetzt werden. Hierfür wird in gleicher Weise die Antriebsvorrichtung angesteuert, um eine entsprechende Schaltkraft und Schaltbewegung auf den Schalteingang einzubringen. Am Schalteingang kann dementsprechend nicht mehr unterschieden werden, ob die Schaltkraft und die Schaltbewegung vom Tritthebel oder von der Antriebsvorrichtung kommt. In beiden Fällen führt die Schaltkraft und die Schaltbewegung am Schalteingang dazu, dass der Schaltwunsch und insbesondere auch die Schaltrichtung von der Schaltassistenzvorrichtung erkannt wird. Anschließend kann, basierend auf dieser Erkennung, eine Vorbereitung des Getriebes für diesen geforderten Schaltwunsch bzw. die geforderte Schaltrichtung durchgeführt werden, so dass anschließend nach Weitergabe der Schaltkraft und der Schaltbewegung über den Getriebeausgang im Getriebe der Schaltvorgang ohne Betätigen der Kupplung stattfinden kann.
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So kann nun erfindungsgemäß die Antriebsvorrichtung ein automatisches Schalten durchführen, ohne dass hierfür die Kupplung des Motorrades manuell betätigt werden muss. Auch ein automatisches Betätigen der Kupplung wird durch die Verwendung der Schaltassistenzvorrichtung nicht mehr notwendig, so dass eine erfindungsgemäße Schaltvorrichtung, insbesondere als Struktureinheit mit dem Tritthebel auch bei bestehenden Konstruktionen von Motorrädern nachrüstbar ist. Dies führt zu besonders kostengünstiger Herstellung und insbesondere zu sehr geringer Komplexität eines Automatikschaltgetriebes bei einem Motorrad.
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Bei einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung ist weiter eine Koppelvorrichtung vorgesehen, welche den Tritthebel von einer Schaltbewegung der Antriebsvorrichtung entkoppelt. Darunter ist zu verstehen, dass beim Einbringen einer Schaltkraft und einer Schaltbewegung am Schalteingang der Schaltassistenzvorrichtung durch die Antriebsvorrichtung sich der Tritthebel nicht bewegt. Mit anderen Worten wird durch die Entkopplung des Tritthebels von einer Schaltbewegung der Antriebsvorrichtung der Tritthebel festgehalten, so dass keine Bewegung am Tritthebel erkennbar, insbesondere spürbar ist. Der automatische Schaltgang, welcher in einem solchen Fall von der Antriebsvorrichtung durch das Einbringen der Schaltbewegung und der Schaltkraft ausgeübt wird, wird also vom Fahrer des Motorrades am Tritthebel nicht oder nur in sehr geringem Maße wahrgenommen. Ein Mitbewegen des Tritthebels wird somit kostengünstig und einfach vermieden. Die Koppelvorrichtung kann dabei reversibel ausgebildet sein, so dass diese Entkopplung auch wieder aufgehoben werden kann. Insbesondere ist diese Koppelvorrichtung ausgebildet für ein Umschalten zwischen einem gekoppelten und einem entkoppelten Status für den Tritthebel, wie dies später noch näher erläutert wird. Eine erfindungsgemäße Schaltvorrichtung ist insbesondere in der Lage teilautomatisch zu arbeiten, also bei einem bereits laufenden Motor und eingelegtem ersten Gang die weiteren Schaltvorgänge durchzuführen. Bevorzugt ist es, wenn die Schaltvorgänge auch aus dem Leerlauf des Getriebes in erfindungsgemäßer Weise durchgeführt werden können.
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Ein weiterer Vorteil ist erzielbar, wenn bei einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung die Koppelvorrichtung ausgebildet ist für eine Entkopplung der Antriebsvorrichtung von einer Schaltbewegung des Tritthebels. Dabei handelt es sich sozusagen um eine umgekehrte Entkopplungsrichtung, so dass nun auch die Antriebsvorrichtung von einer Schaltbewegung des Tritthebels entkoppelt ist. Während im Kern der vorliegenden Erfindung der Tritthebel stehenbleibt, wenn die Antriebsvorrichtung die Schaltbewegung zur Verfügung stellt, wird bei dieser Ausführungsform auch in umgekehrter Weise bei einer Bewegung des Tritthebels für die Schaltbewegung die Antriebsvorrichtung von dieser Schaltbewegung entkoppelt. Dies bringt insbesondere hinsichtlich der Wahl der Antriebsvorrichtung Vorteile mit sich, da nunmehr nicht mehr eine Schaltbewegung berücksichtigt werden muss, welche gegenläufig zur Antriebsvorrichtung arbeiten würde. Dementsprechend wird durch diese Entkopplung die Antriebsvorrichtung auch nicht mehr als Bremse oder Gegenkraft für die Schaltbewegung und die Schaltkraft des Tritthebels wirken können. Dementsprechend kann die Antriebsvorrichtung selbst freier gewählt werden, und zum Beispiel auch ein sperrendes Getriebe aufweisen, welches ansonsten die Schaltbewegung des Tritthebels ohne Entkopplung sperren bzw. behindern würde.
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Ein weiterer Vorteil kann es sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung zwischen dem Tritthebel und dem Schalteingang der Schaltassistenzvorrichtung ein Hebelgestänge angeordnet ist für die Übertragung der Schaltkraft und der Schaltbewegung, wobei die Antriebsvorrichtung und/oder die Koppelvorrichtung insbesondere als Teil des Hebelgestänges ausgebildet sind. Darunter ist zu verstehen, dass zwischen dem Schalteingang der Schaltassistenzvorrichtung und der entsprechenden Antriebsvorrichtung ein Hebelgestänge eine Übertragung der Schaltkraft und der Schaltbewegung zur Verfügung stellen kann. Dies erhöht die Freiheit hinsichtlich der Anordnung der Antriebsvorrichtung relativ zur Schaltassistenzvorrichtung. Ein Hebelgestänge kann dabei selbstverständlich mehrere Umlenkstellen aufweisen, um eine besonders kompakte Bauweise der gesamten Schaltvorrichtung erzielen zu können. Einzelne Lagerpunkte des Hebelgestänges können dabei frei oder auch rahmenfest am Motorrad ausgebildet sein. Insbesondere bei der Ausbildung eines Teils des Hebelgestänges in Form der Antriebsvorrichtung und/oder der Koppelvorrichtung wird die Kompaktheit der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung noch weiter verbessert. So kann auf diese Weise ein Teil des Hebelgestänges und damit auch der Antriebsvorrichtung und/oder der Koppelvorrichtung durch eine entsprechende Befestigung am Rahmen des Motorrades ein Widerlager für die notwendige Schaltbewegung und Schaltkraft der Antriebsvorrichtung bieten.
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Ein weiterer Vorteil ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung die Antriebsvorrichtung und/oder die Koppelvorrichtung in oder an einer Lagervorrichtung des Tritthebels, der Schaltassistenzvorrichtung und/oder eines Hebelgestänges angeordnet ist. Auch dies zeigt wieder unterschiedliche Möglichkeiten der Positionierung der Antriebsvorrichtung bzw. der Koppelvorrichtung. Eine Lagervorrichtung des Tritthebels ist insbesondere eine rotatorische Lagerung, so dass bei Anordnung der Antriebsvorrichtung in dieser Lagervorrichtung übertragende Getriebe reduziert oder sogar gänzlich vermieden werden können. Auch eine Anordnung als Teil oder direkt im Bereich der Schaltassistenzvorrichtung reduziert den notwendigen Aufwand, um die Schaltkraft und die Schaltbewegung von der Antriebsvorrichtung an die Schaltassistenzvorrichtung zu übertragen. Eine Kombination mit dem Hebelgestänge ist für die Antriebsvorrichtung und/oder die Koppelvorrichtung mit den entsprechenden Vorteilen bereits im voranstehenden Absatz erläutert worden. Alternativ ist es auch denkbar, die Antriebsvorrichtung und/oder die Koppelvorrichtung direkt auf der entsprechenden Schaltwelle des Getriebes, also nach dem Getriebeausgang, vorzusehen. Die Reduktion des notwendigen Platzbedarfs und vor allem die Reduktion der notwendigen Tiefe bzw. der notwendigen Teile für die Befestigung aller Bauteile sind entscheidende Vorteile einer entsprechenden Ausführungsform.
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Ein weiterer Vorteil ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung die Koppelvorrichtung ein Stellglied aufweist, welches, insbesondere mittels der Antriebsvorrichtung antreibbar, zwischen einer Koppelposition und einer Entkoppelposition bewegbar gelagert ist. Bei dem Stellglied handelt es sich also vorzugsweise um ein reversibles Stellglied, so dass aktiv gekoppelt und entkoppelt werden kann. Das Stellglied dient dabei dazu, sowohl eine Entkopplung zwischen der Antriebsvorrichtung und dem Tritthebel und umgekehrt zwischen dem Tritthebel und der Antriebsvorrichtung durchzuführen. So kann durch das Stellglied ein Umschalten zwischen dem Automatikbetrieb und einem manuellen Schaltbetrieb in einfacher und kostengünstiger Weise erfolgen. Das Stellglied kann dabei in gekoppelter Position eine Einrastung aufweisen, so dass entsprechend die Kopplung zwischen Tritthebel und Schalteingang der Schaltassistenzvorrichtung gegeben ist. In der Entkoppelposition, kann das Stellglied aus dieser einrastenden Position herausgefahren werden. Auch sind Vorspannvorrichtungen, zum Beispiel mithilfe von Federvorrichtungen, denkbar, welche das Stellglied in die Koppelposition bzw. in die Entkoppelposition mit einer vorspannenden Kraft beaufschlagen.
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Bei einer Schaltvorrichtung gemäß dem voranstehenden Absatz kann es von Vorteil sein, wenn das Stellglied eine Sollbruchstelle aufweist für ein Erzwingen einer Kopplung des Tritthebels für die Einbringung einer Schaltbewegung und einer Schaltkraft in den Schalteingang der Schaltassistenzvorrichtung. Darunter ist zu verstehen, dass im Notfall, wenn also das Stellglied nicht mehr in eine gewünschte Entkoppelposition bringbar ist, über die Sollbruchstelle ein Überdrücken dieser Entkopplung stattfinden kann. So kann eine Kopplung des Tritthebels erzwungen werden, so dass nun auch bei Automatikbetrieb hinsichtlich der Schaltposition des Stellgliedes eine manuelle Schaltung und damit die Einbringung einer Schaltbewegung und einer Schaltkraft in den Schalteingang der Schaltassistenzvorrichtung möglich ist. Dies ist dementsprechend als ein Überdrücken der Automatikschaltung zu verstehen. Selbstverständlich kann das Stellglied jedoch auch rückstellbar ausgebildet sein, so dass die Sollbruchstelle oder eine ähnliche Ausführungsform eine entsperrbare Verrastung aufweisen kann. Damit kann in einem solchen Notfall die Kopplung auch reversibel wieder zurückgestellt werden, so dass nach dem Notfall ein regulärer Betrieb der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung mit dem Stellglied weiter möglich wird.
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Ein weiterer Vorteil ist erzielbar, wenn bei einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung die Antriebsvorrichtung eine Kontrolleinheit aufweist, welche wenigstens einen der folgenden Sensorparameter, insbesondere in Abhängigkeit von der Zeit, für die Kontrolle der Antriebsvorrichtung verwendet:
- – Geschwindigkeit des Motorrads
- – Umdrehungszahl des Motor des Motorrads
- – Aktuell eingelegter Gang des Getriebes
- – Lastzustand des Motorrads
- – Lastanforderung des Motorrads
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Bei der voranstehenden Liste handelt es sich um eine nicht abschließende Aufzählung. Die einzelnen Sensorparameter werden zum Beispiel von Sensoren oder bereits von der bereits bestehenden Motorsteuerung des Motorrades zur Verfügung gestellt. Bei einer Betrachtung der einzelnen Parameter über die Zeit ist dementsprechend der Gradient des jeweiligen Parameters zu verstehen. Je nachdem, wie die aktuelle Situation des jeweiligen Sensorparameters ausfällt, kann ein Schaltwunsch erkannt werden bzw. ausgeübt werden. Nimmt beispielsweise die Geschwindigkeit des Motorrades immer weiter zu und steigt dementsprechend auch die Umdrehungszahl des Motors des Motorrades, so kann dies zu einer Notwendigkeit des Schaltens führen, um den Motor zu schützen bzw. den Vortrieb, den Verbrauch und/oder den Verschleiß des Motors zu optimieren. In einem solchen Fall ist ein Heraufschalten in den nächsthöheren Gang notwendig. Dabei ist insbesondere der Gradient der Geschwindigkeit bzw. der Gradient der Umdrehungszahl des Motors zu berücksichtigen. Da Geschwindigkeit und Umdrehung nicht zwangsläufig einen Schaltwunsch oder eine Schaltnotwendigkeit wiedergeben müssen, sind insbesondere der Lastzustand des Motors und die Lastanforderung des Motors bzw. der Gradient des Lastzustandes und der Gradient der Lastanforderung des Motorrades von entscheidender Bedeutung für den Schaltwunsch bzw. die Schaltnotwendigkeit. In beiden Fällen kann auch beim Bergabfahren und damit Ansteigen der Geschwindigkeit durch die geringe Lastanforderung des Motorrades bei entsprechender Hebelstellung des Gashebels ein Heraufschalten verhindert werden, so dass auch die Motorbremse weiter funktioniert, wenn die Automatikschaltung in Betrieb ist. Auch eine Kickdown-Funktion, wie sie bei Automatikgetrieben von Autos bekannt ist, kann durch eine erfindungsgemäße Schaltvorrichtung ausgebildet werden.
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Ein weiterer Vorteil kann es sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung die Schaltassistenzvorrichtung ausgebildet ist für eine Relativbewegung zwischen dem Schalteingang und dem Getriebeausgang gegen eine Vorspannkraft einer Kraftspeichervorrichtung, insbesondere einer Federvorrichtung. Damit wird eine Relativbewegung möglich, die über eine Sensorik erkennbar ist. So können beispielsweise Hallsensoren eingesetzt werden, um die entsprechende Relativbewegung zu erkennen, und auch die Richtung dieser Relativbewegung als Schaltrichtungswunsch auslegen zu können. Eine Vorspannkraft dient insbesondere einer Kraftspeicherung, welche anschließend als Schaltkraft direkt am Getriebeausgang zur Verfügung steht. Die Kraftspeichervorrichtung kann dabei insbesondere als Federvorrichtung ausgebildet sein.
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Ein weiterer Vorteil lässt sich erzielen, wenn bei einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung die Schaltassistenzvorrichtung und/oder die Antriebsvorrichtung eine Kommunikationseinheit aufweist für eine, insbesondere drahtlose, Kommunikation mit einem Motorsteuergerät des Motorrads. Dabei können die einzelnen Informationen und Sensordaten, insbesondere der erkannte Schaltwunsch, automatisch, einfach und kostengünstig an das Motorsteuergerät des Motorrades weitergeleitet werden, um dort das Getriebe auf den Schaltvorgang vorzubereiten. Dabei wird die insbesondere drahtlose Kommunikation insbesondere durch die Schaltkraft und die Schaltbewegung der Antriebsvorrichtung bzw. des Tritthebels aktiv mit Energie versorgt, zum Beispiel auf Basis einer Piezotechnik, so dass separate Batterie- oder Energieversorgungen nicht mehr notwendig sind.
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Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren für ein automatisches Schalten eines Getriebes eines Motorrades, insbesondere mit einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung, aufweisend die folgenden Schritte:
- – Empfangen wenigstens eines Sensorparameters in einer Kontrolleinheit,
- – Bestimmen eines funktionellen Zusammenhangs zwischen dem wenigstens einen Sensorparameter und einer Soll-Gangwahl für das Getriebe,
- – Vergleich der Soll-Gangwahl mit der Ist-Gangwahl des Getriebes,
- – automatisches Schalten des Getriebes mit einer Antriebsvorrichtung einer Schaltvorrichtung zum Erreichen der Soll-Gangwahl.
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Aufgrund der Verwendung einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung bringt ein erfindungsgemäßes Verfahren die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Schaltvorrichtung erläutert worden sind. Insbesondere kann nach einem Sensorparameter, wie er später noch erläutert werden wird, eine Soll-Gangwahl als ideale Gangwahl hinsichtlich Verbrauch, Verschleiß, Fahrkomfort oder Fahragilität ausgewählt werden. Bei einem Vergleich, welcher einen Unterschied zwischen Soll-Gangwahl und Ist-Gangwahl feststellt, erfolgt ein automatisches Schalten durch die Antriebsvorrichtung der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren lässt sich dahingehend weiterbilden, dass der funktionelle Zusammenhang ausgelegt ist auf eine minimale Schaltzeit für den Gangwechsel und/oder auf ein maximales Drehmoment des nachfolgenden geschalteten Ganges. Unter einer minimalen Schaltzeit ist dabei die Zeit zu verstehen, welche als Lastunterbrechung für den Antrieb des Motorrades erkennbar ist. Sind beispielsweise Momentenkurven für die einzelnen Gänge bekannt, so kann hinsichtlich eines maximalen Drehmomentes für den nachfolgend geschalteten Gang geschaltet werden. Damit wird sozusagen der ideale Schaltzeitpunkt definiert, so dass beim Heraufschalten die maximale Antriebskraft ebenfalls wieder zur Verfügung steht. Auch eine halbautomatische Schaltung ist denkbar, wobei manuell über Schaltwippen am Lenker ein Gangwechsel ausgelöst wird, und die Antriebsvorrichtung sozusagen halbautomatisch den Schaltvorgang nun auf Tastendruck des Fahrers komplett durchführt.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren kann vorteilhafterweise dadurch weitergebildet sein, dass wenigstens einer der folgenden Sensorparameter direkt oder indirekt verwendet wird:
- – Stellung der Drosselklappe des Motors
- – Stellung des Gaswählhebels
- – Motordrehzahl
- – Fahrgeschwindigkeit
- – Lastzustand des Motorrads
- – Lastanforderung des Motorrads
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Bei der voranstehenden Aufzählung handelt es sich um eine nicht abschließende Liste. Unter einer direkten oder indirekten Verwendung als Sensorparameter ist dabei zum Beispiel eine Vorbereitung des Sensorparameters für das erfindungsgemäße Verfahren zu verstehen. So kann beispielsweise aus dem Lastzustand und der Geschwindigkeit ein entsprechender Sensorparameter berechnet werden, so dass Geschwindigkeit und Lastzustand dementsprechend indirekten Eingang in ein erfindungsgemäßes Verfahren finden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen schematisch:
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1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung in einem ersten Schaltzustand,
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2 die Ausführungsform der 1 in einem Neutralzustand,
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3 die Ausführungsform der 1 und 2 in einem zweiten Schaltzustand,
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4 die Ausführungsform der 1 bis 3 in einem ersten Schaltzustand,
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5 die Ausführungsform der 1 bis 4 in einem Neutralzustand,
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6 die Ausführungsform der 1 bis 5 in einem zweiten Schaltzustand,
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7 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung,
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8 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäß Schaltvorrichtung,
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9 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung, und
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10 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung.
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Anhand der 1 bis 6 wird die Wirkung eines erfindungsgemäßen Verfahrens sowie einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung 10 erklärbar. So weist diese Schaltvorrichtung 10 einen Tritthebel 30 auf, welcher an seinem rechten unteren Ende rotatorisch rahmenfest am Motorrad gelagert sein kann. An seinem linken Ende und dementsprechend am Tritthebelstück des Tritthebels 30 kann nun der Fahrer mit seinem Fuß auftreten oder nach oben ziehen, so dass dementsprechend eine Schaltbewegung nach oben oder nach unten möglich wird. In diesem manuellen Fall, welcher in den 4 bis 6 dargestellt ist, kann eine Weitergabe dieser Schaltbewegung und dementsprechend auch der Schaltkraft über ein Hebelgestänge 60 erfolgen. Am Ende des Tritthebels 30 ist hierfür ein erster Hebel 62 angelenkt, welcher die Rotationsbewegung des Tritthebels 30 in das Hebelgestänge 60 einbringt. Bei dieser Ausführungsform gemäß der 4 bis 6 ist ein Stellglied 52 der Koppelvorrichtung 50 in Koppelposition KP angeordnet, so dass nun die Koppelvorrichtung 50 und die Antriebsvorrichtung 40 als Teil des Hebelgestänges 60 komplett für die Schaltbewegung mitbewegt werden. Dementsprechend wird die Schaltbewegung, welche aus der Neutralposition gemäß 5 beim Heruntertreten des Tritthebels 30 nach unten nach links bewegt wird, auch an den zweiten Hebel 64 weitergegeben, so dass die zur Verfügung stehende Schaltkraft und Schaltbewegung am Schalteingang 24 der Schaltassistenzvorrichtung 20 eingebracht werden.
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Innerhalb der Schaltassistenzvorrichtung 20 kann nun eine Relativbewegung stattfinden, welche insbesondere gegen eine Vorspannkraft einer Kraftspeichervorrichtung erfolgt. Am Ende dieser Relativbewegung kann diese gespeicherte Kraft aus der Kraftspeichervorrichtung freigegeben werden und für den Schaltvorgang am Getriebeausgang 22 zur Verfügung stehen. Ausgehend von 5 kann also durch Heruntertreten des Tritthebels 30 eine erste Schaltrichtung und durch Heraufziehen des Tritthebels 30 gemäß 4 eine zweite Schaltrichtung durchgeführt werden.
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Wird nun eine automatische Schaltung gewünscht, so fährt das Stellglied 52 in die Entkoppelposition EP gemäß der 1 bis 3. In dieser Position ist nun durch die Koppelvorrichtung 50 eine Schaltbewegung der Antriebsvorrichtung 40 vom Tritthebel 30 entkoppelt. Wird ausgehend von der Neutralposition gemäß 4 eine erste Schaltrichtung gemäß der 3 gewünscht, so wird durch die Antriebsvorrichtung 40 der zweite Hebel 64 des Hebelgestänges 60 nach rechts bewegt und dementsprechend eine Schaltbewegung und eine Schaltkraft am Schalteingang 24 der Schaltassistenzvorrichtung zur Verfügung gestellt. Für die Schaltassistenzvorrichtung 20 besteht dementsprechend kein Unterschied, ob Schaltkraft und Schaltbewegung vom Tritthebel 30 oder von der Antriebsvorrichtung 40 kommen. In gleicher Weise ist auch durch ein Verschieben des zweiten Hebels 64 nach links eine umgekehrte Schaltrichtung und damit eine umgekehrte Schaltbewegung denkbar.
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Wie den 1 bis 3 ebenfalls zu entnehmen ist, weist das Stellglied 52 eine Sollbruchstelle 54 auf. Befindet sich also das Stellglied 52 in Entkopplungsposition EP, so kann durch Überdrücken des Stellgliedes und damit Abreißen der Sollbruchstelle eine automatische Kopplung zwischen Tritthebel 30 und Schalteingang 24 erzwungen werden. Für den Fall, dass die Antriebsvorrichtung 40, zum Beispiel in Form eines Elektromotors, ausgefallen ist, oder andere Fehlfunktionen aufweist, kann somit im Notfall ein manuelles Schalten erzwungen werden.
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Die 7 zeigt eine alternative Ausführungsform mit einer deutlich einfacher ausgebildeten Schaltassistenzvorrichtung 20. Hier ist die Antriebsvorrichtung 40 gut erkennbar mit einer Kommunikationseinheit 80 ausgerüstet, welche eine entsprechende Kommunikation mit der Motorsteuerung des Fahrzeugs durchführen kann. So kann hier die Antriebsvorrichtung 40 auch selbst als Schaltassistenzvorrichtung 20 oder als Teil der Schaltassistenzvorrichtung 20 ausgebildet sein, um den entsprechenden Schaltwunsch zu detektieren. Auch ist eine Kontrolleinheit vorgesehen, für die Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens an der Antriebsvorrichtung 40. Über einen Riemenantrieb ist hier eine Kombination mit der Koppelvorrichtung 50 vorgesehen, so dass eine Ausführungsform dieser 7 in gleicher Weise funktioniert, wie sie ausführlich mit Bezug auf die 1 bis 6 erläutert worden ist.
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Die 8 zeigt anstelle des Riemenantriebes eine Kopplung mithilfe eines Schneckengetriebes zwischen der Antriebsvorrichtung 40 und der Koppelvorrichtung 50. Darüber hinaus ist die Koppelvorrichtung 50 hier als Teil der Lagervorrichtung 70 in rotatorischer Weise ausgebildet.
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Die 9 entwickelt die Ausführungsform der 8 weiter, wobei hier zusätzlich ein Hebelgestänge 60 vorgesehen ist, welches eine Umlenkung für die Einbringung in den Schalteingang 24 ermöglicht.
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Die Ausführungsform der 10 hat die Antriebsvorrichtung 40 und die Koppelvorrichtung 50 in den oberen Teil des Hebelgestänges 26 und dementsprechend in den Schalteingang 24 der Schaltassistenzvorrichtung 20 verschoben.
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Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Schaltvorrichtung
- 20
- Schaltassistenzvorrichtung
- 22
- Getriebeausgang
- 24
- Schalteingang
- 30
- Tritthebel
- 40
- Antriebsvorrichtung
- 42
- Kontrolleinheit
- 50
- Koppelvorrichtung
- 52
- Stellglied
- 54
- Sollbruchstelle
- 60
- Hebelgestänge
- 62
- erster Hebel
- 64
- zweiter Hebel
- 70
- Lagervorrichtung
- 80
- Kommunikationseinheit
- KP
- Koppelposition
- EP
- Entkoppelposition
