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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeug-Gangschaltvorrichtung und insbesondere eine Fahrzeug-Gangschaltvorrichtung, die einen (einzigen) Aktuator zum Auswählen und Schalten von Gängen verwendet.
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Beschreibung der verwandten Technik
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Kürzlich wurden automatisierte Handschaltgetriebe, die einen Fahrkomfort eines Automatikgetriebes und die Kraftstoffeffizienz und Hochleistungseffizienz eines Handschaltgetriebes bereitstellen, entwickelt. Ein automatisiertes Handschaltgetriebe, welches ein System ist, das automatisch eine Kupplung betätigt und Gänge schaltet basierend auf dem Mechanismus eines Handschaltgetriebes mit einer Kupplung, wird durch einen Aktuator, der mittels eines Hydraulikdruckes oder eines Elektromotors angetrieben wird, betätigt.
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Zum Beispiel werden ein Wählaktuator zum Betätigen einer Steuerwelle in einer Wählrichtung und ein Schaltaktuator zum Betätigen der Steuerwelle in einer Schaltrichtung verwendet, um einen Gang bzw. Gänge zu schalten. Mit anderen Worten, wenn der Wählaktuator betätigt wird, wird die Steuerwelle vertikal bewegt, und ein Schaltfinger, der an die Steuerwelle gekoppelt ist, wählt eine von einer Mehrzahl von Schaltlaschen. Wenn der Schaltaktuator betätigt wird und die Steuerwelle dreht, bewegt der Schaltfinger die ausgewählte Schaltlasche in einer Richtung, die der Drehrichtung der Steuerwelle entspricht, um somit eine Schaltschiene zu bewegen. Dementsprechend bewegt eine Schaltgabel, die an die Schaltschiene gekoppelt ist, eine Muffe, wodurch in einen gewünschten Gang geschaltet wird.
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Allerdings benötigen die bestehenden automatisierten Handschaltgetriebe Aktuatoren zum Wählen und zum Schalten, um einen Gang bzw. Gänge zu schalten, und daher ist es schwierig, die Anzahl von Aktuatoren und das Gewicht zu reduzieren, und Herstellungskosten der Getriebe sind erhöht. Insbesondere benötigt ein Doppelkupplungsgetriebe (DCT) zwei Aktuatoren, das heißt, jeweils einen Wählaktuator und einen Schaltaktuator zum Schalten in ungeradzahlige Gänge und in geradzahlige Gänge, und daher sind das Gewicht und die Herstellungskosten des DCT weiter erhöht.
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Die vorstehende Beschreibung ist lediglich als Hilfe zum Verstehen des Hintergrundes der vorliegenden Erfindung gedacht, und sie ist nicht dazu gedacht, zu bedeuten, dass die vorliegende Erfindung in den Bereich des Standes der Technik fällt, der dem Fachmann bereits bekannt ist.
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Kurze Darstellung der Erfindung
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Dementsprechend wurde die vorliegende Erfindung unter Berücksichtigung der oben genannten Probleme, die in der verwandten Technik auftreten, erschaffen, und die vorliegende Erfindung beabsichtigt, eine Fahrzeug-Gangschaltvorrichtung vorzuschlagen, die einen (einzigen) Aktuator zum Wählen und Schalten verwendet.
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Entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine Fahrzeug-Gangschaltvorrichtung aufweisen: eine Schaltführung, welche Wählführungen hat, die zwischen Schaltpfaden bzw. Schaltgassen (kurz: Schaltpfaden) angeordnet sind, so dass die Wählführungen einem Wählpfad diagonal gegenüberstehen (z. B. zugewandt sind), der zwischen den Schaltpfaden ausgebildet ist, und ein Wählführungselement, welches in einem Pfad angeordnet ist, der durch die Schaltführung gebildet ist und der gestaltet ist, um eine Steuerwelle in einer Wählrichtung zu führen durch sich Abstützen an und Geführt-sein von den Wählführungen, wenn die Steuerwelle in einer Schaltrichtung bewegt wird.
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Die Schaltführung kann aufweisen einen Wählpfad, der in der Wählrichtung der Steuerwelle ausgebildet ist, und eine Mehrzahl von Schaltpfaden, die vertikal (z. B. senkrecht) an einer Seite oder an beiden Seiten des Wählpfads angeordnet sind. Die Wählführungen können in der Form von Platten ausgebildet sein, die in einem Winkel (z. B. schräg) über den Wählpfad (hinweg) angeordnet sind, und beide Enden der Wählführungen können an Eingängen von zwei Schaltpfaden positioniert sein, die dem Wählpfad senkrecht gegenüberstehen. Außerdem können Führungsnuten, durch welche das Wählführungselement passiert, während es durch die Wählführungen geführt wird, an Innenseiten der Schaltführung ausgebildet sein.
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Insbesondere können die Führungsnuten in der Form eines (jeweiligen) Bogens bzw. in der Form von Bögen innerhalb der äußersten Schaltpfade ausgebildet sein, so dass sie Enden der Wählführungen gegenüberstehen. Abschnitte können zwischen Schaltpfaden, die benachbart zueinander in gleichen Richtungen angeordnet sind, ausgebildet sein, um die Schaltpfade zu trennen, und schräge Flächen, die in Bezug zu den Schaltpfaden schräg sind, können an Enden der Abschnitte ausgebildet sein. Die (jeweilige) schräge Fläche kann an einem mittleren Bereich eines Endes eines entsprechenden Abschnitts in Richtung zu einer Mitte des Wählpfads hin vorstehen und kann eine erste schräge Fläche und eine zweite schräge Fläche aufweisen, die in die Schaltpfade, die zu dem entsprechenden Abschnitt benachbart sind, hinein geneigt sind von dem mittleren Bereich aus an beiden Enden.
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Die Schaltführung kann befestigt sein, so dass sie die Steuerwelle abdeckt, und das Wählführungselement kann an einer Position befestigt sein, die der Steuerwelle gegenüberliegt, an welcher die Schaltführung befestigt ist. In einem anderen Beispiel kann das Wählführungselement an der Steuerwelle befestigt sein, und die Schaltführung kann entlang eines Drehradius des Wählführungselements befestigt sein, während sie der Steuerwelle gegenübersteht, an der das Wählführungselement befestigt ist. Die Vorrichtung kann ferner eine Steuereinheit aufweisen, die gestaltet ist, um einen Schaltpfad für das Wählführungselement zu ermitteln, so dass es in einen Schaltpfad, der einer gewünschten Gangstufe entspricht, durch die Wählführungen geführt wird, und sie kann gestaltet sein, um den Schaltaktuator zu betätigen durch Berechnen eines Hubbetrags und einer Hubrichtung des Schaltaktuators, um dem ermittelten Schaltpfad zu folgen.
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Die Steuereinheit kann ferner gestaltet sein, um eine Mitte des Wählpfads zu ermitteln durch Detektieren eines Endes eines ersten Schaltpfads durch das Wählführungselement durch Betätigen des Schaltaktuators in eine erste Richtung und dann Detektieren eines Endes eines zweiten Schaltpfads durch das Wählführungselement durch Betätigen des Schaltaktuators in eine zweite Richtung. Die Steuereinheit kann gestaltet sein, um die Mitte des Wählpfads zu ermitteln durch Berechnen einer mittleren Position zwischen dem Ende des ersten Schaltpfads und des zweiten Schaltpfads. Ferner kann die Steuereinheit gestaltet sein, um die Position des Wählführungselements in der Wählrichtung zu ermitteln durch Detektieren des Endes des zweiten Schaltpfads, Bewegen des Wählführungselements in Richtung zu einer Wählführung durch Betätigen des Schaltaktuators, und dann Detektieren eines Endes des Wählpfads durch abwechselndes Betätigen des Schaltaktuators in die erste Richtung und in die zweite Richtung.
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Die Vorrichtung kann ferner aufweisen einen Sensor, der in dem Wählpfad angeordnet ist, wobei die Steuereinheit gestaltet sein kann, um die Mitte des Wählpfads zu ermitteln durch Verwenden einer Änderung eines Ausgabewertes, wenn das Wählführungselement von den Schaltpfaden aus durch den Sensor in dem Wählpfad passiert. Die Vorrichtung kann ferner aufweisen einen Wählpositionssensor, der an der Steuerwelle angeordnet ist, wobei die Steuereinheit gestaltet sein kann, um eine Position des Wählführungselements in der Wählrichtung zu ermitteln basierend auf einem Positionssignal von dem Wählpositionssensor, das einer Position der Steuerwelle in der Wählrichtung entspricht.
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Entsprechend der vorliegenden Erfindung, da die Steuerwelle vertikal (z. B. längs) bewegt werden kann durch vertikales Bewegen der Schaltführung mit der Wählführung durch Betätigen des Schaltaktuators in der vorliegenden Erfindung, kann es möglich sein, ein Schalten und ein Wählen der Steuerwelle auszuführen. Daher ist die Anzahl von Aktuatoren reduziert, wodurch die Herstellungskosten und ein Gewicht des Getriebes verringert werden kann. Ferner kann, da lediglich ein (einziger) Aktuator zum Schalten verwendet wird, ein Geräusch aufgrund der Betätigung von Aktuatoren verringert werden.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Die obigen und andere Objekte, Eigenschaften und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden mit der folgenden detaillierten Beschreibung klarer zu verstehen sein, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Figuren berücksichtigt werden, bei welchen:
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1 ein Diagramm ist, das eine beispielhafte Gestaltung zeigt, wenn die vorliegende Erfindung auf ein automatisiertes Handschaltgetriebe (AMT) entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird;
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2 ein Diagramm ist, das die Gestaltung einer ersten beispielhaften Ausführungsform für ein Verbinden (bzw. eine Verbindung) einer Steuerwelle mit einer Gangschaltvorrichtung entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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3A bis 3C Diagramme sind, die den Betrieb und das Prinzip eines Schaltens in vorgegebene Gänge durch ein AMT entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;
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4A bis 4C Diagramme sind, die den Betrieb und das Prinzip eines Schaltens in vorgegebene Gänge durch ein DCT entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;
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5 ein Diagramm ist, das die Gestaltung einer zweiten beispielhaften Ausführungsform für ein Verbinden (bzw. eine Verbindung) einer Steuerwelle mit einer Gangschaltvorrichtung entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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6 und 7 konzeptionelle Diagramme sind, die eine erste beispielhafte Gestaltung einer Steuerung zum Prüfen der Position eines Wählführungselements entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen; und
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8 ein konzeptionelles Diagramm ist, das eine zweite beispielhafte Gestaltung einer Steuerung zum Prüfen der Position eines Wählführungselements entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Detailierte Beschreibung der Erfindung
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Es ist zu verstehen, dass die Begriffe "Fahrzeug" oder "Fahrzeug-B" oder andere ähnliche Begriffe, welche hier verwendet werden, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen einschließen, wie beispielsweise Personenkraftfahrzeuge einschließlich sogenannter Sportnutzfahrzeuge (SUV), Busse, Lastwagen, verschiedene Nutzfahrzeuge, Wasserfahrzeuge einschließlich eine Vielzahl an Booten und Schiffen, Flugzeuge und dergleichen, und ferner auch Hybridfahrzeuge, elektrische Fahrzeuge, Plug-in-Hybridelektrofahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge für alternative Kraftstoffe (z.B. Kraftstoffe, welche aus anderen Ressourcen als Erdöl hergestellt werden). Ein Hybridfahrzeug, auf welches hier Bezug genommen wird, ist ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Energiequellen hat, z.B. Fahrzeuge, welche sowohl mit Benzin als auch elektrisch betrieben werden.
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Obwohl eine beispielhafte Ausführungsform beschrieben ist als ein Verwenden einer Mehrzahl von Einheiten, um den beispielhaften Prozess auszuführen, ist zu verstehen, dass die beispielhaften Prozesse auch von einem Modul oder einer Mehrzahl von Modulen ausgeführt werden können. Zusätzlich ist zu verstehen, dass der Begriff Steuereinheit sich auf eine Hardware-Vorrichtung bezieht, die einen Speicher und einen Prozessor aufweist. Der Speicher ist gestaltet, um die Module zu speichern und der Prozessor ist speziell gestaltet, um besagte Module auszuführen, um einen oder mehrere Prozesse durchzuführen, welche nachstehend detaillierter beschrieben sind.
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Außerdem kann die Steuerungslogik der vorliegenden Erfindung als nicht-flüchtige, computerlesbare Medien auf einem computer-lesbaren Medium verkörpert werden, das ausführbare Programmbefehle enthält, die von einem Prozessor, einer Steuereinheit oder dergleichen ausgeführt werden. Beispiele für computer-lesbare Medien beinhalten, aber sind nicht darauf beschränkt, ROM, RAM, Compact-Disk(CD)-ROMs, Magnetbänder, Floppy Disks, Speichersticks, Chipkarten und optische Datenspeicherungsgeräte. Das computer-lesbare Aufnahmemedium kann auch in netzwerk-gekoppelten Computersystemen verteilt sein, so dass die computer-lesbaren Medien in einer verteilten Art und Weise, z. B. durch einen Telematik-Server oder ein Controller Area Network (CAN), gespeichert und ausgeführt werden.
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Die hierin verwendete Terminologie dient lediglich dem Zweck des Beschreibens bestimmter Ausführungsformen und ist nicht dazu gedacht, die Erfindung zu beschränken. Die hierin verwendeten Singularformen „ein“, „eine“ und „der“, „die“, „das“ sind dazu gedacht, auch die Pluralformen einzuschließen, außer der Kontext weist eindeutig auf etwas anderes hin. Ferner ist zu verstehen, dass die Begriffe „aufweisen“ und/oder „aufweisend“ bei Verwendung in dieser Beschreibung das Vorliegen von genannten Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Vorgängen, Elementen und/oder Komponenten spezifizieren, aber nicht die Anwesenheit oder den Zusatz von einem oder mehreren anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Vorgängen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen. Wie hierin verwendet, weist der Begriff “und/oder“ jede sowie alle Kombinationen von einem oder mehreren der dazugehörig aufgezählten Gegenstände auf.
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Außer wenn es speziell dargelegt ist oder der Kontext klar auf etwas anderes hinweist, ist, wie hierin verwendet, der Begriff “ungefähr” als innerhalb eines Bereiches von normaler Toleranz zu verstehen, in der Art von, zum Beispiel, innerhalb von 2 Standardabweichungen des Mittelwertes. “Ungefähr” kann verstanden werden als innerhalb 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0.5%, 0.1%, 0.05%, oder 0.01% des angegebenen Wertes. Außer es geht aus dem Kontext eindeutig anders hervor, werden alle numerischen Werte, die hierin vorgelegt werden, durch den Begriff “ungefähr” geändert.
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Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend im Detail mit Bezug zu den beiliegenden Figuren beschrieben.
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Eine Gangschaltvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann eine Schaltführung 7 aufweisen, die Wählführungen 15 und ein Wählführungselement 17 hat. Es wird auf die 1 und 2 Bezug genommen, um die vorliegende Erfindung im Detail zu beschreiben, erstens, die Schaltführung 7, die gestaltet ist, um sich mit einer Steuerwelle 3 (mit) zu bewegen, kann die Wählführungen 15 aufweisen, die zwischen zwei Schaltpfaden 7b angeordnet sind, so dass die Wählführungen 15 einem Wählpfad 7a, der zwischen den Schaltpfaden 7b ausgebildet ist, diagonal gegenüberstehen (z. B. zugewandt sind). Zum Beispiel kann die Schaltführung 7 direkt an der Steuerwelle 3 befestigt (bzw. fixiert) sein oder an einem Abschnitt (einem Schaltfinger 5), der mit der Steuerwelle 3 (fest) verbunden ist, um sich in einer Wählrichtung und in einer Schaltrichtung mit der Steuerwelle 3 (mit) zu bewegen. Wenn die Schaltführung 7 an der Steuerwelle 3 befestigt ist, kann die Schaltführung 7 die äußere Seite der Steuerwelle 3 bedecken.
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Die Wählführungen 15 können auch in der Schaltführung 7 befestigt (bzw. fixiert) sein, um sich mit der Steuerwelle 3 (mit) zu bewegen. Insbesondere kann die Schaltführung 7 einen (zumindest) im Wesentlichen geraden Wählpfad 7a (z. B. einen linearen Wählpfad), der in der Wählrichtung der Steuerwelle 3 ausgebildet ist, und eine Mehrzahl von Schaltpfaden 7b, die vertikal an einer Seite oder beiden Seiten des Wählpfads 7a angeordnet sind, haben. Zum Beispiel sind in einem 5-Gang-AMT drei Schaltpfade 7b jeweils an beiden Seiten eines Wählpfads 7a ausgebildet, um Schaltpfade 7b zum Schalten in den ersten Gang bis in den fünften Gang und in den Rückwärtsgang zu bilden.
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Zum Beispiel sind in einem 7-Gang-DCT, wie in 4A gezeigt, zwei Schaltpfade 7b jeweils an beiden Seiten eines Wählpfads 7a ausgebildet, um Schaltpfade 7b zum Schalten in ungeradzahlige Gänge zu bilden. Obwohl nicht in den Figuren gezeigt, kann ebenfalls eine Schaltführung 7 bereitgestellt sein, die gestaltet ist, um in geradzahlige Gänge zu schalten. Insbesondere können die Wählführungen 15 in der Schaltführung 7 in der Form von Platten ausgebildet sein, die in einem Winkel (z. B. schräg) über den Wählpfad 7a (hinweg verlaufend) angeordnet sind. Beide Enden der Wählführungen 15 können an einem (jeweils zugeordneten) Eingang angeordnet sein, der sich von dem Wählpfad 7a zu den Schaltpfaden 7b erstreckt.
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Zum Beispiel kann in einem 5-Gang-AMT, wie in 3A gezeigt, eine Wählführung 15 zwischen dem Eingang eines Schaltpfads 7b für eine erste Gangstufe und dem Eingang eines Schaltpfads 7b für eine vierte Gangstufe angeordnet sein, und eine Wählführung 15 kann zwischen dem Eingang eines Schaltpfads 7b für eine dritte Gangstufe und dem Eingang eines Schaltpfads 7b für die R Gangstufe angeordnet sein. In einem 7-Gang-DCT, wie in 4A gezeigt, kann eine Wählführung 15 zwischen dem Eingang eines Schaltpfads 7b für eine fünfte Gangstufe und dem Eingang eines Schaltpfads 7b für eine siebte Gangstufe angeordnet sein.
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Ferner kann das Wählführungselement 17, das in der Form eines Stifts ausgebildet ist, angeordnet sein, so dass ein Ende (davon) in den Schaltpfaden 7b und / oder dem Wählpfad 7a der Schaltführung 7 positioniert (z. B. aufrechterhalten) ist. Wenn die Steuerwelle 3 in einer Schaltrichtung bewegt wird, kann sich das Wählführungselement 17 gegen die Wählführung 15 stützen und eine Führung damit erreichen, um die Steuerwelle 3 zu führen, die sich in einer Wählrichtung bewegt. Zum Beispiel kann das Wählführungselement 17 angeordnet sein, so dass es der Schaltführung 7 gegenüberliegt (z. B. zugewandt ist), und kann an einem Getriebegehäuse oder an einem Aktuatorgehäuse befestigt (fixiert bzw. festgelegt) sein.
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Entsprechend dieser Gestaltung kann, wenn ein Schaltaktuator 1 betätigt wird, um in einen Gang zu schalten, die Steuerwelle 3 gedreht werden und die Schaltführung 7 kann entsprechend gedreht werden, wobei, wenn der Schaltaktuator 1 betätigt wird, zum Beispiel einen Betrieb aufrecht erhält oder die Richtung ändert, die Wählführung 15 in Kontakt mit dem Wählführungselement 17 bewegt werden kann. Mit anderen Worten, wenn sich der Schaltaktuator 1 kontinuierlich bewegt, wobei die Wählführung 15 in Kontakt mit dem Wählführungselement 17 ist und während der Kontakt damit aufrechterhalten wird, kann die Wählführung 15 durch die Drehkraft der Steuerwelle 3 bewegt werden, während das Wählführungselement 17 über die geneigte Fläche der Wählführung 15 gleitet.
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Dementsprechend kann die Schaltführung 7 mit der Wählführung 15 vertikal (in den Figuren) bewegt werden und die Steuerwelle 3, an welcher die Schaltführung 7 befestigt ist, kann entsprechend vertikal bewegt werden, um sowohl Schalten als auch Wählen der Steuerwelle 3 durch den Schaltaktuator 1 auszuführen, und entsprechend kann die Anzahl von Aktuatoren reduziert werden, wodurch die Herstellungskosten und ein Gewicht des Getriebes reduziert werden kann. Ferner kann, da lediglich ein (einziger) Aktuator zum Schalten verwendet wird, ein Geräusch aufgrund eines Betriebes von Aktuatoren verringert werden.
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Darüber hinaus zeigt 5 ein anderes Beispiel für ein Anordnen (bzw. eine Anordnung) der Schaltführung 7 und des Wählführungselements 17, bei welchem (bzw. bei welcher) das Wählführungselement 17 gestaltet sein kann, um sich mit der Steuerwelle 3 (mit) zu bewegen, und die Schaltführung 7 kann befestigt (stationär) sein, so dass sie der Steuerwelle 3 gegenüberliegt (z. B. zugewandt ist). Zum Beispiel kann das Wählführungselement 17 an der Steuerwelle 3 befestigt (fixiert) sein, um sich mit der Steuerwelle 3 (mit) zu drehen und (mit) zu bewegen. Ferner kann die Schaltführung 7, welche entlang des Drehradius des Wählführungselement 17 befestigt (stationär) sein kann, während sie der Steuerwelle 3 gegenüberliegt, an welcher das Wählführungselement 17 befestigt ist, an einem Gebtriebegehäuse oder einem Aktuatorgehäuse befestigt (z. B. festgelegt) sein.
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Dennoch wird im Folgenden diejenige Anordnung der Schaltführung 7 und des Wählführungselements 17 beschrieben, die in den 1 und 2 beispielhaft dargestellt ist. Insbesondere kann in der vorliegenden Erfindung eine Mehrzahl von Führungsnuten 9 (z. B. Führungsaussparungen), durch welche das Wählführungselement 17 passieren kann, wenn die Wählführungen 15 das Wählführungselement 17 führen, auf (z. B. an) der Innenseite der Schaltführung 7 ausgebildet sein. Die Führungsnuten 9 können in der Form von Bögen innerhalb der äußersten Schaltpfade 7b, die den Enden der Wählführungen 15 gegenüberliegen, ausgebildet sein. Mit anderen Worten, die Führungsnuten 9 können auf den Innenseiten der äußersten Schaltpfade 7b von einer Mehrzahl von Schaltpfaden 7b ausgebildet sein.
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Entsprechend dieser Gestaltung kann, wenn sich das Wählführungselement 17 von dem Ende einer Wählführung 15 weg bewegt und in einen Schaltpfad 7b eintritt, das Wählführungselement 17 eine Führungsnut 9 passieren, bevor sie in den Schaltpfad 7b eintritt, um einen genügenden Raum für ein Durchlaufen des Wählführungselements 17 sicherzustellen, wodurch die Steuerwelle 3 glatter bewegt werden kann zum Ausführen des Wählens. Ferner können Abschnitte 11 zwischen Schaltpfaden 7b, die benachbart zueinander in gleichen Richtungen angeordnet sind, ausgebildet sein, um die Schaltpfade 7b zu trennen, und an Enden der Abschnitte 11 können schräge Flächen, die bezüglich der Schaltpfade 7b schräg sind, ausgebildet sein. Mit anderen Worten kann, bezugnehmend auf 3A, ein Abschnitt 11 zwischen den Schaltpfaden 7b für die zweite Gangstufe und die vierte Gangstufe ausgebildet sein, und eine schräge Fläche 13 kann an dem Ende des Abschnitts 11, das zu dem Wählpfad 7a benachbart ist, durch Anschrägen beider Seiten des Endes ausgebildet sein.
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Die schräge Fläche 13 kann in Richtung zu der Mitte des Wählpfads 7a an dem mittleren Bereich des Endes des Abschnitts 11 vorstehen und kann zwei schräge Flächen aufweisen, welche ins Innere der Schaltpfade 7b, die zu dem Abschnitt 11 zwischen der zweiten und der vierten Gangstufe 7b benachbart sind, von dem mittleren Bereich aus an beiden Enden schräg (verlaufend) sind, wobei eine erste schräge Fläche 13a, die der Wählführung 15 gegenübersteht, schräg sein kann, um der Neigung der Wählführung 15 zu entsprechen, und wobei eine zweite schräge Fläche 13b bezüglich des mittleren Bereichs der schrägen Fläche 13 symmetrisch zu der ersten schrägen Fläche 13a schräg sein kann. Entsprechend dieser Gestaltung kann, wenn ein Wählführungselement 17 zwischen dem Wählpfad 7a und dem Abschnitt 11 bewegt wird, die schräge Fläche 13 das Wählführungselement 17 führen, in den Schaltpfad 7b in der Bewegungsrichtung einzutreten, um einen genügenden Raum sicherzustellen, durch welchen das Wählführungselement 17 passieren kann, wodurch die Steuerwelle 3 so gestaltet sein kann, dass sie sich zum Ausführen des Wählens und Schaltens glatter bewegt.
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Die vorliegende Erfindung kann ferner eine Steuereinheit 19 aufweisen, die gestaltet ist, um den Schaltaktuator 1 für die Gangschaltvorrichtung für ein Fahrzeug zu betätigen, um einen Gang bzw. Gänge zu schalten. Insbesondere kann zum Schalten die Steuereinheit 19 gestaltet sein, um einen Schaltpfad für das Wählführungselement 17 zu ermitteln, das von der momentanen Position aus durch die Wählführungen 15 in einen Schaltpfad 7b zu führen ist, der einer gewünschten Gangstufe entspricht, und um den Schaltaktuator 1 durch Berechnen des Hubbetrags und der Hubrichtung des Schaltaktuators 1 zu betätigen, um dem ermittelten Schaltpfad zu folgen.
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Bezugnehmend auf 3A kann zum Beispiel, wenn von der zweiten Gangstufe in die dritte Gangstufe geschaltet wird, die Steuereinheit 19 gestaltet sein, um einen Schaltpfad zu ermitteln, bei welchem das Wählführungselement 17 in dem zweite-Gangstufe-Schaltpfad 7b (an der ersten Position) zu einer vorgegebenen Position bewegt wird, und zwar durch den Eingang (zweite Position) des erste-Gangstufe-Schaltpfads 7b und nach Durchlaufen des Wählpfads 7a, dann zu dem Wählpfad (dritte Position) zwischen dem dritte-Gangstufe-Schaltpfad 7b und dem vierte-Gangstufe-Schaltpfad 7b mittels der unteren Wählführung 15 geführt werden kann, und dann in den dritte-Gangstufe-Schaltpfad 7b (vierte Position) entlang der schrägen Fläche 13, die zwischen dem erste-Gangstufe-Schaltpfad 7b und dem dritte-Gangstufe-Schaltpfad 7b ausgebildet ist, geführt werden kann.
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Der Vorwärts-Hubbetrag und der Rückwärts-Hubbetrag und die Bewegungsrichtungen des Schaltaktuators 1 können angepasst werden, um dem Wählführungselement 17 zu erlauben, sich entlang des Schaltpfads zu bewegen. Mit anderen Worten, es kann möglich sein, in einen gewünschten Gang zu schalten, während der Hubbetrag und die Bewegungsrichtung des Schaltaktuators angepasst werden, die nötig sind, damit sich das Wählführungselement 17 von der ersten Position zu der zweiten Position, von der zweiten Position zu der dritten Position und von der dritten Position zu der vierten Position bewegt, durch Verwenden der Formen und Anordnung der Wählführungen 15 und der Schaltführung 7 und der relativen Positionen zwischen dem Wählführungselement 17 und den Wählführungen 15.
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Ferner kann, wenn die Position des Wählführungselements 17 unklar ist, zum Beispiel in dem frühen Stadium des Startens eines Verbrennungsmotors, die relative Position des Wählführungselements 17 zum Schalten durch die Steuereinheit 19 detektiert werden. Dementsprechend kann, bezugnehmend auf 6, die Steuereinheit 19 gestaltet sein, um die Mitte des Wählpfads 7a zu ermitteln durch: Detektieren des Endes eines ersten Schaltpfads 7b durch das Wählführungselement 17 durch Betätigen des Schaltaktuators 1 zu dem Ende in eine erste Richtung, und dann Detektieren des Endes eines zweiten Schaltpfads 7b durch das Wählführungselement 17 durch Betätigen des Schaltaktuators 1 zu dem Ende in eine zweite Richtung. Zum Beispiel kann die Steuereinheit 19 gestaltet sein, um die Mitte des Wählpfads 7a durch Berechnen eines Mittelpunkts zwischen dem Ende des ersten Schaltpfads 7b und dem des zweiten Schaltpfads 7b zu ermitteln.
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Bezugnehmend auf 7 kann die Steuereinheit 19 gestaltet sein, um die Position des Wählführungselements 17 in der Wählrichtung zu ermitteln durch: Detektieren des Endes des zweiten Schaltpfads 7b, Bewegen des Wählführungselements 17 in Richtung zu der Wählführung 15 durch Betätigen des Schaltaktuators 1 und dann Detektieren des Endes des Wählpfads 7a durch abwechselndes Betätigen des Schaltaktuators 1 in die erste Richtung und in die zweite Richtung. Mit anderen Worten, es kann möglich sein, das Wählführungselement 17 in die Nähe der Wählführung 15 zu bewegen durch Detektieren in welchem Schaltpfad 7b das Wählführungselement 17 momentan positioniert ist durch Verwenden von zwei Schaltpfaden 7b und der Mitte des Wählpfads 7a, und es kann möglich sein, genauer zu ermitteln, wo das Wählführungselement 17 positioniert ist durch Detektieren des oberen oder des unteren Endes des Wählpfads 7a durch Bewegen des Wählführungselements 17 in einem Zickzackmuster. Für verschiedene Detektionsprozesse kann die Steuereinheit 19 eine Mehrzahl von Sensoren verwenden, die in dem Fahrzeug montiert sind.
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Insbesondere kann es möglich sein, das Wählführungselement 17 an dem Eingang eines gewünschten Schaltpfads 7b in dem frühen Stadium des Startens eines Verbrennungsmotors anzuordnen, und daher kann es möglich sein, die Position des Wählführungselements 17, die geeignet ist für die Fahrbedingung eines Fahrzeugs, einzustellen. Ferner kann, als ein anderes Beispiel für ein Detektieren der relativen Position des Wählführungselements 17, wie in 8 gezeigt, ein Sensor 21 in dem Wählpfad 7a außerdem angeordnet sein, bei welchem die Steuereinheit 19 gestaltet sein kann, die Mitte des Wählpfads 7a zu ermitteln durch Verwenden einer Änderung in einem Ausgabewert, wenn das Wählführungselement 17 von den Schaltpfaden 7b aus durch den Sensor 21 in dem Wählpfad 7a passiert.
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Zum Beispiel, wenn der Sensor 21 ein Hubsensor ist, kann der Sensor 21 auf der Mittellinie L des Wählpfads 7a angeordnet sein. Dementsprechend ändert sich, wenn das Wählführungselement 17 durch den Hubsensor passiert, ein Ausgabewert, der durch Strom- oder Spannungsänderungen detektiert wird, und die Steuereinheit 19 kann gestaltet sein, um zu ermitteln, wie nahe das Wählführungselement 17 momentan zu der Mitte des Wählpfads 7a positioniert ist von der Änderung des Ausgabewertes (z. B. einen Abstand des Wählführungselements 17 zu der Mitte des Wählpfads 7a ermitteln). Ferner kann, wenn der Sensor 21 ein Hall-Sensor ist, der Sensor 21 in der Mitte einer Wählführung 15 angeordnet sein, und die Steuereinheit kann gestaltet sein, um die Mitte des Wählpfads 7a aus einer Änderung in einem Ausgabesignal zu ermitteln, wenn das Wählführungselement 17 durch den Hall-Sensor in einem Schaltpfad 7b passiert.
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In der beispielhaften Ausführungsform, die in 8 gezeigt ist, kann ein Wählpositionssensor 21 außerdem an der Steuerwelle 3 angeordnet sein, um die Position des Wählführungselements 17 zu detektieren. Der Wählpositionssensor 23 kann an die Steuerwelle 3 gekoppelt sein, um sich mit der Steuerwelle 3 zu bewegen, die sich zum Ausführen eines Wählens bewegt. Die Steuereinheit 19 kann gestaltet sein, um die Position des Wählführungselements 17 in der Wählrichtung basierend auf einem Positionssignal von dem Wählpositionssensor 23, das der Position der Steuerwelle 3 in der Wählrichtung entspricht, zu ermitteln. Mit anderen Worten, die Steuereinheit 19 kann gestaltet sein, um die Position des Wählführungselements 17, das durch den Wählpfad 7a oder die Wählführungen 15 (z. B. die Mittellinie L des Wählpfads 7a) passiert, durch Anwenden des Sensors 21 zu ermitteln, und dementsprechend durch Verwenden des Wählpositionssensors 23 noch genauer zu ermitteln, wo das Wählführungselement 17 in dem Wählpfad 7a ist.
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Nachstehend wird ein Schalten durch die Gangschaltvorrichtung für ein Fahrzeug entsprechend der vorliegenden Erfindung beschrieben. 3A ist ein Diagramm, welches das Prinzip eines Schaltens von der zweiten Gangstufe in die dritte Gangstufe in einem 5-Gang-AMT darstellt, bei welchem, wenn der Schaltaktuator 1 rückwärts betätigt wird, mit dem Wählführungselement 17 an der ersten Position ‘a’ in dem zweite-Gangstufe-Schaltpfad 7b, das Wählführungselement 17 mit der unteren Seite der unteren Wählführung 15 in Kontakt kommen kann. Wenn der Schaltaktuator 1 kontinuierlich rückwärts betätigt wird, führt die untere Seite der Wählführung 15, die in Kontakt mit dem Wählführungselement 17 ist, das Wählführungselement 17, und das Wählführungselement 17 bewegt sich von der unteren Seite der Wählführung 15 weg und passiert durch die Führungsnut 9, und folglich kann das Wählführungselement 17 gestaltet sein, um sich zu der zweiten Position ‘b’ am Eingang des erste-Gangstufe-Schaltpfads 7b zu bewegen.
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Danach kann, wenn der Schaltaktuator 1 vorwärts betätigt wird, das Wählführungselement 17 in Kontakt mit der oberen Seite der unteren Wählführung 15 gebracht werden. Wenn der Schaltaktuator 1 kontinuierlich vorwärts betätigt wird, führt die obere Seite der Wählführung 15, die in Kontakt mit dem Wählführungselement 17 ist, das Wählführungselement 17, und das Wählführungselement 17 kann gestaltet sein, um sich um einen vorgegebenen Abstand nach oben zu einer dritten Position 'c' zu bewegen. Der vorgegebene Abstand kann ein Abstand sein, um den sich das Wählführungselement 17 bewegt, um in den dritte-Gangstufe-Schaltpfad 7b einzutreten durch ein Gleiten an der schrägen Fläche 13 zwischen der ersten Gangstufe und der dritten Gangstufe, wobei die Mitte des Wählführungselements 17 auf der gleichen Linie sein kann wie die Mitte der zweiten schrägen Fläche 13b, die benachbart zu dem dritte-Gangstufe-Schaltpfad 7b ist, aber er kann geändert werden basierend auf der Form und Gestaltung der Schaltführung 7.
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Danach kann, wenn der Schaltaktuator 1 rückwärts betätigt wird, das Wählführungselement 17 in Kontakt mit der zweiten schrägen Fläche 13b, die zwischen dem erste-Gangstufe-Schaltpfad 7b und dem dritte-Gangstufe-Schaltpfad 7b ist, gebracht werden. Wenn der Schaltaktuator 1 kontinuierlich rückwärts betätigt wird, gleitet das Wählführungselement 17 an der zweiten schrägen Fläche 13b und tritt in den dritte-Gangstufe-Schaltpfad 7b ein, und die Schaltführung 7 wird um einen vorgegebenen Abstand nach oben bewegt, so dass ein Auswählen der Steuerwelle 3, an welche die Schaltführung 7 gekoppelt ist, ausgeführt werden kann. Danach kann, wenn der Schaltaktuator 1 kontinuierlich rückwärts betätigt wird, das Wählführungselement 17 zu einer vierten Position ‘d’ in dem dritte-Gangstufe-Schaltpfad 7b bewegt werden, und ein Schalten in die dritte Gangstufe der Steuerwelle 3 kann (dadurch) vollendet werden.
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3B ist ein Diagramm, welches das Prinzip eines Schaltens von einer dritten Gangstufe in eine vierte Gangstufe in einem 5-Gang-AMT darstellt, und 3C ist ein Diagramm, welches das Prinzip eines Schaltens von der vierten Gangstufe in eine fünfte Gangstufe in einem 5-Gang-AMT darstellt, wobei ein gewünschtes Schalten ähnlich ausgeführt werden kann durch Anpassen der Betätigung und der Betätigungsrichtung des Schaltaktuators 1. Ferner ist 4A ein Diagramm, welches das Prinzip eines Schaltens von einer ersten Gangstufe in eine dritte Gangstufe in einem 7-Gang-DCT darstellt, 4B ist ein Diagramm, welches das Prinzip eines Schaltens von einer dritten Gangstufe in eine fünfte Gangstufe in einem 7-Gang-DCT darstellt, und 4C ist ein Diagramm, welches das Prinzip eines Schaltens von einer dritten Gangstufe in eine fünfte Gangstufe in einem 7-Gang-DCT darstellt, bei welchem das Schalten ähnlich ausgeführt werden kann durch Anpassen der Betätigung und der Betätigungsrichtung des Schaltaktuators 1.
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Wie oben beschrieben kann die Steuerwelle 3 vertikal bewegt werden durch vertikales Bewegen der Schaltführung 7 mit der Wählführung 15 durch Betätigen des Schaltaktuators in der vorliegenden Erfindung. Dementsprechend kann es möglich sein, ein Schalten und Wählen der Steuerwelle 3 durch Verwenden des Schaltaktuators 1 auszuführen, und dementsprechend kann die Anzahl von Aktuatoren reduziert werden, wodurch die Herstellungskosten und ein Gewicht des Getriebes verringert werden kann. Ferner kann, da lediglich ein (einziger) Aktuator zum Schalten verwendet wird, ein Geräusch aufgrund der Betätigung von Aktuatoren verringert werden.
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Obwohl zum Zwecke der Veranschaulichung eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde, wird der Fachmann anerkennen, dass verschiedene Modifikationen, Zusätze und Ersetzungen möglich sind, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung, wie er in den beigefügten Ansprüchen offenbart ist, abzuweichen.
