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Die Erfindung betrifft eine Getriebeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein handschaltfähiges, in mehrere Gänge schaltbares Getriebe und eine dem Getriebe zugeordnete Schalteinrichtung mit einem Wählelement zum Auswählen wenigstens eines Gangs durch einen Benutzer.
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Derartige Getriebeeinrichtungen, die manuell durch einen Benutzer durch Interaktion mit einem Wählelement, beispielsweise einem Wählhebel, geschaltet werden können, sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt. Gegenüber automatischen Getrieben bzw. Getriebeeinrichtungen, bei denen das Getriebe automatisch in einen adäquaten Gang geschaltet wird, beispielsweise durch eine entsprechende Steuerungseinrichtung, bietet ein handschaltfähiges Getriebe für den Fahrer die Möglichkeit, den Gang selbst einzulegen, sodass eine sportlichere Fahrweise möglich ist. Diese sportliche Fahrweise bzw. das mit der manuellen Durchführung von Schaltvorgängen verbundene Fahrgefühl wird von einigen Benutzern bevorzugt, wobei dies auch von einem sportlichen Fahrmodus eines automatischen Getriebes nur eingeschränkt nachgebildet werden kann.
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Nachteiligerweise ist es mit gängigen handschaltfähigen Getrieben nicht möglich, eine Vielzahl moderner (Fahrer-) Assistenzsysteme zu realisieren. Üblicherweise können mit handschaltfähigen Getrieben zwar Geschwindigkeitsregelanlagen realisiert werden, die zur Regelung einer Istgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs auf eine Sollgeschwindigkeit ausgebildet sind, sämtliche Fahrerassistenzsysteme, die einen Gangwechsel bzw. ein Anfahren des Kraftfahrzeugs erfordern, sind jedoch mit derartigen aus dem Stand der Technik bekannten Getriebeeinrichtungen nicht durchführbar. Beispielsweise kann ein Abstandsregelassistent („adaptive cruise control“; ACC) mit einem typischen handschaltfähigen Getriebe nicht realisiert werden, da zum Anfahren bzw. zum Bewegen des Kraftfahrzeugs über ein gewisses Geschwindigkeitsintervall, beispielsweise vom ruhenden Zustand des Kraftfahrzeugs bis beispielsweise 120 km/h oder mehr, ein oder mehrere Gangwechsel erforderlich sind, die nicht automatisch durchführbar sind.
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Bei automatischen Getriebeeinrichtungen, also Getriebeeinrichtungen bei denen eine Steuerungseinrichtung entsprechend der vorliegenden Fahrsituation eine Gangwahl und ggf. einen Schaltvorgang vornimmt, d.h. den für die momentane Fahrsituation geeigneten Gang einlegt, wird dem Benutzer, wie zuvor beschrieben, nicht dasselbe Fahrerlebnis wie eine handschaltfähige Getriebeeinrichtung geboten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Getriebeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug anzugeben, insbesondere eine handschaltfähige mit Fahrerassistenzsystemen kompatible Getriebeeinrichtung.
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Die Aufgabe wird durch eine Getriebeeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Wie zuvor beschrieben, umfasst die erfindungsgemäße Getriebeeinrichtung ein handschaltfähiges, in mehrere Gänge schaltbares Getriebe, sowie eine Schalteinrichtung, die ein Wählelement bereitstellt, mittels welchen Wählelements der Benutzer einen Gang auswählen kann. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Getriebeeinrichtung einen automatischen Modus und einen manuellen Modus aufweist. Dabei weist die Getriebeeinrichtung eine Steuerungseinrichtung auf, wobei die Steuerungseinrichtung in dem automatischen Modus zur Ausführung von Schaltvorgängen vorgesehen ist. Mit anderen Worten wird im automatischen Modus der Getriebeeinrichtung die Gangwahl durch die Steuerungseinrichtung durchgeführt, Schaltvorgänge sonach in einem automatischen Getriebe bzw. einer automatischen Getriebeeinrichtung entsprechend von einer Steuerungseinrichtung gesendeten Schaltsignalen durchgeführt. In dem manuellen Modus der Getriebeeinrichtung ist die Ausführung von Schaltvorgängen direkt an eine Betätigung des Wählelements der Schalteinrichtung gekoppelt.
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Demnach ist erfindungsgemäß vorgesehen, die Vorteile einer automatischen Getriebeeinrichtung und die Vorteile einer handschaltfähigen bzw. manuellen Getriebeeinrichtung miteinander zu verbinden. Dazu kann die Getriebeeinrichtung, je nach Präferenz des Benutzers, in einem manuellen Modus oder in einem automatischen Modus betrieben werden. In dem automatischen Modus können vorteilhafterweise sämtliche üblichen Assistenzsysteme bzw. Fahrerassistenzsysteme verwendet werden, da Schaltvorgänge basierend auf den durch eine Steuerungseinrichtung erzeugten Schaltsignalen durchgeführt werden können. Somit ist eine (voll-) automatische Steuerung der Getriebeeinrichtung mittels der Steuerungseinrichtung möglich.
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Wählt der Fahrer den manuellen Modus der Getriebeeinrichtung, so kann die Getriebeeinrichtung vollständig manuell betrieben werden, wie eine aus dem Stand der Technik bekannte manuelle Getriebeeinrichtung, insbesondere um ein entsprechendes Fahrerlebnis zu erfahren.
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Das handschaltfähige Getriebe kann dabei beispielsweise eine Schiebemuffe aufweisen, die mittels einer Schaltstange bewegt werden kann, sodass die Schiebemuffe über eine Schaltgabel, die mit der Schaltstange verbunden ist, verschoben werden kann, um entsprechend zur Gangwahl Losräder mit einem Synchronkörper zu verbinden. Die Bewegung der Schaltstange kann an das Wählelement gekoppelt sein, beispielsweise einen Wählhebel, insbesondere einen Schalthebel, den der Benutzer zur Auswahl der Gänge bewegen kann. Der Fahrer bedient hierzu in an sich bekannter Weise eine Kupplungsbetätigungseinrichtung, beispielsweise über ein Kupplungspedal, um einen Schaltvorgang durchzuführen. Somit können, je nach Präferenz des Fahrers, der manuelle Modus ausgewählt werden, um ein üblicherweise im Stand der Technik bekannten handschaltfähigen Getrieben vorbehaltenes Fahrerlebnis zu erfahren oder die Vorteile, insbesondere den Komfort, eines automatischen Getriebes bzw. einer automatischen Getriebeeinrichtung auszunutzen, beispielsweise einen Abstandsregeltempomat mit Anfahrfunktion.
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Die erfindungsgemäße Getriebeeinrichtung kann bevorzugt dahingehend weitergebildet werden, dass die Getriebeeinrichtung eine Wähleinrichtung, bevorzugt eine Kulisse, für den manuellen Modus aufweist, welche Wähleinrichtung für jeden Vorwärtsgang des Getriebes eine Schaltposition aufweist, in die das Wählelement bewegbar ist. Demnach ist vorgesehen, dass der Benutzer das Wählelement, beispielsweise den Wählhebel, in dem manuellen Modus manuell in die einzelnen Schaltpositionen bewegen kann, welche Schaltpositionen den entsprechenden Gängen des Getriebes zugeordnet sind. Die Getriebeeinrichtung weist daher eine Wähleinrichtung mit verschiedenen Schaltpositionen auf, die den einzelnen Vorwärtsgängen des Getriebes zugeordnet sind. Wird die Getriebeeinrichtung sonach im manuellen Modus betrieben, kann das Wählelement relativ zu der Kulisse bewegt werden, um das Getriebe in die jeweiligen den einzelnen Schaltpositionen zugeordneten Gänge zu schalten.
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Dabei ist, wie zuvor beschrieben, selbstverständlich eine Bedienung der Kupplungseinrichtung erforderlich, wie bei einem üblichen handschaltfähigen Getriebe. Dem Fahrer wird sonach das Fahrerlebnis, das mit einem handschaltfähigen Getriebe verbunden ist, vollständig geboten. Dabei kann das Wählelement in der Kulisse in die für den auszuwählenden bzw. einzulegenden Gang vorgesehene Schaltposition bewegt werden. Wie zuvor beschrieben, führt die Bewegung des Wählelements relativ zu der Wähleinrichtung bzw. relativ zu der Kulisse, zu einer Bewegung entsprechender Elemente in dem Getriebe, die einen Schaltvorgang ermöglichen. Beispielsweise wird über die Bewegung des Wählelements eine Schaltstange und eine Schaltgabel bewegt, die mit einer Schiebemuffe gekoppelt ist, sodass ein entsprechender Gangwechsel bzw. eine entsprechende Gangwahl realisiert werden kann.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Getriebeeinrichtung kann vorgesehen sein, dass die Getriebeeinrichtung in einer Neutralstellung des Wählelements zwischen dem manuellen Modus und dem automatischen Modus wechselbar ist. Demnach kann die Getriebeeinrichtung eine Neutralstellung aufweisen, in die das Wählelement verbracht werden kann. Die Neutralstellung kann beispielsweise dem Leerlauf bzw. der Leerlaufposition eines regulären Handschaltgetriebes bzw. der Neutralstellung oder neutralen Position, insbesondere der „N“ - Stellung eines automatischen Getriebes entsprechen. Nachdem das Wählelement in die Neutralstellung verbracht wurde, ist es möglich, die Getriebeeinrichtung von dem manuellen Modus in den automatischen Modus zu wechseln. Selbstverständlich ist es ebenso möglich, dass die Getriebeeinrichtung aus dem automatischen Modus in den manuellen Modus überführt wird, indem das Hebelelement zunächst in die Neutralstellung gebracht wird.
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Mit anderen Worten kann der Benutzer des Kraftfahrzeugs einen Wechsel der Getriebeeinrichtung zwischen dem manuellen Modus und dem automatischen Modus vornehmen, indem das Wählelement in die Neutralstellung gebracht wird. Von dort aus ist es möglich, das Wählelement in den entsprechenden Teil der Wähleinrichtung zu bewegen, sodass entweder in dem manuellen Teil eine manuelle Gangwahl entsprechend einer Handschaltung oder in dem automatischen Teil eine automatische Gangwahl entsprechend eines automatischen Getriebes durchgeführt wird. Beispielsweise kann die Wähleinrichtung einen Automatikteil und einen manuellen Teil umfassen, welche über die Neutralstellung miteinander verbunden sind.
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Dabei ist es insbesondere möglich, dass das Wählelement in einer Kulisse bewegbar ist, welche Kulisse zwei Teilkulissen umfasst, wobei eine erste Teilkulisse dem automatischen Modus und eine zweite Teilkulisse dem manuellen Modus der Getriebeeinrichtung zugeordnet ist. Wie zuvor beschrieben, ist es möglich, zwischen dem automatischen Modus und dem manuellen Modus zu wechseln, indem das Wählelement in eine Neutralstellung verbracht wird. Die Neutralstellung kann beispielsweise als Gasse in der Wähleinrichtung (Kulisse) ausgebildet sein, die die erste Teilkulisse mit der zweiten Teilkulisse verbindet. Wird das Wählelement sonach durch die Neutralstellung aus der ersten Teilkulisse in die zweite Teilkulisse bewegt, kann die Getriebeeinrichtung aus dem automatischen Modus in den manuellen Modus gewechselt werden. Umgekehrt kann bei einem Verbringen des Wählelements aus der zweiten Teilkulisse über die Neutralstellung in die erste Teilkulisse die Getriebeeinrichtung aus dem manuellen Modus in den automatischen Modus gewechselt werden. Selbstverständlich sind die Bezeichnungen „erste Teilkulisse“ und „zweite Teilkulisse“ beliebig wechselbar, sodass auch die zweite Teilkulisse dem automatischen Modus und die erste Teilkulisse dem manuellen Modus zugeordnet sein kann.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Getriebeeinrichtung kann vorgesehen sein, dass die Getriebeeinrichtung durch eine Bewegung des Wählelements aus der Neutralstellung von der ersten Teilkulisse in die zweite Teilkulisse von dem automatischen Modus in den manuellen Modus und durch eine Bewegung des Wählelements von der zweiten Teilkulisse in die erste Teilkulisse von dem manuellen Modus in den automatischen Modus überführbar ist.
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Der Fahrer kann sonach durch eine Positionierung des Wählelements unmittelbar auswählen, ob das Kraftfahrzeug bzw. die Getriebeeinrichtung in dem manuellen Modus oder in dem automatischen Modus betrieben werden soll. Bewegt der Benutzer das Wählelement in die erste Teilkulisse, die dem automatischen Modus zugeordnet ist, wird die Getriebeeinrichtung in dem automatischen Modus betrieben, d.h., dass eine Gangwahl mittels einer Steuerungseinrichtung automatisch durchgeführt wird. Befindet sich das Wählelement in der zweiten Teilkulisse, wird die Getriebeeinrichtung in dem manuellen Modus betrieben, d.h., dass der Benutzer entsprechend eines Handschaltgetriebes die Gangwahl manuell vornimmt, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist.
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Alternativ dazu kann ein separates oder in das Wählelement integriertes Betätigungselement vorgesehen sein, beispielweise eine Sprachsteuerung, eine Taste, ein Knopf oder ein Pedal, mittels dem die Getriebeeinrichtung zwischen dem automatischen Modus und dem manuellen Modus gewechselt werden kann. Mit anderen Worten kann das Wählelement in die Neutralstellung gebracht werden und die Getriebeeinrichtung kann durch Betätigen des Betätigungselements, beispielsweise durch Drücken der Taste oder des Knopf, von dem automatischen Modus in den manuellen Modus überführt werden oder umgekehrt. Ebenso kann die Auswahl des automatischen Modus oder des manuellen Modus über eine Fahrmoduswahleinrichtung, beispielsweise einen Fahrmoduswahlschalter erfolgen. Eine solche Fahrmoduswahleinrichtung kann beispielsweise zum Auswählen verschiedener Fahrmodi der Getriebeeinrichtung bzw. des Kraftfahrzeugs vorgesehen sein, insbesondere Ecomodus, Komfortmodus, Sportmodus, etc. Somit kann zum Beispiel eine Kopplung eines Fahrmodus an den manuellen Modus oder den automatischen Modus der Getriebeeinrichtung vorgesehen sein. Beispielsweise kann bei Auswahl des Komfortmodus die Getriebeeinrichtung in den automatischen Modus und bei Auswahl des Sportmodus in den manuellen Modus geschaltet werden.
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Ferner kann bei der erfindungsgemäßen Getriebeeinrichtung vorgesehen sein, dass die erste Teilkulisse eine Schaltstellung für einen Rückwärtsgang aufweist. Wie zuvor beschrieben, sind die Begriffe „erste Teilkulisse“ und „zweite Teilkulisse“ beliebig austauschbar bzw. wechselbar. Besonders bevorzugt ist gemäß dieser Ausgestaltung, dass der Rückwärtsgang bzw. die Schaltstellung für den Rückwärtsgang derjenigen Teilkulisse zugeordnet ist, die dem automatischen Modus zugeordnet ist. Grundsätzlich ist dabei auch eine anderweitige Zuordnung möglich, sodass der Rückwärtsgang durch den manuellen Modus angesteuert werden kann. Selbstverständlich ist es ebenso möglich, dass sowohl eine Ansteuerung des Rückwärtsgangs im manuellen Modus als auch im automatischen Modus möglich ist. Zum Bewegen des Kraftfahrzeugs in rückwärtiger Richtung kann sonach beliebig der automatische oder der manuelle Modus verwendet werden.
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Besonders bevorzugt kann dabei eine Ausgestaltung dahingehend vorgesehen sein, dass die erste Teilkulisse, also die dem automatischen Modus zugeordnete Teilkulisse, verschiedene Schaltstellungen aufweist, insbesondere eine Schaltstellung für eine automatische Gangwahl in Vorwärtsrichtung, einen Rückwärtsgang, eine Parkposition und die Neutralstellung (üblicherweise bezeichnet als „D“, „R“, „P“, „N“). Die beiden Teilkulissen sind dabei über eine (Schalt-) Gasse verbunden, die die beiden Neutralstellung miteinander verbindet, d.h. den Leerlaufbereich der Handschaltung mit der Position „N“ des dem automatischen Modus der Getriebeeinrichtung zugeordneten Teils der Kulisse. Dies ermöglicht, dass der Benutzer zum Wechsel des Modus das Wählelement in die Neutralstellung verbringt, beispielsweise in die Position „N“ auf der ersten Teilkulisse oder in die Leerlaufposition in der zweiten Teilkulisse. Zum Wechseln des Modus kann anschließend das Wählelement in die jeweils andere Teilkulisse bewegt werden und dort in die entsprechende gewünschte Schaltstellung, beispielsweise in die Position „D“ in der ersten Teilkulisse oder in die Schaltstellung für den ersten Gang in der zweiten Teilkulisse (oder in Abhängigkeit der Fahrsituation in jeden beliebigen anderen Gang).
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Die Getriebeeinrichtung ist dazu bevorzugt mit einer Kupplungsbetätigungseinrichtung verbindbar oder verbunden, welche Kupplungsbetätigungseinrichtung zur Betätigung einer Kupplungseinrichtung der Getriebeeinrichtung ausgebildet ist, wobei die Kupplungsbetätigungseinrichtung mechanisch von der Kopplungseinrichtung entkoppelt ist. Mit anderen Worten, ist es möglich, die Kupplungseinrichtung elektrisch durch die Kupplungsbetätigungseinrichtung zu betätigen. Die Kupplungsbetätigungseinrichtung ist folglich als sogenannte „clutch-by-wire“ ausgebildet, wobei keine direkte mechanische Verbindung zwischen der Kupplungsbetätigungseinrichtung und der Kupplungseinrichtung besteht. Somit ist es möglich, die Kupplung durch eine Steuerungseinrichtung zu betätigen, sodass das grundsätzlich handschaltfähige Getriebe auch in einem automatischen Modus mittels der Steuerungseinrichtung geschaltet werden kann. Dadurch ist es vorteilhafterweise möglich, dass die Steuerungseinrichtung in dem automatischen Modus dazu ausgebildet ist, das handschaltfähige Getriebe zu steuern, insbesondere entsprechende Gänge einzulegen, in dem die Kupplungsbetätigungseinrichtung bzw. die Kupplungseinrichtung elektrisch betätigt wird.
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Die Kupplungsbetätigungseinrichtung ist ferner bevorzugt dazu ausgebildet, die Kupplungseinrichtung in Abhängigkeit einer benutzerseitigen Betätigung eines Kupplungsbetätigungselements, bevorzugt eines Kupplungspedals, zu betätigen. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass in dem manuellen Modus eine direkte Übersetzung der Betätigung des Kupplungspedals für die Kupplungsbetätigung vorgenommen wird. Mit anderen Worten wird, wie bei einem klassischen Handschaltgetriebe, die Betätigung des Kupplungspedals direkt in ein Öffnen bzw. ein Schließen der Kupplungseinrichtung übersetzt.
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Es ist jedoch ebenso möglich, mittels der Steuerungseinrichtung Einfluss auf die Übersetzung der Betätigung des Kupplungspedals zu nehmen. Dabei kann eine Pedalweg-Kupplungsweg-Kurve hinterlegt werden, die den Fahrer in diversen Situationen unterstützen kann. Somit kann wenigstens ein Kupplungsparameter berücksichtigt werden, und die Kupplungseinrichtung folglich zusätzlich zu der benutzerseitigen Betätigung in Abhängigkeit des Kopplungsparameters gesteuert werden. Beispielsweise kann somit ein Anfahren eines Kraftfahrzeugs verbessert werden, indem die Betätigung der Kupplungseinrichtung entsprechend einer Pedalweg-Kupplungsweg-Kurve erfolgt. Zum Beispiel, falls der Fahrer das Kupplungspedal zu schnell auslässt, kann ein Abwürgen der Verbrennungskraftmaschine verhindert werden, indem der Kupplungsweg entsprechend langsamer gesteuert wird. Dies kann entsprechend, wie zuvor beschrieben, ebenfalls von dem ausgewählten Fahrmodus abhängig sein.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Getriebeeinrichtung kann vorgesehen sein, dass in dem manuellen Modus das Wählelement, bevorzugt ein Wählhebel, der Schalteinrichtung und ein Schaltelement der Getriebeeinrichtung, bevorzugt eine Schaltstange und/oder eine Schaltgabel, direkt, bevorzugt mechanisch, miteinander gekoppelt sind. Gemäß dieser Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Wählelement, beispielsweise ein Wählhebel oder Schalthebel der Schalteinrichtung direkt mit einem Schaltelement der Getriebeeinrichtung gekoppelt ist. Ein entsprechendes Schaltelement kann eine Schaltstange mit einer Schaltgabel sein, die beispielsweise zum Verschieben einer Schiebemuffe und somit einem selektiven Koppeln von Losrädern mit einer entsprechenden Getriebewelle vorgesehen ist. In dem manuellen Modus wird sonach eine direkte mechanische Kopplung zwischen dem Wählelement und der Getriebeeinrichtung hergestellt, sodass wie bei einem herkömmlichen handschaltfähigen Getriebe ein mechanisches Wählen bzw. eine mechanische Gangwahl ermöglicht wird.
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Die erfindungsgemäße Getriebeeinrichtung kann ferner dahingehend weitergebildet werden, dass eine Kopplungseinrichtung vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, bei einem Wechsel aus dem manuellen Modus in den automatischen Modus eine Kopplung, bevorzugt eine mechanische Kopplung, zwischen dem Wählelement und dem Schaltelement zu lösen und bei einem Wechsel aus dem automatischen Modus in den manuellen Modus eine Kopplung, bevorzugt eine mechanische Kopplung, zwischen dem Wählelement und dem Schaltelement herzustellen. Mit anderen Worten ist es möglich, das Wählelement und das Schaltelement lösbar miteinander zu koppeln. Dabei ist in dem automatischen Modus eine Entkopplung vorgesehen, d.h., dass das Wählelement von dem Schaltelement gelöst ist. Wird die Getriebeeinrichtung aus dem automatischen Modus in den manuellen Modus gewechselt, wird durch die Kopplungseinrichtung eine Kopplung zwischen dem Wählelement und dem Schaltelement hergestellt.
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Ferner kann bei der erfindungsgemäßen Getriebeeinrichtung eine Wählelementerfassungseinrichtung vorgesehen sein bzw. die Getriebeeinrichtung eine Wählelementerfassungseinrichtung aufweisen, welche dazu ausgebildet ist, eine Bewegung des Wählelements, also beispielsweise des Schalthebels, insbesondere in dem manuellen Modus der Getriebeeinrichtung, zu erfassen und ein Schaltsignal zu erzeugen, wobei die Getriebeeinrichtung dazu ausgebildet ist, einen Schaltvorgang in Abhängigkeit des Schaltsignals auszuführen. Mit anderen Worten kann mittels der Wählelementerfassungseinrichtung der Schaltweg des Wählelements erfasst werden, bzw. die Bewegung erfasst werden, um die des Wählelement, beispielsweise durch den Benutzer, bewegt wird.
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In Abhängigkeit der erfassten Bewegung des Wählelements kann die Wählelementerfassungseinrichtung ein entsprechendes Schaltsignal erzeugen, sodass die Getriebeeinrichtung basierend auf dem erzeugten Schaltsignal einen Schaltvorgang durchführen kann. Mit anderen Worten ist es dabei möglich, das Wählelement mechanisch von dem Getriebe zu entkoppeln und mittels der Wählelementerfassungseinrichtung die Bewegungen des Wählelement zu erfassen. Mit anderen Worten, es möglich, die Bewegung des Wählelements, die durch einen Benutzer vorgenommen bzw. ausgeführt wird, zu erfassen und einen entsprechendes Schaltsignal zu erzeugen, basierend auf welchem Schaltsignal der Schaltvorgang letztlich durch die Getriebeeinrichtung durchgeführt wird. Dabei ist das Wählelement bevorzugt mechanisch von dem Getriebe entkoppelt.
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Ferner kann bevorzugt ein Schaltaktor vorgesehen sein, der, bevorzugt in dem automatischen Modus, dazu ausgebildet ist, wenigstens ein Schaltsignal von einer Steuerungseinrichtung der Getriebeeinrichtung zu empfangen und in Abhängigkeit des Schaltsignals wenigstens einen Schaltvorgang auszuführen, insbesondere einen Gang einzulegen. Der Schaltaktor übernimmt sonach die Funktion der Mechanik, die in dem manuellen Modus durch die direkte mechanische Kopplung des Wählelements an das Schaltelement ausgeführt wird. Mit anderen Worten wird in dieser Ausgestaltung ein Schaltvorgang nicht direkt mechanisch von dem Wählelement an das Schaltelement und sonach auf das Getriebe übertragen, sondern ein Schaltsignal wird von der Steuerungseinrichtung an einen Schaltaktor gesendet, der entsprechend das Getriebe schaltet, insbesondere Gänge einlegt bzw. Gänge wechselt. Letztlich wird sonach das handschaltfähige Getriebe durch den Schaltaktor automatisch geschaltet, sodass in dem automatischen Modus eine automatische Steuerung des handschaltfähigen Getriebes erfolgt.
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Der wenigstens eine Schaltaktor kann beispielsweise als Elektromotor ausgebildet sein oder einen solchen Elektromotor aufweisen. Daneben ist es ebenso möglich, den Schaltaktor als hydraulischen Aktor auszubilden oder dem Schaltaktor einen hydraulischen Aktor zuzuordnen. Der Schaltaktor muss letztlich dazu ausgebildet sein, in dem automatischen Modus das handschaltfähige Getriebe automatisch bzw. basierend auf dem von einer Steuerungseinrichtung gesendeten Schaltsignal zu steuern.
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Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, umfassend eine erfindungsgemäße Getriebeeinrichtung, wie zuvor beschrieben. Selbstverständlich sind sämtliche Vorteile, Einzelheiten und Merkmale, die in Bezug auf die erfindungsgemäße Getriebeeinrichtung beschrieben wurden, vollständig auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug übertragbar.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Fig. erläutert. Die Fig. ist eine schematische Darstellung und zeigt eine erfindungsgemäße Getriebeeinrichtung.
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Die einzige Fig. zeigt eine Getriebeeinrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug (nicht dargestellt), umfassend ein handschaltfähiges, in mehrere Gänge schaltbares Getriebe 2 und eine dem Getriebe 2 zugeordnete Schalteinrichtung 3 mit einem Wählelement 4 zum Auswählen eines Gangs durch einen Benutzer. Die Getriebeeinrichtung 1 weist einen automatischen Modus und einen manuellen Modus auf, wobei in dem automatischen Modus zur Ausführung von Schaltvorgängen eine mit der Getriebeeinrichtung 2 verbundene Steuerungseinrichtung 5 vorgesehen ist und in dem manuellen Modus die Ausführung von Schaltvorgängen direkt an eine Betätigung des Wählelements 4, beispielsweise ein Schalthebel, der Schalteinrichtung 3 gekoppelt ist.
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Die Getriebeeinrichtung 1 weist ferner eine Wähleinrichtung 6 auf, bevorzugt in Form einer Kulisse, wobei die Wähleinrichtung 6 eine erste Teilkulisse 7 und eine zweite Teilkulisse 8 aufweist. Die erste Teilkulisse 7 ist in diesem Ausführungsbeispiel dem automatischen Modus der Getriebeeinrichtung 1 zugeordnet und die zweite Teilkulisse 8 ist dem manuellen Modus der Getriebeeinrichtung 1 zugeordnet. Die erste Teilkulisse 7 weist dabei vier Schaltpositionen P, R, N und D auf, die einer Parkstellung, einem Rückwärtsgang, einer Neutralstellung und einem Vorwärtsgang bzw. Vorwärtsbetrieb zugeordnet sind. In der Schaltposition D wird das Getriebe 2 automatisch durch die Steuerungseinrichtung 5 gesteuert, d.h. die Auswahl der Gänge bzw. das Einlegen und das Wechseln der Gänge wird automatisch durch die Steuerungseinrichtung 5 vorgenommen.
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Die zweite Teilkulisse 8, die, wie zuvor beschrieben, dem manuellen Modus der Getriebeeinrichtung 1 zugeordnet ist, weist für jeden Vorwärtsgang eine Schaltposition 9 - 16 auf. In diesem Ausführungsbeispiel sind beispielhaft acht Vorwärtsgänge schaltbar, die den einzelnen Schaltpositionen 9 - 16 zugeordnet sind. Selbstverständlich ist jedwede andere beliebige Anzahl von Vorwärtsgängen möglich, wobei für die einzelnen Vorwärtsgänge, beispielsweise sechs, sieben oder neun Gänge, in dem manuellen Modus entsprechende Schaltpositionen 9 - 16 vorgesehen sein können.
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Ferner ist eine Kupplungsbetätigungseinrichtung 17 vorgesehen, die beispielsweise ein Kupplungspedal für den Benutzer des Kraftfahrzeugs bereitstellt. Die Kupplungsbetätigungseinrichtung 17 ist dazu ausgebildet, eine Kupplungseinrichtung (nicht dargestellt) des Getriebes 2 elektrisch zu betätigen. Die Kupplungsbetätigungseinrichtung 17 ist sonach mechanisch von dem Getriebe 2 entkoppelt und erzeugt ein entsprechendes Signal, das an die Steuerungseinrichtung 5 gesendet werden kann, um die Kupplungseinrichtung des Getriebes 2 entsprechend zu öffnen oder zu schließen. Die Kupplungsbetätigungseinrichtung 17 kann sonach als „clutch-by-wire“ verstanden werden.
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In dem manuellen Modus kann der Benutzer durch Betätigung der Kupplungsbetätigungseinrichtung 17 und Bewegen des Wählelements 4 in die einzelnen Schaltpositionen 9 - 16 das Kraftfahrzeug manuell betreiben, insbesondere das Getriebe 2 manuell schalten. In diesem manuellen Modus verhält sich die Getriebeeinrichtung 1 sonach wie ein herkömmliches Handschaltgetriebe. Zum Wechsel aus dem automatischen Modus in den manuellen Modus oder aus dem manuellen Modus in den automatischen Modus kann das Wählelement 4 in die Neutralstellung 18 verbracht werden, über welche Neutralstellung 18 die erste Teilkulisse 7 mit der zweiten Teilkulisse 8 verbunden ist. Die Neutralstellung 18 in der zweiten Teilkulisse 8 bildet dabei die Leerlaufstellung eines herkömmlichen Handschaltgetriebes aus, wohingegen die Neutralstellung 18 in der ersten Teilkulisse 7 die Schaltposition N ausbildet.
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Will der Fahrer sonach von dem manuellen Modus in den automatischen Modus wechseln, kann das Wählelement 4 (Unter Betätigung der Kupplungsbetätigungseinrichtung 17) in die Neutralstellung 18 bewegt werden und über die entsprechende Schaltgasse zu der Schaltstellung „N“ überführt werden. Von dort aus können, wie in einem herkömmlichen automatischen Getriebe, die übrigen Positionen D, R, P erreicht werden, um die Getriebeeinrichtung 1 automatisch zu betreiben.
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Beim Wechsel von dem manuellen Modus in den automatischen Modus ist bevorzugt vorgesehen, dass eine Kopplungseinrichtung 19 eine direkte mechanische Kopplung des Wählelements 4 an ein Schaltelement (nicht dargestellt) des Getriebes 2, beispielsweise eine Schaltstange, Schaltgabel und dergleichen, trennt. Bei einem Wechsel aus dem automatischen Modus in den manuellen Modus wird mittels der Kopplungseinrichtung 19 die direkte mechanische Kopplung zwischen dem Wählelement 4 und dem Schaltelement wieder hergestellt. Dadurch wird gewährleistet, dass in dem manuellen Modus eine Bewegung des Wählelements 4 in der zweiten Teilkulisse 8 zu einer entsprechenden Bewegung des Schaltelements und somit einem Ausführen eines Schaltvorgangs im Getriebe 2 führt. Dadurch verhält sich die Getriebeeinrichtung 1 im manuellen Modus wie ein herkömmliches Schaltgetriebe, sodass der Benutzer beim Betrieb des Kraftfahrzeugs mit der Getriebeeinrichtung 1 im manuellen Modus das Fahrgefühl eines Handschaltgetriebes erfährt.
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Entscheidet sich der Benutzer beispielsweise für den automatischen Modus, kann die Kopplungseinrichtung 19 die Kopplung zwischen dem Wählelement 4 und dem Schaltelement entsprechend aufheben, wie zuvor beschrieben. In diesem Fall wird durch die Steuerungseinrichtung 5 ein entsprechendes Schaltsignal an einen Schaltaktor 20 gesendet, der entsprechend die Mechanik bzw. das Schaltelement des Getriebes 2 steuert, insbesondere eine Schaltgabel bzw. Schaltstange, Schiebemuffe und dergleichen positioniert, um Schaltvorgänge durchzuführen.
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Alternativ ist es ebenso möglich, dass optional eine Wählelementerfassungseinrichtung 21 vorgesehen ist, die Bewegungen bzw. eine Positionierung des Wählelements 4 erfasst. Folglich kann die Bewegung des Wählelements 4 bzw. dessen momentane Position oder eine Veränderung derselben mittels der Wählelementerfassungseinrichtung 21 erfasst und an die Steuerungseinrichtung 5 weitergegeben werden. Die Steuerungseinrichtung 5 kann entsprechend den Schaltaktor 20 ansteuern, um die Bewegungen des Wählelements 4 in entsprechende Bewegungen der Schaltelemente des Getriebes 2 zu übersetzen und somit Schaltvorgänge durchzuführen, wie zuvor beschrieben.
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Folglich ermöglicht die Getriebeeinrichtung 1, dass im automatischen Modus sämtliche Fahrerassistenzsysteme verwendet werden können, beispielsweise ein Abstandsregeltempomat mit Start- und Stoppfunktion. Möchte der Fahrer das Fahrgefühl eines Handschaltgetriebes erfahren bzw. erleben, kann aus der dargestellten Position N über die entsprechend Schaltgasse in die Neutralstellung 18 des Handschaltgetriebes, also in die zweite Teilkulisse 8 geschaltet werden. In dieser wird die Kupplungsbetätigungseinrichtung 17 sowie die Schalteinrichtung 3 wie in einem herkömmlichen Handschaltgetriebe verwendet. Zu einem erneuten Wechsel in den automatischen Modus würde das Wählelement 4 wieder zurück in die erste Teilkulisse 7 bewegt werden. Im automatischen Modus ist die Kupplungsbetätigungseinrichtung 17 außer Funktion.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass die Kupplungsbetätigungseinrichtung 17 direkt bzw. unmittelbar die Betätigung der Kupplungseinrichtung vornimmt, d.h. den Weg eines Kupplungspedals 1:1 bzw. wie in einem regulären Handschaltgetriebe an die Kupplungseinrichtung übersetzt. Daneben ist es ebenso möglich, die Steuerung der Kupplungseinrichtung basierend auf wenigstens einem Kupplungsparameter durchzuführen, d.h., das effektiv ein Abwürgen vermieden werden kann, indem die Betätigung der Kupplungseinrichtung mittels der Kupplungsbetätigungseinrichtung 17 entsprechend geschaltet ist. Folglich kann vermieden werden, dass, falls der Benutzer des Kraftfahrzeugs das Kupplungspedal zu schnell auslässt, die Verbrennungskraftmaschine abgewürgt wird. Folglich kann eine Pedalweg-Kupplungsweg-Kurve hinterlegt werden, die den Fahrer in definierten Fahrsituation unterstützt.
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Der Betrieb der Getriebeeinrichtung kann beispielsweise an verschiedene Fahrmodi, die der Benutzer auswählt, gekoppelt werden, sodass in einem Komfortmodus der automatische Modus eingelegt wird bzw. die Getriebeeinrichtung 1 in dem automatischen Modus betrieben wird, in dem dem Benutzer sämtliche Fahrerassistenzsysteme zur Verfügung stehen und die Schaltvorgänge automatisch durch die Steuerungseinrichtung 5 durchgeführt werden.
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Ebenso ist es möglich, dass in einem Sportmodus die Getriebeeinrichtung 1 in den manuellen Modus geschaltet wird, in dem der Fahrer das direkte Feedback bzw. das Fahrverhalten eines Handschaltgetriebes verspürt. Ebenso ist es möglich, dass die Kupplungsbetätigungseinrichtung 17 entsprechend der gewählten Fahrmodi betrieben wird, sodass beispielsweise in einem Komfortmodus eine andere Pedalweg-Kupplungsweg-Kurve hinterlegt wird, als in einem Sportmodus, in dem beispielsweise eine direktere Übersetzung des Kupplungswegs bei Betätigung der Kupplungsbetätigungseinrichtung 17 erfolgt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Getriebeeinrichtung
- 2
- Getriebe
- 3
- Schalteinrichtung
- 4
- Wählelement
- 5
- Steuerungseinrichtung
- 6
- Wähleinrichtung
- 7
- erste Teilkulisse
- 8
- zweite Teilkulisse
- 9 - 16
- Schaltposition
- 17
- Kupplungsbetätigungseinrichtung
- 18
- Neutralstellung
- 19
- Kopplungseinrichtung
- 20
- Schaltaktor
- 21
- Wählelementerfassungseinrichtung
- N
- Neutralstellung
- D, P, R
- Schaltposition
