DE19720780A1 - Schaltsystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schaltsystem mit den Merk­ malen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Bei Fahrzeuggetrieben mit fremdkraftbetätigten Kupp­ lungen, z. B. elektropneumatischen, elektrohydraulischen oder elektromotorischen Kupplungen, bestehen grundsätzlich zwei Möglichkeiten die Kupplung anzusteuern, und zwar indem ein Fahrer ein Stellsignal mit einem Betätigungselement auslöst, beispielsweise mit einem Kupplungspedal oder einem sonstigen Schalter oder Sensor, oder daß ein Steuersystem ein Stellsignal automatisch zeitgerecht erzeugt. Bei einem vollautomatisierten Getriebe können beide Varianten neben­ einander vorliegen, z. B. wenn in einem Notbetriebsmodus eine manuelle Betätigung erforderlich ist. Dagegen wird bei einem teilautomatisierten Getriebe in der Regel das Stell­ signal der Kupplung manuell ausgelöst.

Mit ständig zunehmendem Straßenverkehr und größeren zurückzulegenden Distanzen ist die Belastung für den Fahrer in hohem Maße angestiegen. Um den Fahrer zu entlasten, sollten die Bedienelemente des Fahrzeugs ergonomisch und sinnfällig gestaltet und angeordnet sein, somit kann sich der Fahrer auf den Straßenverkehr konzentrieren und gleich­ zeitig das Fahrzeug in einem optimalen Betriebszustand be­ treiben.

Die ergonomisch und sinnfällige Gestaltung ist beson­ ders dann von Bedeutung, wenn häufig von Hand geschaltet wird, wie bei Handschaltgetrieben und teilautomatisierten Getrieben.

Aus dem Stand der Technik ist ein Schaltsystem für ein automatisiertes Getriebe bekannt, bei dem in einem Notbe­ triebsmodus ein Motorbremsschalter im Fußraum für die Betä­ tigung der Kupplung genutzt wird. Die sehr wichtige Motor­ bremsfunktion ist dann nicht mehr nutzbar. Ferner erfordert die Funktionsveränderung von einer Motorbremse auf eine Kupplungsbetätigung vom Fahrer eine große Umstellung. Eine Fehlbedienung kann zudem zu einer Gefahr führen, beispiels­ weise wenn der Fahrer bei einer Talfahrt die Motorbremse bedienen will und sich im Notbetriebsmodus befindet, wird das Fahrzeug anstatt langsamer schneller, indem die Kupp­ lung geöffnet wird. Soll eine derartige Gefahr vermieden werden, sind aufwendige Kontrollsysteme erforderlich.

Bei teilautomatisierten Getrieben ist ein Schaltsystem mit einer sogenannten automatisierten Vorwähl-Schaltung bekannt (siehe Prospekt "ZF-Schaltsystem AVS; Automatisier­ te Vorwähl-Schaltung für ZF-Ecomid- und Ecosplit-Getriebe"; F32437/RT 3431-887; Zahnradfabrik Friedrichshafen AG). Das Schaltsystem besteht im wesentlichen aus einem teilautoma­ tisierten Getriebe, einem elektrischen Steuergerät, einem Vorwählschalter, einer optischen Ganganzeige und einem Kupplungspedal. Der Vorwählschalter besteht aus einem Tipp- und Drehschalter. Mit dem Drehschalter können die Fahrbe­ reiche Manuell, Automatisch, Neutral und Rückwärts gewählt werden. Befindet sich der Drehschalter auf der Stellung "Automatisch", werden der Anfahrgang und alle heiteren Schaltungen automatisch vorgewählt. Hierfür sind im Steuer­ gerät die Daten des Motors, des Fahrzeugs sowie der Getrie­ bestufung gespeichert. Anhand der Fahrgeschwindigkeit, dem Lastzustand und der Fahrdynamik ermittelt es den optimalen Gang für jeden Betriebszustand. Anschließend wird der Gang geschaltet indem der Fahrer das Kupplungspedal betätigt.

Der Fahrer kann über den Tippschalter jederzeit die automa­ tische Gangvorwahl ändern. Die manuellen Eingaben werden vom Steuergerät überprüft. Sollte die Vorwahl zu einer Fehlschaltung führen, wird diese in eine zulässige Schal­ tung umgewandelt und ausgeführt.

Im manuellen Fahrbereich wird der Gang mit dem Tipp­ schalter vorgewählt und anschließend durch Betätigen des Kupplungspedals geschaltet.

Zum Schalten muß damit stets das Kupplungspedal mit dem Fuß betätigt werden. Zusätzlich kommt im manuellen Fahrbereich hinzu, daß ein Gang mit der Hand vorgewählt werden muß. Es kann nicht mit einer Hand allein geschaltet werden. Ferner ist ein derartiges Schaltsystem ausschließ­ lich bei teilautomatisierten Getrieben denkbar. Bei einem vollautomatisierten Getriebe wäre die eingeschränkte Bewe­ gungsfreiheit im Fußraum durch ein Kupplungspedal nicht gerechtfertigt, beispielsweise für den manuellen Eingriff oder für einen Notbetriebsmodus.

Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfin­ dung darin, ein Schaltsystem mit einem ergonomisch, sinn­ fälligen Betätigungselement für die Kupplung zu entwickeln, das sowohl für teilautomatisierte Getriebe und stetigem manuellen Schalten als auch für vollautomatisierte Getriebe geeignet ist, beispielsweise für einen manuellen Eingriff oder für einen Notbetriebsmodus.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltun­ gen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.

Indem an einem Handschalthebel ein Betätigungselement angeordnet ist, mit dem eine Kupplung über einer Steuerein­ heit geöffnet und geschlossen werden kann, kann mit einer Hand gekuppelt und gleichzeitig geschaltet werden. Ferner ist das Schaltsystem für eine manuelle Kupplungsbetätigung bei teilautomatisierten Getrieben als auch bei vollautoma­ tisierten Getrieben für einzelne manuelle Eingriffe oder für einen Notbetriebsmodus einsetzbar.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sowie die daraus resultierenden Vorteile sind der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen zu entnehmen.

In der Beschreibung und in den Ansprüchen sind zahl­ reiche Merkmale im Zusammenhang dargestellt und beschrie­ ben. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu weiteren sinnvollen Kombinationen zusammenfassen.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltsystem;

Fig. 2 einen Fahrschalter;

Fig. 3 ein Schaltsystem mit einer zweiten Steuer­ einheit für eine Kupplung;

Fig. 4 ein Schaltsystem mit einer zweiten Steuer­ einheit für eine Kupplung, zum Ansteuern von Gangstufen und zum Auswählen von Fahrberei­ chen.

Fig. 1 zeigt ein Schaltsystem mit einem Getriebe I und einer nicht dargestellten Kupplung, die über eine Steuer­ einheit 2 durch einen Fahrschalter 3 steuerbar sind. Der Fahrschalter 3 besitzt einen Fahrbereichschalter 8, mit dem zwischen verschiedenen Fahrstellungen gewählt werden kann, beispielsweise Automatik, Manuell, Neutral, Rückwärts usw., und einen Handschalthebel 4, der als Tippschalter ausgebil­ det ist. Am Handschalthebel 4 ist ein Betätigungselement 5 angeordnet, mit dem die Kupplung geöffnet und geschlossen werden kann.

Das Betätigungselement 5 kann in allen dem Fachmann geläufigen Formen ausgebildet sein, wie beispielsweise als Taste, Sensor, Hebel usw. (Fig. 2). Ebenso sind sämtliche räumliche Anordnungen am Handschalthebel 4 denkbar. Vor­ zugsweise sind jedoch Form und Anordnung aufeinander abge­ stimmt, daß eine ergonomisch günstige, sinnfällige Betäti­ gung möglich ist. Dies wird beispielsweise durch eine Ta­ ste 5 erreicht, die in Fahrtrichtung, an der vom Fahrer wegweisenden Seite am Handschalthebel 4 angeordnet ist, durch einen an derselben Seite befestigten Hebel 5A oder durch einen an der Stirnseite des Handschalthebels 4 ange­ ordneten Taster 5B. Die Varianten sind gemeinsam in Fig. 2 dargestellt.

Ferner wird vorzugsweise die Kupplung geöffnet, wenn die Taste 5, 5B oder der Hebel 5A gedrückt bzw. gezogen wird und geschlossen, wenn die Taste 5, 5B heraus bzw. der Hebel 5A losgelassen wird.

Um ein stetiges Ansteuern der Kupplung durch das Betä­ tigungselement 5 zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, daß mit dem Betätigungselement 5 ein wegproportionales Signal erzeugt wird. Damit kann die Kupplung je nach Anforderung vom Fahrer kontrolliert geöffnet und geschlossen werden, beispielsweise gezielt langsames Schließen bei rutschigem Untergrund oder im Gelände.

Grundsätzlich ist auch ein Fahrschalter 3 ohne Fahrbe­ reichschalter 8 denkbar, der allein aus einen Handschalthe­ bel 4 mit einem Betätigungselement 5 besteht, beispielswei­ se aus einem Handschalthebel 4 für eine H-Schaltung.

Ein Handschalthebel 4 mit einem Betätigungselement 5 zum Öffnen und Schließen einer Kupplung kann bei voll- und teilautomatisierten Getrieben 1 mit Einfach- oder Doppel­ kupplungen eingesetzt werden.

Mit dem Betätigungselement 5 am Handschalthebel 4 kön­ nen mit konstruktiv einfachen Mitteln verschiedene Notfahr­ konzepte realisiert werden. In Fig. 3 ist ein Schaltsystem für ein Notfahrkonzept dargestellt. Zusätzlich zu dem er­ sten Steuergerät 2 befindet sich ein zweites Steuergerät 6 im Schaltsystem. Im Normalbetrieb ist das Betätigungsele­ ment 5 mit dem ersten Steuergerät 2 verbunden. Hier kann es mit der Funktion belegt sein, die Kupplung zu öffnen und zu schließen oder auch mit einer anderen Funktion, wie bei­ spielsweise für verschiedene Schaltmodi mit Überspringen einzelner Gangstufen usw. Dies ist besonders vorteilhaft bei vollautomatisierten Getrieben, bei denen die Kupplung im Normalbetrieb automatisch geöffnet und geschlossen wird.

Muß in einen Notbetriebsmodus umgeschaltet werden, ist das Betätigungselement 5 über einen Schalter 7 mit der zweiten Steuereinheit 6 verbindbar. Die Kupplung kann dann mit dem Betätigungselement 5 über die zweite Steuerein­ heit 6 geöffnet und geschlossen werden.

Fällt das gesamte erste Steuergerät 2 aus, können bei einem Schaltsystem mit einem zweiten Steuergerät 6 aus­ schließlich für die Kupplung die Gangstufen und die Fahrbe­ reiche nicht mehr angesteuert werden. Um dies zu vermeiden, wird vorgeschlagen, daß ein zweites Steuergerät 9 einge­ setzt wird, mit dem zusätzlich zu der Kupplung die Gangstu­ fen und/oder die Fahrbereiche steuerbar sind (Fig. 4). Muß in den Notbetriebsmodus umgeschaltet werden, können mit einem Schalter 10 der Fahrbereichschalter 8, der Hand­ schalthebel 4 und das Betätigungselement 5 gemeinsam mit dem zweiten Steuergerät 9 verbunden werden. Denkbar ist auch, daß sie einzeln mit dem Steuergerät 9 verbindbar sind.

Um Bauraum einzusparen, wird vorgeschlagen, den Schal­ ter 7, 10 und/oder das Steuergerät 6, 9 im Fahrbereich­ schalter 3 baulich zu integrieren.

Bezugszeichenliste

1

Getriebe

2

Steuereinheit

3

Fahrschalter

4

Handschalthebel

5

Betätigungselement

6

Steuereinheit

7

Schalter

8

Fahrbereichschalter

9

Steuereinheit

10

Schalter

Claims (7)

1. Schaltsystem für ein Getriebe (1) und eine fremdbe­ tätigte Kupplung, die über eine Steuereinheit (2) durch einen Fahrschalter (3) gesteuert wird, und mit einem Hand­ schalthebel (4) zum Wählen von Gangstufen, dadurch ge­ kennzeichnet, daß am Handschalthebel (4) ein Betätigungselement (5) angeordnet ist, mit dem die Kupplung über die Steuereinheit (2) geöffnet und geschlossen werden kann.

2. Schaltsystem nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Betätigungselements (5) ein wegproportionales Signal erzeugt.

3. Schaltsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Notbetriebsmo­ dus die Kupplung mit dem Betätigungselement (5) steuerbar ist, während im Normalbetrieb das Betätigungselement (5) mit einer anderen Funktion belegt ist.

4. Schaltsystem nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Schaltsystem für die Kupplung eine zweite Steuereinheit (6) besitzt und mit ei­ nem Schalter (7) von der ersten auf die zweite Steuerein­ heit (6) umschaltbar ist.

5. Schaltsystem nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mit der zweiten Steuerein­ heit (9) zusätzlich die Gangstufen ansteuerbar sind.

6. Schaltsystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch kennzeichnet, daß mit der zweiten Steuer­ einheit (9) zusätzlich ein Fahrbereich über einen Fahrbe­ reichschalter (8) steuerbar ist.

7. Schaltsystem nach einem der Ansprüche 3, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schal­ ter (7, 10) und die zweite Steuereinheit (6, 9) im Fahr­ schalter (3) integriert sind.