DE19758043A1 - Schaltmechanismus - Google Patents

Schaltmechanismus

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DE19758043A1
DE19758043A1 DE19758043A DE19758043A DE19758043A1 DE 19758043 A1 DE19758043 A1 DE 19758043A1 DE 19758043 A DE19758043 A DE 19758043A DE 19758043 A DE19758043 A DE 19758043A DE 19758043 A1 DE19758043 A1 DE 19758043A1
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David A Janson
Rudolf Beim
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Ford Global Technologies LLC
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schalthebelanordnung für Handschaltgetriebe, insbesondere eine ein automatisch gewähltes Überspringschalten ermöglichende Schalthebelanord­ nung.
Bei herkömmlichen Getrieben wählt der Fahrer mechanisch ein spezifisches Gangübersetzungsverhältnis für das Handschalt­ getriebe indem er eine Reibungskupplung auskuppelt und einen Schalthebel in eine vorbestimmte Stellung für das Einrücken des gewünschten Gangübersetzungsverhältnisses bewegt.
Zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und zur Verbesserung des Fahrverhaltens ist es erwünscht, einen Eingriff in der Weise vorzusehen, daß dann, wenn der Fahrer einen Gang wählt, der gewählte Gang von einem Computer bestimmt wird, um ein optimales Gangübersetzungsverhältnis bereitzustellen und dadurch den Wirkungsgrad zu verbessern. Wenn der Fahrer signalisiert, daß ein Hochschaltvorgang erwünscht ist und der Computer feststellt, daß das zweckmäßige Gangübersetzungsver­ hältnis höher als ein Verhältnis über dem momentanen Verhält­ nis ist, wenn der Fahrer den Hochschaltvorgang anfordert, veranlaßt der Computer einen Hochschaltvorgang des Getriebes um zwei oder mehr Gangübersetzungsverhältnisse.
Ein halbautomisches mechanisches Getriebe ist aus der US-PS 49 30 078 bekannt. Bei dieser Vorrichtung kann der Fahrer ein Hochschalten oder Zurückschalten durch Bewegen des Schalthe­ bels in einer Vorne/Hinten-Ebene wählen. Der Fahrer kann auch ein Überspringschalten dadurch wählen, daß er wiederholt den Schalthebel entweder nach vorne oder nach hinten bewegt, um ein anderes Verhältnis als das nächsthöhere oder ein niedri­ geres Verhältnis als das momentan eingerückte zu wählen, wo­ bei aber der Fahrer den Hebel jeweils einmal für jedes zu schaltende Verhältnis bewegen muß. Es ist eine computer­ gesteuerte beleuchtete Anzeigeeinrichtung vorgesehen, die dem Fahrer anzeigt, welche Gangübersetzungsverhältnisse gewählt werden können. Der Fahrer wird ferner über eine computerge­ steuerte Sperre daran gehindert, ein nicht geeignetes Gang­ übersetzungsverhältnis zu wählen. Jeder Überspringschaltvor­ gang wird jedoch nur auf den Befehl des Fahrers ausgeführt.
Bei der bekannten Vorrichtung ist entgegen üblichen Anord­ nungen eine gesonderte Taste für die Wahl des Rückwärtsganges vorgesehen. Weiterhin ist auch keine herkömmliche Leerlauf­ stellung oder Neutralstellung vorgesehen. Der Schalthebel ist nur in einer Vorne/Hinten-Ebene bewegbar und rastet vor/hin­ ter einer Mittenstellung ein, um einen Hochschaltvorgang bzw. Zurückschaltvorgang anzufordern und kehrt nach der Anfor­ derung des Hochschaltvorgangs bzw. Zurückschaltvorgangs in die Mittenstellung zurück. Daher wäre ein Einrücken/Ausrücken von Gangübersetzungsverhältnissen mit nur einer Hochschalt- oder Zurückschaltanforderung unter Anwendung einer mechani­ schen Verbindung zwischen dem Hebel und dem Getriebe nicht möglich, weil während einiger möglicher Schaltvorgänge sich zwei Schaltgabeln in entgegengesetzte Richtungen bewegen müs­ sen, und weil mehr als nur eine Schaltgabel gewählt werden müßte, um das Einrücken und Ausrücken eines Ganges durch­ zuführen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schalthebelan­ ordnung für ein Handschaltgetriebe bereitzustellen, bei wel­ chem ein Computer einen Bedarf zum Überspringschalten fest­ stellt und initiiert. Weiterhin wird die Schaffung einer Schalthebelanordnung angestrebt, die eine herkömmliche Rück­ wärtsgang- und Neutralstellung besitzt. Ferner wird ange­ strebt, eine Schalthebelanordnung zu schaffen, bei der eine mechanische Verbindung zwischen dem Schalthebel und dem Getriebe für das Einrücken/Ausrücken der Gänge beibehalten wird.
Mit der Erfindung wird die Schaffung einer Schalthebelan­ ordnung für ein Handschaltgetriebe angestrebt, welche im richtigen Moment Überspringschaltvorgänge wählt. Weiterhin wird die Schaffung einer Schalthebelanordnung mit einer Neu­ tral- und Rückwärtsgangstellung angestrebt.
Bei der Erfindung ist vorteilhaft, daß die Möglichkeit eines Schaltschemas mit herkömmlichen Schaltkulissen für Vorwärts­ gänge, die Neutralstellung und den Rückwärtsgang beibehalten werden kann. Der Schaltmechanismus erzeugt eine Verzögerung zwischen jedem angeforderten Schaltvorgang und läßt damit einer Steuerungseinrichtung Zeit, das zweckmäßige Gangüber­ setzungsverhältnis zu berechnen. Der Fahrer steuert die Bewe­ gung der Schaltgabel nach hinten und nach vorne von Hand und behält dadurch das Gefühl des Schaltens der Schaltgabeln bei, als ob ein herkömmlicher manueller Kupplungsvorgang von dem Fahrer ausgeführt würde. Gemäß der vorliegenden Erfindung sind zum geeigneten Zeitpunkt Schaltsprünge vorgesehen, wo­ durch der Kraftstoffverbrauch verringert wird.
Ein Schaltmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung weist auf: einen Schalthebel für die Anforderung eines Gangwech­ sels, eine Steuerungseinrichtung für die Ermittlung des zweckmäßigen Gangübersetzungsverhältnisses und für die Veran­ lassung, daß das zweckmäßige Gangübersetzungsverhältnis ein­ gerückt wird, wenn der Schalthebel zur Anforderung eines Wechsels des Gangübersetzungsverhältnisses bewegt wird, und eine Schaltkulisse für die Führung des Schalthebelweges in einem Schema, das eine Hochschaltebene, eine Zurückschaltebe­ ne und eine Verzögerungsstellung zwischen diesen enthält.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen bei­ spielhaft erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Darstellung eines erfindungsgemäßen Schaltsche­ mas für ein Handschaltgetriebe;
Fig. 2 eine Darstellung eines herkömmlichen Schaltschemas für ein Handschaltgetriebe;
Fig. 3 eine Darstellung eines Getriebes und einer Steu­ erungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4A eine partielle Schnittseitenansicht eines Schaltme­ chanismus gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4B eine partielle Schnittseitenansicht des in Fig. 4A dargestellten Schaltmechanismus;
Fig. 4C eine partielle Schnittrückansicht des in Fig. 4A dargestellten Schaltmechanismus;
Fig. 4D eine partielle Schnittdraufsicht des in Fig. 4A dar­ gestellten Schaltmechanismus;
Fig. 4E eine partielle Schnittvorderansicht des in Fig. 4A dargestellten Schaltmechanismus;
Fig. 4F eine partielle Schnittrückansicht des in Fig. 4A dargestellten Schaltmechanismus;
Fig. 4G eine partielle Schnittvorderansicht des in Fig. 4A dargestellten Schaltmechanismus;
Fig. 4H eine partielle Schnittvorderansicht des in Fig. 4D dargestellten Schaltmechanismus;
Fig. 5 eine partielle perspektivische Ansicht eines erfin­ dungsgemäßen Schaltmechanismus;
Fig. 6 eine schematische Draufsicht auf eine Schaltungslei­ terplatte zur Verwendung bei der vorliegenden Erfin­ dung;
Fig. 7 eine Darstellung eines alternativen erfindungsgemäßen Schaltschemas für ein Handschaltgetriebe;
Fig. 8 eine schematische Ansicht eines Schaltknopfes zur Verwendung mit dem in Fig. 7 dargestellten Schalt­ schema;
Fig. 9 eine Darstellung eines alternativen erfindungsgemäs­ sen Schaltschemas für ein Handschaltgetriebe; und
Fig. 10 eine schematische Darstellung eines alternativen er­ findungsgemäßen Schaltschemas für ein Handschaltge­ triebe.
In der den Stand der Technik darstellenden Fig. 2 ist ein Schaltschema 10 für ein Handschaltgetriebe dargestellt. Eine Schaltkulisse 14 ist für die Definition eines Schemas vorge­ sehen, in welchem sich ein Gangschalthebel 12 bewegen kann. Der Hebel 12 wird innerhalb der Kulisse 14 von Hand betätigt, um ein spezifisches Gangübersetzungsverhältnis auszuwählen. Der Hebel 12 wird voll nach links und nach vorne in die Stel­ lung 16 bewegt, um das Rückwärtsgangübersetzungsverhältnis zu wählen. Ähnlich werden die Vorwärtsgangübersetzungsverhält­ nisse 1 bis 5 durch Bewegen des Hebels 12 in die Stellungen 18, 20, 22, 24 oder 26 gewählt, die dem üblicherweise gewählten Gangübersetzungsverhältnis entsprechen. Das (nicht dargestellte) Getriebe wird ausgerückt, indem der Hebel 12 in eine Stellung zwischen den vorgenannten Gangübersetzungsver­ hältnissen in eine Neutralstellung 30 innerhalb eines seitli­ chen Abschnittes 33 der Kulisse 14 geschoben wird. Der Hebel 12 ist schwenkbar in einem (nicht dargestellten) Gehäuse be­ festigt und betätigt ein Handschaltgetriebe-Schaltsystem zur Auswahl von Schaltgabeln für das Einrücken und Ausrücken von Gängen, wie allgemein bekannt.
In Fig. 1 ist ein Überspringschaltschema 210 gemäß der vor­ liegenden Erfindung dargestellt. Dieses Schaltschema 210 stellt keine diskreten Stellungen für die Vorwärtsgangüber­ setzungsverhältnisse wie der Mechanismus nach dem Stand der Technik gemäß Fig. 1 bereit. Statt dessen weist das Schalt­ schema 210 der vorliegenden Erfindung drei etwa in der Form des Kleinbuchstabens "h" angeordnete Schenkel auf. Das Schaltschema 210 enthält eine Neutralstellung 230 in dem seitlichen Abschnitt 233 der Schaltkulisse, ähnlich dem her­ kömmlichen, vorstehend unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrie­ benen Mechanismus. Eine Rückwärtsgangstellung 216 ist bevor­ zugt in der linken unteren Ebene, oder alternativ in einer (nicht dargestellten) linken oberen Ebene vorgesehen. Ein Vorne/Hinten-Abschnitt 234 enthält zwei Vorwärtsebenen 218, 220, welche es dem Fahrer ermöglichen, einen Hochschaltvor­ gang oder Zurückschaltvorgang bei den Vorwärtsgängen zu wäh­ len.
Die Begriffe "Vorne" und "Hinten", wie sie in diesem Zu­ sammenhang unter Bezugnahme auf den Schalthebel verwendet werden, beziehen sich (im Gegensatz zur seitlichen Richtung, in welcher die Schaltebene gewählt wird) auf die Richtung, in welche der Schalthebel zum Einrücken eines Gangs bewegt wird. Die Begriffe "Vorne" und "Hinten", wie sie unter Bezugnahme auf die Schaltgabeln verwendet werden, beziehen sich auf die Richtung, in welcher die jeweilige Schaltgabel bewegt wird, um den gewählten Gang einzurücken oder auszurücken (d. h., nicht notwendigerweise auf die Vorne/Hinten-Ebene des Motor­ fahrzeuges, insbesondere in einer Transaxle-Bauweise).
Wenn der Schalthebel 212 in die in Fig. 1 dargestellte Stel­ lung 216 links hinten bewegt wird, wird der Rückwärtsgang ge­ wählt. Wenn der Schalthebel 212 zu dem seitlichen Abschnitt 233 bewegt wird, wird das Getriebe in eine neutrale Stellung 230 ausgerückt. Wenn der Schalthebel zu dem Vorwärtsabschnitt 234 bewegt wird, wird ein Vorwärtsgangübersetzungsverhältnis angefordert. Innerhalb des Vorwärtsabschnittes 234 zeigt eine Bewegung des Hebels durch den Fahrer in einer Hochschaltebene 218 an, daß der Fahrer ein Hochschalten wünscht, und eine Be­ wegung in die Zurückschaltebene 220 zeigt an, daß der Fahrer ein Zurückschalten wünscht.
Wenn der Fahrer einen gewünschten Hochschaltvorgang oder Zu­ rückschaltvorgang gemäß vorstehender Beschreibung anzeigt bzw. signalisiert, ermittelt eine elektronische Getriebesteu­ erungseinrichtung 36 gemäß Darstellung in Fig. 3 das zweck­ mäßige Gangübersetzungsverhältnis, in welchem das Getriebe 37 optimal arbeiten würde. Die Steuerungseinrichtung erfaßt meh­ rere Betriebsparameter des Motorfahrzeuges einschließlich, aber nicht darauf eingeschränkt, der Motordrehzahl, der Fahr­ zeuggeschwindigkeit, der Betriebstemperatur, der Drosselklap­ penstellung und des momentanen Gangübersetzungsverhältnisses. Aus diesen Daten ermittelt die Steuerungseinrichtung 36, ob das Fahrzeug in einem Normal- oder Sparmodus betrieben wird, und wählt dann das höchstmögliche Gangübersetzungsverhältnis, um die Kraftstoffeinsparung in einem derartigen Modus zu op­ timieren. Wenn die Steuerungseinrichtung 36 feststellt, daß das Fahrzeug in einem Leistungsmodus, einschließlich harter Beschleunigung, betrieben wird, wählt die Steuerungseinrich­ tung 36 ein niedrigeres Gangübersetzungsverhältnis in Über­ einstimmung mit dem momentanen Fahrzustand, um die Leistung zu maximieren. Ferner kann ein (nicht dargestellter) Deakti­ vierungsschalter vorgesehen sein, mit dem der Fahrer entweder einen Spar- oder Leistungsmodus wählen kann, in welchem die Steuerungseinrichtung 36 die Gangübersetzungsverhältnisse be­ stimmt, ohne vorher zu ermitteln, ob der Fahrer das Fahrzeug im Leistungs- oder Sparmodus betreibt.
Damit der Fahrer einen Hochschalt- oder einen Zurückschalt­ vorgang oder einen Rückwärtsgang wählen kann, passiert der Hebel eine Verzögerungsstellung, um der Steuerungseinrichtung Zeit zu lassen, die geeignete Schaltstange und Wegrichtung für die ausgewählte Schaltgabel zu wählen. In der in Fig. 1 dargestellten bevorzugten Ausführungsform bildet die Verzöge­ rungsstellung die Neutralstellung 230. Die Neutralstellung 230 bildet bevorzugt einen Abschnitt des Schaltschemas 210, welcher senkrecht sowohl zu der Hochschaltebene 218 als auch der Zurückschaltebene 220 verläuft und diese schneidet. Wenn der Fahrer einen Hochschaltvorgang anfordert, muß der Hebel entweder von der Zurückschaltebene 220 oder von der Hoch­ schaltebene 218 in die Neutralstellung 230 bewegt werden. Die kurzzeitige Stellung in der Neutralstellung 230 läßt aus­ reichende Zeit für die Steuerungseinrichtung 36, um die rich­ tige Schaltstange und Bewegungsrichtung für die Schaltgabel gemäß nachstehender Beschreibung zu wählen.
Wenn der Fahrer das Gangübersetzungsverhältnis erhöhen will, bewegt er gemäß Darstellung in Fig. 1 den Hebel 212 in der Hochschaltebene 218 nach vorne, um anzuzeigen, daß ein Hoch­ schaltvorgang erwünscht ist. Die Steuerungseinrichtung 36 er­ mittelt das optimale Gangübersetzungsverhältnis für die Kraftstoffausnutzung und das Leistungsverhalten und läßt das Getriebe 37 das optimale Gangübersetzungsverhältnis einrüc­ ken. Wenn das Fahrzeug im zweiten Gang betrieben wird und eine Motordrehzahl erreicht hat, welche effizient im vierten Gangübersetzungsverhältnis arbeiten würde, und das Fahrzeug in einem normalen Modus gefahren wird, initiiert somit die Steuerung, wenn der Fahrer einen Hochschaltvorgang anzeigt, einen Schaltvorgang direkt von dem zweiten in das vierte Gangübersetzungsverhältnis unter Überspringen des dritten Gangübersetzungsverhältnisses, wodurch ein Überspringschalt­ vorgang durchgeführt wird. Wenn die Steuerungseinrichtung 36 feststellt, daß der Fahrer in einem Leistungsmodus fährt, er­ zeugt der angeforderte Hochschaltvorgang einen solchen nur in den dritten Gang (nur einen Wechsel des Gangübersetzungs­ verhältnisses für jeden angeforderten Hochschaltvorgang), da die Überspringschaltungsfunktion in dem Leistungsmodus bevor­ zugt deaktiviert ist.
Der Fahrer kann auch von Hand einen Schaltvorgang in ein hö­ heres Verhältnis als das nächste Verhältnis oder einen ma­ nuellen Überspringschaltvorgang wählen. Um beispielsweise an­ zuzeigen, daß ein Überspringhochschaltvorgang gewünscht ist, bewegt der Fahrer den Hebel 212 aus seiner momentanen Stel­ lung entweder in der Hochschaltebene 218 oder in der Zurück­ schaltebene 220 durch die Neutralebene 233 hindurch in die Hochschaltebene 218, zurück auf die Neutralebene 223 und wie­ der in die Hochschaltebene 218. Die Steuerungseinrichtung 36 stellt fest, daß der Fahrer einen Hochschaltvorgang über zwei Gangübersetzungsverhältnise angefordert hat. In einer bevor­ zugten Ausführungsform führt die Steuerungseinrichtung 36 genau den angeforderten Schaltvorgang über zwei Gänge unab­ hängig davon aus, ob das angeforderte Gangübersetzungsver­ hältnis zweckmäßig ist, und arbeitet dadurch wie ein her­ kömmliches Handschaltgetriebe, bei welchem der Fahrer ein spezifisches Gangübersetzungsverhältnis wählen kann. In einer alternativen Ausführungsform dominiert die Steuerung 36 ge­ genüber dem Fahrer, wenn ein unzweckmäßiges Verhältnis ange­ zeigt wird (wenn z. B. die Motordrehzahlen zu hoch sind, um in das gewählte Verhältnis zurückzuschalten) und wählt das zweckmäßige Gangübersetzungsverhältnis. Dadurch wird verhin­ dert, daß der Fahrer ein unzweckmäßiges Verhältnis für die momentanen Betriebsbedingungen wählen kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform bleibt der Hebel 212 nach der Anforderung eines Schaltvorganges in der gewählten Stellung. Wenn beispielsweise ein Hochschaltvorgang angezeigt wird bleibt der Hebel 212 in der Vorwärtsstellung in der Hochschaltebene 218. Somit muß der Fahrer zum Anfordern eines Zurückschaltvorgangs den Hebel 212 aus der Vorwärtsposition der Hochschaltebene 218 in die Neutralebene 233, und dann nach rechts in die Zurückschaltebene 220 und dann wieder rückwärts gemäß Darstellung in Fig. 1 bewegen. Somit muß der Hebel rückwärts in die Neutralebene 233 und die Rückwärts­ richtung im Verhältnis zu einer Vorwärtsbewegung für die An­ forderung eines Hochschaltvorganges wandern. Alternativ muß sich der Hebel 212 zur Anforderung eines Zurückschaltvorgangs in der Neutralebene nach rechts bewegen. Die bei der Rich­ tungsumkehr des Schalthebels zur Anforderung des Hochschalt­ vorganges auftretende Verzögerung oder die Rechtsbewegung zur Bewegung in die Zurückschaltebene stellt für die Steu­ erungseinrichtung 36 eine ausreichende Zeitdauer zur Verfü­ gung, um die Fahrzeugbetriebsparameter zu ermitteln und um eine Entscheidung über das richtige Gangübersetzungsver­ hältnis für den angeforderten Schaltvorgang zu treffen. Das Getriebe kann in bekannter Weise mittels eines Seilsystems, eines Stangenhebels oder eines auf dem Getriebe montierten Schalthebels geschaltet werden.
Gemäß Darstellung in Fig. 3 bestimmt die Steuerungseinrich­ tung 36, welches Gangübersetzungsverhältnis für den angefor­ derten Schaltvorgang zu wählen ist. Die Steuerungseinrichtung 36 bestimmt, welche Schaltgabel in dem Getriebe 37 das spezi­ fische einzurückende Zahnrad bewegt, und ob die spezifische Schaltgabel entweder in eine Richtung nach vorne oder nach hinten bewegt werden muß, um das zweckmäßige Gangüberset­ zungsverhältnis einzurücken. Die Steuerungseinrichtung 36 sendet Signale an einen Schwenkänderungsmechanismus 38 und an einen Schaltgabelauswahlmechanismus 40, sobald die richtige Schaltgabel und die geeignete Bewegungsrichtung der Schaltga­ bel ermittelt sind, deren jeweilige Betriebsweise nachstehend weiter beschrieben wird.
Der Schwenkänderungsmechanismus 38 weist eine Vorrichtung auf, welche eine Bewegung der gewählten Schaltgabel in eine Richtung nach vorne oder hinten erzeugt. Der Schwenkände­ rungsmechanismus 38 wandelt die jeweilige Bewegung des Schalthebels 212 nach vorne oder nach hinten entweder in eine Bewegung der gewählten Schaltgabel entweder nach vorne oder nach hinten gemäß der Festlegung durch die Steuerungseinrich­ tung 36 um. Somit kann eine Bewegung des Hebels 12 nach vorne bei der Anforderung eines Hochschaltvorganges gemäß Darstel­ lung in Fig. 1 entweder eine Bewegung der gewählten Schaltga­ bel nach vorne oder nach hinten erfordern. Die erforderliche Richtung wird von dem Schwenkänderungsmechanismus vorgegeben. Der Schwenkänderungsmechanismus hält eine mechanische Ver­ bindung zwischen dem Schalthebel 12 und den Schaltgabeln auf­ recht, so daß der Fahrer die Eingangsbewegung für die Ver­ schiebung der Gabeln erzeugt. Der Fahrer erhält daher eine direkte Rückkopplung von den Schaltgabeln in den Vorne/Hin­ ten-Ebenen, wenn der gewählte Gang eingerückt wird, wie bei einem herkömmlichen manuellen Schaltsystem, so daß der Fahrer die manuelle Kupplung dementsprechend betätigen kann.
Der Schaltgabelauswahlmechanismus 40 empfängt ein Signal von der Steuerungseinrichtung 36, um die gemäß vorstehender Be­ schreibung geeignete nach vorne/hinten zu bewegende Schaltga­ bel auszuwählen. Die mechanische Bewegung eines bekannten herkömmlichen Überkreuzmechanismus wird durch diesen Auswahl­ mechanismus 40 ersetzt. Bei einem herkömmlichen Handschaltge­ triebe sind typischerweise drei Schaltstangen vorgesehen, um drei Schaltgabeln für die Bereitstellung von fünf Vorwärts­ gangübersetzungsverhältnissen und einem Rückwärtsgangüberset­ zungsverhältnis zu betätigen. Der Auswahlmechanismus 40 weist drei Stellungen auf, um die Bewegung nach vorne/hinten aus dem Schwenkänderungsmechanismus 38 auf eine spezifische Schaltstange gemäß Festlegung durch die Steuerungseinrichtung 36 zu leiten. Somit kann die Steuereinrichtung die richtige zu bewegende Schaltschiene steuern und somit den einzurüc­ kenden Gang, während ein herkömmliches Getriebe mit einer voll mechanischen Verbindung zu dem Hebel es der Steuerungs­ einrichtung nicht ermöglichen würde, die richtige Schalt­ stange und das richtige Gangübersetzungsverhältnis zu wählen, da dieses mechanisch von dem Fahrer gewählt wird.
Wenn bei der bevorzugten Ausführungsform gemäß Fig. 1 der Hebel 212 aus der Hochschaltebene 218 in die Neutralebene 233 bewegt wird, schiebt oder zieht der Hebel eine Schaltgabel, um das momentan gewählte Zahnrad auszurücken. Sobald die Neu­ tralebene erreicht ist, überprüft die Steuerungseinrichtung 36 die Betriebszustände, ermittelt den optimalen Gang für die momentanen Betriebszustände und bewegt den Schaltgabel­ auswahlmechanismus 40 so, daß dieser die richtige Schalt­ stange für das korrekte Gangübersetzungsverhältnis wählt. Die Steuerung rückt den Schwenkänderungsmechanismus 38 ein, um die richtige Bewegung der gewählten Schaltgabel nach vorne oder hinten zu erzeugen, wenn der Hebel in der Vorne/Hinten-Ebene bewegt wird. Somit wird dann, wenn der Fahrer den Hebel 212 für einen Hochschaltvorgang nach vorne drückt, die Bewegung des Hebels 212 über den Schwenkänderungsmechanismus 38 in der richtigen Richtung auf die richtige Schaltgabel übertragen.
Wenn der Fahrer den Hebel innerhalb der Neutralebene 233 in die rechte Stellung bewegt, stellt die Steuerungseinrichtung 36 fest, daß ein Zurückschaltvorgang angefordert wird, und berechnet daher das zweckmäßige Verhältnis für einen Zurück­ schaltvorgang und sendet die entsprechenden Signale an den Schwenkänderungsmechanismus 38 und den Schaltgabelauswahlme­ chanismus 40, wie vorstehend für einen Hochschaltvorgang beschrieben.
In den Fig. 4A bis 4I ist ein bevorzugter Schwenkänderungsme­ chanismus 438 für eine Schalthebelanordnung 411 dargestellt. Der Schwenkänderungsmechanismus 438 wandelt eine Bewegung eines Schalthebels 412 nach vorne oder hinten entweder in eine Bewegung eines Schaltblocks 439 entweder nach vorne oder nach hinten um. Der Schaltblock 439 ist mit einer Steu­ erstange 443 verbunden, welche eine (nicht dargestellte) Schaltgabel in der richtigen Richtung bewegt. Ein Schaltga­ belauswahlmechanismus 440 ist ebenfalls mit dem Block 439 verbunden. Der Schaltgabelauswahlmechanismus 440 erzeugt eine Drehung des Blockes 439, um die richtige Schaltebene für das Einrücken der richtigen Schaltgabel zu wählen. Ein an dem Schaltgabelauswahlmechanismus 440 vorgesehener Stift 408 greift in einen in dem Block vorgesehenen Schlitz 409 ein, um dessen Drehung zu ermöglichen. Der Schlitz 409 ermöglicht weiterhin eine Bewegung des Blockes 439 nach vorne und nach hinten relativ zu dem Schaltgabelauswahlmechanismus 440, wenn die Hebelanordnung 411 eine Bewegung des Blockes 439 nach vorne/hinten bewirkt.
Die Schalthebelanordnung 411 umfaßt einen Schalthebel 412, der mit einer Welle 413 verbunden ist, die drehbar in einem Gehäuse gelagert ist. Ein erster Hebel 417 ist mit der Welle 413 verstiftet und dreht sich mit dieser. Ein zweiter Hebel 419 ist parallel zu dem Hebel 417 angeordnet und wird drehbar von der Welle 413 gelagert. Ein Querhebel 421 ist in dem Gehäuse 415 gelagert und greift in einen Schlitz ein, der in einem Ende sowohl des ersten als auch des zweiten Hebels 417, 419 vorgesehen ist. Wenn der Schalthebel aus einer Neutral­ stellung 400 in eine Rückwärtsstellung 401 zurückgezogen wird, drehen sich die Welle 413 und der Hebel 417 im Uhrzei­ gersinn gemäß Darstellung in Fig. 4A. Durch eine derartige Rückwärtsbewegung des Hebels 412 veranlaßt der erste Hebel 417 den Querhebel 421 zu einer Drehung im Gegenuhrzeigersinn, wie aus Fig. 4C ersichtlich. Der Querhebel 421 bewirkt dann eine Drehung des zweiten Hebels 419 im Gegenuhrzeigersinn gemäß Darstellung in Fig. 4A.
Ein Kardanrahmen 423 ist drehbar von der Welle 413 zwischen dem ersten und zweiten Hebel 417, 419 gelagert. Ein Auswahl­ mechanismus 425 ist bevorzugt von dem Kardanrahmen 423 gela­ gert. Der Auswahlmechanismus 425 trägt eine Einrichtung für einen selektiven Eingriff des Kardanrahmens 423 und eines der Hebel 417, 419. Wenn somit der Auswahlmechanismus 425 mit einem der Hebel 417, 419 in Eingriff steht, stimmt die Dreh­ richtung des Kardanrahmens 423 mit der Drehung desjenigen He­ bels 417 oder 419 überein, welchen der Auswahlmechanismus 425 gewählt hat, und zwar unabhängig von der Drehrichtung der Welle 413, die dem Schalthebel 412 durch den Fahrer entweder durch eine Bewegung nach vorne oder hinten gegeben wird. In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Auswahlmechanis­ mus 425 eine Solenoid- oder Elektromagneteinrichtung mit ei­ nem Stift 426 auf, welcher alternativ aus jeder Seite der Elektromagneteinrichtung hervorragt, um selektiv in ein ent­ sprechendes Loch in beiden Hebeln 417, 419 einzugreifen. Ge­ mäß Darstellung in Fig. 4E greift der Stift 426 in dem dar­ gestellten Zustand in den Hebel 419 auf der ganz linken Seite ein.
Wenn der Kardanrahmen 423 im Uhrzeigersinn oder Gegenuhrzei­ gersinn gedreht wird, wird ein Arm 427, der sich gemäß Dar­ stellung in Fig. 4A von dem Kardanrahmen 423 aus nach unten erstreckt, in gleicher Weise gedreht. Der Arm 427 dient der Funktion, eine Steuerstange 443 oder ein Seil zu ziehen oder schieben, wodurch wiederum eine Schaltgabel in dem Getriebe in der gewünschten Richtung nach vorn oder hinten bewegt wird. Der Schwenkänderungsmechanismus 438 gemäß vorstehender Beschreibung ermöglicht es der Steuerungseinrichtung 36 ein Signal an den Auswahlmechanismus 425 für einen Eingriff mit dem Hebel 417 bzw. 419 zu senden. Damit wird für eine ge­ gebene Bewegung des Wahlhebels 12 die gewünschte Bewegung nach vorne oder hinten auf den Arm 427 übertragen, wenn der Fahrer den Hebel 12 bewegt.
Wenn der Fahrer den Hebel 12 in die Vorwärtsrichtung 402 be­ wegt, um einen Hochschaltvorgang anzuzeigen, kann sich der Arm 423 entweder vorwärts oder rückwärts bewegen, um eine Synchronisationseinrichtung in die richtige Richtung für das Einrücken des richtigen Gangübersetzungsverhältnisses zu be­ wegen. Ähnlich bestimmt der Mechanismus 438 dann, wenn der Hebel 412 aus der Hochschaltstellung in die Neutralstellung 400 bewegt wird, in welche Richtung der Arm 423 eine Syn­ chronisationseinrichtung ziehen oder drücken soll, um den momentan eingelegten Gang auszurücken.
In dem in Fig. 4B bis 4H dargestellten Beispiel greift ein Elektromagneteinrichtungsstift 426 in den linken Hebel 419 ein. Wenn der Hebel 412 zu 401 nach hinten bewegt wird, wird ein Zurückschaltvorgang angefordert. Der Hebel 419 dreht sich gemäß vorstehender Beschreibung gegen den Uhrzeigersinn. Der Kardanrahmen 423, der mit dem zweiten Hebel 419 verstiftet ist, bewegt sich ebenfalls gemäß Darstellung in Fig. 4 gegen den Uhrzeigersinn, und zieht dabei den Block 439 nach hinten. Dies führt dazu, daß die (nicht dargestellte) Synchronisa­ tionseinrichtung in gleicher Weise nach hinten gezogen wird. Alternativ würde dann gemäß strichpunktierter Darstellung in Fig. 4B, wenn der Elektromagneteinrichtungsstift 426 in den ersten Hebel eingreift, der Kardanrahmen 423, wie aus Fig. 4A bis 4B ersichtlich, sich im Uhrzeigersinn drehen und dabei den Block 439 bei einer Rückwärtsbewegung des Hebels 412 (in nicht dargestellter Weise vorwärts) bewegen.
Bei dem vorstehend beschriebenen bevorzugten Schwenkände­ rungsmechanismus 438 ist eine mechanische Verbindung zwischen dem Schalthebel 412 und dem Getriebe 37 beibehalten. Somit wird die für die Ausführung einer Gangeinrückung erforder­ liche Energie durch die von dem Fahrer auf den Schalthebel 412 übertragene Bewegung auf dem Weg über einen Block 439 und einen Steuerstab 443 oder ein Seil bereitgestellt. Dieses erübrigt die Notwendigkeit, ein anderweitiges getrenntes Betätigungselement zur Verfügung zu stellen, um die Syn­ chronisationseinrichtungen zum Einrücken oder Ausrücken der Gänge nach vorne/hinten zu bewegen. Ferner erzeugt diese Ver­ bindung während eines Schaltvorganges eine Rückkopplung an den Fahrer, so daß dieser merkt, ob der Gang eingelegt ist und dann die Kupplung in herkömmlicher Weise losgelassen wer­ den kann.
Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß der vorstehend be­ schriebene Schwenkänderungsmechanismus 38 beliebige äquiva­ lente Einrichtungen aufweisen kann, um selektiv eine Bewegung nach vorne oder nach hinten an eine Schaltgabel aus einer Bewegung des Schalthebels 12 nach vorne oder hinten gemäß vorstehender Beschreibung zu übertragen. Zu einem Beispiel eines alternativen Mechanismus zählt ein Zahnradmechanismus mit einem von dem Hebel gedrehten Eingangszahnrad. Das Ein­ gangszahnrad dreht zwei Ausgangszahnräder in entgegengesetz­ ter Weise. Eines der Ausgangszahnräder ist so gewählt, daß es eine Ausgangsbewegung an die Steuerstange in einer ersten Richtung für eine gegebene Bewegung des Schalthebels erzeugt, und das andere der Ausgangszahnräder ist so gewählt, daß es eine entgegengesetzte Bewegung erzeugt, wie es vorstehend für den in Fig. 3 dargestellten Schwenkänderungsmechanismus beschrieben wurde. Alternativ steht ein Ausgangszahnrad mit dem Eingangszahnrad in Eingriff, und es werden gegenüber­ liegende Seiten des Ausgangszahnrades gewählt, um entgegenge­ setzte Ausgangsbewegungen aus einer gegebenen Eingangsbewe­ gung in den Wahlhebel zu erzeugen. Eine beliebige Anzahl von Varianten der vorstehend beschriebenen Konstruktionen eines Schwenkänderungsmechanismus kann verwendet werden, um eine wählbare, umkehrbare Linearbewegung der Steuerstangen oder Seile zu erzeugen.
Mit dem Schaltgabelauswahlmechanismus 40 gemäß vorstehender Beschreibung kann gewählt werden, welche Gabel bewegt werden soll. Wie bekannt, kann der Gangauswahlmechanismus in unter­ schiedlichen Formen, zu denen beispielsweise ein Seilsystem, ein Stangenschiebemechanismus oder ein auf dem Getriebe mon­ tierter Hebel od. dgl. gehören, ausgebildet sein, bei denen eine spezifische Schaltgabel für das Einrücken eines ge­ wünschten Ganges gewählt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Schaltgabelaus­ wahlmechanismus 40 vorgesehen, welcher für eine Anwendung für jeden der vorgenannten Gangwechselmechanismen anpaßbar ist. Ein bevorzugter Schaltgabelauswahlmechanismus 40 gemäß Darstellung in Fig. 5 enthält eine Elektromagneteinrichtung 41 mit drei Stellungen, welche eine Drehbewegung auf eine Steuerstange 43 zum Einrücken der richtigen Stange 75, 76, 77 in das Getriebe 37 überträgt. Alternativ kann jedes Betäti­ gungselement mit drei Stellungen, einschließlich eines Schrittmotors mit drei Stellungen anstelle der Elektromagnet­ einrichtung 37 verwendet werden, um die richtige Schaltstange zu wählen, oder es kann die Elektromagneteinrichtung mit den drei Stellungen an einem Kabel drücken oder ziehen, um die richtige Schaltstange zu wählen.
In der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform greift der Ausgang des Schwenkänderungsmechanismus 38 und des Schaltga­ belauswahlmechanismus 40 in einen Hauptblock 39 ein. Der Hauptblock 39 weist ein erstes Ende auf, welches mit der Steuerstange 43 des Schaltmechanismus in einer festen Verbin­ dung steht. Bevorzugt steht die Steuerstange 43 mit einer er­ sten axialen Bohrung 429, dargestellt in Fig. 4B, in dem er­ sten Ende des Blockes 39 in Verbindung, und ein Stift 431 ragt radial sowohl durch die Stange 443 als auch den Block 429 um eine Relativdrehung und Axialbewegung zwischen diesen zu verhindern. Das zweite Ende des Blocks enthält eine zweite axiale Bohrung 435, in welche die Welle des Schrittmotors 440 hineinragt. Die Welle des Schrittmotors 440 enthält einen ra­ dial daraus hervorragenden Stift 408. Das zweite Ende des Blockes 439 enthält einen axialen Schlitz 409, der sich von dem zweiten Ende zu dem ersten Ende erstreckt. Der Stift 408 an dem Schrittmotor 440 greift in den axialen Schlitz 409 ein und kann daher eine Drehbewegung in den Block 439 und an­ schließend in die Steuerstange 443 gemäß vorstehender Be­ schreibung eingeben. Der axiale Schlitz 409 erlaubt eine axiale Bewegung des Blockes 439 relativ zu der Welle des Schrittmotors 440. Der Block 439 enthält ferner ein rechtec­ kiges Loch 445, das sich von der Oberseite des Blockes 439 aus erstreckt. Ein Finger 427 des Kardanrahmens 423 greift in ein rechteckige Loch 445 in einer solchen Weise ein, daß die Drehbewegung des Fingers 427 dem Block 439 eine axiale Bewe­ gung gibt. Das rechteckige Loch 445 stellt einen seitlichen Freiraum für den Finger 427 in der Weise bereit, daß die von dem Schrittmotor 440 erzeugte Drehbewegung des Blockes 439 nicht von dem in das rechteckige Loch 445 hineinragenden Fin­ ger 427 behindert wird. Der Block 439 enthält ferner einen nach unten stehenden Abschnitt 449, welcher eine dritte Boh­ rung 451 aufweist. Innerhalb der dritten Bohrung 451 sind eine Feder und ein Ball (nicht dargestellt) angeordnet, wel­ che mit entsprechenden Elementen der Schalthebelanordnung 411 in Eingriff stehen, um Rasterpunkte für die Schaltstellungen zu erzeugen.
Wie weiterhin aus Fig. 3 ersichtlich weist die Schalthebel­ anordnung 11 eine Schaltungsleiterplatte 61 auf, durch welche der Hebel 12 hindurchtritt. Eine schematische Draufsicht auf die Leiterplatte ist in Fig. 6 dargestellt. Ein Schaltschema 610, ähnlich dem in Fig. 3 beschriebenen, ist in Fig. 6 ge­ zeigt, wobei jedoch auch jedes andere geeignete beliebige Schema in Verbindung mit der Leiterplatte 61 verwendet werden kann. Das Schaltschema 610 weist eine untere linke Schalt­ stellung 616 für die Wahl des Rückwärtsganges, eine mittige Vorwärtsstellung 618 für die Auswahl eines Hochschaltvor­ ganges, eine untere rechte Stellung 620 für die Auswahl eines Zurückschaltvorgangs und eine seitliche Ebene 630 zur Auswahl der Neutralstellung wie vorstehend beschrieben auf. Der Schalthebel 612 trägt Magnete 62, 63, welche auf der Schal­ tungsleiterplatte 61, die bevorzugt an der Unterseite der Hebelanordnung 11 vorgesehen ist, angeordnete Hall-Effekt-Sen­ soren 64 bis 71 passieren. Die Sensoren 64 bis 71 sind an Positionen vorgesehen, die der Rückwärtsgangstellung 64 der Neutralebene 65 direkt über der Rückwärtsgangstellung, der Hochschaltstellung 66, der Zurückschaltstellung 68 der Neutralebene 67 direkt über der Zurückschaltstellung und Zwi­ schenpositionen entlang der Neutralebene 69, 70, 71 entspre­ chen. Diese Sensoren ermitteln die Stellung, in welcher der Schalthebel 612 gehalten wird. Somit senden dann, wenn der Fahrer eine Anforderung für einen Hochschaltvorgang, Zurück­ schaltvorgang oder den Rückwärtsgang gemäß vorstehender Be­ schreibung abgibt, die Sensoren 64 bis 71 ein Signal an die Steuerungseinrichtung 36, welche dann den Schwenkänderungs­ mechanismus 38 und den Schaltgabelauswahlmechanismus 40 gemäß vorstehender Beschreibung betätigt. Die Sensoren 69, 70, 71 entlang der Neutralebene zeigen der Steuerungseinrichtung 36 an, wenn der Fahrer von einem Vorgang (d. h., von der Wahl des Rückwärtsganges, des Hochschaltvorganges oder Zurückschalt­ vorganges) in einen anderen dieser Vorgänge wechselt. Somit kann die Steuerung 36 ein geeignetes Signal an den Schwenkän­ derungs- und Gabelauswahlmechanismus 38, 40 rechtzeitig sen­ den, wenn ein solcher Fall auftritt, bevor die Sensoren 65, 70, 67 an dem jeweiligen Ende der Schaltkulisse erreicht wer­ den.
Fig. 7 stellt ein alternatives Schaltschema 710 gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Der Rückwärtsgang wird gewählt, indem ein Hebel 712 nach unten und rechts bewegt wird, wäh­ rend ein (in Fig. 8 bei 80 dargestellter) Rückwärtsgang-Hebe­ ring angehoben oder ein (in Fig. 8 bei 81 dargestellter) Druckknopf auf dem Schalthebel 812 in bekannter Weise gedrückt wird. Die mit 730 bezeichnete Neutralstellung befindet sich in der seitlichen Ebene der Schaltkulisse 714 und stellt dadurch eine Verzögerungsstellung bereit, wie es vorstehend unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben wurde. Ein Vorwärtsgang wird durch Bewegen des Schalthebels 712 aus der Neutralebene 730 entweder in die Hochschalt- oder Zurück­ schaltebene 718, 720 gewählt. Ein Hochschaltvorgang wird durch die Bewegung des Hebels nach links und oben in die Stellung 718 angezeigt, und ein Zurückschaltvorgang wird dadurch gewählt, daß der Hebel nach unten und nach rechts in eine Stellung 716 bewegt wird, wobei der Hebering 80 oder die Drucktaste 81 nicht betätigt werden. Wie ebenfalls bereits vorstehend beschrieben, kann die Steuerungseinrichtung 36 auch eingreifen, um das zweckmäßige Gangübersetzungsverhält­ nis zu bestimmen.
Fig. 9 stellt ein weiteres alternatives Schaltschema 910 ge­ mäß der vorliegenden Erfindung mit nur einer einzigen Vor­ wärts/Rückwärts-Ebene 914 dar. Der Rückwärtsgang wird ge­ wählt, indem ein Hebel 912 nach hinten in eine Stellung 916 bewegt wird, während ein Rückwärtsgang-Hebering 80 gehoben oder ein Knopf 81 wie vorstehend beschrieben gedrückt wird. Die mit 930 bezeichnete Neutralstellung ist zwischen den äußeren Vorne/Hinten-Stellungen 918, 920 angeordnet. Ein Hochschaltvorgang wird gewählt, indem der Hebel 912 in eine Stellung 918 bewegt wird. Ein Zurückschaltvorgang wird an­ gezeigt, indem der Hebel in eine Rückwärtsstellung 920 ge­ drückt wird. Eine Raststellung befindet sich in der Mitte der Neutralebene 930, um eine Verzögerungsstellung bereitzustel­ len, welche es der Steuerungseinrichtung 36 ermöglicht, die Fahrzeugbetriebsparameter zu überwachen und die richtige Schaltstange und Richtung des Schaltgabelweges gemäß vorste­ hender Beschreibung zu wählen. Sobald die Steuerung 36 das richtige Signal an den Ebenenauswahl- und Schwenkänderungsme­ chanismus 40, 38 sendet, wird der Hebel 912 aus der Verzöge­ rungsstellung freigegeben. Alternativ verläuft jede Vorwärts­ gang-Änderungsanforderung von einer Endstellung 918 oder 920 zu der gegenüberliegenden Endstellung über die Verzögerungs­ stellung. Wenn sich der Hebel 912 durch die Verzögerungsstel­ lung bewegt, wird die aktuelle Schaltgabel bewegt, um das mo­ mentane Gangübersetzungsverhältnis auszurücken. Bei der Ver­ zögerungsstellung werden die richtige Ebene und Richtung von der Steuerungseinrichtung 36 gemäß vorstehender Beschreibung ausgewählt, und es wird dann, wenn der Hebel 912 zur Bewegung in die entgegengesetzte Endstellung freigegeben wird, die richtige Schaltgabel in der richtigen Richtung bewegt. Die Verzögerung wird bevorzugt durch einen mit einer Elektro­ magneteinrichtung verbundenen Drehnocken erzeugt. Somit wird dann, wenn der Hebel 912 durch die Mittenposition 930 bewegt wird, der Nocken gedreht und die Elektromagneteinrichtung be­ tätigt, um den Nocken und den Hebel kurzzeitig in dieser Po­ sition für die Ausführung der vorstehend beschriebenen not­ wendigen Berechnungen zu blockieren. Wenn die Berechnungen abgeschlossen sind, wird die Elektromagneteinrichtung frei­ gegeben und der Nocken kann sich drehen, um den Hebel 12 freizugeben, so daß der Fahrer den Hebel in die gewünschte Richtung bewegen kann.
Alternativ können die vorstehend beschriebenen Überspring­ schaltschemata einem herkömmlichen Schaltschema hinzugefügt werden. Ein exemplarisches Schaltschema ist in Fig. 10 darge­ stellt. In dieser Ausführungsform ist das in Fig. 7 gezeigte Schaltschema mit dem herkömmlichen H-förmigen Schaltschema kombiniert, wobei das Überspringschaltschema dem linken Ende des herkömmlichen Handschaltschemas hinzugefügt ist. Somit kann sich der Fahrer aussuchen, ob er entweder das Getriebe in dem herkömmlichen Schema für einen Leistungsfahrbetrieb betreiben will oder ob er das Überspringschaltschema für einen Sparbetrieb verwenden will. Wenn bei dieser Ausfüh­ rungsform der Hebel 12 nach links in den Überspring­ schaltabschnitt bewegt wird, wird die Ebenenauswahl von dem Schalthebel entkoppelt, und es wird die Ebenenauswahl von ei­ nem Auswahlmechanismus gemäß vorstehender Beschreibung durch­ geführt.
Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform wird von einem herkömmlichen Schaltschema gemäß Darstellung in Fig. 2 ausgegangen. Der Hebel 12 wird mit einer Taste 81 gemäß Darstellung in Fig. 5 versehen, womit ein Überspringschalt­ modus zu gewählt werden kann. In dem Überspringschaltmodus wird eine herkömmliche manuelle Ebenenauswahleinrichtung von dem Hebel entkoppelt und die Ebenenauswahl mit einem Aus­ wahlmechanismus gemäß vorstehender Beschreibung durchgeführt. Zwei der Vorwärtsgangebenen eines herkömmlichen H-förmigen Handschaltschemas gemäß Darstellung in Fig. 2 werden als die Hochschalt- und Zurückschaltebenen verwendet, und der Hebel 12 dient als ein Hochschalt/Zurückschalt-Wählelement, wie es unter Bezugnahme auf Fig. 7 beschrieben wurde. Bevorzugt weisen die beiden Vorwärtsebenen die Stellung 18 des ersten Ganges und die Stellung 24 des vierten Ganges auf, wie aus Fig. 2 ersichtlich.
Die vorstehenden Ausführungsformen werden bevorzugt unter Einsatz einer (nicht dargestellten) herkömmlichen manuellen oder hydraulischen Kupplung angewandt, was dem Fahrer das Ge­ fühl eines herkömmlichen Handschaltgetriebes und einer her­ kömmlichen Kupplung vermittelt. Jedoch kann die Anwendung ei­ ner automatischen Kupplung, wie z. B. einer elektrohydrauli­ schen Kupplung, dazu genutzt werden, den in Rede stehenden Gangwählmechanismus weiter zu automatisieren.

Claims (15)

1. Schaltmechanismus zur Anforderung eines Hochschaltvor­ ganges und eines Zurückschaltvorganges in einem Getriebe (37) mit mehreren Gangübersetzungsverhältnissen eines Mo­ torfahrzeugs mit mehreren Schaltgabeln, von denen jede entlang der Längsachse des Getriebes bewegbar ist, um ein Gangübersetzungsverhältnis einzurücken, wobei der Schalt­ mechanismus aufweist:
eine Schaltkulisse (14, 714) mit einem Schema mit einer Hochschaltebene (218, 618, 718, 918) mit einer Hoch­ schaltstellung und einer Zurückschaltebene (220, 620, 720, 920) mit einer Zurückschaltstellung;
einen in der Schaltkulisse (14, 714) in die Hochschalt­ stellung und die Zurückschaltstellung beweglichen Schalt­ hebel (412, 612, 712, 912) für die Anforderung eines Gangübersetzungsverhältniswechsels, wobei der Schalthebel mit dem Getriebe (37) betriebsmäßig verbunden wird, um eine der Schaltgabeln für das Einrücken eines der mehre­ ren Gangübersetzungsverhältnisse zu bewegen, wenn ein Hochschaltvorgang oder Zurückschaltvorgang angefordert wird, und um eine der Schaltgabeln für das Ausrücken ei­ nes der mehreren Gangübersetzungsverhältnisse zu bewegen, wenn der Hebel aus der Hochschaltstellung und der Zurück­ schaltstellung herausbewegt wird;
eine Steuerungseinrichtung (36) zum Ermitteln des zweck­ mäßigen von mehreren zu wählenden Gangübersetzungsver­ hältnissen, der richtigen von den zu bewegenden Schalt­ gabeln, und der richtigen axialen Richtung, in welche die richtige Schaltgabel zu bewegen ist, wenn der Schalthebel (412, 612, 712, 912) zur Anforderung einer Gangüber­ setzungsverhältnisänderung bewegt wird, wobei die Steu­ erungseinrichtung die Auswahl der richtigen Schaltgabel und die Bewegung der Schaltgabel in einer richtigen Rich­ tung bewirkt, wenn der Schalthebel (412, 612, 712, 912) zur Anforderung der Gangübersetzungsverhältnisänderung bewegt wird.
2. Schaltmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schaltkulisse (14, 714) eine Verzögerungs­ stellung aufweist, die zwischen der Hochschaltebene (218, 618, 718, 918) und der Zurückschaltebene (220, 620, 720, 920) liegt, welche der Schalthebel (412, 612, 712, 912) von der Hochschaltstellung oder der Zurückschaltstellung aus durchläuft, wenn ein Hochschaltvorgang oder Zurück­ schaltvorgang angefordert wird.
3. Schaltmechanismus nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Hochschaltebene (218, 618, 718) und die Zurückschaltebene (20, 620, 720) im wesentlichen pa­ rallel liegen und die Verzögerungsstellung eine dritte Ebene (230, 630, 730) bildet, welche die Hochschalt- und Zurückschaltebene schneidet.
4. Schaltmechanismus nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die dritte Ebene (230, 630, 730) im wesentlichen senkrecht zu der Hochschaltebene (218, 618, 718,) und der Zurückschaltebene (220, 620, 720,) angeordnet ist.
5. Schaltmechanismus nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß eine Rückwärtsgangebene (216) im wesentlichen parallel zu der Hochschaltebene (218, 618) und der Zu­ rückschaltebene (220, 620) angeordnet ist.
6. Schaltmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückwärtsgangtaste (81) vorgesehen ist, um den Rückwärtsgang zu wählen, wenn die Taste gedrückt und der Hebel (412, 612, 712) entweder in die erste (218, 618, 718) oder zweite (220, 620, 720) Ebene bewegt wird.
7. Schaltmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungseinrichtung (36) ein erstes Signal für den Betrieb eines Elektromag­ neten (41), um eine richtige Schaltstange (75, 76, 77) für das richtige Gangübersetzungsverhältnis auszuwählen, und ein zweites Signal für den Betrieb eines Schwenkände­ rungsmechanismus (38) für den Hebel (412) erzeugt, um die Schaltstange in die richtige Richtung für das Einrücken des richtigen Gangübersetzungsverhältnisses zu bewegen.
8. Schaltmechanismus nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß der Hebel mechanisch mit den Schaltgabeln ver­ bunden ist, so daß ein Herausbewegen des Hebels (412) entweder aus der Hochschaltstellung (402) oder der Zu­ rückschaltstellung (401) eine Ziehbewegung einer Schalt­ gabel bewirkt, um das eingerückte Gangübersetzungsver­ hältnis auszurücken.
9. Schaltmechanismus nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schwenkänderungsmechanismus (438) auf­ weist:
ein Gehäuse (415);
eine in dem Gehäuse drehbar gelagerte Welle (413), wobei die Welle den Schalthebel (412) für eine Drehung relativ zu dem Gehäuse lagert;
einen auf der Welle (413) gelagerten ersten Kipphebel (417);
einen neben dem ersten Hebel (417) angeordneten und dreh­ bar auf der Welle (413) gelagerten zweiten Hebel (419);
einen im wesentlichen parallel zu der Welle (413) ange­ ordneten Querhebel (421) mit einem ersten Ende, das be­ triebsmäßig mit dem ersten Kipphebel (417), und mit einem zweiten Ende, das betriebsmäßig mit dem zweiten Kipphebel (419) verbunden ist;
einen drehbar auf der Welle (413) gelagerten Kardanrahmen (423); und
eine Auswahleinrichtung (425) zur alternativen Verbindung des Kardanrahmens entweder mit dem ersten Kipphebel (417) oder zweiten Kipphebel (419).
10. Schaltmechanismus nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die Auswahleinrichtung (425) eine von dem Kar­ danrahmen (423) gelagerte Elektromagneteinrichtung auf­ weist.
11. Schaltmechanismus nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Hochschaltebene und die Zurückschalt­ ebene in derselben Ebene (914) vorgesehen sind, und die Verzögerungsstellung (930) zwischen der Hochschaltstel­ lung (918) und der Zurückschaltstellung (916) eine Rastung aufweist.
12. Schaltmechanismus nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß die Verzögerungsstellung (930) einen drehbaren Nocken aufweist, der mit dem Hebel (912) in Eingriff kom­ men kann, und daß eine Elektromagneteinrichtung, die mit dem Nocken in Eingriff kommen kann, um dessen Drehung zu verhindern.
13. Schaltmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochschaltebene (218) und die Zurückschaltebene (220) zwei der in einem herkömmli­ chen H-förmigen Handschaltschema angeordneten Schaltebe­ nen bilden.
14. Schaltmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochschaltebene (218) und die Zurückschaltebene (220) zwei der angrenzend und parallel zu einem herkömmlichen H-förmigen Handschalt­ schema angeordneten Schaltebenen bilden.
15. Verfahren zum Wählen eines Gangübersetzungsverhältnisses in einem Fahrzeug mit einem in einer Schaltkulisse (14) angeordneten Schalthebel (412, 612, 712, 912), mit den Schritten:
Bewegen des Schalthebels (412, 612, 712, 912) in eine erste Richtung aus einer Neutralstellung (30, 230, 630, 730, 930) in der Schaltkulisse (14, 714) zur Wahl eines Hochschaltvorgangs;
Bewegen des Hebels (412, 612, 712, 912) in eine zweite Richtung aus einer zweiten Neutralstellung in der Schalt­ kulisse (14, 714) zur Wahl eines Zurückschaltvorgangs; und
Verzögern des Hebels (412, 612, 712, 912) entweder in der ersten oder zweiten Neutralstellung, um eine richtige zu bewegende Schaltstange (75, 76, 77) zu berechnen, eine richtige Richtung für die Bewegung der Schaltgabel zu be­ rechnen, ein Signal an den Schaltgabelauswahlmechanismus (40, 440) zu senden, um die richtige Schaltstange (75, 76, 77) auszuwählen, und ein Signal an einen Schwenkände­ rungsmechanismus (38, 438) zu senden, um die richtige Richtung auszuwählen, in welche die Schaltstange (75, 76, 77) zu bewegen ist.
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