DE19848191A1

DE19848191A1 - Schaltgetriebe

Info

Publication number: DE19848191A1
Application number: DE1998148191
Authority: DE
Inventors: Ralf Bergholz; Bernd Rech
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1998-10-20
Filing date: 1998-10-20
Publication date: 2000-04-27

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schaltgetriebe mit Stellelement zum Wechseln der Übersetzung und manuell betätigbarem Bedienelement (3), mittels welchem das Stellelement (4) in unterschiedlichen Gängen zugeordnete Stellungen überführbar ist. Um ein Schaltgetriebe zu schaffen, dessen Betätigungseigenschaften derjenigen eines konventionellen Schaltgetriebes zumindest weitestgehend entsprechen, wird vorgeschlagen, eine Dämpferanordnung mit mindestens einer an das Bedienelement (3) ankoppelnden Dämpfungseinrichtung (5, 6) vorzusehen, mittels derer der Bedienwiderstand des Bedienelementes (3) einstellbar ist. Des weiteren können den Dämpfungseinrichtungen (5, 6) Einrichtungen (9, 10) zugeordnet sein, die Rückstellkräfte auf das Bedienelement ausüben, sowie Steuereinrichtungen (9, 10), mittels der die Dämpfungscharakteristika einstellbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schaltgetriebe mit Stellelement zum Wechseln der Übersetzung und einem manuell betätigbaren Bedienelement, mittels welchem das Stellelement in unter schiedlichen Gängen zugeordnete Stellungen überführbar ist.

Die Bedienperson, beispielsweise der Fahrer eines Kraftfahrzeuges, gibt bei einem derartigen Schaltgetriebe den gewählten Gang nur noch mittels des Bedienelementes an (shift-by-wire-Anordnung). Das Bedienungsgefühl eines derartigen Schaltgetriebes hängt dabei von der erforderlichen Krafteinwirkung ab, welche zur Überführung des Bedienelementes in verschiedene Stellungen notwendig ist. Diese unterscheidet sich üblicherweise von derjenigen eines konventionellen Schaltgetriebes. Insbesondere, wenn die Bedienperson zwischen Vorrichtungen (z. B. Fahrzeugen) öfters wechselt, welche mit unterschiedlichen Typen von Schaltgetrieben ausgestattet sind, kann es wünschenswert sein, daß die Handhabungscharakteristik des Bedienelementes derjenigen eines konventionellen Schaltgetriebes entspricht. Längere Gewöhnungszeiten an die jeweils unter schiedliche Bediencharakteristik des Schaltgetriebes können so vermieden werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Schaltgetriebe zu schaffen, dessen Betätigungseigenschaften derjenigen eines konventionellen Schaltgetriebes zumindest wei testgehend entsprechen.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Zwar ist es aus der DE 38 30 836 C2 bekannt, bemannte Fahrzeuge aller Art mit hand- oder fußbetätigten Servosteuersystemen auszustatten, welche eine Vorrichtung zur Kraftsimula tion aufweisen. Unter Steuersystemen sind hierbei Systeme zu verstehen, die der Lenkung oder negativen oder positiven Beschleunigung des Fahrzeuges dienen. Der Kraftsimulator kann hierbei einen Hohlraum mit einer elektrorheologischen Flüssigkeit aufweisen, wobei eine Steuereinheit zur Änderung des Zustandes der elektrorheologischen Flüssigkeit vorge sehen ist. Der Zustand der Flüssigkeit wird dabei lediglich in Abhängigkeit vom momentanen Bewegungs- bzw. Belastungszustand des Fahrzeuges geregelt, um falsche Bedie nungsreaktionen des servogesteuerten Systems zu verhindern. Eine Anwendung bei Schaltgetrieben zur Einstellung eines Bediengefühls ist hierdurch nicht nahegelegt, insbesondere auch nicht solche zu fahrzeugtypen- oder personenabhängigen Änderungen des Betätigungsgefühls.

Des weiteren ist es aus der DE 195 48 714 C1 bekannt, Funktionsteile für den Innenraum eines Kraftfahrzeuges mit einem Griff-, Auflage- oder Anlagebereich auszubilden, welcher ein mit einem elektrorheologischen Fluid gefülltes Formelement aufweist, so daß das Funktionsteil jeweils individuell an unterschiedlichen Fahrzeuginsassen anpaßbar ist. Hierdurch ist die Ergonomie des Funktionsteils, zum Beispiel eines Schalthebels, veränderbar, die Bediencharakteristik als solche wird hierdurch jedoch ebenfalls nicht beeinflußt.

Die Dämpfungseinrichtung kann unmittelbar über das Stellelement oder eine andere Einrichtung an den Schalthebel ankoppeln.

Die Dämpfungseinrichtung kann insbesondere derart ausgebildet sein, daß der Bedienungswiderstand des Bedienelementes bei Bewegungen des Bedienelementes in zwei Dimensionen einstellbar ist.

Das Schaltgetriebe kann eine Steuereinrichtung aufweisen, mittels derer die Dämpfungscharakteristik der Dämpferanordnung und damit der Betätigungswiderstand des Bedienelementes steuerbar ist. Dies kann vorzugsweise kontinuierlich oder auch stufenweise erfolgen. Die Steuerungeinrichtung kann programmgesteuert ggf. auch frei programmierbar oder manuell betätigbar ein. Für die einzelnen Steuerparameter können jeweils auch vorgegebene untere und/oder obere Grenzwerte vorgegeben sein, die nicht durch einen Eingriff in die Steuereinrichtung unter- bzw. überschritten werden können.

Ein optimales Schaltgefühl des Schaltgetriebes hängt oftmals von subjektiven Eindrücken und individuellen Anforderungen der jeweiligen Bedienperson ab. Wechselt beispielsweise der Fahrer eines Kraftfahrzeuges öfter das Fahrzeug, so muß er sich jeweils auf eine neue Schaltcharakteristik des Getriebes einstellen.

Um bei einem Fahrzeugwechsel eine Eingewöhnungszeit an jeweils ein unterschiedliches Schaltgetriebe zu vermeiden, kann die Steuereinrichtung mit einer Leseeinrichtung verbun den sein, mittels welcher auf einem Informationsträger gespeicherte Einstelldaten für das Schaltgetriebe lesbar sind. Hierzu kann beispielsweise eine Chipkarte mit personenbezogenen Daten vorgesehen sein, die der Fahrer stets mit sich führt, so daß mittels der Chipkarte die Steuereinrichtung und damit das Schaltgetriebe entsprechend individuell einstellbar sind.

Anstelle einer Steuerung in Abhängigkeit personenbezogener Daten können bedarfsweise auch andere Stellgrößen ausgewählt werden oder vorgegeben sein, z. B. vorrichtungsexterne Größen wie Witterungs- oder Verkehrsverhältnisse oder vorrichtungsin terne Größen. Entsprechende Meßwertaufnehmer bzw. Sensoren können hierzu mit den Steuerungseinrichtungen gekoppelt sein.

Mittels der Steuereinrichtung kann das Schaltgetriebe beispielsweise auch in Abhängigkeit von dem jeweiligen Fahrzeugtyp konfiguriert werden.

Die der jeweiligen Bedienperson individuell angepaßte Konfiguration des Schaltgetriebes kann gegebenenfalls auch an einem unabhängigen Simulator ermittelt werden, wobei die entsprechenden, auf einem Informationsträger abgelegten Konfigurationsdaten auf die Steuereinrichtung des Schaltgetriebes übertragbar sind.

Aufgrund der Steuerbarkeit der rheologischen Eigenschaften einer elektro- oder magnetorheologischen Flüssigkeit durch ein elektrisches bzw. magnetisches Feld ist die Dämpfungscharakteristik der Dämpferanordnung einfach einstellbar. Des weiteren ist eine Umsetzung der elektrischen Steuersignale mit Hilfe einer Spannungs- oder einer Stromquelle ohne weitere mechanische Stellelemente möglich, so daß die Getriebesteuerung in übergeordnete, elektronische Steuerungen, z. B. das elektronische Management der jeweiligen Vorrichtung, einbezogen werden kann.

Des weiteren kann eine Einrichtung vorgesehen sein, mittels derer in zumindest einer Dimension der Dämpferanordnung, das heißt einer Dimensionen der möglichen Bewegung des Bedienelementes, Rückstellkräfte auf das Bedienelement ausübbar sind. Vorteilhafterweise ist jeder Dimension der Dämpferanordnung eine Rückstelleinrichtung zugeordnet. Die Rückstellkräfte können beispielsweise durch Federanordnungen, elektrische oder hydraulische Antriebe ausgeübt werden.

Vorteilhafterweise ist jeder Dämpfungseinrichtung eine parallel geschaltete Rückstelleinrichtung zugeordnet, wobei zu diesen Einrichtungen das Bedienelement in Serie geschaltet ist.

Die Stellelemente des Schaltgetriebes können beispielsweise elektrisch oder hydraulisch betätigbar sein.

Das erfindungsgemäße Schaltgetriebe kann beispielsweise in Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, oder in Fahrsimulatoren, eingesetzt werden, ohne hierauf beschränkt zu sein.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben.

In der Figur ist eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Schaltgetriebes 1 dargestellt, welches an einem Fahrzeug 2 vorgesehen ist. Das Bedienelement des Getriebes ist als Schalthebel 3 ausgeführt, der auf ein Stellelement 4 wirkt, mittels welchem die Übersetzung des Getriebes gewechselt werden kann. Der Schalthebel 3 ist in zwei Raumrichtungen manuell betätigbar.

An das Stellelement 4 koppelt an eine Dämpferanordnung mit zwei Dämpfungseinrichtungen 5, 6 an, denen jeweils eine Einrichtung 7, 8 parallel geschaltet ist, welche Rückstellkräfte auf den Schalthebel 3 ausübt. Die Dämpfungseinrichtungen 5, 6 mit zugeordneten Rückstelleinrichtungen 7, 8 sind derart angeordnet, daß jeweils Bewegungen des Schalthebels 3 in zwei senkrecht zueinander stehenden Raumrichtungen unabhängig voneinander gedämpft werden. Die zweidimensional arbeitende Dämpferanordnung kann selbstverständlich auch durch andere räumliche Ausrichtungen der Dämpfungseinrichtungen zueinander realisiert werden.

Die Dämpfungseinrichtungen 5, 6 weisen jeweils eine elektrorheologische Flüssigkeit auf, welche mittels jeweils einer nicht dargestellten Spannungsquelle in unterschiedliche Zustände überführbar ist, so daß die Dämpfungscharakteristik der Dämpferanordnung steuerbar ist. Hierzu sind jeweils Steuereinrichtungen 9, 10 vorgesehen, die den Dämpfungseinrichtungen 5, 6 zugeordnet sind, sowie Steuereinrichtungen 11, 12, die den Rückstelleinrichtungen 7, 8 zugeordnet sind. Die Steuereinrichtungen 9 bis 12 sind in einer gemeinsamen Steuereinheit 13 angeordnet, welche mit einer Chipkartenleseeinrichtung 14 verbunden ist. Über die Leseeinrichtung 14 ist mittels eines entsprechenden Datenträgers die Steuereinheit 13 und damit das Schaltgetriebe insgesamt personenbezogen konfigurierbar.

Dem Schalthebel 3 sind zwei Einrichtungen 15, 16 zur Erfassung der momentanen Position des Schalthebels zugeordnet, welche den Dimensionen, in denen auch die Dämpfungs einrichtungen 5, 6 wirken, zugeordnet sind. Erfassungs- und Dämpfungseinrichtungen können aber auch in unabhängigen Richtungen wirken. Die Erfassungseinrichtungen 15, 16 sind ebenfalls mit der Steuerungseinheit 13 verbunden, wobei die in jeder Bewegungsdimen sion des Schalthebels wirkenden Dämpfungs-, Rückstell- und Erfassungseinrichtungen zusammen mit der Steuereinheit 2 in Art einer Regeleinrichtung konfiguriert sind.

BEZUGSZEICHENLISTE

1

Schaltgetriebe

2

Fahrzeug

3

Schalthebel

4

Stellelement

5

,

6

Dämpfungseinrichtung

7

,

8

Rückstelleinrichtung

9

,

10

Steuerungseinrichtung

11

,

12

Steuerungseinrichtung

13

Steuereinheit

14

Leseeinrichtung

15

,

16

Erfassungseinrichtung

Claims

1. Schaltgetriebe mit Stellelement zum Wechseln der Übersetzung und manuell betätigbarem Bedienelement, mittels welchem das Stellelement in unterschiedlichen Gängen zugeordnete Stellungen überführbar ist, dadurch gekennzeich net, daß eine Dämpferanordnung mit mindestens einer an das Bedienelement (3) ankoppelnden Dämpfungseinrichtung (5, 6) vorgesehen ist, mittels derer der Bedienwiderstand des Bedienelementes (3) einstellbar ist.

2. Schaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpferanordnung in zwei unabhängigen Bewegungseinrichtungen des Bedienele mentes wirksam ist.

3. Schaltgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Steuereinrichtung (9, 10) vorgesehen ist, mittels derer die Dämpfungscharakteristik der Dämpfungseinrichtung (5, 6) einstellbar ist.

4. Schaltgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuereinrichtung (9, 10) eine Leseeinrichtung (14) zugeordnet ist, mittels welcher die Steuereinrichtung (9, 10) konfigurierende Daten lesbar sind.

5. Schaltgetriebe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Dämpfungseinrichtung (5, 6) eine elektrorheologische oder magnetorheologische Flüssigkeit aufweist, deren rheologische Eigenschaften mittels der Steuereinrichtung (9, 10) einstellbar sind.

6. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich net, daß mindestens eine Einrichtung (11, 12) vorgesehen ist, mittels derer Rück stellkräfte auf das Bedienelement (3) ausübbar sind.

7. Schaltgetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Dämpfungseinrichtung (5, 6) eine parallel geschaltete Rückstelleinrichtung (7, 8) zugeordnet ist.

8. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeich net, daß mindestens eine Einrichtung (15, 16) zur Erfassung der momentanen Position des Bedienelementes (3) vorgesehen ist.

9. Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einem Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8.

10. Fahrsimulator mit einem Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8.