DE19920650A1

DE19920650A1 - Bedienelement für ein Schaltgetriebe, Schaltgetriebe und Verfahren zum Schalten eines Schaltgetriebes

Info

Publication number: DE19920650A1
Application number: DE1999120650
Authority: DE
Inventors: Hans-Juergen Schneider
Original assignee: Mannesmann Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1999-05-05
Filing date: 1999-05-05
Publication date: 2000-11-09

Abstract

Es wird ein automatisiertes Schaltgetriebe (S) für ein Fahrzeug und ein Bedienelement (10) für ein solches Schaltgetriebe (S) beschrieben. Das Schaltgetriebe (S) weist ein zwischen verschiedenen Gängen beziehungsweise Fahrstufen mit unterschiedlichen Getriebeübersetzungen schaltbares Getriebe (22), einen Getriebeaktuator (21) zum Schalten des Getriebes (22) und ein Bedienelement (10) auf. Um zu erreichen, daß die Schaltposition des Bedienelements (10) immer auch dem der entsprechenden Schaltposition zugeordneten Getriebezustand entspricht, ist wenigstens ein Stellelement (11) vorgesehen, das mit dem Bedienelement (10) verbunden ist und das beispielsweise als elektrischer Motor ausgebildet ist. Das wenigstens eine Stellelement (11) wird derart aktiviert, daß es das Bedienelement (10) in eine Schaltposition bringt, die dem tatsächlichen Schaltstatus des Getriebes (22) entspricht. Dies kann beispielsweise derart erfolgen, daß das Stellelement (11) die Umschaltung des Bedienelements (10) aus einer Schaltposition in eine andere Schaltposition zumindest zeitweilig sperrt und zwar so lange, bis der entsprechnd der Schaltposition (12) gewählte Getriebezustand auch tatsächlich erreicht ist. Die Gegenwirkung des Stellelements (11) macht sich für einen Benutzer als Widerstand bemerkbar, der erst bei Erreichen des neuen Getriebezustands aufgehoben wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft zunächst ein Bedienelement für ein Schaltgetriebe, insbesondere für ein automatisiertes Schaltgetriebe, wobei das Bedienelement zum Schalten des Getriebes in verschiedene Schaltpositionen umgeschaltet werden kann. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Schaltgetriebe, insbesondere ein automatisiertes Schaltgetriebe, mit einem zwischen verschiedenen Gängen beziehungsweise Fahrstufen mit unterschiedlichen Getriebeübersetzungen schaltbaren Getriebe, einem Getriebeaktuator zum Schalten des Getriebes und einem Bedienelement. Schließlich betrifft die Erfindung noch ein Verfahren zum Schalten eines solchen Schaltgetriebes.

Bedienelemente und Schaltgetriebe der genannten Art sind bereits seit langem bekannt und werden häufig im Bereich der Fahrzeugindustrie eingesetzt.

Neben herkömmlichen und automatisierten Schaltgetrieben sind weiterhin auch Stufenautomatgetriebe bekannt, die in der Regel mit einem Wandler gekoppelt sind. Bei den Stufenautomatgetrieben entspricht der mechanische Zustand des Getriebes immer der Schaltposition des Bedienelements, so daß der Fahrzeugführer an Hand der Stellung des Bedienelements genau weiß, welcher Gang beziehungsweise welche Fahrstufe gerade eingelegt ist, oder ob sich das Getriebe in der Neutralstellung oder der Parkstellung befindet. Dabei liegt solchen Stufenautomatgetrieben die allgemeine Funktionsweise zugrunde, daß eine direkte Verbindung zwischen dem Getriebe und dem Bedienelement besteht, indem die im Getriebe zur Schaltung desselben vorgesehenen Stellventile über das Bedienelement, beziehungsweise dessen Betätigung, beeinflußt werden.

Insbesondere bei automatisierten Schaltgetrieben ist eine solche Funktionsweise bisher nur schwer zu realisieren. Das liegt zunächst daran, daß zwischen dem automatisierten Schaltgetriebe selbst und dem Bedienelement keine direkte mechanische Verbindung besteht. Vielmehr befinden sich zwischen dem Getriebeaktuator und dem Bedienelement zum Schalten des Getriebes in der Regel Seilzüge. Solche Seilzüge sind zum einen mit dem Bedienelement verbunden. Auf der Getriebeseite sind die Seilzüge mit entsprechenden Hebel- oder Sperrelementen verbunden. Bei Betätigung des Bedienelements werden die Hebel- oder Sperrelemente über den Seilzug betätigt, so daß eine entsprechende Sperre im Getriebe aufgehoben wird und das Getriebe eine mechanische Freigabe für den gewünschten Schaltvorgang erhält. Diese Lösung ist jedoch nachteilig, da sie zum einen teuer und zum anderen wegen der notwendigen Führung des Seilzugs konstruktiv aufwendig ist. Weiterhin ist eine solche Lösung auch besonders fehleranfällig. Der Seilzug muß nämlich im Produkt mechanisch justiert werden, und meistens sind noch zusätzliche Elemente wie im magnetgesteuerte Riegel oder dergleichen notwendig.

Es besteht somit das Bedürfnis, auch bei Schaltgetrieben, insbesondere bei automatisierten Schaltgetrieben zu ermöglichen, daß das Bedienelement in einer gewählten Schaltposition immer auch dem tatsächlichen Getriebestatus entspricht.

Aus der EP-A-0404354 B1 ist eine Kontroll- und Steuereinrichtung für ein halbautomatisches Getriebe bekannt. Bei diesem Getriebe erfolgt das Schalten über ein Bedienelement, das in Form von Bedienknöpfen ausgebildet ist. Zum Schalten des Getriebes wird dann der gewünschte Bedienknopf gedrückt. Die einzelnen Bedienknöpfe sind jeweils mit einer Lampe verbunden, so daß die Auswahl des gewünschten Gangs beziehungsweise der Fahrstufe auch visuell angezeigt wird. Insbesondere im Hinblick auf die Einstellung des Getriebes in die Neutralstellung ist offenbart, daß die mit dem entsprechenden Bedienknopf verbundene Lampe zunächst blinkt, wenn der Bedienknopf für die Neutralstellung gedrückt wurde. Erst wenn die Neutralstellung erreicht wurde, wechselt die Lampe aus dem Blinkmodus in einen kontinuierlichen Leuchtmodus. Dadurch kann der Fahrzeugführer erkennen, daß auch tatsächlich in die Neutralstellung umgeschaltet wurde. Diese Lösung auf der Basis eines optischen Anzeigesystems ist jedoch nur bei solchen Getrieben möglich, die über ein Bedienelement in Form von Bedienknöpfen verfügen. Bei anderen Getriebeausführungen, die beispielsweise über ein als Bedienhebel (Schalthebel) oder dergleichen ausgebildetes Bedienelement betätigt werden, ist diese Lösung nicht anwendbar.

Ausgehend vom genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Bedienelement beziehungsweise ein Schaltgetriebe der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, das die oben beschriebenen Nachteile vermieden werden. Insbesondere soll auf einfache und zuverlässige Weise erreicht werden, daß die gewählte Schaltposition des Bedienelements immer auch dem tatsächlichen Schaltstatus des Getriebes entspricht. Weiterhin soll ein verbessertes Verfahren zum Schalten eines Schaltgetriebes bereitgestellt werden.

Diese Aufgabe wird gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung durch eine Weiterbildung des eingangs beschriebenen Bedienelements für ein Schaltgetriebe, insbesondere für ein automatisiertes Schaltgetriebe, gelöst, wobei das Bedienelement erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß wenigstens ein Stellelement vorgesehen ist, das mit dem Bedienelement verbunden ist und daß das wenigstens eine Stellelement derart aktivierbar ist oder aktiviert wird, daß es das Bedienelement in eine Schaltposition bringt, die dem tatsächlichen Schaltstatus des Getriebes entspricht.

Der grundlegende Gedanke der Erfindung besteht darin, daß das Bedienelement mit wenigstens einem Stellelement verbunden ist. Das Stellelement wird beispielsweise durch Betätigung des Bedienelements oder bei Betätigung des Getriebeaktuators aktiviert. Allgemein liegt dem Stellelement die Funktionsweise zugrunde, daß es das Bedienelement in solch eine Position bringt beziehungsweise bringen kann, daß seine Stellung dem tatsächlichen Schaltstatus des Getriebes entspricht.

Bevorzugte Möglichkeiten, wie eine solche Stellung des Bedienelements über das Stellelement erfolgen kann, werden nachfolgend beschrieben.

Aus Sicherheitsgründen existiert bei automatisierten Schaltgetrieben eine Funktion, die in bestimmten Situationen, etwa in Notsituationen, das Getriebe automatisch in die Neutralstellung umschaltet. Wenn das Stellelement über die Betätigung des Getriebeaktuators aktiviert wird, kann hierdurch erreicht werden, daß das Bedienelement diesem Getriebewechsel automatisch nachgeführt wird. Dadurch wird dem Fahrzeugbenutzer der vorgenommene Getriebewechsel auch visuell angezeigt.

In anderer Ausgestaltung kann das Stellelement bei Betätigung des Bedienelements derart aktivierbar sein oder aktiviert werden, daß es die Umschaltung des Bedienelements aus einer Schaltposition in eine andere Schaltposition zumindest zeitweilig sperrt oder sperren kann.

Wenn das Bedienelement aus einer Schaltposition in eine andere Schaltposition bewegt wird, um damit in entsprechender Weise das Getriebe zu schalten, wird das Stellelement in solch einer Weise aktiviert, daß es die Umschaltung des Bedienelements von der einen Schaltposition in die andere Schaltposition solange sperrt, bis der entsprechende Schaltvorgang im Getriebe abgeschlossen ist. Der Begriff "Sperren" bedeutet dabei, daß das Bedienelement nicht in die endgültige Zielposition gebracht werden kann.

Nachfolgend wird beschrieben, wie eine solche Betätigung des Bedienelements mittels des Stellelements - beispielsweise eine entsprechende Sperrwirkung - erzeugt werden kann.

Der Benutzer des Bedienelements kann während des Schaltvorgangs beispielsweise einen Widerstand im Bedienelement spüren, der ihm signalisiert, daß der Schaltvorgang noch nicht abgeschlossen ist. Erst wenn der Schaltvorgang im Getriebe abgeschlossen ist, wird das wenigstens eine Stellelement derart angesprochen, daß seine Sperrwirkung aufgehoben wird, wodurch der bisher spürbare Widerstand entfällt. Dadurch wird dem Bediener signalisiert, daß der Schaltvorgang nunmehr abgeschlossen ist.

Das erfindungsgemäße Bedienelement hat im Vergleich zu den im Stand der Technik beschriebenen Lösungen erhebliche Vorteile. So ist es zum einen konstruktiv wesentlich weniger aufwendig als die bisher bekannten Seilzugkonstruktionen. Weiterhin ist eine mechanische Justierung nicht mehr nötig, so daß auch die Gefahr einer möglichen Verstellung entfällt. Schließlich können die bisher erforderlichen Seilzüge, Riegel oder dergleichen entfallen, so daß das erfindungsgemäße Bedienelement letztendlich auch wesentlich kostengünstiger wird. Schließlich ist es möglich, das erfindungsgemäße Bedienelement programmgesteuert zu betreiben, was sich positiv auf die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Steuerung und Regelung des Bedienelements und damit den Schaltvorgang des Schaltgetriebes auswirkt.

Um eine zeitweilige Sperrwirkung über das Stellelement zu erzeugen, kann vorteilhaft ein Positionssensor vorgesehen sein, der mit dem Stellelement verbunden ist. Vorzugsweise ist der Positionssensor im Stellelement integriert. Dadurch wird der konstruktive Aufwand weiter verringert, da sich die Anzahl der erforderlichen Bauelemente reduziert.

Über den Positionssensor wird der Betätigungswinkel des Bedienelements, beziehungsweise eine Winkelveränderung, die mit der Umschaltung des Bedienelements einhergeht, erfaßt. Wenn das Bedienelement beispielsweise als Bedienhebel ausgebildet ist, kann der Positionssensor eine Winkelveränderung aufgrund der Schwenkbewegung des Bedienelements erfassen. Wenn das Bedienelement etwa als Drehelement ausgebildet ist, kann der Positionssensor eine aufgrund der Drehbewegung hervorgerufene Winkelveränderung erfassen.

Die vom Positionssensor erfaßte Bewegung des Bedienelements, beziehungsweise die Winkelveränderung wird zum einen an das Schaltgetriebe weitergeleitet. Eine detailliertere Beschreibung dazu erfolgt in Verbindung mit dem zweiten Erfindungsaspekt. Zum anderen bildet die vom Positionssensor erfaßte Bewegung beziehungsweise Winkelveränderung die Grundlage zur Aktivierung und Ansteuerung des Stellelements.

Dazu ist der Positionssensor vorteilhaft mit einer Regeleinrichtung verbunden. Das durch die Schwenk- oder Drehbewegung des Bedienelements (je nach Art der oben beschriebenen Ausgestaltung des Bedienelements) auftretende Drehmomentverhalten des Bedienelements ergibt sich beispielsweise auch aus einer Anzahl entsprechender Drehmomentkennlinien, die in der Regeleinrichtung abgelegt sind.

In der Regeleinrichtung wird nun die vom Positionssensor erfaßte Winkelposition abgelegt und mit den Drehmomentwerten der jeweils aktiven Drehmomentkennlinie verglichen. Auf diese Weise wird zu der ermittelten Winkelposition des Bedienelements ein entsprechender Drehmomentwert ermittelt. Über diesen Drehmomentwert kann dann ein Strom gesteuert werden, der an das Stellelement weitergegeben wird. Dazu ist die Regeleinrichtung vorteilhaft mit dem Stellelement verbunden. Der an das Stellelement abgegebene Strom kann die Sperrwirkung im Stellelement erzeugen, die dann beispielsweise als Widerstand spürbar ist. Erst bei Ausschaltung dieses Stroms kann das Bedienelement endgültig in die gewünschte Zielposition gebracht werden und in dieser verbleiben.

Vorteilhaft ist das Stellelement als Stellmotor ausgebildet. Grundsätzlich ist die Erfindung nicht auf bestimmte Motortypen beschränkt, jedoch die Verwendung eines elektrischen Motors besonders bevorzugt.

Vorzugsweise kann das wenigstens eine Stellelement im Bedienelement integriert sein. Auf diese Weise wird wiederum die Anzahl der erforderlichen Bauelemente reduziert.

Vorteilhaft kann das Bedienelement als Bedienhebel ausgebildet sein. Wenn das Bedienelement in einem Fahrzeug verwendet wird, ist dieser Bedienhebel in der Regel als Schalthebel für das Getriebe ausgebildet. Es ist jedoch auch denkbar, das Bedienelement als Drehknopf oder dergleichen auszubilden.

In weiterer Ausgestaltung können zwei Stellelemente vorgesehen sein. Die Anzahl der erforderlichen Stellelemente ergibt sich je nach Ausführungsart des Schaltgetriebes und der Schaltkonsole, in der das Bedienelement geführt wird. Bei einer sogenannten eindimensionalen Ausführung liegen die einzelnen Schaltpositionen, in die das Bedienelement umgeschaltet werden kann, in einer Reihe, so daß das Bedienelement in nur einer Stellrichtung betätigt wird. In diesem Fall ist es ausreichend, wenn das Bedienelement mit einem einzigen Stellelement, das vorzugsweise als Stellmotor ausgebildet ist, verbunden ist.

Bei einer sogenannten zweidimensionalen Ausführung ist es möglich, daß das Bedienelement sowohl in Längsrichtung als auch in Seitenrichtung umgeschaltet werden kann. In diesem Fall ist eine Umschaltung des Bedienelements in zwei Richtungen möglich, so daß für jede Richtung ein eigenes, separates Stellelement vorgesehen ist. Vorzugsweise ist zur Betätigung des Bedienelements ein Stellmotor als Stellelement vorgesehen. Die Betätigung des Bedienelements in Seitenrichtung kann beispielsweise über ein als Hubmagnet ausgebildetes Stellelement erfolgen.

Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Weiterbildung des eingangs beschriebenen Schaltgetriebes, insbesondere eines automatisierten Schaltgetriebes, bereitgestellt, wobei das Schaltgetriebe erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß das Bedienelement in der wie vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Art und Weise ausgebildet ist.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Schaltgetriebes wird es möglich, daß die Position des Bedienelements immer auch dem dieser Schaltposition zugeordneten Getriebestatus oder Getriebeaktuatorstatus entspricht. Zu den Vorteilen, Effekten, Wirkungen und der Funktionsweise des erfindungsgemäßen Schaltgetriebes wird auf die vorstehenden Ausführungen zum erfindungsgemäßen Bedienelement vollinhaltlich Bezug genommen und hiermit verwiesen.

Vorteilhaft ist das Bedienelement über eine Getriebesteuerung mit dem Getriebeaktuator verbunden. Bei dieser vorzugsweise elektrische Verbindung wird die Betätigung des Bedienelements in Form von elektrischen Signalen an den Getriebeaktuator weitergegeben, der dann eine entsprechende Schaltung des Getriebes vornimmt. Insbesondere ist es von Vorteil, wenn der Positionssensor mit dem Getriebeaktuator oder der Getriebesteuerung verbunden ist. Vorteilhaft kann die Getriebesteuerung auch mit der Regeleinrichtung verbunden sein.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Schaltgetriebes wird bei einer beabsichtigten Schaltung des Getriebes das Bedienelement aus einer Schaltposition in eine andere Schaltposition umgeschaltet. Die dadurch entstehende Winkelveränderung wird von dem Positionssensor erfaßt. Das vom Positionssensor erfaßte Signal wird zum einen an die Getriebesteuerung weitergeleitet. Ist die durch das Bedienelement vorgegebene Schaltung des Getriebes möglich, erhält der Getriebeaktuator von der Getriebesteuerung die entsprechenden Befehle, so daß das Getriebe in der gewünschten Weise geschaltet werden kann.

Gleichzeitig wird die vom Positionssensor erfaßte Winkelveränderung in der Regeleinrichtung abgelegt und dort mit der jeweils aktiven Drehmomentkennlinie verglichen. Der auf diese Weise bestimmte Drehmomentwert steuert einen Strom, der an das Stellelement abgegeben wird. Dadurch wird in dem Stellelement beispielsweise eine Sperrwirkung erzeugt, die für den Benutzer als Widerstand spürbar ist und die verhindert, daß das Bedienelement endgültig in die gewünschte Zielposition gebracht und dort verbleiben kann.

Wenn die Schaltung des Getriebes in den neuen Getriebezustand abgeschlossen ist, kann ein entsprechendes Signal an die Getriebesteuerung zurückgeleitet werden. Dieses Signal wird dann beispielsweise über eine geeignete Verbindung an die Regeleinrichtung weitergeleitet und in dieser abgelegt. Das Signal kann beispielsweise das die Sperrwirkung erzeugende Signal überlagern, so daß der durch den Drehmomentwert erzeugte Strom ausgeschaltet wird. Dadurch wird die Sperrwirkung des Stellelements aufgehoben, so daß auch das Bedienelement den tatsächlichen Getriebezustand anzeigt.

Insbesondere, wenn das erfindungsgemäße Schaltgetriebe beziehungsweise das automatisierte Schaltgetriebe in einem Fahrzeug verwendet wird, wird immer eine Lösung angestrebt, die aus Fahrersicht der bei Automatgetrieben sehr komfortablen Lösung ähnelt oder entspricht. Dies führt in der Regel zu einem als Schalthebel ausgebildeten Bedienelement, der in einer Schaltkonsole geführt wird. In der Regel kann der Schalthebel in die Schaltpositionen "R"-Rückwärtsfahrt, "N"- Neutralstellung, "D"-Vorwärtsfahrt, "+"-Hochschalten der Gänge und "-"-Herunterschalten der Gänge umgeschaltet werden.

Betätigt nun der Fahrer den Schalthebel, zum Beispiel in die Schaltposition "R", wird dies an das Schaltgetriebe, beispielsweise über einen entsprechenden Positionssensor, rückgemeldet. Erlaubt die Fahrsituation diesen Fahrerwunsch, erhält der Getriebeaktuator die entsprechenden Befehle. Solange der neue Schaltzustand des Getriebes noch nicht erreicht ist, sperrt das mit dem Schalthebel verbundene Stellelement, beziehungsweise es wirkt der Umschaltung des Schalthebels entgegen, so daß der Fahrer einen fühlbaren Widerstand bemerkt. Ist der neue Zustand im Getriebe erreicht, wird die vom Stellelement oder den Stellelementen indizierte Sperrwirkung oder Gegenwirkung aufgehoben, und der Schalthebel läßt sich endgültig in die neu gewählte Schaltposition bringen. Damit zeigt der Schalthebel ebenfalls den neu gewählten Getriebezustand an. Auf diese Weise erhält der Fahrer eine eindeutige Information darüber, welcher Gang, beziehungsweise welche Fahrstufe, im Getriebe tatsächlich eingestellt ist.

Vorteilhaft kann wenigstens ein weiteres Sensorelement vorgesehen sein, das mit dem Schaltgetriebe, insbesondere dem Aktuator für das Schaltgetriebe, verbunden ist. Diese Sensorelemente gehen über die eigentliche Steuerung von Getriebe und Kupplung hinaus und dienen als sensorische Sicherheitsmaßnahme, wie beispielsweise in Fahrzeugen die Detektion einer geöffneten Fahrertür oder eines geöffneten Hauben- oder Kofferraumdeckels. Spricht nun ein solches Sensorelement an, so wird hierdurch bewirkt, daß das Getriebe automatisch in die Neutralstellung "N" schaltet. Die aktuelle Änderung des Getriebestatus wird dem Fahrer beispielsweise über das mit Hilfe des Stellelements automatisch in die entsprechende Schaltposition nachgeführte Bedienelement mitgeteilt. Wenn nun der Fahrer über das Bedienelement einen anderen Gang einstellen will, wird das aktivierte Stellelement diesem Umschaltvorgang solange entgegenwirken oder diesen sperren, bis der das weitere Sensorelement auslösende Zustand beseitigt ist.

In einem anderen Fall kann es möglich sein, daß der Fahrer, nachdem der Motor in Neutralstellung "N" abgestellt wurde, noch einen Gang einlegen will, um eine Wegrollsicherung zu erreichen. Insbesondere ein automatisiertes Schaltgetriebe ist deshalb auch nach dem Ausschalten der Zündung noch eingeschaltet. Es kann jedoch vorkommen, daß ein Gang aufgrund mechanischer Blockierung im Getriebe nicht mehr eingelegt werden kann. Bei den bisher bekannten Schaltgetrieben führte dies dazu, daß das Getriebe und das Bedienelement unterschiedliche Zustände hatten. Durch das erfindungsgemäße Schaltgetriebe und das erfindungsgemäße Bedienelement wird diese Gefahr nun beseitigt, da, wie oben ausführlich beschrieben wurde, das Bedienelement erst dann endgültig in seine Zielposition gebracht werden kann, wenn der gewünschte Getriebezustand auch tatsächlich erreicht worden ist.

Vorzugsweise kann das Bedienelement und oder die Getriebesteuerung und/oder das Stellelement und/oder die Regeleinrichtung mit einem optischen oder akustischen Anzeigeelement verbunden sein. Damit wird dem Fahrer neben der entsprechenden Führung des Bedienelements der Getriebewechsel oder das Erreichen beziehungsweise Nichterreichen eines neuen Getriebestatus auch auf optische oder akustische Weise angezeigt. Die Erfindung ist nicht auf bestimmte Anzeigeelemente beschränkt. Vorzugsweise kann das Anzeigeelement als Lampe, als Display, als Summer oder dergleichen ausgebildet sein.

Gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Schalten eines wie vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Schaltgetriebes unter Verwendung eines wie vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Bedienelements bereitgestellt, das durch folgende Schritte gekennzeichnet ist:

a) Umschalten des Schaltgetriebes aus einer Schaltposition in eine andere Schaltposition über den Getriebeaktuator, vorzugsweise über Betätigung des Bedienelements;
b) Aktivieren des wenigstens einen Stellelements über die Umschaltung des Bedienelements oder die Umschaltung des Schaltgetriebes derart, daß das Bedienelement in eine Schaltposition gebracht wird, die dem tatsächlichen Schaltstatus des Getriebes entspricht.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird wie bei den beiden anderen Erfindungsaspekten erreicht, daß die Schaltposition des Bedienelements immer dem tatsächlichen Getriebestatus entspricht. Zu den Vorteilen, Effekten, Wirkungen und der Funktionsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens wird wiederum auf die vorstehenden Ausführungen zum erfindungsgemäßen Bedienelement und zum erfindungsgemäßen Schaltgetriebe vollinhaltlich Bezug genommen und hiermit verwiesen.

Vorteilhaft kann das Stellelement über die Umschaltung des Bedienelements derart aktiviert werden, daß es die endgültige Umschaltung des Bedienelements in die andere Schaltposition solange sperrt, bis das Getriebe über den Getriebeaktuator tatsächlich geschaltet wurde.

Vorzugsweise kann bei der Umschaltung des Schaltgetriebes und/oder des Bedienelements eine optische oder akustische Rückmeldung ausgelöst werden.

In weiterer Ausgestaltung ist auch möglich, daß bei Erreichen des Bedienelements und/oder des Schaltgetriebes in der neuen Schaltposition eine akustische oder optische Rückmeldung ausgelöst wird.

Vorteilhaft kann das wie vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Bedienelement und/oder das wie vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Schaltgetriebe in einem oder für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, verwendet werden. Weiterhin kann auch das Verfahren zum Schalten eines Schaltgetriebes besonders vorteilhaft in einem oder für ein solches Fahrzeug verwendet werden. Auch wenn sich für Fahrzeuge zur Zeit die größte Anwendungsmöglichkeit für die vorliegende Erfindung ergibt, ist die Erfindung jedoch nicht auf diese Anwendungsmöglichkeiten beschränkt.

Die Erfindung wird nun an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung ein erfindungsgemäßes Schaltgetriebe;

Fig. 2a und 2b in schematischer Darstellung ein erfindungsgemäßes Bedienelement für ein Schaltgetriebe, das in eindimensionaler Ausführung geführt ist; und

Fig. 3a und 3b eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bedienelements für ein Schaltgetriebe, das in zweidimensionaler Ausführung geführt ist.

In Fig. 1 ist ein automatisiertes Schaltgetriebe S für ein Fahrzeug dargestellt. Das Schaltgetriebe S weist ein zwischen verschiedenen Gängen schaltbares Getriebe 22 auf, das mit einem entsprechenden Getriebeaktuator 21 verbunden ist. Der Getriebeaktuator 21 ist wiederum mit einer Getriebesteuerung 20 verbunden, die elektrisch mit einem Bedienelement 10 verbunden ist, das im vorliegenden Fall als Bedienhebel (Schalthebel) im Fahrzeug ausgebildet ist.

An dem Bedienelement 10 ist weiterhin ein Positionssensor 17 vorgesehen, der über entsprechende elektrische Verbindungen 18, 19 mit der Getriebesteuerung 20 und einer Regeleinrichtung 30 verbunden ist. Der Positionssensor 17 kann auch im Bedienelement 10 integriert sein.

Zusätzlich ist am Bedienelement 10 ein als Elektromotor ausgebildetes Stellelement 11 angeordnet. Vorteilhaft kann der Positionssensor 17 auch im Stellelement 11 integriert sein. Das Stellelement 11 ist über eine elektrische Verbindung 34 mit einer Leistungselektronik 32 und über diese mit der Regeleinrichtung 30 verbunden. Die Regeleinrichtung 30 ist über eine geeignete Schnittstelle 33 zusätzlich mit einer Informationseinrichtung 31 verbunden. Schließlich ist noch eine elektrische Verbindung 35 vorgesehen, mit der die Getriebesteuerung 20 mit der Regeleinrichtung 30 verbunden ist.

Nachfolgend wird nun die Funktionsweise des Schaltgetriebes S beschrieben. Wenn der Bediener des Fahrzeugs in einen anderen Gangschalten will, wird er das Bedienelement 10 in die gewünschte Schaltposition verschieben. Die dadurch auftretende Winkeländerung des Bedienhebels 10 wird vom Positionssensor 17 erfaßt.

Der vom Positionssensor 17 erfaßte Meßwert wird nun zum einen über die elektrische Verbindung 18 an die Getriebesteuerung weitergegeben. Hier wird der Meßwert in ein entsprechendes elektrisches Signal umgewandelt, das dann über eine Verbindung 23 an den Getriebeaktuator 21 weitergeleitet wird, der daraufhin den gewünschten Schaltvorgang im Getriebe 22 auslöst.

Gleichzeitig wird das vom Positionssensor 17 erfaßte Meßsignal über die elektrische Verbindung 19 an die Regeleinrichtung 30 weitergeleitet. Hier wird das sich über die Winkelveränderung ergebende Drehmomentverhalten des Bedienelements 10 mit entsprechenden, in der Regeleinrichtung 30 abgelegten Drehmomentkennlinien verglichen. Die Auswahl der jeweils aktiven Kennlinie erfolgt über die Informationseinrichtung 31, die über die Schnittstelle 33 mit der Regeleinrichtung 30 verbunden ist.

In der Regeleinrichtung 30 wird aus dem Meßwert der Winkelveränderung ein entsprechendes Drehmoment aus der aktiven Kennlinie bestimmt. Dieses Drehmoment steuert einen Strom, der dem Stellmotor 11 über die Leistungselektronik 32 zur Verfügung gestellt wird. Dieser Strom erzeugt in dem Stellmotor 11 ein Gegenmoment, daß der Bewegung des Bedienelements 10 entgegenwirkt, wodurch der Benutzer des Fahrzeugs einen Widerstand spürt.

Wenn der Schaltvorgang im Getriebe 22 endgültig abgeschlossen ist, erfolgt über eine geeignete Verbindung 24 eine entsprechende Rückmeldung an die Getriebesteuerung 20. Diese Rückmeldung wird über die Verbindung 35 an die Regeleinrichtung 30 weiter geleitet. Das Rückmeldungssignal von der Getriebesteuerung 20 und das aus der aktiven Kennlinie ermittelte Drehmoment können beispielsweise in einem Summationspunkt zusammengeführt werden. Wenn die Summe etwa Null ergibt, kann dadurch der zum Stellmotor 11 geleitete Strom unterbrochen werden, wodurch der Motor lastlos geschaltet und die Sperrwirkung aufgehoben wird. Natürlich sind auch andere Steuerungsverfahren denkbar. Nachdem der Stellmotor 11 lastlos geschaltet wurde, entfällt die Sperrwirkung und damit der vom Betreiber des Fahrzeugs gespürte Widerstand, so daß der Bedienhebel 10 in die endgültige Zielposition verschoben und in dieser verbleiben kann. Da das Getriebe 22 bereits in die entsprechende Position geschaltet wurde, entspricht die Stellung des Bedienhebels nunmehr auch dem tatsächlichen Getriebezustand.

In Fig. 2 ist in schematischer Weise ein Bedienelement 10 für ein Schaltgetriebe S dargestellt, wobei das Bedienelement 10 in einer Schaltkonsole 14 geführt ist. Fig. 2a zeigt eine Draufsicht auf diese Anordnung und Fig. 2b zeigt eine Seitenansicht dieser Anordnung. In Fig. 2 ist eine eindimensionale Führung des Bedienelements 10 in der Schaltkonsole 14 dargestellt. Das bedeutet, daß das Bedienelement nur in einer Stellrichtung, nämlich der Stellrichtung 13, umgeschaltet werden kann. In diesem Fall sind die Schaltpositionen 12 für das Bedienelement 10 jeweils in Längsrichtung hintereinander angeordnet.

Das Bedienelement 10 kann im vorliegenden Ausführungsbeispiel in fünf Schaltpositionen 12 umgeschaltet werden, die entsprechenden Zuständen im Getriebe 22 entsprechen. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann das Bedienelement 10 in die Schaltpositionen "R"-Rückwärtsfahrt, "N"-Neutralstellung, "D"-Vorwärtsfahrt, "+"-Hochschalten der Gänge und "-"- Herunterschalten der Gänge verstellt werden.

Wenn der Fahrzeugführer das Bedienelement 10 betätigt, in dem er dieses beispielsweise in die Schaltposition "D" umschalten will, wird diese Umschaltung - wie weiter oben ausführlich beschrieben wurde - über den Positionssensor 17 an das Getriebe 22 rückgemeldet. Erlaubt die Fahrsituation diesen Fahrerwunsch, erhält der Getriebeaktuator 21 die entsprechenden Befehle. Solange dieser neue Zustand nicht erreicht ist, sperrt das mit dem Bedienelement 10 verbundene Stellelement 11 in der oben beschriebenen Weise. Dadurch fühlt der Fahrer einen spürbaren Widerstand. Ist der neue Getriebezustand erreicht, wird die Sperrwirkung beziehungsweise die Gegenwirkung aufgehoben und das Bedienelement 10 kann endgültig in die neue Stellposition "D" gebracht werden, so daß es ebenfalls den im Getriebe 22 eingestellten Zustand anzeigt. Auf diese Weise erhält der Fahrer eine eindeutige Information, wann und ob der Schaltvorgang im Getriebe tatsächlich abgeschlossen wurde.

In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform des Bedienelements 10 dargestellt, wobei das Bedienelement 10 in diesem Fall nicht in einer eindimensionalen, sondern in einer zweidimensionalen Ausführung geführt wird. Zur besseren Übersicht sind solche Bauelemente, die identisch mit den in Fig. 2 genannten Bauelementen sind, mit identischen Bezugsziffern bezeichnet.

Fig. 3a zeigt wiederum eine schematische Draufsicht auf das Bedienelement 10, das in einer entsprechend ausgebildeten Schaltkonsole 14 zweidimensional geführt werden kann. Fig. 3b zeigt eine schematische Seitenansicht des in Fig. 3a dargestellten Bedienelements 10. Das Bedienelement 10 ist wiederum als Schalthebel für ein Schaltgetriebe, insbesondere ein automatisiertes Schaltgetriebe, für ein Fahrzeug dargestellt. Es kann in der Steuerkonsole 14 ebenfalls in die in Bezug auf Fig. 2 bereits beschriebenen Schaltpositionen 12 verstellt werden. Dazu weist die Steuerkonsole 14 zunächst einen Konsolenbereich 14' auf, in dem in Stellrichtung 13 die Schaltpositionen "R", "N" und "D" einstellbar sind. Weiterhin weist die Steuerkonsole 14 einen zweiten Konsolenbereich 14" auf, in dem die Schaltpositionen "+" und "-" einstellbar sind. Während die Einstellung der einzelnen Schaltpositionen 12 des Bedienelements 10 in Stellrichtung 13, das heißt in Längsrichtung, erfolgt, wird die Verstellung des Bedienelements 10 von dem einen Konsolenbereich 14' in den anderen Konsolenbereich 14" in Stellrichtung 16 und damit in einer zur Stellrichtung 13 senkrechten Richtung bewirkt. Die Umschaltung des Bedienelements 10 in Stellrichtung 13 sowie in Stellrichtung 16 erfolgt gemäß Fig. 3b über entsprechende Stellelemente 11, 15. Das Stellelement 11 ist als Stellmotor ausgebildet, während das Stellelement 15 als Hubmagnet ausgebildet ist.

Die Durchführung des Verfahrens zum Schalten des Getriebes 22 beziehungsweise zum Verstellen des Bedienelements 10 erfolgt in der gleichen Weise, wie dies in Bezug auf die Fig. 1 und 2 bereits eingehend erläutert wurde.

Bezugszeichenliste

10

Bedienelement für ein Schaltgetriebe

11

Stellelement

12

Stellposition

13

Stellrichtung

14

Stellkonsole

14

' Stellkonsolenbereich

14

" Stellkonsolenbereich

15

Stellelement

16

Stellrichtung

17

Positionssensor

18

elektrische Verbindung

19

elektrische Verbindung
S Schaltgetriebe

20

Getriebesteuerung

21

Getriebeaktuator

22

Getriebe

23

elektrische Verbindung

24

elektrische Verbindung

30

Regeleinrichtung

31

Informationseinrichtung

32

Leistungselektronik

33

Schnittstelle

34

elektrische Verbindung

35

elektrische Verbindung

Claims

1. Bedienelement (10) für ein Schaltgetriebe (S), insbesondere für ein automatisiertes Schaltgetriebe, wobei das Bedienelement (10) zum Schalten eines Getriebes (22) in verschiedene Schaltpositionen (12) umgeschaltet werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Stellelement (11; 15) vorgesehen ist, das mit dem Bedienelement (10) verbunden ist und daß das wenigstens eine Stellelement (11; 15) derart aktivierbar ist oder aktiviert wird, daß es das Bedienelement (10) in eine Schaltposition bringt, die dem tatsächlichen Schaltstatus des Getriebes (22) entspricht.

2. Bedienelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Stellelement (11; 15) bei Betätigung des Bedienelements (10) derart aktivierbar ist oder aktiviert wird, daß es die Umschaltung des Bedienelements (10) aus einer Schaltposition in eine andere Schaltposition zumindest zeitweilig sperrt oder sperren kann.

3. Bedienelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Positionssensor (17) vorgesehen ist, der mit dem Stellelement (11; 15) verbunden ist.

4. Bedienelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Positionssensor (17) im Stellelement (11; 15) integriert ist.

5. Bedienelement nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Positionssensor (17) mit einer Regeleinrichtung (30) verbunden ist.

6. Bedienelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (30) weiterhin mit dem Stellelement (11; 15) verbünden ist.

7. Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement (11; 15) als Stellmotor ausgebildet ist.

8. Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement (11; 15) im Bedienelement (10) integriert ist.

9. Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedienelement (10) als Bedienhebel ausgebildet ist.

10. Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung des Bedienelements (10) in zwei Stellrichtungen (13, 16) zwei Stellelemente (11, 15) vorgesehen sind.

11. Schaltgetriebe, insbesondere automatisiertes Schaltgetriebe, mit einem zwischen verschiedenen Gängen beziehungsweise Fahrstufen mit unterschiedlichen Getriebeübersetzungen schaltbaren Getriebe (22), einem Getriebeaktuator (21) zum Schalten des Getriebes (22) und einem Bedienelement (10), dadurch gekennzeichnet, daß das Bedienelement (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgebildet ist.

12. Schaltgetriebe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedienelement (10) über eine Getriebesteuerung (20) mit dem Getriebeaktuator (21) verbunden ist.

13. Schaltgetriebe nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Positionssensor (17) mit dem Getriebeaktuator (21) oder der Getriebesteuerung (20) verbunden ist.

14. Schaltgetriebe nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebesteuerung (20) mit der Regeleinrichtung (30) verbunden ist.

15. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein weiteres Sensorelement vorgesehen ist, das mit dem Getriebe (22), insbesondere dem Getriebeaktuator (21), verbunden ist.

16. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedienelement (10) und/oder die Getriebesteuerung (20) und/oder das Stellelement (11; 15) und/oder die Regeleinrichtung (30) mit einem optischen oder akustischen Anzeigeelement verbunden ist/sind.

17. Verfahren zum Schalten eines Schaltgetriebes nach einem der Ansprüche 11 bis 16, unter Verwendung eines Bedienelements nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement über die Umschaltung des Bedienelements derart aktiviert wird, daß es die endgültige Umschaltung des Bedienelements in die andere Schaltposition solange sperrt, bis das Getriebe über den Getriebeaktuator tatsächlich geschaltet wurde.

19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Umschaltung des Schaltgetriebes und/oder des Bedienelements eine optische oder akustische Rückmeldung ausgelöst wird.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erreichen des Bedienelements und/oder des Schaltgetriebes in der neuen Schaltposition eine akustische oder optische Rückmeldung ausgelöst wird.