DE19952157A1 - Schaltvorrichtung für ein Stufenwechselgetriebe und Verfahren zur Steuerung einer Schaltvorrichtung - Google Patents

Abstract

Eine Schaltvorrichtung für ein Stufenwechselgetriebe, die insbesondere für ein Kraftfahrzeug vorgesehen ist, weist einen Schalthebel (9), eine Schaltkonsole (10) und eine Übertragungsvorrichtung (17) auf, wobei das Stufenwechselgetriebe (2) zur getriebeinternen Übertragung von Wähl- und Schaltbewegungen eine Getriebeschaltwelle (4) aufweist. Ein Wählservomotor (15) ist zur Durchführung von Wählvorgängen und ein Schaltservomotor (16) zur Durchführung von Schaltvorgängen vorhanden. Ein Schaltsteuergerät (13) ist zur Positionsauswertung des Schalthebels (9), zur Verarbeitung von Betriebsparametern und zur Ansteuerung des Wähl- und des Schaltservomotors (15, 16) vorgesehen. DOLLAR A Ein Verfahren zur Steuerung einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung sieht in einem Automatikmodus vor, daß die Position des Schalthebels (9) ermittelt wird, daß Betriebsparameter des Kraftfahrzeuges ausgewertet werden, daß ein optimaler Gang bestimmt wird, und daß nach der Öffnung einer Schaltkupplung der Gang durch eine Ansteuerung der Getriebeschaltwelle (4) mittels des Wählservomotors (15) und des Schaltservomotors (16) geschaltet wird, bevor die Schaltkupplung wieder geschlossen wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung für ein Stufenwechselgetriebe, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einem Schalthebel, einer Schaltkulisse und einer Übertragungsvorrichtung, wobei das Stufenwechselgetriebe zur getriebeinternen Übertragung von Wähl- und Schaltbewegungen eine Getriebeschaltwelle aufweist. Desweiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung einer entsprechenden Schaftvorrichtung.

Die meisten Kraftfahrzeuge werden in unterschiedlichen Ausstattungs- und Motorisierungsvarianten hergestellt. In vielen Modellreihen werden für bestimmte Motorisierungsstufen wahlweise Handschalt- und Automatikgetriebe angeboten. Dabei handelt es sich um völlig unterschiedliche Getriebe.

Ein Handschaltgetriebe ist zumeist als synchronisiertes Stufenwechselgetriebe mit einer Getriebeeingangswelle, einer Getriebeabtriebswelle, mehreren Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang ausgebildet. Die Vorwärtsgänge bestehen aus ständig in Eingriff befindlichen Gangzahnrädern, von denen jeweils eines mit einer der Getriebewellen fest verbunden ist, während das andere auf der anderen Getriebewelle drehbar gelagert ist und mit dieser zur Schaltung des betreffenden Ganges über eine Gangschaltkupplung drehfest verbindbar ist. Die Schaltung der Gänge wird von einem Fahrer durch eine entsprechende Positionierung eines Schalthebels in einer im wesentlichen ein H-Schema aufweisenden Schaltkulisse eingegeben, über mechanische Umlenk- und Übertragungsbauteile zum Getriebe übertragen, und dort zumeist in eine Getriebeschaltwelle eingeleitet. Die Getriebeschaltwelle weist je nach Ausbildung des Getriebes einen oder mehrere Schaltfinger auf. Durch eine Axialverschiebung oder eine Drehung der Getriebeschaltwelle in eine von mehreren rastbaren Positionen ist der eine Schaltfinger bzw. einer der Schaltfinger formschlüssig mit einer von mehreren Schaltgabeln verbindbar, die sich mit einer zumeist zwei Gängen zugeordneten Schaltmuffe in Eingriff befindet, womit eine Schaltgasse gewählt ist. Durch eine Drehung oder eine Axialverschiebung der Getriebeschaltwelle wird dann die jeweilige Schaltmuffe in Richtung eines der zwei zugeordneten Gänge axial verschoben, wodurch mittels einer zwischengeschalteten Reibsynchronisiervorrichtung ein vorhandener Drehzahlunterschied ausgeglichen und nach eingestelltem Synchronlauf schließlich die betreffende Gangschaltkupplung geschlossen wird, womit der betreffende Gang geschaltet ist. Demzufolge entspricht ein Wählvorgang, d. h. die Auswahl einer Schaltgasse mittels des Schalthebels, einer Verbindung der Getriebeschaltwelle mit einer der Schaltmuffen, während ein Schaltvorgang, d. h. die Schaltung eines der betreffenden Schaltgasse zugeordneten Ganges mittels des. Schalthebels, eine Axialbewegung der Schaltmuffe bis zur Schließung der entsprechenden Gangschaltkupplung bedeutet. Zur Entlastung der Reibsynchronisiervorrichtungen und der zugeordneten Gangschaltkupplungen wird der Kraftfluß von dem Antriebsmotor in das Getriebe während des Schaltens durch Öffnen einer Schaltkupplung unterbrochen.

Demgegenüber weist ein Automatikgetriebe in der Regel ein oder mehrere Planetenradsätze auf. Jeder Planetenradsatz besteht aus einem Sonnenrad, einem Planetenradträger und einem Hohlrad. Die wirksame Gangstufe wird jeweils durch ein Blockieren bestimmter Räder und durch ein Verbinden einer oder mehrerer anderer Räder mit der Getriebeeingangswelle bestimmt, was durch Öffnen und Schließen bestimmter zugeordneter Getriebebremsen und -kupplungen erfolgt, die zumeist als hydraulisch schaltbare Lamellenkupplungen ausgebildet sind. Die Schaltungen erfolgen ohne Zugkraftunterbrechung und werden von einem hydraulischen oder elektronischen Schaltsteuergerät in Abhängigkeit von Fahrzeugparametern und Leistungsanforderungen des Fahrers bestimmt. Zwischen dem Antriebsmotor und dem Automatikgetriebe ist zumeist ein hydraulischer Drehmomentwandler angeordnet, der im wesentlichen als Anfahrkupplung dient.

Zur Steigerung des Bedienungskomforts und zur Verbesserung des Treibstoffverbrauches gibt es Bemühungen, Stufenwechselgetriebe automatisiert schaltbar auszubilden. Hierzu sind jedoch erhebliche Modifikationen der zuvor manuell schaltbaren Stufenwechselgetriebe erforderlich, beispielsweise zur Anordnung von Sensoren zur Positionserfassung der Schaltmuffen und von Stellantrieben zur Betätigung der Gangschaltkupplungen.

In diesem Zusammenhang sind unterschiedliche Lösungsvorschläge zur indirekten Bedienung von Schaltgetrieben bekannt geworden.

Beispielsweise wird in der DE 30 19 093 A1 eine Vorrichtung zur Fernbedienung eines Schaltgetriebes angegeben. Es handelt sich dabei um ein mit einem Motor verbundenen, insbesondere dem Antrieb eines Querförderbandes eines Erntewagens dienenden Schaltgetriebe mit einem Getriebeschalthebel, der eine Neutralstellung und jeweils eine Stellung für Rechts- und Linkslauf aufweist. Eine derartige Vorrichtung ist jedoch für ein Kraftfahrzeuggetriebe nicht anwendbar.

Aus der DE 35 04 459 A1 ist eine Vorrichtung zur elektronischen Steuerung, eines Fahrzeuggetriebes mit Hilfe eines Elektromotors bekannt. Der Elektromotor ist mit einem Computer gekoppelt, durch den verschiedene Signale verarbeitet und dem Elektromotor entsprechende Impulse zugeführt werden. Es wird ein stufenlos verstellbares Fahrzeuggetriebe zugrundegelegt, dessen Übersetzungsverhältnis von Null bis zu einem Maximalwert änderbar sein soll. Die Realisierung eines derartigen CVT-Getriebes ist jedoch sehr schwierig, und eine Anwendung der Vorrichtung für ein Stufenwechselgetriebe ist nicht möglich.

Schließlich wird in der DE 30 41 501 A1 ein Kraftfahrzeug mit einem mechanischen Schaltgetriebe vorgestellt, für dessen Betätigung wenigstens ein Stellmotor vorgesehen ist, der in Abhängigkeit von der Stellung eines Fahrpedales steuerbar ist. Für die betreffende Schaltsteuerung wird entweder ein Zugkeilgetriebe oder ein über eine Schaltkulisse steuerbares Stufenwechselgetriebe vorausgesetzt. Somit ist entweder eine spezielle Getriebebauart oder ein erheblich modifiziertes konventionelles Stufenwechselgetriebe erforderlich, was die Anwendbarkeit der vorgestellten Schaltsteuerung stark einschränkt bzw. verteuert.

Außerdem ist aus der DE 195 44 837 A1 eine Gangschalteinrichtung zur manuellen Betätigung eines mehrgängigen Schaltgetriebes bekannt, bei der zur Übertragung von Wähl- und Schaltbewegungen eines Schalthebels zur Getriebeschaltwelle entweder eine Seilzug- oder eine Bowdenzugvorrichtung vorgesehen ist. Hierdurch wird eine übliche Gestängevorrichtung vermieden, durch die von dem Antriebsmotor ausgehende Stöße und Schwingungen übertragbar sind. Nachteilig an Seilzug- und Bowdenzugvorrichtungen sind eine schwierige Justierung der Komponenten und aufgrund von Dehnungen während des Betriebes erforderliche Nachstellarbeiten. Im übrigen ist die Anwendung der vorgestellten Gangschalteinrichtung auf eine manuelle Schaltbetätigung beschränkt.

Ausgehend von der Problematik unterschiedlicher Getriebebauarten für Handschalt- und Automatikversionen von Kraftfahrzeugen stellt sich das Problem, eine Schaltvorrichtung für ein mittels einer Getriebeschaltwelle schaltbares Stufenwechselgetriebe bereitzustellen, mit der ohne wesentliche Änderungen an dem Stufenwechselgetriebe ein automatisierter Betrieb möglich ist.

Das Problem wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 1 dadurch gelöst, daß ein Wählservomotor zur Durchführung von Wählvorgängen und ein Schaltservomotor zur Durchführung von Schaltvorgängen vorhanden ist, und daß ein Schaltsteuergerät zur Positionsauswertung des Schalthebels, zur Verarbeitung von Betriebsparametern, und zur Ansteuerung des Wähl- und des Schaltservomotors vorgesehen ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Schaltvorrichtung werden in den Unteransprüchen 2 bis 8 angegeben. In den Ansprüchen 9 und 10 ist jeweils ein Verfahren zur Steuerung der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung in einem Automatikmodus bzw. in einem manuellen Modus angegeben.

Die für ein Stufenwechselgetriebe, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, vorgesehene Schaltvorrichtung ist mit einem Schalthebel, einer Schaltkulisse und einer Übertragungsvorrichtung versehen, wobei das Stufenwechselgetriebe eine Getriebeschaltwelle zur getriebeinternen Übertragung von Wähl- und Schaltbewegungen aufweist. Erfindungsgemäß ist ein Wählservomotor zur Durchführung von Wählvorgängen und ein Schaltservomotor zur Durchführung von Schaltvorgängen, sowie ein Schaltsteuergerät zur Positionsauswertung des Schalthebels, zur Verarbeitung von Betriebsparametern, und zur Ansteuerung des Wähl- und des Schaltservomotors vorgesehen. Demzufolge ist keine direkte mechanische Verbindung zwischen dem Schalthebel und dem Stufenwechselgetriebe bzw. der Getriebeschaltwelle vorhanden. Das Stufenwechselgetriebe kann daher mittels der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung sowohl in einem manuellen Modus als auch in einem Automatikmodus betrieben werden. In dem manuellen Modus wird der Fahrerwunsch nach einem bestimmten Gang anhand der Schalthebelposition ermittelt und der entsprechende Gang mit oder ohne Prüfung, z. B. auf Einhaltung eines zulässigen Drehzahlbereiches des Antriebsmotors, über eine Ansteuerung des Wähl- und des Schaltservomotors im Stufenwechselgetriebe geschaltet. Dabei muß der Fahrer in einer reinen Handschaltversion eine vorhandene Schaltkupplung selbst bedienen, wogegen dies in einem halbautomatischen und in einem vollautomatischen Modus üblicherweise automatisch bzw. automatisiert erfolgt. In einer vollautomatischen Automatikversion wird der einzulegende Gang in Abhängigkeit von der eingelegten Fahrstufe, d. h. der Schalthebelposition, und Betriebsparametern, wie z. B. Motordrehzahl, Motorlast, Fahrgeschwindigkeit, Fahrpedalstellung, Änderungsrate der Fahrpedalstellung, usw., in dem Schaltsteuergerät bestimmt und in Koordination mit der Kupplungsbetätigung am Stufenwechselgetriebe eingestellt. Dabei ist keinerlei Änderung des Stufenwechselgetriebes gegenüber einer Version mit rein mechanischer Schaltvorrichtung erforderlich, so daß ein erhebliches Potential zur Kosteneinsparung gegeben ist. Es bleibt dem jeweiligen Hersteller überlassen, ob er die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung in einer Handschaltversion, einer halbautomatischen Version oder einer Automatikversion eines Kraftfahrzeuges verwendet. Denkbar ist auch, z. B. zwei Versionen in einem Kraftfahrzeug anzubieten, d. h. die Möglichkeit zur Umschaltung von einer Betriebsart auf die andere vorzusehen, was beispielsweise durch einen Umschalter oder durch eine entsprechende Positionierung des Schalthebels in der Schaltkulisse erfolgen kann.

Grundsätzlich können die Servomotoren als pneumatische, hydraulische oder elektromagnetische Stellantriebe ausgebildet sein. Diese Bauarten erfordern jedoch zum Teil eine eigene Energieversorgung und aufwendige Steuerungssysteme. Der Wählservomotor und/oder der Schaltservomotor kann jedoch als Elektromotor ausgebildet sein. Elektromotoren werden in unterschiedlichsten Leistungsklassen angeboten, sind billig herstellbar und relativ einfach steuerbar. Eine eigene Energieversorgung, d. h. eine pneumatische oder hydraulische Pumpe mit einem entsprechenden Leitungsnetz, ist nicht erforderlich, da elektrische Energie über ein ohnehin vorhandenes elektrisches Bordnetz zur Verfügung steht. Durch die Verwendung von Elektromotoren ergibt sich somit eine relativ preisgünstige Lösung zur Erzeugung von Wähl- und Schaftkräften bzw. -bewegungen.

Das Schaltsteuergerät ist bevorzugt als elektronisches Steuergerät ausgebildet und zum Schutz vor schädlichen Einflüssen, wie z. B. Erschütterungen und Temperatureinflüssen, entfernt von dem Stufenwechselgetriebe angeordnet. Elektronische Steuergeräte sind relativ kompakt und sehr leistungsfähig. Allerdings können auf elektronische Steuergeräte einwirkende Stöße und Vibrationen, Wärme und Kälte, sowie eindringendes Öl, Wasser und Schmutz zu Funktionsstörungen oder sogar zum Ausfall des Gerätes führen. Es ist daher vorteilhaft, wenn das als elektronisches Steuergerät ausgebildete Schaltsteuergerät nicht in einem Motorraum, d. h. im Einflußbereich eines Antriebsmotors und eines Getriebes, angeordnet wird, sondern an einem weitgehend geschützten Ort, beispielsweise in einer Ecke des Kofferraumes. An einem solchen Ort ist das Schaltsteuergerät einerseits vor den geschilderten schädlichen Einflüssen weitgehend geschützt, andererseits für Wartungs- und Reparaturzwecke gut erreichbar.

Mindestens einer der Servomotoren, der Wählservomotor oder der Schaltservomotor, kann an dem Stufenwechselgetriebe angeordnet sein und unmittelbar oder über ein Umlenkgetriebe mit der Getriebeschaltwelle in Wirkverbindung stehen. Durch eine unmittelbare Anordnung eines oder beider Servomotoren werden sonst erforderliche. Übertragungsbauteile eingespart. Während einer der Servomotoren, der je nach Bauart des Stufenwechselgetriebes als Wähl- oder Schaltservomotor für eine Drehung der Getriebeschaltwelle vorgesehen ist, dann unmittelbar auf die Getriebeschaltwelle einwirken kann, ist für den anderen Servomotor ein Umlenkgetriebe zur Wandlung einer Dreh- in eine Längsbewegung erforderlich. Das Umlenkgetriebe kann dabei als Spindeltrieb, als motorseitiger Hebel mit schaltwellenseitiger Führung oder in anderer Weise ausgebildet sein. Darüber hinaus ist auch die Verwendung von Untersetzungsgetrieben möglich, durch die die Drehbewegungen der Servomotoren verkleinert werden können, was die Verwendung weniger präziser und damit billigerer Servomotoren ermöglicht.

Mindestens einer der Servomotoren, der Wählservomotor oder der Schaltservomotor, kann aber auch entfernt von dem Stufenwechselgetriebe angeordnet sein und über eine Übertragungsvorrichtung mit der Getriebeschaltwelle des Stufenwechselgetriebes in Wirkverbindung stehen. Die Motorräume moderner Kraftfahrzeuge sind aufgrund aerodynamischer Anforderungen an die Gestaltung der Fahrzeugfront relativ niedrig und klein und zumeist mit Nebenaggregaten, Flüssigkeitsbehältern, usw. belegt. Es steht daher wenig Platz zur Unterbringung von Servomotoren zur Verfügung, die zudem bei einer Ausbildung als Elektromotoren gegen schädliche Einflüsse durch Öl, Wasser, Schmutz usw. geschützt werden müßten. Es kann daher vorteilhaft sein, einfache ungekapselte Elektromotoren als Servomotoren zu verwenden und diese entfernt von dem Stufenwechselgetriebe, z. B. in der Nähe des Schaltsteuergerätes in einer geschützten Ecke des Kofferraumes anzuordnen. In diesem Fall ist dann eine Übertragungsvorrichtung zur Übertragung der Wähl- und Schaltbewegungen bzw. -kräfte von den Servomotoren zu der Getriebeschaltwelle des Stufenwechselgetriebes erforderlich.

Diese Übertragungsvorrichtung ist dann vorteilhaft flexibel ausgebildet, so daß sich im Vergleich zur Verwendung einer Gestängevorrichtungen keine wesentlichen Einschränkungen für die Anordnung der Servomotoren ergeben.

Die Übertragungsvorrichtung kann als Seilzug- und/oder Bowdenzugvorrichtung ausgebildet sein. Während ein Seilzug nur Zugkräfte übertragen kann und somit für einen Servomotor zwei Seilzüge, je einer für jede Bewegungsrichtung, nötig sind, reicht jeweils ein Bowdenzug pro Servomotor aus, da dieser sowohl Zug- als auch Schubkräfte übertragen kann. Im Prinzip kann einer der Servomotoren mit Seilzügen und der andere mit einem Bowdenzug mit der Getriebeschaltwelle in Verbindung stehen. Aus Kostengründen werden aber zumeist für beide Servomotoren dieselben Übertragungselemente, Seilzüge oder Bowdenzüge, verwendet werden. Dabei werden die Seilzüge und/oder die Bowdenzüge vorteilhaft in flexiblen Röhren geführt und damit vor Verschmutzung und Beschädigung geschützt.

Die Schaltvorrichtung kann derart ausgebildet sein, daß wahlweise ein Betrieb in einem Automatikmodus und in einem manuellen Modus möglich ist, wobei dann für den Automatikmodus ein durch das Schaltsteuergerät ansteuerbarer Kupplungsservomotor zur Betätigung einer Schaltkupplung vorgesehen ist. Wenn ein Kraftfahrzeug von mehreren Fahrern genutzt wird, kann der Wunsch nach unterschiedlichen Betriebsarten des Stufenwechselgetriebes und der zugeordneten Schaltvorrichtung vorhanden sein. Diesem Wunsch kann durch das Vorsehen eines Betriebes der Schaltvorrichtung in einem manuellen, halbautomatischen und vollautomatischen Modus entsprochen werden, wobei der entsprechende Fahrerwunsch durch einen Umschalter oder durch eine entsprechende Positionierung des Schalthebels in der Schaltkulisse eingegeben werden kann. Im manuellen Modus bestimmt der Fahrer den zu schaltenden Gang und bedient die Schaltkupplung, im halbautomatischen Modus bestimmt der Fahrer den zu schaltenden Gang, während die Schaltkupplung automatisiert bedient wird, im Automatikmodus wird der zu schaltende Gang in Abhängigkeit diverser Parameter von dem Schaltsteuergerät bestimmt und die Schaltkupplung automatisiert bedient. Dabei wird die Schaltkupplung vorteilhaft über einen durch das Schaltsteuergerät ansteuerbaren Kupplungsservomotor betätigt. Im manuellen und halbautomatischen Modus kann vor der Durchführung der durch den Fahrer vorgegebenen Schaltung geprüft werden, ob in einem entsprechenden Zielgang ein vorgegebener Drehzahlbereich des betreffenden Antriebsmotors eingehalten wird, d. h. der Antriebsmotor bei Durchführung der Schaltung nicht abgewürgt oder überdreht wird. Im positiven Fall kann die Schaltung dann freigegeben werden, während sie bei einer Unter- oder Überschreitung des zulässigen Drehzahlbereiches zur Sicherheit unterdrückt wird.

Entsprechend ist in einem Verfahren zur Steuerung einer Schaltvorrichtung in einem Automatikmodus vorgesehen, daß die Position des Schalthebels ermittelt wird, daß Betriebsparameter des Kraftfahrzeuges ausgewertet werden, daß ein optimaler Gang bestimmt wird, und daß nach der Öffnung einer Schaltkupplung der Gang durch eine Ansteuerung der Getriebeschaltwelle mittels des Wählservomotors und des Schaltservomotors geschaltet wird, bevor die Schaltkupplung wieder geschlossen wird.

Dagegen ist in einem Verfahren zur Steuerung einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung in einem manuellen Modus vorgesehen, daß die Position des Schalthebels ermittelt wird, daß Betriebsparameter des Kraftfahrzeuges ausgewertet werden, daß abhängig von Drehzahlgrenzen des Antriebsmotors eine Zulässigkeit der vorgegebenen Schaltung geprüft wird, und daß bei zulässiger Schaltung und geöffneter Schaltkupplung der Gang durch eine Ansteuerung der Getriebeschaltwelle mittels des Wählservomotors und des Schaltservomotors geschaltet wird, wogegen bei unzulässiger Schaltung oder geschlossener Schaltkupplung die Schaltung des Ganges unterdrückt wird.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und der beigefügten Zeichnung, in der eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beispielsweise veranschaulicht ist.

Die Figur zeigt schematisch einen Ausschnitt eines Kraftfahrzeuges, in dem eine Schaltvorrichtung 1 und ein Stufenwechselgetriebe 2 angeordnet sind. Das Stufenwechselgetriebe 2 befindet sich zusammen mit einem nicht abgebildeten Antriebsmotor in einem Motorraum 3 und weist zur getriebeinternen Übertragung von Wähl- und Schaltbewegungen eine Getriebeschaltwelle 4 auf. Die Getriebeschaltwelle ist mit einem Schaltfinger 5 versehen, der durch eine axiale Längsbewegung 6 mit jeweils einer von mehreren Schaltgabeln 7a-7d formschlüssig verbindbar ist, was einem Wählvorgang bzw. einer Wahl einer Schaltgasse entspricht. Jede der Schaltgabeln 7a-7d steht mit einer Schaltmuffe in Verbindung, über die durch eine axiale Drehung 8 der Getriebeschaltwelle 4 ein einziger oder einer von zwei zugeordneten Gängen schaltbar ist, was einem Schaltvorgang bzw. einer Schaltung des entsprechenden Ganges entspricht. Im vorliegenden Beispiel sind der Schaltgabel 7a der Rückwärtsgang R und den übrigen Schaltgabeln 7b-7d die Vorwärtsgänge G1, G2; G3, G4; G5, G6 zugeordnet.

Die Schaltvorrichtung 1 weist einen Schalthebel 9 auf, der in einer Schaltkonsole 10 gelagert ist. Die Schaltkonsole 10 ist zur Positionserfassung des Schalthebels 9 mit Sensoren 11 versehen. Die Sensoren 11 stehen über Kabel 12 mit einem elektronischen Schaltsteuergerät 13 in Verbindung, das wiederum über weitere Kabel 14 mit einem Wählservomotor 15 und mit einem Schaltservomotor 16 verbunden ist. Zwischen den als Elektromotoren ausgebildeten Servomotoren 15, 16 und dem Stufenwechselgetriebe 2 befindet sich eine Übertragungsvorrichtung 17, die einen Wählseilzugsatz 18 mit zugeordnetem Umlenkgetriebe 19 und einen Schaltseilzugsatz 20 aufweist. Jeder der. Seilzugsätze 18, 20 besteht jeweils aus zwei Seilzügen 21, 22, einem servoseitigen Scheibenrad 23, 24 und einem getriebeseitigen Scheibenrad 25, 26. Der Wählseilzugsatz 18 ist über das servoseitige Scheibenrad 23 mit dem Wählservomotor 15 verbunden und steht über das getriebeseitige Scheibenrad 25 und das Umlenkgetriebe 19, das einen Hebel 27 und ein Führungsbauteil 28 aufweist, mit der Getriebeschaltwelle 4 in Verbindung, so daß eine Drehung 29 des Wählservomotors 15 in die axiale Längsbewegung 6 der Getriebeschaltwelle 4 umsetzbar ist. Dagegen ist der Schaltseilzugsatz 20 einerseits über das servoseitige Scheibenrad 24 mit dem Schaltservomotor 16 und andererseits über das getriebeseitige Scheibenrad 26 unmittelbar mit der Getriebeschaltwelle 4 verbunden, so daß eine Drehung 30 des Schaltservomotors 16 in die axiale Drehung 8 der Getriebeschaltwelle 4 überführbar ist.

Durch die Ausbildung der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung 1 ergibt sich eine besonders kostengünstige Möglichkeit, das für eine manuelle Betätigung vorgesehene und mit einer Getriebeschaltwelle 4 versehene Stufenwechselgetriebe 2 ohne wesentliche Änderungen in einem Automatikmodus zu betreiben. D. h. für eine Automatikversion eines betreffenden Kraftfahrzeuges ist kein spezielles Automatikgetriebe erforderlich. Im Automatikmodus wird zunächst mittels der Sensoren 11 die Position des Schalthebels 9 ermittelt und entsprechende Positionssignale über die Kabel 14 dem Schaltsteuergerät 13 zugeleitet. Durch das Schaltsteuergerät 13 werden die Positionssignale ausgewertet, Betriebsparameter des Kraftfahrzeuges, wie z. B. Motordrehzahl, Motorlast, Fahrgeschwindigkeit, Fahrpedalstellung, Änderungsrate der Fahrpedalstellung, ausgewertet, und daraus ein optimaler Gang bestimmt. Dieser Gang wird dann nach der Öffnung einer Schaltkupplung durch eine Ansteuerung der Getriebeschaltwelle 4 mittels des Wählservomotors 15 und des Schaltservomotors 16 geschaltet, bevor die Schaltkupplung wieder geschlossen wird.

Die Schaltvorrichtung 1 kann bedarfsweise auch in einem manuellen oder halbautomatischen Modus betrieben werden, wobei dann ein Fahrer über den Schalthebel 9 den zu schaltenden Gang bestimmt. Dabei kann die Zulässigkeit der vorgegebenen Schaltung im Schaltsteuergerät 13 anhand von vorgegebenen Drehzahlgrenzen des Antriebsmotors geprüft werden und bei zulässiger Schaltung und geöffneter Schaltkupplung der Gang geschaltet werden, wogegen bei unzulässiger Schaltung oder geschlossener Schaltkupplung die Schaltung des Ganges unterdrückt werden kann. Es ist auch von Vorteil, wenn in einem Kraftfahrzeug sowohl der Automatikmodus als auch der manuelle oder halbautomatische Modus verfügbar ist. Eine Wahl des Modus kann dann durch die Betätigung eines Umschalters oder durch eine entsprechende Positionierung des Schalthebels 9 erfolgen.

Die Übertragungsvorrichtung 17 ist durch die Verwendung der Seilzugsätze 18, 20 flexibel ausgebildet, so daß eine weitgehend beliebige Anordnung des Schaltsteuergerätes 13 und der Servomotoren 15, 16 möglich ist. Im vorliegenden Fall sind diese Bauteile in einem Kofferraum 31 des Kraftfahrzeuges untergebracht, so daß eine aufwendige Kapselung vor schädlichen Einflüssen, wie Öl, Wasser und Schmutz, entfallen kann. Auch ist in der vorliegenden Anordnung eine mögliche Beeinträchtigung des Schaltsteuergerätes 13 durch Stöße und Schwingungen weitgehend ausgeschlossen. Als positiver Nebeneffekt ergibt sich eine schwingungstechnische Entkoppelung des Schalthebels 9 und der Schaltkonsole 10 von dem Stufenwechselgetriebe 2 und dem mit diesem verbundenen Antriebsmotor.

BEZUGSZEICHENLISTE

1

Schaltvorrichtung

2

Stufenwechselgetriebe

3

Motorraum

4

Getriebeschaltwelle

5

Schaltfinger

6

axiale Längsbewegung

7

a Schaltgabel

7

b Schaltgabel

7

c Schaltgabel

7

d Schaltgabel

8

axiale Drehung

9

Schalthebel

10

Schaltkonsole

11

Sensor

12

Kabel

13

Schaltsteuergerät

14

Kabel

15

Wählservomotor

16

Schaltservomotor

17

Übertragungsvorrichtung

18

Wählseilzugsatz

19

Umlenkgetriebe

20

Schaltseilzugsatz

21

Seilzug

22

Seilzug

23

servoseitiges Scheibenrad

24

servoseitiges Scheibenrad

25

getriebeseitiges Scheibenrad

26

getriebeseitiges Scheibenrad

27

Hebel

28

Führungsbauteil

29

Drehung

30

Drehung

31

Kofferraum
G1 erster Vorwärtsgang
G2 zweiter Vorwärtsgang
G3 dritter Vorwärtsgang
G4 vierter Vorwärtsgang
G5 fünfter Vorwärtsgang
G6 sechster Vorwärtsgang
R Rückwärtsgang

Claims (10)

1. Schaltvorrichtung für ein Stufenwechselgetriebe, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einem Schalthebel (9), einer Schaltkonsole (10) und einer Übertragungsvorrichtung (17), wobei das Stufenwechselgetriebe (2) zur getriebeinternen Übertragung von Wähl- und Schaltbewegungen eine Getriebeschaltwelle (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wählservomotor (15) zur Durchführung von Wählvorgängen und ein Schaltservomotor (16) zur Durchführung von Schaltvorgängen vorhanden ist, und daß ein Schaltsteuergerät (13) zur Positionsauswertung des Schalthebels (9), zur Verarbeitung von Betriebsparametern, und zur Ansteuerung des Wähl- und des Schaltservomotors (15, 16) vorgesehen ist.

2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wählservomotor (15) und/oder der Schaltservomotor (16) als Elektromotor ausgebildet ist.

3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltsteuergerät (13) als elektronisches Steuergerät ausgebildet und zum Schutz vor schädlichen Einflüssen entfernt von dem Stufenwechselgetriebe (2) angeordnet ist.

4. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Servomotoren, der Wählservomotor (15) oder der Schaltservomotor (16), an dem Stufenwechselgetriebe (2) angeordnet ist und unmittelbar oder über ein Umlenkgetriebe (19) mit der Getriebeschaltwelle (4) in Wirkverbindung steht.

5. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Servomotoren, der Wählservomotor (15) oder der Schaltservomotor (16), entfernt von dem Stufenwechselgetriebe (2) angeordnet ist und über eine Übertragungsvorrichtung (17) mit der Getriebeschaltwelle (4) des Stufenwechselgetriebes (2) in Wirkverbindung steht.

6. Schaltvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsvorrichtung (17) flexibel ausgebildet ist.

7. Schaltvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsvorrichtung (17) als Seilzug- und/oder Bowdenzugvorrichtung ausgebildet ist.

8. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß wahlweise ein Betrieb in einem Automatikmodus und in einem manuellen Modus vorgesehen ist, und daß für den Automatikmodus ein durch das Schaltsteuergerät (13) ansteuerbarer Kupplungsservomotor zur Betätigung einer Schaltkupplung vorhanden ist.

9. Verfahren zur Steuerung einer Schaltvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Automatikmodus vorgesehen ist, daß die Position des Schalthebels (9) ermittelt wird, daß Betriebsparameter des Kraftfahrzeuges ausgewertet werden, daß ein optimaler Gang bestimmt wird, und daß nach der Öffnung einer Schaltkupplung der Gang durch eine Ansteuerung der Getriebeschaltwelle (4) mittels des Wählservomotors (15) und des Schaltservomotors (16) geschaltet wird, bevor die Schaltkupplung wieder geschlossen wird.

10. Verfahren zur Steuerung einer Schaltvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in einem manuellen Modus vorgesehen ist, daß die Position des Schalthebels (9) ermittelt wird, daß Betriebsparameter des Kraftfahrzeuges ausgewertet werden, daß eine Zulässigkeit der vorgegebenen Schaltung geprüft wird, und daß bei zulässiger Schaltung und geöffneter Schaltkupplung der Gang durch eine Ansteuerung der Getriebeschaltwelle (4) mittels des Wählservomotors (15) und des Schaltservomotors (16) geschaltet wird, wogegen bei unzulässiger Schaltung oder geschlossener Schaltkupplung die Schaltung des Ganges unterdrückt wird.