Verfahren zum Betreiben einer Getriebevorπchtunα
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Getπebevorπchtung, eine Getπebevorπchtuπg sowie eine Verwendung einer solchen
Eine Getriebevorrichtung ist im Sinne der vorliegenden Erfindung eine Einrichtung, welche gestuft oder stufenlos in unterschiedliche Schaltstellungen geschaltet werden kann, in denen sie ein unterschiedliches Übersetzungsverhältnis zwischen zwei Wellen erzeugt. Die Getriebevorrichtung ist z. B. als Wechselstufengetriebe oder Kegelschei- benumschliπgungsgetπebe oder dergleichen ausgebildet Die Ansteuerung von Schalt- vorgangen der Getriebevorrichtung kann automatisch oder von Hand oder teilautoma- tisch oder automatisiert mit zusätzlicher Emgriffsmoglichkeit von Hand ausgebildet sein. Eine Getriebevorrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung kann derart ausgebildet sein, daß das Schalten zwischen zwei Schaltstellungeπ mit Zugkraftunterbrechung oder ohne Zugkraftunterbrechung vorgenommen wird.
Bevorzugt ist die Getnebevorπchtung ein Automatikgetriebe, wobei unter einem Auto- matikgetπebe eine Getπebeeiππchtung zu verstehen ist, bei der Schaltvorgange automatisiert ohne Zugkraftunterbrechung gesteuert werden können. Ein Automatikgetriebe weist vorzugsweise ein Planetengetπebe auf Besonders bevorzugt ist die Getriebevorrichtung als automatisiertes Schaltgetriebe (ASG) ausgebildet, wobei ein automatisiertes Schaltgetriebe eine Getriebeeinrichtung ist, bei der Schaltvorgange automatisiert mit Zugkraftunterbrechung gesteuert werden können
Getriebevorrichtungen und Verfahren zum Steuern von solchen sind bereits bekannt
Beispielsweise ist ein automatisiertes Schaltgetriebe bekannt, bei dem eine Steue- rungseinπchtung eine Betatigungseinπchtung elektrisch steuert Die Betatigungsem- πchtung weist zwei Elektromotoren auf, welche ein beweglich angeordnetes Schaltele- ment einer Schalteinrichtung beaufschlagen können Dieses beweglich angeordnete Schaltelement ist innerhalb einer Wähl-Schaltgassen-Anordnung beweglich aπgeord-
net. Wenn dieses beweglich angeordnete Schaltelement in vorbestimmten Positionen der Schaltgasse positioniert ist, sind vorbestimmte, diesen Positionen zugewiesene Gänge geschaltet. Innerhalb der Wählgasse, auch Neutralgasse genannt, existiert wenigstens eine Position, in der das Schaltelement eine im wesentlichen kraftfreie Position annehmen kann. Zumindest wenn das Schaltelement sich in dieser Schaltstellung befindet, ist der Neutralgang des Getriebes geschaltet.
Einer der Elektromotoren, der Wähimotor, dient zum Beaufschlagen des Schaltelements in Wählrichtung, während der zweite Elektromotor, der Schaltmotor, zum Beaufschlagen des Schaltelements in Schaltrichtung dient. Eine Wegerfassungseinrichtung, die beispielsweise als Inkremental-Sensoreinrichtung ausgebildet ist, überwacht bzw. erfaßt die Positionierung des beweglich angeordneten Schaltelements oder eines mit diesem gekoppelten Bauteils. Beispielsweise ist ein Inkrementalsensor für die Wählrichtung und ein Inkrementalsensor für die Schaltrichtung vorgesehen.
Die Steuerungsvorrichtung steuert die Betätigungseinrichtung bzw. deren Elektromoto- ren gemäß einer vorbestimmten Charakteristik an, so daß eine vorbestimmte Getriebebetätigung bewirkt wird. Die hierzu ausgesandten Steuerungssignale werden zumindest teilweise in Abhängigkeit vorbestimmter Betriebskennwerte, die Kennwerte eines Kraftfahrzeugs mit Getriebevorrichtung sein können, erzeugt. Ein derartiger Kennwert ist beispielsweise die Motordrehzahl oder die Getriebedrehzahl.
Eine derartige Getriebevorrichtung kann zusätzlich einen Wählhebel aufweisen.
Ein Wählhebel ist im Sinne der Erfindung eine Einrichtung, welche beliebig ausgebildet sein kann und zwischen unterschiedlichen Wählhebelschaltstellungen geschaltet werden kann. Insbesondere ist der Wählhebel als Hebel ausgebildet, welcher einen Drehpunkt aufweist, um den er bewegt werden kann.
Bevorzugt ist, daß der Wählhebel in wenigstens eine der Positionen "R", "N", "D", "M", "+", "-", "Sportbetrieb", "Winterbetrieb" geschaltet werden kann.
"R" ist dabei eine Position, in der durch die Wählhebelschaltsteilung angezeigt wird, daß ein Fahrzeug mit einer Getriebevorrichtung rückwärts fahren soll bzw. die Getriebevorrichtung derart geschaltet werden soll, daß bei Betätigung einer Kraftstoffbemessungseinrichtung, z. B. eines Gaspedals, das Kraftfahrzeug rückwärts fahren kann. "N" ist eine Wählhebelschaltsteilung, bei der der Wählhebel anzeigt, daß die Getriebevorrichtung in eine Neutralposition geschaltet werden soll. "D" ist eine Schaltstellung des Wählhebels, bei der der Wählhebel anzeigt, daß ein Fahrzeug mit Getriebevorrichtung in einem normalen Vorwartsfahrmodus betrieben werden soll. "M" ist eine Wählhebelschaltsteilung, die anzeigt, daß der Wählhebel in einer Schaltstellung ist, aus welcher heraus manuell Getπebeschaltvorgäπge eingeleitet werden können. Ein Getriebeschaltvorgang in Richtung eines nächsthöheren Ganges kann durch manuelle Betätigung des Wählhebels in die Wählhebelschaltsteilung "+" eingeleitet werden, während ein Getriebeschaltvorgang in Richtung eines nächstniedrigeren Ganges durch manuelle Betätigung des Wählhebels in Richtung der Schaitstellung "-" initiiert werden kann. Diese manuelle Eingriffsmöglichkeit wird in Fachkreisen insbesondere auch als "Tiptronic" oder "Steptronic" bezeichnet. Die Wählhebelschaltsteilung "Sportbetrieb" bzw. "Winterbetrieb" zeigt an, daß die automatisierte Getriebebetätigung derart von der Steuerungseinrichtung gesteuert werden soll, daß ein Kraftfahrzeug mit Getriebevorrichtung mit sportlicher Fahrweise bzw an veränderte Witterungseigenschaften ange- paßt betrieben werden soll. Die Wählhebelschaltsteilung "Winterbetrieb" kann beispielsweise anzeigen, daß die Steuerung bzw Betätigung der Getriebevorrichtung an Temperaturen angepaßt sein soll welche unterhalb von 15 °C oder unterhalb von 10 °C oder unterhalb von 5 °C oder unterhalb von 0 °C oder bei Minusgraden oder dergleichen im Hinblick auf vorbestimmte Fahrbetπebsparameter wie Kraftstoffver- brauch oder dergleichen verbessert ist
Die Erfindung ist jedoch nicht auf Getriebevorrichtungen beschrankt, die alle der vorgenannten Wählhebelschaltstellungen aufweisen Bevorzugt ist auch, daß ein Teil dieser als Wählhebelschaltsteilung angegebenen Zustande bzw Betriebsarten über separate Schalter initiiert werden können Beispielsweise ist ein Sportschalter oder ein Winterschalter separat vorgesehen, so daß ein vom Wählhebel verschiedenes Element
oder ein zweiter Wählhebei in diese Positionen gebracht werden kann. Die Wählhebelschaltsteilung "P" ist eine Wählhebelschaltsteilung, welche beim Parken eingelegt werden kann. Hierdurch wird insbesondere angezeigt, daß eine Wegrollsicherung geschaltet werden soll. Eine Wegrollsicherung kann beispielsweise derart ausgebildet werden, daß der erste Gang automatisch eingelegt wird. Bevorzugt ist auch, daß in der Wählhebelschaltsteilung "P" eine Parksperre, also eine mechanische Blockade der Getriebevorrichtung geschaltet wird.
Durch Betätigung des Wählhebels kann manuell in die automatisierte Steuerung der Getriebevorrichtung eingegriffen werden. Ein Wählhebel kann in verschiedene Wähl- hebelschaltsteliungen geschaltet werden, welche beispielsweise einen bestimmten Fahrerwunsch repräsentieren bzw. eine Anweisung des Fahrers darstellen, gemäß welcher die automatisierte Steuerung der Getriebevorrichtung verändert vorgenommen werden soll. Beispielsweise kann der Fahrer zwischen Wählhebelschaltstellungen "P" (Wegrollsicherung), "R" (rückwärts fahren), "D" (normal vorwärts fahren), "M" (manuelle Betätigung), "+" (Gang hochschalten), "-" (Gang hinunterschalten) oder dergleichen auswählen.
Die Wählhebelschaltstellungen "R", "D", "P" sind dabei insbesondere Vorgaben des Fahrers, bei denen die Steuerungseinrichtung jeweils eine vorbestimmte Steuerungscharakteristik zum Steuern der Betätigungsvorrichtung bzw. zur Getriebebetätigung auswählt. Beim Betrieb im M-Modus hat der Fahrer auf eine Schaltstellung umgeschaltet, aus welcher heraus er die Wählhebelschaltstellungen "+" und "-" schalten kann Diese Wählhebelschaltstellungen bewirken, daß in die automatisierte Steuerung der Getriebevorrichtung derart eingegriffen wird, daß unmittelbar nach Einlegen dieser Schaltstellungen ein Gang hochgeschaltet bzw hinuntergeschaltet wird. Es lassen sich somit Getnebeschaltvorgange zu Zeitpunkten auslosen, die von der Steuerungseinrichtung gemäß der Steuerungscharakteristik zu diesen Zeitpunkten nicht ausgelost worden waren Dies ermöglicht beispielsweise eine sportlichere Fahrweise, als sie von der Steuerungsvorrichtung gemäß den entsprechenden Fahrprogrammen bzw Steue- rungscharaktenstika vorgegeben worden wäre Auch bei Uberholvorgangen kann ein
Fahrer den Wunsch haben, in eine niedrigere Gangstufe hinunterzuschalten, um eine bessere Beschleunigung zu erzeugen.
Die Information über die Wählhebelschaltsteilung wird an die Steuerungseinrichtung hierbei insbesondere elektrisch übertragen, so daß eine mechanische Verbindung zwischen Wählhebel und Steuerungseinrichtung vermieden werden kann.
Hierzu wird in bekannten Anordnungen ein elektrisches Signal erzeugt, welches die Wählhebelschaltsteilung repräsentiert und welches an die Steuerungseinrichtung übermittelt wird.
Derartige Einrichtungen haben sich bereits am Markt bewährt.
Dennoch ist in derartigen Einrichtungen mehrfach beobachtet worden, daß in der Getriebevorrichtung Fehlschaltungeπ ausgelöst wurden. Ferner ist beobachtet worden, daß die tatsächlich vorhandenen Schaltstellungen des Wählhebels bei der Getriebebetätigung eine unzureichende oder keine Berücksichtigung gefunden haben.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer Getriebevorrichtung sowie eine Getriebevorrichtung zu schaffen, durch welches sich auf kostengünstige und baulich einfache Weise Fehlschaltungen der Getriebevorrichtung vermeiden lassen und welches die Wählhebelschaltsteilung bei der Betätigung der Getriebevorrichtung mit verbesserter Genauigkeit und höherer Sicherheit berücksichtigt.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1.
Eine erfindungsgemäße Getriebevorrichtung ist Gegenstand des Anspruchs 19 oder des Anspruchs 35.
Eine erfindungsgemäße Verwendung ist Gegenstand des Anspruchs 36 oder des Anspruchs 37.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Betreiben einer Getriebevorrichtung vorgeschlagen, welches in unterschiedlichen Schaltstellungen betrieben werden kann. Die Getriebevorrichtung weist dabei insbesondere einen Wählhebel auf, der, insbesondere durch manuelle Betätigung, in verschiedene Wählhebelschaltstellungen geschaltet werden kann. Ferner weist die Getriebevorrichtung ein beweglich angeordnetes Element, wie beispielsweise einen Schaltfinger, auf, durch dessen Positionierung die unterschiedlichen Schaltstellungen der Getriebevorrichtung geschaltet werden können. Dieses beweglich angeordnete Element kann mit einer Kraft beaufschlagt werden. infolge welcher es sich bewegen kann. Der zeitliche Kraftverlauf dieser Kraft wird mit einer Steuerungseinrichtung gesteuert. Die Steuerungseinrichtung kann gemäß einer vorbestimmten Charakteristik Steuerungssignale erzeugen. Bevorzugt werden diese Steuerungssignale an eine Betätigungseinrichtung mit einem Wählmotor und einem Schaltmotor übermittelt. Diese Motoren erzeugen in Abhängigkeit dieser Steuerungs- Signale jeweils ein Ausgangsdrehmoment und/oder eine ein Ausgangsdrehzahl an einer jeweiligen Ausgangswelle der jeweiligen Elektromotoren, welche jeweils mit dem beweglich angeordneten Element gekoppelt sind. Mittels der entsprechenden Koppelelemente kann der Wählmotor das beweglich angeordnete Element in Wählrichtung und der Schaltmotor das beweglich angeordnete Element in Schaltrichtung bewegen.
Bevorzugt ist vorgesehen, daß die Positionierung des beweglich angeordneten Element oder eines hiermit gekoppelten Bauteils dabei von einer Getπebe-Positions- Erfassungseinrichtung überwacht bzw. erfaßt wird.
Erfindungsgemäß sind ferner zwei Positioπs-Erfassungseinπchtungen vorgesehen, welche insbesondere von der Getπebe-Positions-Erfassungseinπchtung verschieden sind und welche Wählhebelschaltsteilung erfassen können.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß diese Positions-Erfassungseinπchtungen jeweils die Wählhebelschaltsteilung erfassen, so daß für die Wählhebelschaltstellungen jeweils mehrere Positionssignale bereitgestellt werden.
lm Sinne der vorliegenden Erfindung ist unter einer Positions-Erfassungseinπchtung eine Einrichtung zu verstehen, welche eine Wählhebelschaltsteilung stufenlos oder in vorbestimmten Schaltstufen erfassen kann. Insbesondere kann eine Positions- Erfassungseinπchtung im Sinne der Erfindung die Schaltstufen "P", "R", "N". "D", "M", "+", "-", "Sportbetrieb", "Winterbetrieb" oder einen Teil dieser Schaltstellungen ermitteln. Die Positions-Erfassungseinnchtung ist insbesondere als Sensoreinrichtung ausgebildet.
Die Positions-Erfassungseinπchtungen können die Wählhebelschaltstellungen mit gleicher oder mit unterschiedlicher Genauigkeit erfassen. In diesem Sinne ist bei- spielsweise bevorzugt, daß eine der Positions-Erfassungsemπchtungen die Wählhebelschaltstellungen "P", "R", "N", "D", "M", "+", "-", erfassen kann, während die zweite Positions-Erfassungseinnchtung, welche insbesondere zur redundanten Erfassung der Wählhebelschaltsteilung dient, lediglich die Wählhebelschaltstellungen "P", "R", "D" erfassen kann. Bevorzugt ist ferner, daß die von den Positions- Erfassuπgseinπchtungeπ erzeugten Signale gemäß einer vorbestimmten Charakteristik den Fahrzustand mit einer unterschiedlichen Genauigkeit erfassen. In diesem Sinne ist bevorzugt, daß eine erste Positions-Erfassungseinnchtung die oben genannten Wählhebelschaltstellungen erfassen und unterscheiden kann, also für jede dieser Positionen ein unterschiedliches Signal hervorbringt, wahrend eine zweite, redundante Positi- ons-Erfassungseinnchtung lediglich Fahrzustände "vorwärts fahren", "rückwärts fahren", "stehen" unterscheiden kann. Hierbei ist bevorzugt, daß in den Wählhebelschaltstellungen D, M, "+", "-", jeweils ein identisches Signal von der Positions- Erfassungseinnchtung erzeugt wird.
Erfmdungsgemaß ist vorgesehen, daß ein Steuerungssignal zur Belastung des wenig- stens einen beweglich angeordneten Elements unter Berücksichtigung der ermittelten Wählhebelschaltsteilung erzeugt wird, wenn die beiden Positions- Erfassungseinπchtungen eine identische und/oder nicht-widerspruch che Schaltstellung anzeigen Im Sinne der Erfindung ist eine Schaltstellung insbesondere dann nicht identisch bzw widersprüchlich, wenn die Positions-Erfassungseinπchtungeπ unter
Berücksichtigung ihrer Erfassungsgenauigkeit unterschiedliche oder gar keine Wählhebelschaltstellungen anzeigen Bei Ausfall beider Positions-Erfassungseiππchtungen ist im Sinne der Erfindung nicht eine identische bzw eine widersprüchliche Schaltstellung erfaßt. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung ist eine Wählhebelschaltsteilung bereits dann nicht identisch bzw widersprüchlich erfaßt wenn eine der Positions-Erfassungseinπchtungen in ihrer Funktion beeinträchtigt ist bzw. kein Positionssignal erzeugt.
Hinsichtlich der Beurteilung, ob die verschiedenen Positions-Erfassuπgseinπchtungen identische bzw nicht-widerspruchliche Positionen anzeigen oder nicht, ist insbesonde- re die Erfassungsgenauigkeit der Positions-Erfassungseinπchtungen zu berücksichtigen Wenn beispielsweise eine redundante Positions-Erfassungseinnchtung bestimmte Positionen nicht anzeigen oder erfassen kann, welche von einer Haupt-Positions- Erfassungseinπchtung erfaßt und angezeigt werden können, ist insbesondere nicht davon auszugehen, daß die Positionen nicht identisch bzw widersprüchlich erfaßt wurden Entsprechend liegt eine nicht identische bzw widersprüchliche Positionsinformation nicht vor, wenn eine Redundanz-Positions-Erfassungseinπchtung nur die Fahrstatus "vorwärts", "rückwärts" und "Stand" unterscheiden kann, den Status "vorwärts" anzeigt und die Haupt-Positions-Erfassungseinπchtung beispielsweise anzeigt, daß sich der Wählhebel in der Wählhebelschaltsteilung "M" befindet
Erfindungsgemaß ist vorgesehen, daß die Getriebevorrichtung, und insbesondere das beweglich angeordnete Element, gemäß einer vorbestimmten Ersatz-Charakteristik gesteuert bzw belastet wird, wenn die wenigstens zwei Positions- Erfassungseinπchtungen mehrdeutige Positionswerte für die Wählhebelschaltsteilung erzeugen Unter mehrdeutigen Werten sind insbesondere nicht-identische oder wider- spruchliche Positionen bzw Positionswerte zu verstehen
Die Steuerungseinrichtung erzeugt unterschiedliche Steuerungssigπale wenn der Wahlhebel in unterschiedlichen Positionen positioniert ist Die von der Steuerungseinrichtung erzeugten Signale welche an die Betatigungseinnchtung ausgesendet wer-
den, bzw. die Belastung des beweglich angeordneten Element wird gemäß einer vorbestimmten Charakteristik erzeugt, welche die Wählhebelschaltsteilung berücksichtigt. Beispielsweise gibt die vorbestimmte Charakteristik in Abhängigkeit der Wählhebelschaltsteilung unterschiedliche Fahrprogramme vor.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erzeugt die Steuerungseinrichtung die Steuerungssignale in Abhängigkeit der letzten eindeutig ermittelten Wählhebelschaltsteilung. Das beweglich angeordnete Element wird also in dem Fall, wenn ein mehrdeutiger Positionswert von den Erfassungseinrichtuπgen erzeugt wurde, in Abhängigkeit des Positionswertes belastet, welcher als letzter eindeu- tiger Positionswert ermittelt wurde. Der eindeutige Positioπswert ist insbesondere ein Positionswert, der von den Positions-Erfassuπgseinrichtungen identisch bzw. nichtwidersprüchlich angezeigt wurde.
Wenn von den Positions-Erfassungseinrichtungen ein mehrdeutiger Positionswert für die Wählhebelschaltsteilung erzeugt wurde, wird gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung von der Steuerungseinrichtung so lange ein Steuerungssignal gemäß einer Ersatz-Charakteristik erzeugt, bis festgestellt wird, daß das Kraftfahrzeug, in welchem die Getriebevorrichtung angeordnet ist, mit einer Geschwindigkeit bewegt wird, die kleiner als eine vorbestimmte Geschwindigkeit ist. Besonders bevorzugt wird gemäß der Ersatz-Charakteristik das Steuerungssignal so lange er- zeugt, bis festgestellt wird, daß das Kraftfahrzeug im Stillstand ist. Besonders bevorzugt wird nach dieser Feststellung die Getriebevorrichtung in die Neutralgangposition geschaltet.
Besonders bevorzugt wird der Wählhebel automatisch in die N-Schaltstellung bewegt, wenn festgestellt wird, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als eine vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit oder null ist und zuvor die Steuerungssignale gemäß einer Ersatz-Charakteristik erzeugt wurden.
Weiterhin wird besonders bevorzugt, wenn ein Steuerungssignal erzeugt wird, welches die Kupplung nur bei betätigtem Fahrpedal, wie Gaspedal, einrückt und die Kupplung
ausrückt, falls eine Fahrzeugbremse betätigt ist und/oder das Fahrpedal unbetätigt ist. Dies wird bevorzugt angewandt, wenn die tatsächliche oder gemessene Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als eine vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit oder null ist. Dies ist weiterhin vorteilhaft, wenn die Signale des redundanten Sensors fehlerhaft sind.
Bevorzugt ist, daß die Fahrgeschwindigkeit bzw. der Stillstand des Fahrzeuges dabei in Abhängigkeit vorbestimmter Fahrbetriebskennwerte, wie beispielsweise der Raddrehzahl oder der Getriebedrehzahl ermittelt wird.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Positi- ons-Erfassungseinrichtung eine CAN-Schnittstelle oder einen Mikroprozessor oder einen Drehwinkelaufnehmer oder ein Schieberegister oder eine Spannungsteiler- Einrichtung oder eine Kombination der vorgenannten Bauteile auf. Bevorzugt ist, daß mit einer CAN-Schnittstelle aus einer Mehrzahl von Einzelsignalen ein Signal erzeugt wird, welches von der Positions-Erfassungseinrichtung an die Steuerungseinrichtung übermittelt werden kann und welches die vollständige Positionierungsinformation, welche von einer Positions-Erfassungseinnchtung ermittelt wurde, beinhaltet. Die Einzelsignale sind dabei beispielsweise die Schalterstellungen einer Mehrzahl von Schaltern, die jeweils einer vorbestimmten Wählhebelschaltsteilung zugeordnet sind und ein Digitalsignal erzeugen können. Dieses Digitalsignal kann insbesondere jeweils anzeigen, ob sich der Wählhebel in der jeweils diesem Schalter zugeordneten Schaltstellung befindet oder nicht. Anhand dieser Digitalsignale kann ermittelt werden, in welcher Schaltstellung sich der Wählhebel befindet. Besonders bevorzugt ist, daß die einzelnen Schaltstellungen dabei in einer vorbestimmten Reihenfolge ermittelt bzw. die Signale dieser Schalter in eine vorbestimmte Reihenfolge gebracht werden. Mit der CAN- Schnittstelle kann aus diesen Einzelsignalen ein Gesamtsignal erzeugt werden, welches als Gesamtheit an die Steuerungseinrichtung ausgesandt werden kann. Bevorzugt ist, daß wenigstens eine der Positions-Erfassungseinnchtungen einen Mikroprozessor aufweist. Besonders bevorzugt werden Signale, welche von Schaltern oder dergleichen erzeugt werden und die Positionsinformation des Wählhebels zumindest
teilweise tragen, an den Mikroprozessor übermittelt. Beispielsweise sind am Mikroprozessor Schalter angeordnet.
Bevorzugt ist, daß wenigstens eine der Positions-Erfassungseinnchtungen einen Drehwinkelaufnehmer aufweist. Dieser Drehwinkelaufnehmer kann die Drehbewegung bzw. Schwenkbewegung erfassen, welche ein drehbar gelagerter Wählhebel während der Bewegung zwischen unterschiedlichen Schaltstellungen ausführt. Das entsprechende von dem Drehwinkelaufnehmer hervorgebrachte Signal kann zur Bestimmung der Schaltstellung des Wählhebels verwendet und an die Steuerungseinrichtung übermittelt werden.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist wenigstens eine der Positions-Erfassungseinrichtungen ein Schieberegister auf. Mit diesem Schieberegister können Digitalsignale, die von einer Mehrzahl von Schaltern erzeugt werden und jeweils anzeigen, ob sich der Wählhebel in einer vorbestimmten Schaltstellung befindet oder nicht befindet, in eine vorbestimmte Reihenfolge gebracht werden. In dieser Reihenfolge können die Signale an die Steueruπgseiπrichtung übermittelt bzw. von dieser gemäß einer vorbestimmten Charakteristik abgerufen werden. Anhand der einzelnen Digitalsignale sowie der Reihenfolge ihrer Übermittlung kann die Steue- rungsemπchtung eindeutig die Wählhebelschaltsteilung von einer Positions- Erfassungsemrichtung bestimmt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist wenigstens eine der Positions-Erfassungsemπchtungen eine Spannungsteiler-Einrichtung auf. Insbesondere ist diese Spannungsteiler-Einrichtung mit einem Schiebewiderstand ausgebildet, bei dem der an diesem Schiebewiderstand abgegriffene Widerstand bzw. die an diesem Schiebewiderstand abgegriffene Spannung von der eingelegten Wählhebelschaltstel- lung abhängt, oder die Spannungsteiler-Einrichtung ist als Schaltanordnung ausgebildet, bei welcher zwischen verschiedenen Widerständen in Abhängigkeit der Wählhebelschaltsteilung umgeschaltet werden kann. Beispielsweise ist eine Schalteinrichtung
vorgesehen, welche diese Umschaltung in Abhängigkeit der Wählhebelschaltsteilung vornimmt.
Besonders bevorzugt ist, daß eine Positions-Erfassungseiπrichtung zu einem ersten Erfassen, einem Haupterfassen, vorgesehen ist und eine zweite Positions- Erfassungseinrichtung zu einem zweiten Erfassen, einem redundanten Erfassen, vorgesehen ist.
Bevorzugt ist, daß das redundante Erfassen mit einer geringeren Genauigkeit durchgeführt wird als das Haupterfassen, so daß beim redundanten Erfassen beispielsweise nur ermittelt wird, ob der Wählhebel in einer Schaltstellung ist, welcher ein Rückwärts- fahren oder ein Vorwärtsfahren anzeigt oder ob der Wählhebel in der Neutralstellung ist, während eine Haupterfassungseinrichtung beispielsweise anzeigen kann, ob der Wählhebel in einer P-Schaltstellung oder einer R-Schaltstellung oder einer N- Schaltstellung oder einer D-Schaltstellung oder einer M-Schaltstellung oder einer "+"- Schaltstellung oder einer "-"-Schaltstellung ist.
Es sei angemerkt, daß erfindungsgemäß insbesondere auch andere, als die beispielhaft angeführten, Wählhebelschaltstellungen von den jeweiligen Positions- Erfassungseinrichtungen erfaßt werden können.
Bevorzugt weist die Haupt-Positions-Erfassuπgseinrichtung ein intelligentes Bauteil, insbesondere eine CAN-Schnittstelle und/oder wenigstens einen Mikroprozessor und/oder wenigstens ein Schieberegister auf. Mit diesen Bauelemente kann beispielsweise ein Positionssignal in oben beschriebener Weise erzeugt bzw. an die Steuerungseinrichtung übertragen werden.
Besonders bevorzugt weist die Positions-Erfassungseinrichtung, mit welcher eine redundante Positionserfassung durchgeführt werden kann, wenigstens eine Spannungs- teiler-Einrichtung auf, welche insbesondere in bereits oben beschriebener Form ausgebildet ist.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Positionssignal von der Positions-Erfassungseinrichtung seriell oder analog oder mittels CAN-Schnittstelle bzw. als entsprechend ausgebildetes Signal an die Steuerungseinrichtung übertragen.
Insbesondere ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Positionssignale, welche im Rahmen der Haupterfassung erzeugt wurden, seriell oder mittels CAN-Schnittstelle bzw. als entsprechend ausgebildetes Signal an die Steuerungseinrichtung übertragen werden, wobei die im Rahmen der redundanten Erfassung erzeugten Signale insbesondere analog bzw. als entsprechend ausgebildetes Signal übertragen werden.
Erfindungsgemäß kann das Positionssignal von der Positions-Erfassungseinrichtung an die Steuerungseinrichtung berührungslos oder über eine entsprechende Verbindung, wie beispielsweise überein oder mehrere Kabel, übertragen werden.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird bei der Positioπserfassung innerhalb wenigstens einer der Positions-Erfassungseinrichtungen, insbesondere innerhalb der Haupt-Positions-Erfassungseinrichtung ein Signal berührungslos übertragen. Bevorzugt ist, daß dieses berührungslos übertragene Signal wenigstens teilweise die Wählhebelschaltsteilung repräsentiert. Beispielsweise ist dieses Signal ein Signal, welches einen Digitalschalter betätigen kann. Der Digitalschalter ist dabei insbesondere einer von mehreren Digitalschaltern, die jeweils einer vorbestimmten Wählhebelschaltsteilung zugeordnet sind und anzeigen können, ob sich der Wählhebel in dieser vorbestimmten Schaltstellung befindet oder nicht befindet.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine Mehrzahl von Einzelsignalen erfaßt, welche jeweils geeignet sind, die Wählhebelschaltsteilung derart zu bestimmen, daß anhand dieses Signals ein Teilbereich aller möglichen Wählhebelschaltstellungen bestimmt werden kann, in welcher sich der Wählhebel aktuell befindet oder nicht befindet.
Ein Beispiel für ein derartiges Einzelsignal ist ein Digitalsignal, welches beispielsweise von einem Digitalschalter erzeugt wird. Dieser Digitalzeiger kann anzeigen, daß sich der Wählhebel in der entsprechenden Schaltstellung befindet oder nicht befindet. Befindet sich der Wählhebel in der durch den Digitalschalter repräsentierten Schaltstel- lung, so ist die Wählhebelschaltsteilung bestimmt. Zeigt jedoch dieses Einzelsignal an, daß sich der Wählhebel nicht in der entsprechenden Schaltstellung befindet, so kann mit diesem Signals ein Teilbereich von dem Bereich, der alle möglichen Wählhebelschaltstellungen umfaßt, bestimmt werden, in dem sich der Wählhebel befindet. Dies ist z. B. im Falle eines Digitalsignals die Menge aller möglichen Wählhebelschaltstel- lungen mit Ausnahme der Wählhebelschaltsteilung, welche die Schaltersteliung des Digitalschalters repräsentiert. Bevorzugt wird aus einer Mehrzahl derartiger Einzelsignale ein Gesamtsignal erzeugt oder eine wenigstens einen Teil dieser Einzeisignale umfassende Signalkette erzeugt, welches bzw. welche an die Steuerungseinrichtung übertragen werden kann.
Besonders bevorzugt kann eine Signalkette oder ein Gesamtsignal von der Positions- Erfassungseinrichtung an die Steuerungseinrichtuπg übertragen werden, welches bzw. welche die Positionsinformation aller von der Positions-Erfassungseiπrichtung erfaßten Einzelsignale trägt, so daß dieses Gesamtsignal bzw. diese Signalkette repräsentativ für die Wählhebelschaltsteilung ist.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine automatisierte Getriebevorrichtung gemäß Anspruch 18. Diese automatisierte Getriebeeinrichtung kann in verschiedenen Schaltstellungen betrieben werden, wobei bei unterschiedlichen Schaltstellungen unterschiedliche Übersetzungen zwischen zwei Wellen geschaltet sein können.
Die Getriebevorrichtung weist eine Betätigungseinrichtung auf.
Eine Betätigungseinrichtung ist im Sinne der vorliegenden Erfindung eine Einrichtung, welche Energieformen umwandeln kann und eine Energieform oder einen Kennwert hervorbringt, mittels welcher bzw. mittels welchem eine Schaltvorrichtung bzw. wenigstens ein von dieser umfaßtes, beweglich angeordnetes Element betätigt oder belastet
werden kann. Die Betatigungseinπchtung kann einen Elektromotor aufweisen, welcher elektrische Energie in kinetische Energie wandelt, so daß die kinetische Energie zur Bewegung des beweglich angeordneten Elements verwendet werden kann Bevorzugt weist die Betatigungseinnchtung einen Wahlmotor und einen Schaltmotor auf
Eine erfindungsgemaße Getriebevorrichtung weist ferner eine Steuerungseiππchtung auf, welche ein Signal an die Betatigungseinnchtung gemäß einer vorbestimmten Charakteristik übermitteln kann Die erfindungsgemäße automatisierte Getriebevorrichtung weist ferner einen Wählhebel auf, welcher manuell in unterschiedliche Schaltstellungen bewegt werden kann Diese unterschiedlichen Schaltstellungen können wenigstens teilweise von einer Positions-Erfassungseinnchtung ermittelt werden, welche ein Signal erzeugt, welches an die Steuerungseinrichtung übertragen werden kann Die Wählhebelschaltsteilung, die beispielsweise den Wunsch eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs mit erfindungsgemäßer Getriebevorrichtung für ein vorbestimmtes Fahrprogramm ausdrückt, wird von der Steuerungseinrichtung bei der Signalerzeugung, also bei der An- Steuerung der Betatigungseinnchtung bzw. der Belastung des beweglich angeordneten Element berücksichtigt, so daß in unterschiedlichen Wählhebelschaltstellungen unterschiedliche Signale in vorbestimmten Situationen erzeugt werden.
Die Positions-Erfassungseinnchtung weist erfindungsgemaß ein intelligentes Bauelement, insbesondere eine CAN-Schnittstelle und/oder wenigstens einen Wmkelaufneh- mer und/oder wenigstens ein Schieberegister auf. Bevorzugt ist auch, daß eine Positions-Erfassungseinnchtung eine Spannungsteiler-Einrichtung, die beispielsweise einen Schiebewiderstand oder eine Schaltanordnung, bei welcher zwischen verschiedenen wirksamen Widerstanden hin und her geschaltet werden kann, aufweist
Bevorzugt wird das von der Positions-Erfassungseinnchtung erzeugte Positionssignal unter vorbestimmten Gegebenheiten an die Steuerungseinrichtung übertragen Dieses Positionssignal ist vorzugsweise zumindest teilweise nicht-mechanisch Insbesondere ist bevorzugt, daß dieses Positionssignal ein elektrisches Signal ist
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführuπgsform der Erfindung weist die Getriebevorrichtung wenigstens zwei Positioπs-Erfassuπgseinrichtungen auf, von welchem eine eine Haupt-Positions-Erfassungseinrichtung und eine eine Redundanz-Positions- Erfassungseinrichtung ist.
Hierdurch wird ermöglicht, daß die Wählhebelschaltsteilung jeweils doppelt erfaßt werden, so daß eine erhöhte Sicherheit hinsichtlich des erzeugten Positionssignals gegeben ist.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Haupt- Positions-Erfassungseinrichtung eine Sicherungseinrichtung auf. Diese Sicherungsein- richtung ist insbesondere eine Schmelzsicherung. Bevorzugt ist die Sicherung derart angeordnet, daß sie zum Schutz der Steuerungseinrichtung dient. Sofern in der Haupt- Positions-Erfassungseinrichtung ein Kurzschluß oder dergleichen auftritt, welcher besonders hohe Ströme hervorruft, die zu einer Funktionsbeeinträchtigung und insbesondere zu einer Zerstörung der Steuerungseinrichtung führen könnten, schmilzt diese Schmelzsicherung infolge der durch die hohen Ströme bewirkten Erwärmung in der oder den Verbindungsleitungen zur Steuerungseinrichtung, so daß diese hohen Ströme die Steuerungseinrichtung nicht erreichen und/oder nicht zur Zerstörung der Steuerungseinrichtung führen.
Bevorzugt ist, daß die Redundanz-Positions-Erfassungseinrichtung eine elektrische Schutzschaltungseinrichtung aufweist, welche verhindert, daß hohe Ströme entstehen können. Diese Schutzschalteinrichtung kann grundsätzlich beliebig ausgebildet sein und verhindert insbesondere das Auftreten von Strömen, die größer als ein vorbestimmter Strom sind, durch eine Spannuπgs- und/oder Strombegrenzungseinrichtung. Insbesondere ist eine Strombegrenzungseiπrichtung vorgesehen, welche verhindert, daß Ströme, die größer als ein vorbestimmter Strom sind, überhaupt entstehen können.
Bevorzugt ist die Redundanz-Positions-Erfassungseinrichtung derart ausgebildet, daß sie weniger Schaltstellungen des Wählhebels erfassen kann als die Haupt-Positions- Erfassungseinrichtung. Insbesondere ist bevorzugt, daß die Redundanz-Positions-
Erfassungseinrichtung weniger vorbestimmte Schaltstellungen, wie die "P"-, "R"-, "N"-, "D"-, "M"-, "+"-, "-"-Wählhebel- Schaltstellung, erfassen kann als die Haupt-Positions- Erfassungseinrichtuπg. Beispielsweise kann die Redundanz-Positions- Erfassungseinrichtung nur einen Teil der vorgenannten Wählhebelschaltstellungen erfassen, während die Haupt-Positions-Erfassuπgseinnchtung alle dieser Wählhebelschaltstellungen erfassen kann.
Die Wählhebelschaltsteilung "+" entspricht im Sinne dieser Erfindung der Wählhebelschaltsteilung "Tiptronic Plus", ebenso wie die Wählhebelschaltsteilung "-" der Wählhebelschaltsteilung "Tiptronic Minus" entspricht.
Bevorzugt ist auch, daß die Redundanz-Positions-Erfassungseinrichtung insofern weniger Wählhebelschaltstellungen erfassen kann als die Haupt-Positions- Erfassungseinrichtung, als sie zwischen weniger Wählhebelschaltstellungen unterscheiden kann. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, daß die Redundanz- Positions-Erfassungseiπrichtung verschiedene Wählhebelschaltstellungen als eine Wählhebelschaltsteilung erkennt bzw. ein identisches Signal für verschiedene Wählhebelschaltstellungen erzeugt, wobei nicht unterscheidbar ist, in welcher bestimmten Wählhebelschaltsteilung sich der Wählhebel befindet. Beispielsweise erzeugt die Red- undanz-Positions-Erfassungseinnchtung für verschiedene Wählhebelschaltstellungen, für die die Haupt-Erfassungseinrichtung unterschiedliche Signale erzeugt, ein einziges Signal. Insbesondere erfaßt die Haupt-Positions-Erfassungseinπchtung für die Wählhebelschaltstellungen "D", "M", "+" sowie "-" jeweils ein separates Signal, welches beispielsweise jeweils ein Digitalsignal ist, während die Redundanz-Positions- Erfassungseinπchtung für all diese vorgenannten Wählhebelschaltstellungen ein Signal, beispielsweise ein Digitalsignal erzeugt.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann innerhalb der Haupt-Positions-Erfassungseinπchtung unter vorbestimmten Gegebenheiten ein Signal berührungslos übertragen werden.
Insbesondere ist bevorzugt, daß innerhalb der Haupt-Erfassungseiππchtung ein Signalgeber angeordnet ist, welcher am Wählhebel angeordnet ist und der Bewegung des Wählhebels folgt. Dieser Signalgeber kann eine Magneteinrichtung sein. Bevorzugt ist innerhalb der Haupt-Positions-Erfassungseinnchtung ferner wenigstens ein Signalempfänger angeordnet, welcher ein von dem Signalgeber ausgesandtes Signal empfangen kann. Diese Signalempfänger können digitale Schalter sein, die jeweils einer vorbestimmten Schaltstellung des Wählhebels zugeordnet sind. Unter vorbestimmten Gegebenheiten, und insbesondere wenn der Signalgeber eine vorbestimmte Relativposition zu einem jeweiligen Schalter hat, kann der Schalter ein Signal von dem Signalgeber empfangen, welches dazu führt, daß der Schalter seine Schaltstellung verändert. Beispielsweise wird ein mit dem Schalthebel bewegter Magnet derart über eine Anordnung von Schaltern bewegt, die mit einer Platine verbunden sind, so daß in vorbestimmten Wählhebelschaltstellungen wie "D", "N", "R", "M", und dergleichen ein mit dem Wählhebel bewegter Magnet jeweils einen Schalter auslöst. Wenn der Signal- geber bzw. der Schalter aus dieser Ausiöseposition wegbewegt wird, schaltet der Schalter wieder in seine vorherige Schaltstellung um.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Steue- ruπgseinπchtung der Getriebevorrichtung unter vorbestimmten Gegebenheiten sowohl von der Haupt-Positions-Erfassuπg als auch von der Redundanz-Positions-Erfassungs- einπchtung jeweils ein Signal empfangen, welches die jeweilige, von den jeweiligen Erfassungseinrichtungen erkannte Wählhebelschaltsteilung anzeigt Die angezeigten Wählhebelschaltstellungen können identisch oder unterschiedlich sein Insbesondere können sie unterschiedlich sein, wenn eine der Positions-Erfassungseinnchtungen eine Funktionsbeeinträchtigung aufweist Sofern die angezeigten Schaltpositionen nicht gleich sind oder die Positions-Erfassungseinπchtungen ausgefallen sind und infolgedessen keine Wählhebelschaltsteilung anzeigen, wählt die Steuerungseinπchtung gemäß einer vorbestimmten Charakteristik eine vorbestimmte Wählhebelschaltsteilung aus. Diese Wählhebelschaltsteilung kann eine Wählhebelschaltsteilung sein, die von einer der Positions-Erfassungseiπnchtungen aktuell angezeigt wird. Sie kann auch eine hiervon verschiedene Wählhebelschaltsteilung sein Insbesondere ist die Wählhebel-
schaltstellung, die die Steuerungseinrichtung auswählt bzw. als gegeben annimmt, die Wählhebelschaltsteilung, die zuletzt von den Schaltern übereinstimmend angezeigt wurde.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verwendet die Steuerungsvorπchtuπg eine Wählhebelschaltsteilung, um ein Signal zu bestimmen bzw. zu erzeugen, welches an die Betätigungseinrichtung übermittelt wird bzw. mittels welchem ein beweglich angeordnetes Element der Schaltvorrichtung belastet wird. Bevorzugt verwendet die Steuerungseinπchtuπg die von den Positions- Erfassungseinπchtungen angezeigte Schaltstellung zur Signalerzeugung, wenn die Positions-Erfassungseinπchtungen, also insbesondere die Haupt- und die Redundanz- Positioπs-Erfassungseinπchtung, eine identische und/oder plausible Schaltstellung anzeigen. Bevorzugt verwendet die Steuerungseinπchtung in dem Fall, in dem die Haupt- und die Redundanz-Positions-Erfassungseinrichtung unterschiedliche Schaltstellungen und/oder nicht plausible Wählhebelschaltstellungen anzeigen, die Wählhe- belschaltstellung zur Signalerzeugung, die von der Haupt- und der Redundanz- Positions-Erfassung zuletzt identisch und/oder plausibel angezeigt wurde.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wirkt die erfindungsgemäße Getπebevorπchtung mit einer Kupplungseinrichtung, welche insbesondere eine elektronisch gesteuerte Kupplungseinrichtung ist, gesteuert zusammen. Dabei ist besonders bevorzugt, daß die Wählhebel-Schaltstellung, die von der Getriebevorrichtung zur Signalerzeugung verwendet wird, ebenfalls zur Steuerung der Kupplungseinrichtung verwendet wird
Bevorzugt weisen die Kupplungsemπchtung und die Getπebevorπchtung jeweils eine separate Steuerungseinrichtung auf. wobei diese Steuerungseinrichtungen insbeson- dere zusammenwirken. Besonders bevorzugt ist, daß eine gemeinsame Steuerungseinπchtung zur Ansteuerung der Getriebevorrichtung und zur Ansteuerung der Kupplungseinrichtung und ggf weiterer Einrichtungen vorgesehen ist
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine automatisierte Getriebevorrichtung gemäß Anspruch 34.
Eine erfindungsgemäße Verwendung ist Gegenstand des Anspruchs 35 oder des Anspruchs 36. Eine erfindungsgemäße Getriebevorrichtung ist insbesondere derart aus- gebildet, wie sie im Rahmen der Beschreibung eines erfinduπgsgemäßen Verfahrens erläutert wurde.
Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvorschläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder den Zeichnungen offenbarte Merkmale zu beanspruchen.
In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstands des Hauptanspruchs durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruchs hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbsttätigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
Die Gegenstände dieser Unteransprüche bilden jedoch auch selbsttätige Erfindungen, die eine von den Gegenständen der vorangehenden Uπteransprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.
Die Erfindung ist nicht auf (das) die Ausführungsbeispiel(e) der Beschreibung be- schränkt. Vielmehr sind im Rahmen der Erfindung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die z. B. durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmaie bzw. Elemente oder Verfahrensschritte erfinderisch sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.
Es sei darauf hingewiesen, daß das Zusammenwirken der einzelnen erfindungsgema- ßen Merkmale in jeder beliebigen Kombination bevorzugt ist. Insbesondere sind auch die durch die unabhängigen Ansprüche offenbarten Merkmaiskombinationen unter Weglassung eines oder mehrerer Merkmale jeweils bevorzugt. Die erfiπdungsgemäßen Verfahren sind auch in Kombination bevorzugt.
Es sei ferner darauf hingewiesen, daß die Ausführungen zu allen bekannten Anordnungen, die sich nicht auf bestimmte Druckschriften beziehen, in erster Linie dem Anmelder bzw. dem Erfinder bekannt sind, so daß sich der Erfinder Schutz für diese vorbehält, sofern sie nicht auch der Öffentlichkeit bekannt sind.
Es sei angemerkt, daß bei Verknüpfungen von Merkmalen durch "oder" dieses "oder" jeweils einerseits als mathematisches "oder" und andererseits als die jeweils andere Möglichkeit ausschließendes "oder" zu verstehen ist.
Es sei ferner darauf hingewiesen, daß der Begriff des Steuerns sowie davon abgeleitete Begriffe im Sinne der Erfindung weit gefaßt zu verstehen ist. Er umfaßt insbeson- dere ein Regein und/oder Steuern im Sinne der DIN.
Für den Fachmann ist ersichtlich, daß über die hier dargestellten Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung hinaus eine Vielzahl weiterer Modifikationen und Ausführungen denkbar sind, die von der Erfindung erfaßt sind. Die Erfindung beschränkt sich insbesondere nicht nur auf die hier dargestellten Ausführungsformen.
Im folgenden wird nun die Erfindung anhand beispielhafter, nicht beschrankender Ausführungsformen naher erläutert
Dabei zeigt:
Fig. 1 eine erste beispielhafte Ausführungsform der Erfindung in schematischer, teilge- schnittener Ansicht und
Fig. 2 eine zweite beispielhafte Ausführungsform der Erfindung in schematischer, teilgeschnittener Ansicht.
Die Fig. 1 zeigt schematisch ein Fahrzeug 1 mit einer Antriebseinheit 2. wie Motor oder Brennkraftmaschine. Weiterhin ist im Antriebsstrang des Fahrzeuges ein Drehmo- mentubertragungssystem 3 und ein Getriebe 4 dargestellt. In diesem Ausführungsbei- spiel ist das Drehmomentübertragungssystem 3 im Kraftfluß zwischen Motor und Getriebe angeordnet, wobei ein Antriebsmoment des Motors über das Drehmomentübertragungssystem an das Getriebe und von dem Getriebe 4 abtπebsseitig an eine Abtriebswelle 5 und an eine nachgeordnete Achse 6 sowie an die Räder 6a übertragen wird.
Das Drehmomentübertragungssystem 3 ist als Kupplung, wie Reibungskupplung, Lamellenkupplung, Magnetpulverkupplung oder Wandlerüberbrückungskupplung ausgestaltet, wobei die Kupplung eine selbsteinstellende, eine verschleißausgleichende Kupplung sein kann. Das Getriebe 4 ist als Handschaltgetriebe, wie Wechselstufenge- triebe, dargestellt. Entsprechend des erfindungsgemäßen Gedankens kann das Getriebe aber auch ein automatisiertes Schaltgetriebe sein, welches mittels zumindest eines Aktors automatisiert geschaltet werden kann. Als automatisiertes Schaltgetriebe ist im weiteren ein automatisiertes Getriebe zu verstehen, welches mit einer Zugkraftunterbrechung geschaltet wird und der Schaltvorgang der Getπebeubersetzung mittels zumindest eines Aktors angesteuert durchgeführt wird
Weiterhin kann auch ein Automatgetriebe Verwendung finden, wobei ein Automatgetriebe ein Getriebe im wesentlichen ohne Zugkraftunterbrechung bei den Schaltvorgängen ist und das in der Regel durch Planetengetriebestufen aufgebaut ist.
Weiterhin kann ein stufenlos einstellbares Getriebe, wie beispielsweise Kegelschei- beπumschlingungsgetπebe eingesetzt werden Das Automatgetriebe kann auch mit einem abtnebsseitig angeordneten Drehmomentubertragungssystem 3, wie Kupplung oder Reibungskupplung, ausgestaltet sein Das Drehmomentubertragungssystem kann weiterhin als Anfahrkupplung und/oder Wendesatzkupplung zur Drehrichtungsumkehr
und/oder Sicherheitskupplung mit einem gezielt ansteuerbaren übertragbaren Drehmoment ausgestaltet sein. Das Drehmomentubertragungssystem kann eine Trok- kenreibungskupplung oder eine naß laufende Reibungskupplung sein, die beispielsweise in einem Fluid läuft. Ebenso kann sie ein Drehmomentwandler sein.
Das Drehmomentubertragungssystem 3 weist eine Antriebsseite 7 und eine Abtriebsseite 8 auf, wobei ein Drehmoment von der Antriebsseite 7 auf die Abtriebsseite 8 übertragen wird, indem die Kupplungsscheibe 3a mittels der Druckplatte 3b, der Tellerfeder 3c und dem Ausrücklager 3e sowie dem Schwungrad 3d kraftbeaufschlagt wird. Zu dieser Beaufschlagung wird der Ausrückhebel 20 mittels einer Betätigungsein- richtung, wie Aktor, betätigt.
Die Ansteuerung des Drehmomentübertragungssystems 3 erfolgt mittels einer Steuereinheit 13, wie Steuergerät, welches die Steuerelektronik 13a und den Aktor 13b umfassen kann. In einer anderen vorteilhaften Ausführung kann der Aktor und die Steuerelektronik auch in zwei unterschiedlichen Baueinheiten, wie Gehäusen, angeordnet sein.
Die Steuereinheit 13 kann die Steuer- und Leistungselektronik zur Ansteuerung des Elektromotors 12 des Aktors 13b enthalten. Dadurch kann beispielsweise vorteilhaft erreicht werden, daß das System als einzigen Bauraum den Bauraum für den Aktor mit Elektronik benötigt. Der Aktor besteht aus einem Antriebsmotor 12, wie Elektromotor, wobei der Elektromotor 12 über ein Getriebe, wie Schneckengetriebe oder Stirnradgetriebe oder Kurbelgetriebe oder Gewindespindelgetriebe, auf einen Geberzylinder 11 wirkt. Diese Wirkung auf den Geberzy nder kann direkt oder über ein Gestänge erfolgen.
Die Bewegung des Ausgangsteiies des Aktors, wie des Geberzyhnderkoibens 11 a, wird mit einem Kupplungswegsensor 14 detektiert, welcher die Position oder Stellung oder die Geschwindigkeit oder die Beschleunigung einer Größe detektiert. welche proportional zur Position bzw. Einrückposition respektive der Geschwindigkeit oder Beschleunigung der Kupplung ist. Der Geberzylinder 11 ist über eine Druckmittelieitung 9, wie
Hydraulikleitung, mit dem Nehmerzylinder 10 verbunden. Das Ausgangselemeπt 10a des Nehmerzylinders ist mit dem Ausrückhebel oder Ausrückmittel 20 wirkverbundeπ, so daß eine Bewegung des Ausgangsteiles 10a des Nehmerzylinders 10 bewirkt, daß das Ausrückmittel 20 ebenfalls bewegt oder verkippt wird, um das von der Kupplung 3 übertragbare Drehmoment anzusteuern.
Der Aktor 13b zur Ansteuerung des übertragbaren Drehmoments des Drehmomentübertragungssystems 3 kann druckmittelbetätigbar sein, d.h., es kann mittels Druckmittelgeber- und Nehmerzylinder ausgerüstet sein. Das Druckmittel kann beispielsweise ein Hydraulikfluid oder ein Pneumatikmedium sein. Die Betätigung des Druckmittelgeberzylinders kann elektromotorisch vorgesehen sein, wobei der Elektromotor 12 elektronisch angesteuert werden kann. Das Antriebselement des Aktors 13b kann neben einem elektromotorischen Antriebselement auch ein anderes, beispielsweise druckmittelbetätigtes Antriebselement sein. Weiterhin können Magnetaktoreπ verwendet werden, um eine Position eines Elementes einzustellen.
Bei einer Reibungskupplung erfolgt die Ansteuerung des übertragbaren Drehmomentes dadurch, daß die Anpressung der Reibbeiäge der Kupplungsscheibe zwischen dem Schwungrad 3d und der Druckplatte 3b gezielt erfolgt. Über die Stellung des Ausrückmittels 20, wie Ausrückgabel oder Zentralausrücker, kann die Kraftbeaufschlagung der Druckplatte respektive der Reibbeläge gezielt angesteuert werden, wobei die Druck- platte dabei zwischen zwei Endpositionen bewegt und beliebig eingestellt und fixiert werden kann. Die eine Endposition entspricht einer völlig eingerückten Kupplungsposition und die andere Endposition einer völlig ausgerückten Kupplungsposition. Zur Ansteuerung eines übertragbaren Drehmomentes, welches beispielsweise geringer ist als das momentan anliegende Motormoment, kann beispielsweise eine Position der Druckplatte 3b angesteuert werden, die in einem Zwischenbereich zwischen den beiden Endpositionen liegt. Die Kupplung kann mittels der gezielten Ansteuerung des Ausrückmittels 20 in dieser Position fixiert werden. Es können aber auch übertragbare Kupplungsmomente angesteuert werden, die definiert über den momentan anstehenden Motormomenten liegen. In einem solchen Fall können die aktuell anstehenden
Motormomeπte übertragen werden, wobei die Drehmoment-Ungleichformigkeiteπ im Antriebsstrang in Form von beispielsweise Drehmomentspitzen gedampft und/oder isoliert werden.
Zur Ansteuerung, wie Steuerung oder Regelung, des Drehmomentübertragungssy- stems werden weiterhin Sensoren verwendet, die zumindest zeitweise die relevanten Größen des gesamten Systems überwachen und die zur Steuerung notwendigen Zu- standsgrößen, Signale und Meßwerte liefern, die von der Steuereinheit verarbeitet werden, wobei eine Signalverbinduπg zu anderen Elektronikemheiten, wie beispielsweise zu einer Motorelektronik oder einer Elektronik eines Antiblockiersystems (ABS) oder einer Antischlupfregelung (ASR) vorgesehen sein kann und bestehen kann. Die Sensoren detektieren beispielsweise Drehzahlen, wie Raddrehzahleπ, Motordrehzahlen, die Position des Lasthebels, die Drosselklappenstellung, die Gangposition des Getriebes, eine Schaltabsicht und weitere fahrzeugspezifische Kenngrößen.
Die Fig. 1 zeigt, daß ein Drosselklappensensor 15, ein Motordrehzahlsensor 16, sowie ein Tachosensor 17 Verwendung finden und Meßwerte bzw. Informationen an das Steuergerat weiterleiten Die Elektronikeinheit, wie Computereinheit, der Steuereinheit 13a verarbeitet die Systemeingangsgrόßen und gibt Steuersignale an den Aktor 13b weiter
Das Getriebe ist als Stufenwechselgetriebe ausgestaltet, wobei die Ubersetzungsstu- fen mittels eines Schalthebels gewechselt werden oder das Getriebe mittels dieses Schalthebels betätigt oder bedient wird. Weiterhin ist an dem Bedienhebel, wie Schalthebel 18, des Handschaltgetriebes zumindest ein Sensor 19b angeordnet, welcher die Schaltabsicht und/oder die Gangposition detektiert und an das Steuergerat weiterleitet Der Sensor 19a ist am Getriebe angelenkt und detektiert die aktuelle Gangposition und/oder eine Schaltabsicht Die Schaltabsichtserkennung unter Verwendung von zumindest einem der beiden Sensoren 19a. 19b kann dadurch erfolgen daß der Sensor ein Kraftsensor ist. welcher die auf den Schalthebel wirkende Kraft detektiert Weiterhin kann der Sensor aber auch als Weg- oder Positionssensor ausgestaltet sein,
wobei die Steuereinheit aus der zeitlichen Veränderung des Positionssignals eine Schaltabsicht erkennt.
Das Steuergerät steht mit allen Sensoren zumindest zeitweise in Signalverbindung und bewertet die Sensorsignale und Systemeingangsgrößen in der Art und Weise, daß in Abhängigkeit des aktuellen Betriebspunktes die Steuereinheit Steuer- oder Regelungsbefehle an den zumindest einen Aktor ausgibt. Das Antriebselement 12 des Aktors, wie Elektromotor, erhält von der Steuereinheit, welche die Kupplungsbetätigung ansteuert, eine Stellgröße in Abhängigkeit von Meßwerten und/oder Systemeingangsgrößen und/oder Signalen der angeschlossenen Sensorik. Hierzu ist in dem Steuerge- rät ein Steuerprogramm als Hard- und/oder als Software implementiert, das die eingehenden Signale bewertet und anhand von Vergleichen und/oder Funktionen und/oder Kennfeldern die Ausgangsgrößen berechnet oder bestimmt.
Das Steuergerät 13 hat in vorteilhafter Weise eine Drehmomentbestimmungseinheit, eine Gangpositionsbestimmungseinheit, eine Schlupfbestimmungseinheit und/oder eine Betriebszustandsbestimmungseinheit implementiert oder sie steht mit zumindest einer dieser Einheiten in Signalverbindung. Diese Einheiten können durch Steuerprogramme als Hardware und/oder als Software implementiert sein, so daß mittels der eingehenden Sensorsignale das Drehmoment der Antriebseinheit 2 des Fahrzeuges 1 , die Gangpositioπ des Getriebes 4 sowie der Schlupf, welcher im Bereich des Drehmo- mentübertragungssystems herrscht und der aktuelle Betriebszustand des Fahrzeuges bestimmt werden kann. Die Gangpositioπsbestimmungseinheit ermittelt anhand der Signale der Sensoren 19a und 19b den aktuell eingelegten Gang. Dabei sind die Sensoren am Schalthebel und/oder an getriebeinternen Stellmitteln, wie beispielsweise einer zentralen Schaltwelle oder Schaltstange, angelenkt und diese detektieren, bei- spieisweise die Lage und/oder die Geschwindigkeit dieser Bauteile. Weiterhin kann ein Lasthebelsensor 31 am Lasthebel 30, wie Gaspedal, angeordnet sein, welcher die Lasthebelposition detektiert. Ein weiterer Sensor 32 kann als Leerlaufschalter fungieren, d.h. bei betätigtem Gaspedal, wie Lasthebel, ist dieser Leerlaufschalter 32 eingeschaltet und bei einem nicht betätigten Signal ist er ausgeschaltet, so daß durch diese
digitale Information erkannt werden kann, ob der Lasthebel, wie Gaspedal, betätigt wird. Der Lasthebelsensor 31 detektiert den Grad der Betätigung des Lasthebels.
Die Fig. 1 zeigt neben dem Gaspedal 30, wie Lasthebel, und den damit in Verbindung stehenden Sensoren ein Bremsenbetätigungselement 40 zur Betätigung der Betπebs- bremse oder der Feststellbremse, wie Bremspedal, Handbremshebel oder hand- oder fußbetätigtes Betätigungselement der Feststellbremse. Zumindest ein Sensor 41 ist an dem Betätigungselement 40 angeordnet und überwacht dessen Betätigung. Der Sensor 41 ist beispielsweise als digitaler Sensor, wie Schalter, ausgestaltet, wobei dieser detektiert, daß das Betätigungselement betätigt ist oder nicht betätigt ist. Mit diesem Sensor kann eine Signaleinrichtung, wie Bremsleuchte, in Signalverbindung stehen, welche signalisiert, daß die Bremse betätigt ist. Dies kann sowohl für die Betriebsbremse als auch für die Feststellbremse erfolgen. Der Sensor kann jedoch auch als analoger Sensor ausgestaltet sein, wobei ein solcher Sensor, wie beispielsweise ein Potentiometer, den Grad der Betätigung des Betätigungselementes ermittelt. Auch dieser Sensor kann mit einer Signaleinrichtung in Signalverbindung stehen.
Die Fig. 2 zeigt schematisch einen Antriebsstrang eines Fahrzeuges mit einer Antriebseinheit 100, einem Drehmomentubertragungssystem 102, einem Getriebe 103, einem Differential 104 sowie Antriebsachsen 109 und Rädern 106. Das Drehmomentubertragungssystem 102 ist auf oder an einem Schwungrad 102a angeordnet oder befestigt, wobei das Schwungrad in der Regel einen Anlasserzahnkraπz 102b trägt Das Drehmomentubertragungssystem weist eine Druckplatte 102d, einen Kupplungsdeckel 102e, eine Tellerfeder 102f und eine Kupplungsscheibe 102c mit Reibbelägen auf. Zwischen der Kupplungsscheibe 102d und dem Schwungrad 102a ist die Kupplungsscheibe 102c gegebenenfalls mit einer Dämp.ungseinπchtung angeordnet. Ein Kraftspeicher, wie Tellerfeder 102f, beaufschlagt die Druckplatte in axialer Richtung auf die Kupplungsscheibe hin, wobei ein Ausrucklager 109, wie beispielsweise druckmittelbetätigter Zentralausrücker, zur Betätigung des Drehmomentubertragungssystems vorgesehen ist. Zwischen dem Zentralausrücker und den Tellerfederzungen der Tellerfeder 102f ist ein Ausrucklager 110 angeordnet. Durch eine axiale Verlagerung des
Ausrücklagers wird die Tellerfeder beaufschlagt und rückt die Kupplung aus. Die Kupplung kann weiterhin als gedrückte oder als gezogene Kupplung ausgebildet sein.
Der Aktor 108 ist ein Aktor eines automatisierten Schaltgetriebes, welcher ebenfalls die Betätigungseinheit für das Drehmomentubertragungssystem beinhaltet. Der Aktor 108 betätigt getriebeinterne Schaltelemente, wie beispielsweise eine Schaltwalze oder Schaltstangen oder eine zentrale Schaltwelle des Getriebes, wobei durch die Betätigung die Gänge in beispielsweise sequentieller Reihenfolge oder auch in beliebiger Reihenfolge eingelegt oder herausgenommen werden können. Über die Verbindung 111 wird das Kupplungsbetätigungselement 109 betätigt. Die Steuereinheit 107 ist über die Signalverbindung 112 mit dem Aktor verbunden, wobei die Signalverbindungen 113 bis 115 mit der Steuereinheit in Verbindung stehen, wobei die Leitung 114 eingehende Signale verarbeitet, die Leitung 113 Steuersignale von der Steuereinheit verarbeitet und die Verbindung 115 beispielsweise mittels eines Datenbusses eine Verbindung zu anderen Elektronikeinheiten herstellt.
Zum Anfahren oder zum Starten des Fahrzeuges im wesentlichen aus dem Stand oder aus einer langsamen Rollbewegung, wie Kriechbewegung, das heißt zum gezielten fahrerseitig eingeleiteten Beschleunigen des Fahrzeuges, bedient der Fahrer im wesentlichen nur das Gaspedal, wie den Lasthebel 30, wobei die gesteuerte oder geregelte automatisierte Kupplungsbetätigung mittels des Aktors das übertragbare Drehmoment des Drehmomentübertragungssystems bei einem Anfahrvorgang steuert. Durch die Betätigung des Lasthebels wird mittels des Lasthebelsensors 31 der Fahrerwunsch nach einem mehr oder weniger starken oder schnellen Anfahrvorgang detektiert und anschließend von der Steuereinheit entsprechend angesteuert. Das Gaspedal und die Sensorsignale des Gaspedals werden als Eingangsgrößen zur Steuerung des Anfahrvorgangs des Fahrzeuges herangezogen.
Bei einem Anfahrvorgang wird während des Anfahrens das übertragbare Drehmoment, wie Kupplungsmoment Mxsoii im wesentlichen mittels einer vorgebbaren Funktion oder anhand von Kennlinien oder Kennfeldern beispielsweise in Abhängigkeit von der Mo-
tordrehzahl bestimmt, wobei die Abhängigkeit von der Motordrehzahl oder von anderen Großen, wie dem Motormoment, in vorteilhafter Weise über ein Kennfeld oder eine Kennlinie realisiert wird
Wird bei einem Anfahrvorgang, im wesentlichen aus dem Stand oder aus einen An- kriechzustand, bei geringer Geschwindigkeit der Lasthebel bzw das Gaspedal auf einen bestimmten Wert a betätigt, so wird mittels einer Motorsteuerung 40 ein Motormoment angesteuert Die Steuereinheit der automatisierten Kupplungsbetatigung 13 steuert entsprechend vorgebbarer Funktionen oder Kennfelder das übertragbare Drehmoment des Drehmomentübertragungssystems an, so daß sich ein stationärer Gleichgewichtszustand zwischen dem angesteuerten Motormoment und dem Kupplungsmoment einstellt Der Gleichgewichtszustand charakterisiert sich in Abhängigkeit von der Lasthebelstellung a durch eine definierte Anfahrdrehzahl, ein Anfahr- oder Motormoment sowie ein definiertes übertragbares Drehmoment des Drehmomentubertragungssystem und ein auf die Antriebsrader übertragendes Drehmoment, wie bei- spielsweise Antriebsmoment Der funktionale Zusammenhang des Anfahrmoments als Funktion der Anfahrdrehzahl wird im folgenden als Anfahrkennlinie bezeichnet. Die Lasthebelstellung a ist proportional zur Stellung der Drosselklappe des Motors
Die Fig 2 zeigt neben dem Gaspedal 122, wie Lasthebel, und einem damit in Verbindung stehenden Sensor 123 ein Bremsenbetatigungselement 120 zur Betätigung der Betriebsbremse oder der Feststellbremse, wie Bremspedal, Handbremshebel oder hand- oder fußbetatigtes Betatigungselement der Feststellbremse Zumindest ein Sensor 121 ist an dem Betatigungselement 120 angeordnet und überwacht dessen Betätigung Der Sensor 121 ist beispielsweise als digitaler Sensor, wie Schalter, ausgestaltet, wobei dieser detektiert, daß das Betatigungselement betätigt ist oder nicht betätigt ist Mit diesem Sensor kann eine Signaleinπchtung, wie Bremsleuchte, in Signalverbindung stehen, welche signalisiert, daß die Bremse betätigt ist Dies kann sowohl für die Betriebsbremse als auch für die Feststellbremse erfolgen Der Sensor kann jedoch auch als analoger Sensor ausgestaltet sein wobei ein solcher Sensor, wie beispiels-
weise ein Potentiometer, den Grad der Betätigung des Betätigungselementes ermittelt. Auch dieser Sensor kann mit einer Signaleinrichtuπg in Signalverbindung stehen.
Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvorschläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeichnungen offenbarte Merkmalskombination zu beanspruchen.
In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
Da die Gegenstände der Unteransprüche im Hinblick auf den Stand der Technik am Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behält die Anmelderin sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder Teilungserklärungen zu machen. Sie können weiterhin auch selbständige Erfindungen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.
Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Ver-
bindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den An¬
sprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-,
Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.