WO2001033113A1

WO2001033113A1 - Schaltvorrichtung für ein stufenwechselgetriebe und verfahren zur steuerung einer schaltvorrichtung

Info

Publication number: WO2001033113A1
Application number: PCT/EP2000/009069
Authority: WO
Inventors: Thomas Chamilew
Original assignee: Volkswagen Aktiengesellschaft
Priority date: 1999-10-29
Filing date: 2000-09-15
Publication date: 2001-05-10
Also published as: DE19952157A1

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. 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

Schaltvorrichtung für ein Stufenwechselgetriebe und Verfahren zur Steuerung einer Schaltvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung für ein Stufenwechselgetriebe, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einem Schalthebel, einer Schaltkulisse und einer Ubertragungsvomchtung, wobei das Stufenwechselgetriebe zur getnebeintemen Übertragung von Wahl- und Schaltbewegungen eine Getriebeschaltwelle aufweist

Desweiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung einer entsprechenden Schaltvorrichtung

Die meisten Kraftfahrzeuge werden in unterschiedlichen Ausstattungs- und Motorisierungsvarianten hergestellt In vielen Modellreiheπ 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 Vorwartsgangen und einem Rückwärtsgang ausgebildet Die Vorwartsgange bestehen aus standig in Eingriff befindlichen Gangzahnradern, von denen jeweils eines mit einer der Getriebewellen fest verbunden ist, wahrend 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 Gange wird von einem Fahrer durch eine entsprechende Positionierung eines Schalthebels in einer im wesentlichen ein H-Schema aufweisenden Schaltkulisse eingegeben, über mechanische Umlenk- und Ubertragungsbauteile 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 formschlussig mit einer von mehreren Schaltgabeln verbindbar, die sich mit einer zumeist zwei Gangen 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 Gange 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 Wahlvorgang, d h die Auswahl einer Schaltgasse mittels des Schalthebels einer Verbindung der Getriebeschaltwelle mit einer der Schaltmuffen wahrend 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 wahrend des Schaltens durch Offnen einer Schaltkupplung unterbrochen

Demgegenüber weist ein Automatikgetriebe in der Regel ein oder mehrere Planetenradsatze auf Jeder Planetenradsatz besteht aus einem Sonnenrad, einem Planetenradtrager und einem Hohlrad Die wirksame Gangstufe wird jeweils durch ein Blockieren bestimmter Rader und durch ein Verbinden einer oder mehrerer anderer Rader mit der Getriebeeingangswelle bestimmt was durch Offnen 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 Schaltsteuergerat 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 Losungsvorschlage 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 Querforderbandes 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 anderbar sein soll Die Realisierung eines derartigen CVT-Getnebes ist jedoch sehr schwierig, und eine Anwendung der Vorrichtung für ein Stufenwechseigetnebe 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 einschrankt 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 Wahl- und Schaltbewegungen eines Schalthebels zur Getriebeschaltwelle entweder eine Seilzug- oder eine Bowdenzugvorπchtung vorgesehen ist Hierdurch wird eine übliche Gestangevorπchtung vermieden durch die von dem Antriebsmotor ausgehende Stoße und Schwingungen übertragbar sind Nachteilig an Seilzug- und Bowdenzugvomchtungen sind eine schwierige Justierung der Komponenten und aufgrund von Dehnungen wahrend des Betriebes erforderliche Nachstellarbeiten Im übrigen ist die Anwendung der vorgestellten Gangschalteinrichtung auf eine manuelle Schaltbetatigung beschrankt 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 gelost, daß ein Wahlservomotor zur Durchfuhrung von Wahlvorgangen und ein Schaltservomotor zur Durchfuhrung von Schaltvorgangen vorhanden ist, und daß ein Schaltsteuergerat zur Positionsauswertung des Schalthebels, zur Verarbeitung von Betriebsparametern, und zur Ansteuerung des Wahl- und des Schaltservomotors vorgesehen ist

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Schaltvorrichtung werden in den Unteranspruchen 2 bis 8 angegeben In den Ansprüchen 9 und 10 ist jeweils ein Verfahren zur Steuerung der erfindungsgemaßen 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 Ubertragungsvomchtung versehen, wobei das Stufenwechselgetriebe eine Getriebeschaltwelle zur getriebeinternen Übertragung von Wahl- und Schaltbewegungen aufweist Erfindungsgemaß ist ein Wahlservomotor zur Durchfuhrung von Wahlvorgangen und ein Schaltservomotor zur Durchfuhrung von Schaltvorgangen, sowie ein Schaltsteuergerat zur Positionsauswertung des Schalthebels, zur Verarbeitung von Betriebsparametern, und zur Ansteuerung des Wahl- 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 erfindungsgemaßen 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 zulassigen Drehzahlbereiches des Antriebsmotors, über eine Ansteuerung des Wahl- 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, Anderungsrate der Fahrpedalstellung, usw , in dem Schaltsteuergerat bestimmt und in Koordination mit der Kupplungsbetatigung 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 erfindungsgemaße Schaltvorrichtung in einer Haπdschaltversion, 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 Wahlservomotor 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 Verfugung steht Durch die Verwendung von Elektromotoren ergibt sich somit eine relativ preisgünstige Losung zur Erzeugung von Wahl- und Schaltkraften bzw -bewegungen

Das Schaltsteuergerat ist bevorzugt als elektronisches Steuergerat ausgebildet und zum Schutz vor schädlichen Einflüssen, wie z B Erschütterungen und Temperatureinflüssen, entfernt von dem Stufenwechselgetriebe angeordnet Elektronische Steuergerate sind relativ kompakt und sehr leistungsfähig Allerdings können auf elektronische Steuergerate einwirkende Stöße und Vibrationen, Warme und Kalte, sowie eindringendes Ol, Wasser und Schmutz zu Funktionsstörungen oder sogar zum Ausfall des Gerätes fuhren. Es ist daher vorteilhaft wenn das als elektronisches Steuergerat ausgebildete Schaltsteuergerat 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 Schaltsteuergerat einerseits vor den geschilderten schädlichen Einflüssen weitgehend geschützt andererseits für Wartungs- und Reparaturzwecke gut erreichbar

Mindestens einer der Servomotoren, der Wahlservomotor oder der Schaltservomtor 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 Ubertragungsbauteile eingespart Wahrend einer der Servomotoren, der je nach Bauart des Stufenwechselgetriebes als Wahl- 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 Langsbewegung erforderlich Das Umlenkgetnebe kann dabei als Spindeltrieb, als motorseitiger Hebel mit schaltwellenseitiger Fuhrung 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 Wahlservomotor oder der Schaltservomotor, kann aber auch entfernt von dem Stufenwechselgetriebe angeordnet sein und über eine Ubertragungsvomchtung mit der Getriebeschaltwelle des Stufenwechselgetriebes in Wirkverbindung stehen Die Motorraume moderner Kraftfahrzeuge sind aufgrund aerodynamischer Anforderungen an die Gestaltung der Fahrzeugfront relativ niedrig und klein und zumeist mit Nebenaggregaten, Flussigkeitsbehaltern, usw belegt Es steht daher wenig Platz zur Unterbringung von Servomotoren zur Verfugung, die zudem bei einer Ausbildung als Elektromotoren gegen schädliche Einflüsse durch 01, Wasser, Schmutz usw geschützt werden mußten Es kann daher vorteilhaft sein, einfache ungekapselte Elektromotoren als Servomotoren zu verwenden und diese entfernt von dem Stufenwechselgetriebe, z B in der Nahe des Schaltsteuergerates in einer geschützten Ecke des Kofferraumes anzuordnen In diesem Fall ist dann eine Ubertragungsvomchtung zur Übertragung der Wahl- und Schaltbewegungen bzw - krafte von den Servomotoren zu der Getriebeschaltwelle des Stufenwechselgetriebes erforderlich Diese Ubertragungsvomchtung ist dann vorteilhaft flexibel ausgebildet so daß sich im Vergleich zur Verwendung einer Gestangevorπchtungen keine wesentlichen Einschränkungen für die Anordnung der Servomotoren ergeben

Die Ubertragungsvomchtung kann als Seilzug- und / oder Bowdenzugvornchtung ausgebildet sein Wahrend ein Seilzug nur Zugkräfte übertragen kann und somit für einen Servomotor zwei Seilzuge je einer für jede Bewegungsrichtung notig sind, reicht jeweils ein Bowdenzug pro Servomotor aus, da dieser sowohl Zug- als auch Schubkräfte übertragen kann Im Prinzip kann einer der Servomotoren mit Seilzugen und der andere mit einem Bowdenzug mit der Getriebeschaltwelle in Verbindung stehen Aus Kostengrunden werden aber zumeist für beide Servomotoren dieselben Ubertragungselemente, Seilzuge oder Bowdenzuge, verwendet werden Dabei werden die Seilzuge und / oder die Bowdenzuge vorteilhaft in flexiblen Rohren gefuhrt 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 Schaltsteuergerat 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, wahrend die Schaltkupplung automatisiert bedient wird, im Automatikmodus wird der zu schaltende Gang in Abhängigkeit diverser Parameter von dem Schaltsteuergerat bestimmt und die Schaltkupplung automatisiert bedient Dabei wird die Schaltkupplung vorteilhaft über einen durch das Schaltsteuergerat ansteuerbaren Kupplungsservomotor betätigt Im manuellen und halbautomatischen Modus kann vor der Durchfuhrung 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 Durchfuhrung der Schaltung nicht abgewürgt oder überdreht wird Im positiven Fall kann die Schaltung dann freigegeben werden, wahrend sie bei einer Unter- oder Überschreitung des zulassigen Drehzahlbereiches zur Sicherheit unterdruckt 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 Wahlservomotors und des Schaltservomotors geschaltet wird, bevor die Schaltkupplung wieder geschlossen wird

Dagegen ist in einem Verfahren zur Steuerung einer erfindungsgemaßen Schaltvorrichtung in einem manuellen Modus vorgesehen, daß die Position des Schalthebels ermittelt wird daß Betriebsparameter des Kraftfahrzeuges ausgewertet werden, daß abhangig von Drehzahlgrenzen des Antriebsmotors eine Zulassigkeit der vorgegebenen Schaltung geprüft wird, und daß bei zulassiger Schaltung und geöffneter Schaltkupplung der Gang durch eine Ansteuerung der Getriebeschaltwelle mitteis des Wahlservomotors und des Schaltservomotors geschaltet wird, wogegen bei unzulässiger Schaltung oder geschlossener Schaltkupplung die Schaltung des Ganges unterdruckt wird

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und der beigefugten Zeichnung, in der eine bevorzugte Ausfuhrungsform 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 Wahl- und Schaltbewegungen eine Getriebeschaltwelle 4 auf Die Getriebeschaltwelle ist mit einem Schaltfinger 5 versehen, der durch eine axiale Langsbewegung 6 mit jeweils einer von mehreren Schaltgabeln 7a - 7d formschlussig verbindbar ist was einem Wahlvorgang 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 Gangen 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 Vorwartsgange 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 Schaltsteuergerat 13 in Verbindung, das wiederum über weitere Kabel 14 mit einem Wahlservomotor 15 und mit einem Schaltservomotor 16 verbunden ist Zwischen den als Elektromotoren ausgebildeten Servomotoren 15, 16 und dem Stufenwechselgetriebe 2 befindet sich eine Ubertragungsvomchtung 17, die einen Wahlseilzugsatz 18 mit zugeordnetem Umlenkgetnebe 19 und einen Schaltseilzugsatz 20 aufweist Jeder der Seilzugsatze 18, 20 besteht jeweils aus zwei Seilzugen 21 , 22, einem servoseitigen Scheibenrad 23, 24 und einem getnebeseitigen Scheibenrad 25, 26 Der Wahlseilzugsatz 18 ist über das servoseitige Scheibenrad 23 mit dem Wahlservomotor 15 verbunden und steht über das getnebeseitige Scheibenrad 25 und das Umlenkgetnebe 19, das einen Hebel 27 und ein Fuhrungsbauteil 28 aufweist, mit der Getriebeschaltwelle 4 in Verbindung, so daß eine Drehung 29 des Wahlservomotors 15 in die axiale Langsbewegung 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 getnebeseitige Scheibenrad 26 unmittelbar mit der Getriebeschaltwelle 4 verbunden, so daß eine Drehung 30 des Schaltservomotors 16 in die axiale Drehung 8 der Getriebeschaltwelle 4 uberfuhrbar ist

Durch die Ausbildung der erfindungsgemaßen 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 Schaltsteuergerat 13 zugeleitet Durch das Schaltsteuergerat 13 werden die Positionssignale ausgewertet, Betriebsparameter des Kraftfahrzeuges, wie z B Motordrehzahl Motorlast, Fahrgeschwindigkeit, Fahrpedalstellung, Anderungsrate der Fahrpedalstellung, ausgewertet und daraus ein optimaler Gang bestimmt Dieser Gang wird dann nach der Öffnung einer Schaltkupplung durch eine Ansteuerung der Getnebeschaltwelle 4 mittels des Wahlservomotors 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 Zulassigkeit der vorgegebenen Schaltung im Schaltsteuergerat 13 anhand von vorgegebenen Drehzahlgrenzen des Antriebsmotors geprüft werden und bei zulassiger Schaltung und geöffneter Schaltkupplung der Gang geschaltet werden wogegen bei unzulässiger Schaltung oder geschlossener Schaltkupplung die Schaltung des Ganges unterdruckt werden kann Es ist auch von Vorteil wenn in einem Kraftfahrzeug sowohl der Automatikmodus als auch der manuelle oder halbautomatische Modus verfugbar ist Eine Wahl des Modus kann dann durch die Betätigung eines Umschalters oder durch eine entsprechende Positionierung des Schalthebels 9 erfolgen

Die Ubertragungsvomchtung 17 ist durch die Verwendung der Seilzugsatze 18, 20 flexibel ausgebildet, so daß eine weitgehend beliebige Anordnung des Schaltsteuergerates 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 Ol, Wasser und Schmutz, entfallen kann Auch ist in der vorliegenden Anordnung eine mögliche Beeinträchtigung des Schaltsteuergerates 13 durch Stoße 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

B EZ U G SZ E I C H E N L I S T E

Schaltvorrichtung 27 Hebel

Stufenwechselgetriebe 28 Führungsbauteil

Motorraum 29 Drehung

Getriebeschaltwelle 30 Drehung

Schaltfinger 31 Kofferraum axiale Längsbewegung G1 erster Vorwärtsgang a Schaltgabel G2 zweiter Vorwärtsgang b Schaltgabel G3 dritter Vorwärtsgang c Schaltgabel G4 vierter Vorwärtsgang d Schaltgabel G5 fünfter Vorwärtsgang axiale Drehung G6 sechster Vorwärtsgang

Schalthebel R Rückwärtsgang 0 Schaltkonsole 1 Sensor 2 Kabel 3 Schaltsteuergerät 4 Kabel 5 Wählservomotor 6 Schaltservomotor 7 Übertragungsvorrichtung 8 Wahlseilzugsatz 9 Umlenkgetriebe 0 Schaltseilzugsatz 1 Seilzug 2 Seilzug 3 servoseitiges Scheibenrad 4 servoseitiges Scheibenrad 5 getriebeseitiges Scheibenrad 6 getriebeseitiges Scheibenrad

Claims

PATENTANSPRÜCHE

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. Schaltvorrichtuπg 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 Zulassigkeit 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.