DE10034736A1 - Getriebe - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur sicheren Betätigung eines Getriebes bei Sensorfehlern.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines automatisierten Schaltgetriebes mit einer Vielzahl von schaltbaren Übersetzungsstufen, sowie eine Vorrichtung dafür und ein automatisiertes Schaltgetriebe mit einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Solche automatisierten Schaltgetriebe weisen meist eine Wählgasse und verschiedenen den jeweiligen Übersetzungsstufen zugeordnete Schaltgassen auf, wobei die Schaltgassen von der Wählgasse ausgehen. Dabei wird ein Schaltelement von zumindest einem von einer Elektronikeinheit gesteuerten Aktuator betätigt um die Gänge des Getriebes zu schalten. Dies ist beispielsweise durch die DE 197 34 023 bekannt geworden.

Solche Getriebe werden bei ihrer Betätigung derart gesteuert, daß die Positionen von einem Schaltelement in der Wählgasse und in der Schaltgasse mittels Sensoren detektiert wird und das Einlegen des einzulegenden Ganges über die Sensorsignale gesteuert wird. Fällt nun der Sensor für die Detektion des Schauelementes in der Richtung der Wählgasse aus, kann das System nicht mehr eindeutig unterscheiden, in welchen Gang geschaltet wird und es kann auftreten, daß statt in einen Vorwärtsgang in einen Rückwärtsgang geschaltet wird. Dies kann zu sicherheitskritischen Situationen führen. Wird beispielsweise bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit in Vorwärtsfahrt in den Rückwärtsgang geschaltet, kann zum einen der Motor und/oder das Getriebe zerstört werden und/oder die Insassen oder andere Verkehrsteilnehmer könnten gefährdet werden. Aber auch im Stand kann ein vertauschen eines Vorwärtsganges mit einem Rückwärtsgang zu sicherheitskritischen Situationen führen, da der Fahrer mit dieser Situation nicht rechnet und davon überrascht wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Steuerung der oben genannten Art zu schaffen, das insbesondere hinsichtlich der Sicherheit die automatisierten Schaltgetriebe verbessert.

Dies wird gemäß Anspruch 1 dadurch erreicht, daß in einem Notbetriebsmodus nur in die Übersetzungsstufen geschaltet wird, die bezüglich der Wählgasse auf der gegenüberliegenden Seite angeordnet sind als die Schaltgasse des Rückwärtsganges.

Der Notbetriebsmodus wird angesteuert, wenn ein Ausfall des Sensors in Wählrichtung erkannt wird und in diesem lediglich eine eingeschränkte Gangauswahl auf zuvor ausgewählte Gänge oder Übersetzungen erfolgen sollte.

Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn bei im wesentlichen stehendem Fahrzeug und gleichzeitiger fahrerseitiges Schalthebelbetätigung zum Schalten des Rückwärtsganges in die Übersetzungsstüfe des Rückwärtsganges geschaltet wird. Dies ermöglicht eine für den Fahrer kontrollierbare Fahrsituation, in welcher in den Rückwärtsgang geschaltet werden soll. Für den Fall, daß durch die nicht vorliegende Information des Wählsensors oder eine Fehlinformation dieses Sensors dennoch ein Vorwärtsgang eingelegt wird, kann der Fahrer bewußt beispielsweise mittels Bremsenbetätigung oder einer Betätigung des Schalthebels darauf reagieren.

Eine automatisierte Betätigung zum Einlegen des Rückwärtsganges erfolgt vorteilhaft nicht, ohne zusätzliche Bedingung zur fahrerseitigen Information oder Bestätigung oder Betätigung.

Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn die Elektronikeinheit in einen Notbetriebsmodus schaltet, wenn ein Sensor zur Detektion der Position eines Schaltelementes in der Wählgasse nicht fehlerfrei arbeitet oder defekt ist.

Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur automatisierten Betätigung der Gangwahl eines Getriebes zur Durchführung des Verfahrens und auf ein automatisiertes Schaltgetriebe mit einer solchen Vorrichtung.

Die Erfindung sei anhand der Figuren näher erläutert.

Dabei zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeuges mit einem automatisierten Getriebe,

Fig. 2 eine Betätigungsvorrichtung,

Fig. 3 eine Schaltkulisse und

Fig. 4 eine Schaltkulisse.

Die Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeuges 100 mit einem Antriebsmotor 1, wie Verbrennungskraftmaschine, mit einem Drehmomentübertragungssystem 2, wie eine Kupplung, und einem Getriebe 3 im Antriebsstrang. Weiterhin ist ein Differential 4, sind Abtriebswellen 5 und von den Abtriebswellen angetriebene Räder 6 dargestellt. An den Rädern können nicht dargestellte Drehzahlsensoren angeordnet sein, welche die Drehzahlen der Räder detektieren. Die Drehzahlsensoren können auch zu anderen Elektronikeinheiten funktional zugehören, wie beispielsweise einem Antiblockiersystem (ABS). Aus zumindest einer Raddrehzahl kann mittels einer Steuereinheit 7 zumindest eine Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder eine Getriebedrehzahl bestimmt werden.

Die Antriebseinheit 1, kann auch als Hybridantrieb mit beispielsweise einem Elektromotor, einem Schwungrad mit Freilauf und einer Verbrennungs­ kraftmaschine ausgestaltet sein.

Das Drehmomentübertragungssystem 2 ist als Reibungskupplung ausgestaltet, wobei das Drehmomentübertragungssystem auch beispielsweise als Magnetpul­ verkupplung, Lamellenkupplung oder Drehmomentwandler mit Wandlerüber­ brückungskupplung oder einer anderen Kupplung ausgestaltet sein kann. Die Reibungskupplung kann auch als eine einen Verschleiß nachstellende selbsteinstellende Kupplung ausgebildet sein.

Das Getriebe 3 ist insbesondere ein automatisiertes Schaltgetriebe, das mittels einer Vorrichtung automatisiert betätigbar ist. Die Vorrichtung umfaßt dabie Aktuatoren zur Betätigung zumindest eines Betätigungs- oder Schaltelementes des Getriebes zum Schalten der Gänge oder der Übersetzungsstufen des Getriebes. Dadurch kann eine automatisierte mittels Aktuatoren durchgeführte Übersetzungswahl erfolgen. Weiterhin ist eine elektronische Steuereinheit, wie Elektronikeinheit zur Steuerung der Aktuatoren vorgesehen. Die Vorrichtung zur automatisierten Betätigung eines Getriebes 3 umfaßt eine Steuereinheit 7 und einen von der Steuereinheit 7 ansteuerbaren Aktuator 8. Ebenso kann die Steuereinheit 7 einen Aktuator 11 ansteuern, zur automatisierten Betätigung des Drehmomentübertragungssystems 2. In der Fig. 1 ist eine Steuereinheit 7 und einen schematisch dargestellten Aktuator 8 zu erkennen. Die Steuereinheit 7 kann als integrierte Steuereinheit ausgebildet sein, welche die Steuerung oder Regelung beispielsweise des Drehmomentübertragungssystems und des Getriebes durchführt. Weiterhin kann auch eine Motorelektronik in der Steuereinheit integriert sein. Ebenso kann die Ansteuerung des Drehmomentübertragungssystems und des Getriebes, respektive der Aktuatoren 7, 11 zur Betätigung des Drehmomentübertragungssystems und des Getriebes von unterschiedlichen Steuereinheiten durchgeführt werden.

Ebenso ist es möglich, daß die Steuereinheiten von Drehmomentübertragungssystem, Getriebe und/oder Motorsteuerung getrennt angeordnet sind und über Daten- und/oder Signalleitungen miteinander kommunizieren.

Weiterhin stehen die Steuereinheiten oder Elektronikeinheiten mit Sensoren in Signalverbindung, die der Steuereinheit oder den Steuereinheiten die Betriebsparameter des aktuellen Betriebspunktes übermitteln.

Ebenso ist es möglich, daß die Steuereinheit alle benötigten Informationen über Datenleitungen oder einen Datenbus erhält.

Die Steuereinheit 7 ist mit einer Computereinheit ausgestattet um die eingehenden Signale und Systemgrößen empfangen, verarbeiten, abspeichern, abrufen und weiterleiten zu können. Weiterhin generiert die Steuereinheit Steuergrößen und/oder Signale zur Ansteuerung von Aktuatoren zur Betätigung, sowie zur Weiterleitung an andere Elektronikeinheiten.

Das Drehmomentübertragungssystem 2 ist auf ein Schwungrad 2a montiert oder mit diesem verbunden. Das Schwungrad kann als einteiliges Schwungrad oder als geteiltes Schwungrad mit Primärmasse und Sekundärmasse ausgestaltet sein, wobei zwischen den Einzelschwungmassen, wie beispielsweise zwischen der Primärmasse und der Sekundärmasse, eine Torsionsschwingungsdämpfungseinrichtung angeordnet ist. Weiterhin kann ein Anlasserzahnkranz 2b an dem Schwungrad angeordnet sein. Die Kupplung weist eine Kupplungsscheibe 2c mit Reibbelägen und eine Druckplatte 2d sowie ein Kupplungsdeckel 2e und eine Tellerfeder 2f auf. Die selbsteinstellende Kupplung weist zusätzlich noch Mittel auf, welche eine Verstellung und ein Ver­ schleißnachstellung erlauben, wobei ein Sensor, wie Kraft- oder Wegsensor vorhanden ist, welcher eine Situation detektiert, in welcher eine Nachstellung aufgrund beispielsweise von Verschleiß notwendig ist und bei einer Detektion auch selbsttätig durchgeführt wird.

Das Drehmomentübertragungssystem wird mittels eines Ausrückers 9 beispielsweise mit einem Ausrücklager 10 betätigt. Die Steuereinheit 7 steuert den Aktuator 11 an, welcher die Betätigung der Kupplung durchführt. Die Betätigung des Ausrückers kann elektromotorisch, elektrohydraulisch, wie beispielsweise druckmittelbetätigt, wie hydraulisch oder mittels eines anderen Betätigungsmechanismus erfolgen. Der Ausrücker 9 mit Ausrücklager 10 kann als Zentralausrücker ausgebildet sein, der koaxial zur Getriebeeingangswelle angeordnet ist und mittels Beaufschlagung beispielsweise der Tellerfederzungen der Kupplung die Kupplung ein- und ausgerückt. Der Ausrücker kann aber auch als mechanischer Ausrücker ausgestaltet sein, welcher ein Ausrücklager oder ein vergleichbares Element betätigt, beaufschlagt oder bedient.

Der Aktuator 8 betätigt insbesondere mit seinem zumindest einen Ausgangs- oder Betätigungselement oder mit mehreren Ausgangs- oder Betätigungselementen das Getriebe 3 zum Schalten und/oder Wählen. Die Ansteuerung der Schalt und/oder Wählbetätigung hängt von der Bauart des Getriebes ab.

Es sind insbesondere Getriebe mit einer zentralen Schaltwelle zu betrachten, bei welchen ein Schalt- oder Wählvorgang durch eine axiale Betätigung oder eine Betätigung in Umfangsrichtung der zentralen Schaltwelle, respektive umgekehrt erfolgt. Ein Aktuator betätigt beispielsweise mit einem Betätigungselement die axiale Betätigung der zentralen Schaltwelle und mit einem anderen Betätigungselement die Betätigung der Welle in Umfangsrichtung. Dabei kann die Schaltbewegung in Umfangsrichtung erfolgen und die Wählbetätigung in axialer Richtung oder umgekehrt.

Weiterhin sind Getriebe mit zwei Wellen zu betrachten, bei welchen jeweils eine Welle zum Schalten und einer Welle zum Wählen der Getriebeübersetzung vorhanden sind, wobei beide Wellen in Umfangsrichtung betätigt werden um einen Schaltvorgang oder einen Wählvorgang durchzuführen.

Ebenso sind Getriebe mit Schaltstangen zu betrachten, bei welchen die Schaltstangen in axialer Richtung betätigt werden um mit einem Schaltvorgang eine Getriebeübersetzung zu schalten, wobei ein Wählvorgang durch die Auswahl der betätigten Schaltstange erfolgt.

Die Wellen oder Schaltstangen stellen getriebeinterne Schaltelemente dar oder die Wellen betätigen solche innerhalb des Getriebes bei einer Betätigung. Der Aktuator 8 betätigt direkt oder indirekt getriebeinterne Schaltelemente zum Einlegen, Herausnehmen oder Wechseln von Gangstufen oder Übersetzungs­ stufen, wie eine zentrale Schaltwelle, Wellen oder Schaltstangen oder andere Schaltelemente.

Die Steuereinheit 7 ist über die Signalverbindung 12 mit dem Aktuator 8 ver­ bunden, so daß Steuersignale und/oder Sensorsignale oder Betriebszustands­ signale ausgetauscht, weitergeleitet oder abgefragt werden können. Weiterhin stehen die Signalverbindung 13 und 14 zur Verfügung, über welche die Steuereinheit mit weiteren Sensoren oder Elektronikeinheiten zumindest zeitweise in Signalverbindung stehen. Solche anderen Elektronikeinheiten können beispielsweise die Motorelektronik, eine Antiblockiersystemelektronik oder eine Antischlupfregelungselektronik sein. Weitere Sensoren können Sensoren sein, die allgemein den Betriebszustand des Fahrzeuges charakterisieren oder detektieren, wie zum Beispiel Drehzahlsensoren des Motors oder von Rädern, Drosselklappenstellungssensoren, Gaspedalstellungssensoren oder andere Sensoren. Die Signalverbindung 15 stellt eine Verbindung zu einem Datenbus her, wie beispielsweise CAN-Bus, über welchen Systemdaten des Fahrzeuges oder anderer Elektronikeinheiten zur Verfügung gestellt werden können, da die Elektronikeinheiten in der Regel durch Computereinheiten miteinander vernetzt sind.

Ein automatisiertes Getriebe kann derart geschaltet werden oder einen Gangwechsel erfahren, daß dies von dem Fahrer des Fahrzeuges initiiert wird, in dem er mittels beispielsweise eines Schalters, eines Tasters oder einer anderen Getriebewahleinrichtung 40 ein Signal zum herauf- oder herunterschalten gibt. Weiterhin könnte auch ein Signal zur Wahl des nächsten einzulegenden Ganges gegeben werden. Entsprechend kann auch mittels eines elektronischen Schalthebels ein Signal zur Verfügung gestellt werden, in welchen Gang das Getriebe schalten soll.

In einem anderen Getriebeprogramm kann eine automatisierte Betätigung des Getriebes gewählt werden, so daß die Wahl des aktuellen Ganges in Abhängigkeit von den Betriebsparametern durchgeführt wird und gegebenenfalls ein Schaltvorgang automatisiert eingeleitet wird. Ein automatisiertes Getriebe kann aber auch mittels beispielsweise Kennwerten, Kennlinien oder Kennfeldern und auf der Basis von Sensorsignalen bei gewissen vorbestimmten Punkten einen Gangwechsel selbständig durchführen, ohne daß der Fahrer einen Gangwechsel veranlassen muß.

Weiterhin kann beispielsweise eine Neutralposition N eingestellt werden, in welcher keine Antriebsverbindung zwischen Getriebeeingang und Getriebeausgang vorliegt. Weiterhin kann eine Parkstellung P gewählt werden, in welcher eine Parksperre realisiert wird. Diese Parkstellung kann auch automatisch gewählt werden, wenn beispielsweise der Zündschlüssel 51 aus dem Zündschloß abgezogen wird und der Betriebszustand des Fahrzeuges dies erlaubt. Beispielsweise sei ein Abziehen des Zündschlüssels bei hohen Geschwindigkeiten genannt, wobei in dieser Situation eine Parksperre nicht automatisiert eingelegt werden sollte.

Die Getriebewahleinheit 40 kann somit auf einen Bereich M, wie manuelle fahrerseitige Gangwahl, einen Bereich D, wie automatische Gangwahl zum Fahrbetrieb, einen Bereich P, wie Parksperre, und/oder einen Bereich N, wie Neutralstellung, eingestellt werden. Weiterhin kann über beispielsweise Schalter oder einen Hebel ein manuelles Schalten eingeleitet werden.

Das Fahrzeug ist vorzugsweise mit einem elektronischen Gaspedal 23 oder Lasthebel ausgestattet, wobei das Gaspedal 23 einen Sensor 24 ansteuert, mittels welchem die Motorelektronik 20 beispielsweise die Kraftstoffzufuhr, Zündzeitpunkt, Einspritzzeit oder die Drosselklappenstellung über die Signallei­ tung 21 des Motors 1 steuert oder regelt. Das elektronische Gaspedal 23 mit Sensor 24 ist über die Signalleitung 25 mit der Motorelektronik 20 signalver­ bunden. Die Motorelektronik 20 ist über die Signalleitung 22 mit der Steuereinheit 7 in Signalverbindung. Weiterhin kann auch eine Getriebesteuerelektronik 30 in Signalverbindung mit den Einheiten 7 und 20 stehen. Eine elektromotorische Drosselklappensteuerung ist hierfür zweckmäßig, wobei die Position der Drosselklappe mittels der Motorelektronik angesteuert wird. Bei solchen Systemen ist eine direkte mechanische Verbindung zum Gaspedal nicht mehr notwendig oder zweckmäßig.

Das Fahrzeug verfügt weiterhin über eine Motorstarteinrichtung 50, welche ausgehend von einem fahrerseitigen Motorstartversuch mittels beispielsweise einer Betätigung des Zündschlüssels 51 im Zündschloß eine Motorelektronik und einen Anlasser ansteuert zum Starten und/oder Anlassen des Motors.

Die Fig. 1 zeigt schematisch einen Sensor 99 zur Detektion einer Position eines Schaltelementes in Wählrichtung und einen Sensor 98 zur Detektion einer Position eines Schaltelementes in Schaltrichtung. Diese Sensorsignale werden an die Steuereinheit weitergeleitet.

Die Fig. 2 zeigt erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtungen zur automatisierten Betätigung eines Getriebes zur Betätigung der Schalt- und Wählbewegung einer zentralen Schaltwelle eines Getriebes, wobei für jede Betätigung, wie Drehen und axial Verschieben der Welle, ein Elektromotor vorgesehen ist.

Die Vorrichtung 200 weist einen Elektromotor 201 auf, der abtriebsseitig eine Schnecke 203 eines Schneckengetriebes aufweist. Diese Schnecke 203 kämmt ein Schneckenzahnrad 205, das über eine Welle mit einem Zahnrad 212, wie Ritzel, verbunden ist. Dieses Ritzel kämmt die Verzahnung eines Segmentzahnrades 213. Mit dem Segmentzahnrad 213 ist ein Schaltfinger 215 drehfest und axial fest verbunden oder einstückig ausgebildet. Der Schaltfinger 215 greift in eines der Schaltgabelmäuler 216 ein. Unter Verdrehung des Fingers 215 wird eine Schaltgabel betätigt und ein Gang wird eingelegt. Dies wird durch die Betätigung mittels des Elektromotors 202 gesteuert. Der Motor kann reversierend betätigt werden und den Finger 215 hin und her schwenken. Somit wird der eine oder andere Gang im Getriebe eingelegt.

Durch eine Verschiebung des Schaltfingers 215 längs der Achse der zentralen Schaltwelle 211 wird der Schaltfinger in Eingriff in ein Schaltgabelmaul gebracht und somit der einzulegende Gang oder die entsprechende Schaltgasse oder die entsprechende Ganggruppe des Schaltgetriebes ausgewählt. Durch eine Drehung des Schaltfingers 215 um die Achse der Zentralen Schaltwelle 211 wird die Verschiebung einer Schaltgabel längs der zugehörigen Schaltstange und somit die Getriebeschaltung bewirkt.

Zur Erzeugung der für die Getriebeschaltung erforderlichen Dreh- und Hubbewegung des Schaltfingers 215 wird ein Schaltmotor 201 und ein Wählmotor 202 verwendet und von einer Steuereinheit angesteuert.

Der Schaltmotor überträgt seine Drehbewegung über ein Schneckengetriebe mit Schnecke und Schneckenzahnrad mit einer zwischengeschalteten vorgespannten Elastizität, wie Kraftspeicher, und von dieser auf das Ritzel zum Schalten 212. Das Schneckenzahnrad 205, die Elastizität und das Ritzel Schaltung 212, wie Segmentzahnrad, sind drehbar auf einer Steckachse 214 gelagert, die sich auf der einen Seite im Gehäuse des Schaltmotors, auf der anderen Seite im Aktuatorgehäuse 218 abstützt. Die Achse 214 kann auch beidseitig im Gehäuse des Aktuators oder Aktuators aufgenommen und gelagert sein.

Die Verbindung und Drehmomentübertragung des Schneckenrades 205 mit der Antriebsseite der Elastizität und die Verbindung der Abtriebsseite der Elastizität mit dem Ritzel 212 zur Schaltung erfolgt wie oben beschrieben. Mittels einer Stirnradverzahnung wird die Drehbewegung von dem Ritzel Schaltung 212 auf das Segmentzahnrad 213 übertragen, wobei das Segmentzahnrad 213 und der Schaltfinger 215 formschlüssig verbunden oder einstückig ausgebildet sein können. Ein weiterer Schaltfinger 215a kann mit dem Segmentzahnrad 213 oder dem Schaltfinger 215 formschlüssig verbunden sein oder einstückig mit dem Segmentzahnrad 213 oder dem Schaltfinger 215 ausgeführt sein.

Das Segmentzahnrad zur Betätigung der Schaltung 213 und die Schaltfinger 215 und 215a sind fest verbunden mit der zentralen Schaltwelle 212, die z. B. in mindestens einer im Aktuatorgehäuse 218 eingepreßten Gleitlagerbuchse geführt wird.

Der Wählmotor 202 überträgt seine Drehbewegung über ein Schneckengetriebe 204 auf das Ritzel 206a zur Betätigung der Wählbewegung. Das Schneckenrad 204 und das Ritzel 206a zum Wählen sind drehbar auf der Steckachse 207 gelagert, die sich auf der einen Seite im Gehäuse des Wählmotors, auf der anderen Seite im Aktuatorgehäuse 218 abstützt. Auf der zentralen Schaltwelle 211 ist die Zahnstange 206b zum Wählen drehbar gelagert, so daß die Zahnstange 206b nicht verdreht wird, wenn die zentrale Schaltwelle 211 sich um ihre Achse dreht. Die Verzahnungen von Ritzel 206a und Zahnstange 206b werden zueinander parallel gehalten, indem sich die Verzahnungen der Verzahnungspartner gegenseitig abstützen. Der Achsabstand wird so auf die ganze Breite des Verzahnungseingriffs konstant gehalten.

Die Zahnstange 206b zum Wählen weist Flächen senkrecht zur Drehachse der zentralen Schaltwelle 211 auf. Die zentrale Schaltwelle 211 selbst weist die entsprechenden Gegenflächen auf, so daß die Tangentialkraft der Ritzelverzahnung über die Zahnstange auf die zentrale Schaltwelle 211 übertragen wird. Die Verdrehung des Ritzels 206a zum Wählen bewirkt eine Verschiebung der Zahnstange 206b zum Wählen und der zentralen Schaltwelle 211 längs ihrer Achse. Dadurch wird das Segmentzahnrad 213 und die Zapfen 215 und 215a axial verschoben, so daß sie in unterschiedliche Schaltgabelmäuler geschoben werden können.

Durch die begrenzte Länge der Zahnstange 206b zum Wählen und durch konstruktive Maßnahmen wie nur teilweise ausgeprägte Verzahnungslücken am Rand des Bauteils werden interne Anschläge geschaffen, die den Bewegungsbereich auf das Notwendige bzw. Zulässige begrenzen.

Die Drehachsen des Ritzels 206a zum Wählen und der zentralen Schaltwelle 211 stehen senkrecht aufeinander, so daß in dem zur Getriebeschaltung notwendigen Hub- und Drehbewegungsbereich der zentralen Schaltwelle 211 die Drehbewegung unabhängig von der Stellung des Ritzels 206a zum Wählen ausgeführt werden kann und umgekehrt.

Die Zahnstange 206b zum Wählen ist in einer spezielle Ausführungsform derart gestaltet, daß sie einen Schlitz 230 längs der Drehachse der zentralen Schaltwelle aufweist. Der Schlitz 230 geht in eine Drehführung über, wobei die Drehführung geringfügig größeren Durchmesser hat als der Schlitz breit ist. Die zentrale Schaltwelle 211 weist einen Bereich auf, indem der Durchmesser stark verringert ist und mit der Drehführung der Zahnstange 206b zum Wählen korrespondiert. Die Drehführung kann auch bereichsweise, z. B. nur an den axialen Randbereichen oder Rändern der Zahnstange 206b zum Wählen ausgeführt sein. Die Zahnstange zum Wählen wird mit dem Schlitz 230 auf die zentrale Schaltwelle aufgesteckt. Durch das geringe Übermaß der zentralen Schaltwelle 211 gegenüber dem Schlitz 230 ergibt sich eine formschlüssige Verbindung, wie Schnappverbindung. Da das Ritzel zum Wählen wegen der oben genannten internen Anschläge immer im Eingriff in die Zahnstange 206b zum Wählen ist und der Achsabstand durch die oben genannte Verzahnungsausführung sichergestellt wird, kann diese nicht von der zentralen Schaltwelle heruntergedrückt werden.

Die Verzahnungen des Ritzels 212 zum Schalten und des Segmentzahnrades 213 sind derart ausgeführt, daß die Zahnflanken in Richtung der Drehachsen verlaufen. In dem zur Getriebeschaltung notwendigen Hub- und Drehbewegungsbereich der zentralen Schaltwelle kann eine Bewegung des Segmentzahnrades und damit fest verbundener Schaltfinger in axialer Richtung der zentralen Schaltwelle unabhängig von dem Rotationswinkel des Segmentzahnrades ausgeführt werden. Auch die Verzahnung von dem Ritzel 212 zum Schalten und dem Segmentzahnrad 213 können derart ausgeführt werden, daß die Zahnköpfe zumindest des einen Verzahnungspartners sich im Zahnfuß des anderen Verzahnungspartners abstützen, bevor die Zahnflanken der Ritzel- bzw. Segmentradkante aufeinander gepreßt werden. Erreicht wird dies durch eine besondere Ausführung des Zahnkopfes. Der Achsabstand wird so auf die ganze Breite des Verzahnungseingriffs und über den ganzen Verschiebebereich konstant gehalten.

Bei einer anderen Kinematik der zentralen Schaltwelle 211, bei der die Schaltbewegung eine Schiebe- und die Wählbewegung eine Drehbewegung ist, kann das gezeigte Konstruktionsprinzip verwendet werden, indem die Schaltbewegung zur Wählbewegung wird und umgekehrt.

Die zentrale Schaltwelle 211 weist an ihrem einen Endbereich einen Bereich mit einer Reduzierung des Durchmessers auf der von einem Abschlußknopf abgeschlossen wird.

Dieser Bereich wird von der Aussparung 323 der Zahnstange 206b aufgenommen und drehbar aber axial fest gelagert. Dazu weist die Zahnstange 206b Wangen 235 an beiden seiten des Schlitzes auf, die ein Entweichen der Zahnstange 206b verhindern.

Erfindungsgemäß weist das Kraftfahrzeug mit einem Antriebsmotor, einem Getriebe und einem Drehmomentübertragungssystem, wie Kupplung, eine Vorrichtung zur automatisierten Betätigung des Getriebes auf, die mit einer Steuereinheit und zumindest einem von der Steuereinheit ansteuerbaren Aktuator zum automatisierten Schalten/Wählen einer Getriebeübersetzung des Getriebes ausgerüstet ist. Die Steuereinheit steht dabei mit zumindest einem Sensor und gegebenenfalls mit anderen Elektronikeinheiten in Signalverbindung. Der Aktuator weist einen ersten Antrieb 201 zur Betätigung eines Getriebeelementes 216 zum Schalten einer Getriebeübersetzung und einen zweiten Antrieb 202 zur Betätigung eines Getriebeelementes 211 zum Wählen einer Getriebeübersetzung auf, wobei der erste Antrieb 201 über ein erstes Getriebe, wie Schneckengetriebe 203, 205 mit nachgeordnetem Stirnradgetriebe 212, 213, ein Element des Getriebes 216 oder der Vorrichtung 211 zum Schalten der Getriebeübersetzung betätigt und der zweite Antrieb 202 über ein zweites Getriebe, wie Schneckengetriebe 204, 204a, ein Element des Getriebes oder der Vorrichtung 211 zum Wählen der Getriebeübersetzung betätigt, dem Schneckengetriebe 204, 204a ein Stirnrad 206a nachgeordnet ist, das eine Zahnstange 206b kämmt, wobei die Zahnstange 206b auf einer axial beweglichen und verdrehbaren Welle 211 drehbar gelagert aufgenommen ist.

Zweckmäßig ist, wenn die Welle 211 mittels des zweiten Antriebs 202 über ein Schneckengetriebe 204, 204a und ein nachgeschaltetes Zahnrad 206a und die Zahnstange 206b axial hebbar und senkbar ist. Die Welle 211 ist mittels des ersten Antriebs 201 über eine Schnecke 203 und ein Schneckenzahnrad 205 und gegebenenfalls ein nachgeschaltetes Stirnradgetriebe 212, 213 verdrehbar. Dazu ist die Welle 211 zumindest einseitig im Gehäuse der Vorrichtung gelagert. Die Welle 211 ist mittels des ersten Antriebs 201 verdrehbar und mittels des zweiten Antriebs 202 in axialer Richtung hebbar und senkbar, wobei die Zahnstange 206b auf der Welle 211 axial fest aber verdrehbar aufgenommen ist und gegenüber dem die Zahnstange 206b kämmenden Zahnrad 206a nicht verdrehbar ist, selbst wenn die Welle verdreht wird. Dies wird dadurch erreicht, daß sich Zahnstange und Zahnrad mittels Verzahnung gegenseitig zentrieren. Die Zahnstange 206b weist eine Bohrung 323 oder einen Schlitz 230 in axialer Richtung auf, der einen im Durchmesser reduzierten Bereich der Welle 211 verdrehbar aber axial fest aufnimmt. Die Welle 211 weist einen im Durchmesser reduzierten Bereich auf, der die Zahnstange 206b verdrehbar trägt, wobei ein Endanschlag mit der Welle verbunden ist, der die Zahnstange axial sichert. Der Endanschlag ist vorteilhaft mit der Welle einstückig ausgebildet. In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Zahnstange mit der Welle formschlüssig verbunden. In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Zahnstange mit der Welle mittels Gewinde verschraubt ist.

Die Zahnstange weist eine zentrale sich in axialer Richtung erstreckende Ausnehmung 323, wie Bohrung, und einen sich in axialer Richtung erstreckenden Schlitz 230 auf, wobei die Zahnstange den Schlitz begrenzende nachgiebige elastische Wangen 235 beiderseits des Schlitzes aufweist.

Die Zahnstange ist im wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet, wobei der Schlitz der Zahnstange in einem Wandungsbereich gegenüber der Verzahnung angeordnet ist.

Vorteilhaft ist es, wenn die Zahnstange 206b und/oder das diese kämmende Zahnrad 206a aus Kunststoffmaterial hergestellt ist.

Bei einem Wählvorgang wird der Schaltfinger 215 bzw. der Schaltfinger 215a als Schaltelement entlang der Achse A axial verlagert. Dabei kann eine Position oder eine Schaltgasse in der Wählgasse ausgewählt werden. Dies bedeutet im vorliegenden Beispiel, daß eine der Schaltgabeln 216 ausgewählt wird. Bei einem Schaltvorgang wird der Schaltfinger 215 bzw. der Schaltfinger 215a um die Achse A verdreht. Dies bewirkt eine Verschiebung der jeweils ausgewählten Schaltgabel.

Die Fig. 3 zeigt eine Schaltkulisse 300 eines Getriebes mit Schaltgassen und einer Wählgasse. Die Wählgase 301 verbindet in der horizontalen die Schaltgassen 302, 303, 304, 305, 306 und 307 der einzelnen Getriebeübersetzungen oder Gänge 1, 2, 3, 4, 5 und des Rückwärtsganges R. Für den Fall, daß der Sensor zur Detektion des Schaltelementes in der Wählrichtung oder in der Wählgasse defekt oder zumindest kurzzeitig ausgefallen ist, werden die schraffierten Schaltgassen 303, 304 und 305 nicht angesteuert. Vorteil dieser beschränkten Gangwahl für den Fall des Ausfalls des Sensors zur Detektion der Wählrichtung ist, daß nicht unbeabsichtigt in den Rückwärtsgang geschaltet werden kann.

Es wird gemäß der Erfindung ein Verfahren zur Steuerung eines automatisierten Schaltgetriebes vorgeschlagen, wobei das Schaltgetriebe mit einer Vielzahl von schaltbaren Übersetzungsstufen, mit einer Wählgasse und verschiedenen den jeweiligen Übersetzungsstufen zugeordneten Schaltgassen ausgebildet ist und wobei die Schaltgassen von der Wählgasse ausgehen, bei welchem in einem Notbetriebsmodus nur in die Übersetzungsstufen 2, 4 geschaltet wird, die bezüglich der Wählgasse 301 auf der gegenüberliegenden Seite angeordnet sind als die Schaltgasse 302 des Rückwärtsganges R. Dies bedeutet bei einer Schaltkulisse 300 der Fig. 3, daß in einem Notbetriebsmodus nur in die Gänge 2 und 4 geschaltet wird und die Gänge 1, 3 und 5 trotz Komforteinbußen nicht angesteuert werden, da sie auf der gleichen Seite bezüglich der Wählgasse 301 liegen wie die Gasse 302 des Rückwärtsganges.

Die Fig. 4 zeigt eine Schaltkulisse 400 eines Getriebes mit Schaltgassen und einer Wählgasse. Die Wählgase 401 verbindet in der horizontalen die Schaltgassen 403, 404, 405, 406, 407 und 402 der einzelnen Getriebeübersetzungen oder Gänge 1, 2, 3, 4, 5 und des Rückwärtsganges R. Für den Fall, daß der Sensor zur Detektion des Schaltelementes in der Wählrichtung oder in der Wählgasse defekt oder zumindest kurzzeitig ausgefallen ist, werden die schraffierten Schaltgassen 406, 407 nicht angesteuert. Vorteil dieser beschränkten Gangwahl für den Fall des Ausfalls des Sensors zur Detektion der Wählrichtung ist, daß nicht unbeabsichtigt in den Rückwärtsgang geschaltet werden kann.

Es wird gemäß der Erfindung ein Verfahren zur Steuerung eines automatisierten Schaltgetriebes vorgeschlagen, wobei das Schaltgetriebe mit einer Vielzahl von schaltbaren Übersetzungsstufen, mit einer Wählgasse und verschiedenen den jeweiligen Übersetzungsstufen zugeordneten Schaltgassen ausgebildet ist und wobei die Schaltgassen von der Wählgasse ausgehen, bei welchem in einem Notbetriebsmodus nur in die Übersetzungsstufen 1, 3 und 5 geschaltet wird, die bezüglich der Wählgasse 401 auf der gegenüberliegenden Seite angeordnet sind als die Schaltgasse 402 des Rückwärtsganges R. Dies bedeutet bei einer Schaltkulisse 400 der Fig. 4, daß in einem Notbetriebsmodus nur in die Gänge 1, 3 und 5 geschaltet wird und die Gänge 2 und 4 trotz Komforteinbußen nicht angesteuert werden, da sie auf der gleichen Seite bezüglich der Wählgasse 401 liegen wie die Gasse 402 des Rückwärtsganges.

In den Notbetriebsmodus kann beispielsweise geschaltet werden wenn ein Ausfall des Sensors zur Überwachung der Betätigung in Wählrichtung erkannt wird. Dies kann beispielsweise von der Steuer- oder Elektronikeinheit dadurch erkannt werden, daß das von dem Sensor stammende Signal außerhalb eines vorgebbaren Wertebereiches ist und somit das Signal als unplausibel bewertet wird und die Steuereinheit auf einen Fehler oder Ausfall erkennt und in einem Notbetriebsmodus schaltet, bei welchem die Betriebssicherheit mit geringen Einschränkungen aufrechterhalten wird.

Diese Beschränkung der nutzbaren Gänge im Notbetriebsmodus kann in einem anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel mit der Bedingung der Fahrzeuggeschwindigkeit verknüpft werden. In diesem Falle wird nicht in die gesperrten Gänge geschaltet, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit größer als ein vorgebbarer Wert ist, wie beispielsweise Schrittgeschwindigkeit.

Um in einem Notbetriebsmodus das Schalten in den Rückwärtsgang nicht völlig zu unterbinden, ist es zweckmäßig, wenn bei im wesentlichen stehendem Fahrzeug und gleichzeitiger fahrerseitiger Schalthebelbetätigung zum Schalten des Rückwärtsganges in die Übersetzungsstufe des Rückwärtsganges geschaltet wird. Ein automatisiertes Schalten in den Rückwärtsgang ohne gleichzeitige fahrerseitige Schalthebelbetätigung wird jedoch im Notbetriebsmodus nicht durchgeführt.

Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungs­ vorschläge 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 Merkma­ lskombinationen 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 Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen 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. Ver­ fahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsver­ fahren betreffen.

Claims (5)

1. Verfahren zur Steuerung eines automatisierten Schaltgetriebes mit einer Vielzahl von schaltbaren Übersetzungsstufen, mit einer Wählgasse und verschiedenen den jeweiligen Übersetzungsstufen zugeordneten Schaltgassen, wobei die Schaftgassen von der Wählgasse ausgehen, mit zumindest einem von einer Elektronikeinheit gesteuerten Aktuator zur Betätigung der Übersetzungswahl des Getriebes mittels zumindest eines Schaltelementes, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Notbetriebsmodus nur in die Übersetzungsstufen geschaltet wird, die bezüglich der Wählgasse auf der gegenüberliegenden Seite angeordnet sind als die Schaltgasse des Rückwärtsganges.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei im wesentlichen stehendem Fahrzeug und gleichzeitiger fahrerseitiges Schalthebelbetätigung zum Schalten des Rückwärtsganges in die Übersetzungsstüfe des Rückwärtsganges geschaltet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronikeinheit in einen Notbetriebsmodus schaltet, wenn ein Sensor zur Detektion der Position eines Schaltelementes in der Wählgasse nicht fehlerfrei arbeitet.

4. Vorrichtung zur automatisierten Betätigung eines automatisierten Schaltgetriebes zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3.

5. Automatisiertes Schaltgetriebe mit einer Vorrichtung gemäß Anspruch 4.