DE69815772T2

DE69815772T2 - Rasteinrichtung für Schaltgestänge

Info

Publication number: DE69815772T2
Application number: DE69815772T
Authority: DE
Inventors: Ronald Keith Allen Park Markyvech
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1997-09-12
Filing date: 1998-09-01
Publication date: 2004-05-06
Anticipated expiration: 2018-09-02
Also published as: JPH11153224A; TR199801804A3; ZA988248B; PL328482A1; USRE39598E1; DE69815772D1; EP0902219A3; CN1215813A; AU8185998A; AR017067A1; EP0902219B1; BR9803781A; AU733817B2; EP0902219A2; US6067871A; TR199801804A2

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Schaltstangensperreinrichtungen, die dazu dienen, einen wahlweise veränderlichen Widerstand gegen eine axiale Bewegung oder eine Drehbewegung einer Schaltstange zu schaffen, um die Gefahr eines Herausspringens des Gangs zu minimieren. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung eine derartige Sperreinrichtung für ein mittels eines Ganghebels zu schaltendes Getriebesystem, das Mittel aufweist, die dazu dienen, die Absicht eines Fahrers, einen mit dem Ganghebel durchzuführenden Schaltvorgang einzuleiten, zu ermitteln und bei einem Erfassen eines derartigen Schaltwunsches zu veranlassen, dass die Sperreinrichtung einen verminderten Widerstand gegen eine Bewegung der Schaltstange bereitstellt.
BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
Manuell geschaltete Fahrzeuggetriebe, die nach den einfachen und/oder Verbundbauarten und nach den synchronisierten, gesperrten und/oder nicht synchronisierten Bauarten konstruiert sind, sind aus dem Stand der Technik gut bekannt, wie aus den US-Patenten 5 000 060 und 5 390 561 ersichtlich.
Die herkömmlichen manuell geschalteten Getriebe, insbesondere wie sie in Fahrzeugen für schwere Nutzlast, beispielsweise in kompakten Lastfahrzeugen und konventionellen Zugmaschinen/Sattelaufliegerfahrzeugen (d. h. solchen, bei denen die Fahrerkabine nicht über dem Motor angeordnet ist) eingesetzt werden, verwenden einen manuell betätigten Gangschalthebel, der sich aus einer unmittelbar auf dem Getriebegehäuse befestigten Untereinheit eines Schaltgehäuseblocks oder -turms nach oben erstreckt und mit einer mit mehreren Schaltstangen oder einer einzelnen Schaltwelle ausgerüsteten Schalteinrichtung zusammenwirkt, nach den Bauarten, wie sie in den US-Patenten 4 455 883, 4 550 627, 4 920 815 und 5 272 931 dargestellt sind.
Obgleich derartige Getriebe weit und breit verwenden und wirtschaftlich erfolgreich eingesetzt werden, sind diese dennoch nicht in vollem Umfang zufriedenstellend, da es unter gewissen rauen Fahrbahnbedingungen bei diesen Getrieben zu einem durch den Ganghebel ausgelösten Herausspringen des Gangs kommen kann (d. h. der Gang gerät dabei unbeabsichtigt aus dem Eingriff). Diese Situation tritt im Allgemeinen im Zusammenhang mit Getrieben auf, die in Fahrzeugen für verhältnismäßig schwere Nutzlasten (beispielsweise MVMA Class 5 und größeren Fahrzeugen) verwendet werden, die oft mit verhältnismäßig langen Gangschalthebeln mit relativ großen Schaltknäufen ausgestattet sind und zudem häufig an den Enden mit einer Hauptventilsteuerung für die Steuerung der Range- und/oder Split-Gangwechsel versehen sind.
Wie aus dem Stand der Technik bekannt, werden Schaltstangensperreinrichtungen dazu verwendet, um die Schaltstangen in einer fixierten Stellung zu halten, um einem Herausspringen des Gangs, beispielsweise einem durch den Gangschalthebel ausgelösten Herausspringen des Gangs, entgegenzuwirken. Beispiele solcher Sperreinrichtungen lassen sich aus den US-Patenten 4 550 627, 4 614 126, 4 920 815, 5 000 060 und 5 350 561 entnehmen. Solche Einrichtungen sind nicht in vollem Umfang zufriedenstellend, da die Stärke des Widerstands, der gegen eine Bewegung der Schaltstange vorhanden sein muss, um einen ausreichend hohen Widerstand gegen ein Herausspringen des Gangs bereitzustellen, den Kraftaufwand, den der Fahrer für ein Schalten mit dem Ganghebel aufzubringen hat, häufig unangemessen erhöht.
Die DE A-3 315 221 beschreibt ein mehrgängiges mechanisches Kraftfahrzeugwechselgetriebesystem mit einer Schaltstange, einer Sperreinrichtung für die Schaltstange und einem Sensor, der die Stellung der Schaltstange erfasst und entsprechende Positionssignale ausgibt. Eine Steuereinheit verarbeitet die Positionssignale und betreibt die Sperreinrichtung in der Weise, dass die Rückhaltekraft während einer Betätigung der Schaltstange reduziert und in den Einraststellungen erhöht wird. Eine ähnliche Sperreinrichtung ist in der FR-A-2 645 233 beschrieben, bei der allerdings anstelle der Stellung der Schaltstange die Betätigung des Kupplungspedals dafür herangezogen wird, um die Erfordernis einer Veränderung der Rückhaltekraft anzuzeigen.
Teilweise automatisierte mechanische Getriebesysteme, die für mittels eines Ganghebels manuell zu schaltende Getriebe eine automatische Unterstützung zur Verfügung stellen, beispielsweise eine automatische Treibstoffzufuhrsteuerung des Motor, sind aus dem Stand der Technik bekannt, wie den US-Patenten 4 593 580, 5 569 115, 5 571 0419, 5 573 477 und 5 582 558 zu entnehmen. Diese Systeme nutzen Steuerungen der automatischen Motortreibstoffzufuhr und/oder Range- und/oder Split-Schaltaktuatoren, die aufgrund einer auf den Fahrer zurückzuführenden Indikation eines Schaltwunsches betätigt werden, und ermöglichen das Herausnehmen einer "alten" Gangstufe und ein Einlegen einer neuen Gangstufe oder Zielgangstufe, ohne dass der Fahrer hierfür das (lediglich für ein Anfahren und Anhalten des Fahrzeugs benötigte) Kupplungspedal oder das Gaspedal betätigen muss.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
In Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Nachteile des Standes der Technik auf ein Minimum reduziert oder beseitigt, und zwar durch die Schaffung einer wahlweise veränderbaren Sperreinrichtung für ein Getriebesystem mit einem vom Betrieb des Schaltelements und der Reibungshauptkupplung unabhängigen Mittel zur Erfassung eines Wunsches des Fahrers, einen Schaltvorgang mit dem Ganghebel einzuleiten, wodurch ein ausreichender Widerstand gegen ein durch den Gangschalthebel ausgelöstes Herausspringen des Gangs bereitgestellt wird, ohne den durch den Fahrer aufzubringenden Kraftaufwand, der für die Durchführung eines beabsichtigten Schaltvorgangs mit dem Ganghebel erforderlich ist, unangemessen zu erhöhen.
Dies wird durch Schaffung einer Sperreinrichtung erreicht, die sich in einen ersten Zustand versetzen lässt, um einen größeren Widerstand gegen eine Bewegung der Schaltstange vorzusehen, oder in einen zweiten Zustand versetzt werden kann, um einen geringeren Widerstand gegen eine Bewegung der Schaltstange zu schaffen. Wenn ein Wunsch des Fahrers erfasst wird, einen mit dem Gangschalthebel durchzuführenden Schaltvorgang zu initiieren, und vorzugsweise bis zur Bestätigung, dass die Zielgangstufe eingelegt ist, wird die Sperreinrichtung veranlasst, den zweiten Zustand anzunehmen, in dem ein Sperrwiderstand gegen eine Bewegung der Schaltstange (und damit gegen ein Schalten mit dem Ganghebel) auf ein Minimum reduziert wird. Solange kein Schaltvorgang mit dem Ganghebel eingeleitet oder durchgeführt wird, wird die Sperreinrichtung veranlasst, den ersten Zustand anzunehmen, in dem ein wesentlicher Sperrwiderstand gegen eine Bewegung der Schaltstange (und damit gegen ein durch den Gangschalthebel ausgelöstes Herausspringen des Gangs) ausgeübt wird.
Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neue und verbesserte Schaltstangen-Sperreinrichtung für mechanische Getriebesysteme zu schaffen.
Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch ein Getriebesystem, das die Merkmale nach Anspruch 1 aufweist, bzw. ein Verfahren zur Regelung/Steuerung eines Getriebesystems nach Anspruch 6 gelöst.
Diese und andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung erschließen sich beim Lesen der Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den beigefügten Figuren.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt in symbolischer Darstellung einen Fahrzeugantriebsstrang, der die verbesserte Schaltstangensperreinrichtung gemäß der Erfindung verwendet.
2 zeigt in symbolischer Darstellung die Parameter, von denen das Trägheitsmoment beeinflusst wird, das zu einem durch den Ganghebel ausgelösten Herausspringen des Ganges führt.
3 zeigt eine symbolische Darstellung der Parameter, die das Rückhaltemoment beeinflussen.
4A–4C zeigen symbolische Darstellungen eines automatisch unterstützten, manuell geschalteten Getriebesystems für Schwerlastfahrzeuge von der Bauart, für die sich die Erfindung vorteilhafterweise verwenden lässt.
5 und 6 zeigen schematische Darstellungen von alternativen Ausführungsbeispielen von Schaltstangensperreinrichtungen, deren Widerstand variabel ist.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
In der nachstehenden Beschreibung wird eine bestimmte Terminologie lediglich zum Zweck der Vereinfachung verwendet; sie ist nicht beschränkend. Die Begriffe "nach oben", "nach unten", "nach rechts" und "nach links" bezeichnen Richtungen in den Figuren, auf die Bezug genommen ist. Die Begriffe "vorwärts" und "rückwärts" beziehen sich entsprechend auf die vorderen und die hinteren Enden der Antriebsstrangkomponenten, wie sie üblicherweise in dem Fahrzeug eingebaut sind, und es handelt sich um die linke bzw. die rechte Seite der vielfältigen Antriebsstrangkomponenten, wie in 1 veranschaulicht. Die Begriffe "im Uhrzeigersinn" und "gegen den Uhrzeigersinn" beziehen sich auf Drehrichtungen, wie sie sich mit Blick auf die linke Seite des Fahrzeugs, wie in 1 gezeigt, darstellen. Zu der besagten Terminologie gehören die oben speziell erwähnten Begriffe, Ableitungen hiervon und Ausdrücke mit ähnlicher Bedeutung.
Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist veranschaulicht, wie es in einem teilweise automatisierten, mittels eines Ganghebels zu schaltenden mechanischen Kraftfahrzeugwechselgetriebesystem der in den oben erwähnten US-Patenten 4 593 580, 5 569 115 und 5 582 558 dargestellten Bauart verwendet wird. Obwohl die vorliegende Erfindung in solchen Systemen besonders vorteilhaft zu verwenden ist, ist ihr Einsatz nicht auf diese beschränkt.
1 zeigt eine gewöhnliches Kraftübertragungssystem 10, in dem die vorliegende Erfindung vorteilhafterweise verwendet wird. Das Kraftübertragungssystem 10 ist von der Art, wie sie im Allgemeinen in Fahrzeugen für schwere Nutzlast Verwendung findet, z. B. einer herkömmlichen Zugmaschine von Sattelschlepper-/Sattelaufliegerfahrzeugen, und umfasst einen Motor, gewöhnlich einen Dieselmotor 12, eine in einem Kupplungsgehäuse untergebrachte Reibungshauptkupplung 14, ein mehrgängiges Verbundgetriebe 16, und eine Antriebsachsenanordnung 18. Das Getriebe 16 enthält eine Ausgangswelle 20, die antriebsmäßig über ein Kardangelenk 24 an eine Fahrzeugantriebswelle 22 angeschlossen ist, um die Antriebsachsenanordnung, wie aus dem Stand der Technik allgemein bekannt, anzutreiben. Das Getriebe 16 ist in einem Getriebegehäuse 26 untergebracht, auf dem der Schaltgehäuseblock oder -turm 28 der Gangschalthebelanordnung 30 unmittelbar befestigt ist.
4A veranschaulicht ein Schaltschema zum unterstützten manuellen Schalten eines Verbundgetriebes in der kombinierten Range- und Split-Bauart, das mittels eines manuell zu betätigenden Gangschalthebels manuell geschaltet wird. Zusammengefasst ausgedrückt, lässt sich der Gangschalthebel 31 in der Richtung von einer Seite zur anderen oder X-X Richtung bewegen, um eine oder mehrere bestimmte Gangstufen, die eingelegt werden sollen, auszuwählen, und ist vor und zurück in der Längs- oder Y-Y-Richtung bewegbar, um wahlweise die betreffenden Gangstufen in Eingriff zu bringen bzw. aus dem Eingriff zu nehmen. Das Schaltschema kann für automatisches Range-Schalten und automatisch ausgewähltes und/oder durchgeführtes Split-Schalten ausgelegt sein, wie aus dem Stand der Technik allgemein bekannt. Manuelle Getriebe, die Schalteinrichtungen und Schaltschemen dieser Art verwenden, sind aus dem Stand der Technik allgemein bekannt und im Einzelnen in den oben erwähnten US-Patenten 5 000 060 und 5 390 561 erläutert.
Gewöhnlich enthält die Gangschalthebelanordnung 30 einen (nicht gezeigten) Schaltfinger oder dergleichen, der nach unten in eine Schalteinrichtung 32 ragt, z. B. in eine Schaltstangengehäuseanordnung mit mehreren Schaltstangen oder in eine Anordnung mit einer einzelnen Schaltwelle, wie sie aus dem Stand der Technik allgemein bekannt und in den oben erwähnten US-Patenten 4 455 883, 4 550 627, 4 920 815 und 5 272 931 veranschaulicht sind.
Von herkömmlichen Getrieben des in 1 gezeigten allgemeinen Typs, die jedoch nicht die verbesserte Schaltstangensperreinrichtung gemäß der Erfindung verwenden, ist bekannt, dass es unter rauen Fahrbahnbedingungen zu einem lästigen Herausspringen des Gangschalthebels kommen kann, Mit dem Herausspringen des Schalthebels ist zusammenfassend das unbeabsichtigte Ausrücken der Klauenkupplungen eines manuell geschalteten Getriebes bezeichnet, das durch Schwingungen des Gangschalthebels in der Y-Y-Richtung um die Y-Y-Schwenkachse 34 der Gangschalthebelanordnung hervorgerufen wird. Aufgabe der Schaltstangensperreinrichtung der Erfindung ist es, die Häufigkeit eines Auftretens eines derartigen durch den Ganghebel ausgelösten Herausspringens des Gangs zu minimieren, ohne den Kraftaufwand für das Schalten unangemessen zu erhöhen.
In einem gewöhnlichen Kraftübertragungssystem von Schwerlastfahrzeugen neigt der aus Motor, Kupplung und Getriebe gebildete Aufbau dazu, sich unter schlechten Straßenbedingungen in einer vertikal gerichteten Weise (wie durch einen Pfeil 36 veranschaulicht) und in einer Art in Schwenkrichtung um einen (gewöhnlich in der Nähe der Fahrzeugkupplung liegenden) Schwenkpunkt oder eine Schwenkachse 38 zu bewegen. Wie durch einen Pfeil 40 angezeigt, ist eine aufwärts gerichtete Bewegung des Aufbaus nahezu immer von einer Schwenkung des Aufbaus gegen den Uhrzeigersinn um die Schwenkachse 38 begleitet, während eine abwärts gerichtete Bewegung des Aufbaus, wie durch einen Pfeil 42 angezeigt, nahezu immer zusammen mit einer Drehung des Aufbaus im Uhrzeigersinn um die Schwenkachse 38 auftritt.
Verständlicherweise tritt ein durch den Gangschalthebel ausgelöstes Herausspringen des Gangs zwangsläufig aufgrund von Trägheitseffekten bei übermäßigen, von der Fahrbahn auf den Fahrzeugantriebsstrang übertragenen Schwingung auf. Dieser von der Fahrbahn her induzierte Stoß führt dazu, dass der Aufbau aus Motor, Kupplung und Getriebe, wie in 1 gezeigt, in seinen Halterungen schwingt. Diesess Schwingen tritt mit der Eigenfrequenz des aus Motor, Kupplung, Getriebe und deren Halterungen bestehenden Systems auf, gewöhnlich einer Frequenz zwischen ca. 7 und 10 Hz. Dieses Schwingen führt an dem Getriebe und insbesondere an der Schalthebelanordnung zu verhältnismäßig großen Beschleunigungen in vertikaler Richtung, in Längsrichtung und in Drehrichtung. Die Gangschalthebelanordnung entwickelt daraufhin um ihren Schwenkpunkt 34 ein Trägheitsmoment T_J im Sinne eines Herausspringens des Gangs, das sich aus der Summe der auf sie wirkenden Trägheitsmomente ergibt, wie nachstehend im Einzelnen beschrieben und schematisch in 2 veranschaulicht. Zu beachten ist, dass der typische Versatz des Gangschalthebels nach hinten die Tendenz hat, das zu einem Herausspringen des Gangs führende Trägheitsmoment zu erhöhen.
Wie nachfolgend näher beschrieben und schematisch in 3 veranschaulicht, erfährt das zum Herausspringen führende Trägheitsmoment T_J eine Gegenkraft, die sich aus dem Produkt der Rückhaltekraft der Schaltstange oder Schaltwelle multipliziert mit dem Hebelarm, der sich durch den Abstand zwischen dem Schwenkpunkt 34 und der Schaltstange oder -welle ergibt (d. h. ein Rückhaltedrehmoment T₀). Zu der Rückhaltekraft können die zur Überwindung der Sperreinrichtung erforderlichen Kräfte, die drehmomentinduzierte Schaltblockade in den eingerückten Klauenkupplungen und die in der Schalteinrichtung herrschenden Reibkräfte gehören. Wenn das ein Herausspringen unterstützende Trägheitsmoment das Rückhaltedrehmoment übersteigt, erfolgt ein Herausspringen des Gangschalthebels. Dazu kommt es gewöhnlich eher, wenn das in dem Antriebsstrang herrschende Drehmoment sehr niedrig ist, z. B. unter Bedingungen beim antriebslosen Auslaufen eines Fahrzeugs, da während der Antriebsbedingungen die in dem Antriebsstrang von der sogenannten drehmomentinduzierten Schaltblockade herrührende Reibung die Tendenz hat, die eingerückten verschiebbaren Kupplungselemente im Eingriff zu halten und eventuelle auf sie wirkende Kräfte, die ein Herausspringen des Gangs begünstigen, bei weitem übertrifft.
Da die Gangschalhebelanordnung 30 für sich ein dynamisches System darstellt, weist sie eine spezifische Eigenfrequenz auf. Ungünstigerweise beträgt diese im Allgemeinen ebenfalls zwischen 7 und 10 Hz. Diese Frequenz ist durch die Länge des Gangschalthebels, den Versatz des Schalthebels, die Höhe des Turms und die Steifigkeit der Ummantelung bestimmt. Falls die Eigenfrequenz der Einheit von Motor, Kupplung und Getriebe derjenigen der Gangschalthebelanordnung entspricht, erhöht sich die Wahrscheinlichkeit für ein Herausspringen des Gangs, da die durch den Motor verstärkten Trägheitskräfte eine weitere Verstärkung durch die Eigenresonanz des Hebels erfahren.
Gemäß 2 ist
T_J = a_xMy – a_yMx + Iα mit
T_J = Trägheitsmoment, das das Herausspringen eines Gangs begünstigt
M = Masse des Gangschalthebels
I = Trägheitsmoment des Gangschalthebels
a_x = Beschleunigung in Längsrichtung
a_y = Vertikalbeschleunigung
α = Winkelbeschleunigung des Schalthebels;
x = (horizontaler) Abstand zwischen dem Schwerpunkt des Schalthebels und dem Drehpunkt
y = vertikaler Abstand zwischen dem Schwerpunkt des Hebels und dem Drehpunkt
cg = Schwerpunkt,
während gemäß 3 gilt
T₀ = F_xd mit
T₀ = Rückhaltedrehmoment
F_x = Rückhaltekraft
d = Abstand zwischen Drehpunkt und Schaltstange
2 veranschaulicht ein mathematisches Modell für die Berechnung des zum Herausspringen des Gangs führenden Trägheitsmoments T_J, das durch das Wippen des Gangschalthebels in eine Schaltstange eingeleitet wird. Zu beachten ist, dass das zum Herausspringen führende Moment um die Drehachse 34 des Gangschalthebels sowohl im Uhrzeigersinn als auch in der Richtung gegen den Uhrzeigersinn auftritt, jedoch, abhängig von der jeweils eingelegten Gangstufe, das Herausspringen des Gangs lediglich in die eine der beiden Richtungen unterstützt.
Ein Verfahren zum Minimieren eines durch den Gangschalthebel ausgelösten Herausspringens des Gangs beinhaltet ein Erhöhen der Rückhaltekraft F_x, so dass ein Rückhaltedrehmoment nahezu immer ein zum Herausspringen führendes Trägheitsmoment überschreitet. Leider hat ein derartiges Erhöhen der Rückhaltekraft, falls diese während eines Schaltvorgangs nicht gemindert wird, einen unangemessen hohen Kraftaufwand für das Schalten zur Folge.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Schalten von Vorwärtsgängen in einem Getriebe 16, das eine mit einer Hilfsgruppe 16B verbundene Hauptgetriebegruppe 16A aufweist, durch ein halbautomatisches Fahrzeuggetriebesystem 100, wie es in 4A–4C veranschaulicht ist, halbautomatisch durchgeführt/un terstützt. Die Hauptgetriebegruppe 16A enthält eine Eingangswelle 50, die betriebsmäßig mittels einer Hauptkupplung 14 an eine Antriebs- oder Kurbelwelle 110 eines Kraftfahrzeugmotors 12 anzukuppeln ist, und eine Ausgangswelle 20 der Hilfsgruppe 16B ist, im Allgemeinen über eine Antriebswelle, betriebsmäßig mit die Antriebsrädern des Fahrzeugs verbunden. Die Hilfsgruppe 16B ist eine Splitgruppe, vorzugsweise in der kombinierten Range- und Split-Bauart, wie in der US-Patentschrift 5 390 561 veranschaulicht.
Die aus der Hauptgetriebegruppe 16 heraus verfügbaren Gangstufen lassen sich von Hand durch ein manuelles Positionieren des Gangschalthebels 31 entsprechend dem vorgegebenen Schaltschema auswählen, um die im Einzelnen gewünschte Gangstufe der Hauptgetriebegruppe 16A in Eingriff zu bringen. Wie nachstehend erläutert, sind ein Betätigen der Hauptkupplung (abgesehen für ein Anhalten des Fahrzeugs oder ein Anfahren des Fahrzeugs aus dem Stand) und eine manuelle Synchronisierung nicht erforderlich. Das System enthält Mittel, die dazu dienen, einen Wunsch, in eine Zielgangstufe zu schalten, zu signalisieren, und führt automatisch Aktionen aus, um Bedingungen einer drehmomentinduzierten Schaltblockade zu minimieren oder zu lockern, die im Bedarfsfall ein leichteres Schalten aus der eingelegten Gangstufe der Hauptgetriebegruppe in die Leerlaufstellung der Hauptgetriebegruppe zulassen und es ferner ermöglichen, dass erforderliche Split-Schaltvorgänge automatisch und rasch zu Ende geführt werden, wenn in die Leerlaufstellung geschaltet wird. Wenn eine Leerlaufbedingung erfasst wird, veranlasst das System, dass der Motor mit einer für das Einrücken einer angestrebten Gangstufe im Wesentlichen synchronen Drehzahl rotiert.
Das System 100 enthält Sensoren 106 für das Erfasser der Motordrehzahl (ES), Sensoren 108 für das Erfassen der Eingangswellendrehzahl (15) und Sensoren 110 für das Erfassen der Ausgangswellendrehzahl (OS), die jeweils kennzeichnende Signale erzeugen. Wie bekannt ist, gilt bei eingerückter Kupplung 14 und einem bekannten eingelegten Über- setzungsverhältnis in dem Getriebe die Beziehung ES = IS = OS*GR (siehe das US-Patent 4 361 060).
Der Motor 12 ist elektronisch gesteuert/geregelt und weist eine elektronische Steuereinheit 112 auf, die über einen elektronischen Datenlink (DL) unter Verwendung eines Industriestandardprotokolls kommuniziert, beispielsweise SAE-J-1922, SAE-J-1939, ISO-11898 oder dergleichen. Die Drossel-/Gaspedalstellung (Fahreranforderung) ist ein wünschenswerter Parameter für die Wahl der Schaltpunkte und in anderer Steuerungslogik. Die Gaspedal-/Drosselstellung (THL) kann mittels eines eigens vorgesehenen Gaspedalstellungs-/Drosselstellungssensors 113 erfasst oder aus dem Datenlink entnommen werden. Ferner stehen die Werte einer Gesamtdrehmoments (T_EG) des Motors und eines Grund-Reibungsdrehmoments (T_BEF) des Motors auf dem Datenlink zur Verfügung.
Die Hauptkupplung wird über ein manuell zu betätigendes Kupplungspedal 115 gesteuert, und ein Sensor 114 stellt ein Signal (CL) zur Verfügung, das dafür kennzeichnend ist, ob die Kupplung eingerückt oder ausgerückt ist. Der Betriebszustand der Hauptkupplung kann auch durch einen Vergleich der Motordrehzahl mit der Drehzahl der Eingangswelle erfasst werden. Ein Split-Aktuator 116 ist vorgesehen, der dazu dient, die (nicht gezeigte) Splitgruppen-Kupplung in Abhängigkeit von Ausgangsbefehlssignalen zu betätigen. Der Gangschalthebel 31 weist einen Knauf 118 auf, der mit einem Wahlschalter 120 ausgestattet ist, mittels dessen erfasst wird, wenn der Fahrer beabsichtigt, einen Schaltvorgang einzuleiten. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Wahlschalters 120 ist 4A–4C zu entnehmen. Der Schalerer 120 enthält einen Grundkörper 120A, in dem ein Wippelement 120B drehgelenkig gelagert ist. Das Wippelement ist mittels Federkraft in die mittige, nicht versetzte Stellung vorgespannt, wie veranschaulicht. Der Fahrer kann auf die Fläche 120C oder 120D des Wippelements drücken, um zu bewirken, dass der Wippschalter in Richtung der Pfeile 120E bzw. 120F schwenkt, um einen Hochschaltvorgang bzw. einen Herunterschaltvorgang auszuwählen. Das Wippelement kann in Richtung der Pfeile bewegt und anschließend losgelassen werden, um einen "aufwärts"- oder "abwärts"-Impuls auszugeben, oder er kann in die Stellungen "aufwärts" oder "abwärts" bewegt und dort gehalten werden, um unterschiedliche Ergebnisse der Steuerung zu erreichen, wie im Einzelnen weiter unten erläutert. Das Wippelement kann dafür eingesetzt werden, um mehrere Pulse abzugeben, um einen einzelne Gangstufen überspringenden Schaltvorgang (Skip-Schaltvorgang) anzufordern (siehe die US-Patentschrift 4 648 290). Alternativ können anstelle eines Wippelements 120B ein Kipphebel, druckempfindliche Flächen, gesonderte Druckknöpfe für "aufwärts" und "abwärts" oder Ähnliches verwendet werden.
Eine Steuerungs- und Anzeigeeinheit 124 für den Fahrer enthält eine grafische Darstellung des sechs Stellungen aufweisenden Schaltschemas mit einzeln beleuchtbaren Anzeigeelementen 126, 128, 130, 132, 134 und 136, die sämtliche der wählbaren Schaltstellungen repräsentieren. Vorzugsweise ist jede Hälfte der Anzeigelemente des Schaltschemas (d. h. 128A und 128B) unabhängig voneinander beleuchtbar, um zu ermöglichen, dass das Display dem Fahrer die Stellung des Gangschalthebels und der Splitgruppe für die eingelegte und/oder die Zielgangstufe anzeigt. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die eingelegte Gangstufe durch eine konstante Beleuchtung, die Zielgangstufe hingegen durch ein blinkendes Licht angezeigt.
Das System umfasst eine Steuereinheit 146, vorzugsweise eine auf einem Mikroprozessor basierende Steuerein- heit von der Bauart, wie sie in den US-Patenten 4 595 986, 4 361 065 und 5 335 566 veranschaulicht ist, die dazu dient, Eingangssignale 148 entgegen zu nehmen und diese gemäß vorgegebenen logischen Regeln zu verarbeiten, um Ausgangsbefehlssignale 150 an Systemaktuatoren auszugeben, beispielsweise an den Splitgruppenaktuator 116, den Motorcontroller 112 und die Anzeigeeinheit 124. Es kann ein gesonderter Systemcontroller 146 verwendet werden, oder es kann die ECU 112 des Motors verwendet werden, die über einen elektronischen Datenlink Daten austauscht.
Der Split-Aktuator 116 ist vorzugsweise eine Vorrichtung mit drei Aktuatorstellungen, der eine auswählbare und aufrechterhaltbare Neutralstellung der Splitgruppe ermög- licht. Alternativ kann eine "Pseudo"-Split-Neutralstellung vorgesehen sein, indem die Energiezufuhr für den Split-Aktuator unterbrochen wird, wenn sich die Split-Kupplung 80 in einer nicht eingerückten Zwischenstellung befindet.
Im Gegensatz zu den eher vollautomatisch ablaufenden Split-Gangwechseln von dem neunten in den zehnten Gang und von dem zehnten in den neunten Gang werden dynamische Wechsel von Vorwärtsgängen, die reine Split-Gangwechsel sind, beispielsweise von dem dritten in den vierten Gang oder von dem vierten in den dritten Gang, auf die Anforderung des Fahrers durch Betätigung des Wahlschalters 120 hin automatisch durchgeführt. Wenn die ECU 146 beispielsweise erfasst, dass ein Split-Schalten verlangt wird, indem sie ein einzelnes "aufwärts"-Signal empfängt, während der erste, dritte, fünfte oder siebte Gang eingelegt ist, oder ein einzelnes "abwärts"-Signal empfängt, während der zweite, vierte, sechste oder achte Gang eingelegt ist, wird sie im Falle eines Split-Aktuators mit drei Aktuatorstellungen Steuerbefehle an den Aktuator 116 ausgeben, um den Aktuator in Richtung auf die Neutralstellung hin vorzuspannen, und Signale an den Motorcontroller 112 ausgeben, um das Drehmoment zu minimieren oder zu unterbrechen. Dies lässt sich erreichen, indem der Motor veranlasst wird, um einen Wert mit einem Schwungraddrehmoment von Null herum zu schwanken (siehe das oben erwähnte US-Patent 4 850 236). Sobald die Split-Neutralstellung erfasst ist, wird der Motor veranlasst, eine im Hinblick auf das angestrebte Übersetzungsverhältnis bei der aktuellen Ausgangswellendrehzahl synchrone Motordrehzahl (ES = IS = OS*GR_r ± E_RROR) anzunehmen Das Einlegen des Ganges ist hinsichtlich der Ansprechzeiten sowie Wellendrehzahlen und Beschleunigungen der Welle zeitlich in der Weise abgestimmt, dass es unmittelbar nach Eintreten der Synchronität stattfindet, um ein Zahn-auf-Zahn-Stoßen der Kupplung zu verhindern. Ein automatisches Split-Schalten dieser allgemeinen Art ist in den oben erwähnten US-Patenten 4 722 248 und 5 435 212 veranschaulicht.
Die in höherem Maße vollautomatisiert ablaufenden Split-Gangwechsel 9–10 und 10–9 werden in derselben Weise durchgeführt, werden jedoch nicht durch den Wahlschalter 120, sondern gemäß vorgegebenen Schaltschemata durch die ECU initiiert.
Die Bedingung, ob in dem Getriebe 10 ein Gang eingeiegt ist oder die Leerlaufstellung vorliegt (d. h. kein Gang eingelegt ist), kann durch einen über eine Zeitspanne hinweg durchgeführten Vergleich des Quotienten von Eingangswellendrehzahl/Ausgangswellendrehzahl mit den bekannten Übersetzungsverhältnissen (IS/OS = GR_i=i...10 ± Y?) erfasst werden. Anstelle von oder zusätzlich zu einer Verwendung der logischen Beziehung zwischen den Drehzahlen von Eingangswelle und Ausgangswelle können Positionssensoren verwendet werden.
Bei der Synchronisierung für das Einlegen einer Zielgangstufe wird der Motor veranlasst, eine Drehzahl von ca. 30 bis 100 U/min (vorzugsweise ca. 60 U/min) oberhalb oder unterhalb (vorzugsweise unterhalb) der wahren Synchrondrehzahl (ES_SYNCHRO = (OS × GR_T) – 45 U/min) anzunehmen und beizubehalten, um ein komfortables Einrücken der Klauenkupplung ohne Zahn-auf-Zahn-Stoßen zu erreichen. Um den Eingriff einer Zielgangstufe zu verifizieren, überprüft das System, ob die Drehzahl der Eingangswelle für eine Zeitspanne von ca. 100 bis 400 Millisekunden gleich dem Produkt der Ausgangswellendrehzahl und dem numerischen Wert des angestrebten Übersetzungsverhältnisses plus oder minus ca. 10 bis 30 U/min ist (IS = (OS*GR_T) ± 20 U/min).
Die obige Logik ermöglicht es, auf der Grundlage der Drehzahlen von Eingangswelle und Ausgangswelle zu erfassen, ob in einem Getriebe ein Gang eingelegt ist oder die Leerlaufstellung vorliegt, ohne dass es zu diesbezüglichen Fehlinterpretation kommt, die auf eine Synchronisierung des Motors für den Eingriff einer Zielgangstufe zurückzuführen sind, vgl. das am 12.8.1998 veröffentlichte Patent EP-A-F357 896.
Wenn ein geradzahliger Gang (d. h. eine hohe Gangstufe der Split-Gruppe) eingelegt ist und ein Hochschalten um eine einzelne Gangstufe gewünscht wird, ist ein mit dem Ganghebel durchgeführtes Hochschalten (begleitet von einem Herunterschaltvorgang der Splitgruppe) zweckmäßig und das System wird, falls durch den Fahrer angefordert, die Durchführung dieses Schaltvorgangs auf automatischem Wege unterstützen. Wenn ein ungerader Gang (d. h. eine niedrige Gangstufe der Split-Gruppe) eingelegt ist und ein Herunterschalten um eine einzelne Gangstufe gewünscht wird, ist in ähnlicher Weise ein mittels des Ganghebels ausgelöstes Herunterschalten (begleitet von einem Split-Hochschalten) zweckmäßig und das System wird, falls durch den Fahrer angefordert, die Durchführung dieses Schaltvorgangs automatisch unterstützen. Zu beachten ist, dass in dem System 100 reine Split-Gangwechsel automatisch durchgeführt werden können, während ein von Split-Schaltvorgängen begleitetes Schalten mittels des Ganghebels ein Auslösen durch den Fehrer sowie eine Betätigung der Klauenkupplung der Hauptgetriebegruppe erfordert.
Wenn ein mit einer Ganghebelbetätigung kombinierter Split-Gangwechsel gewünscht ist, wird eine einzelne puls- artige Betätigung des Wahlschalters in die geeignete Richtung (im Gegensatz zu einem Halten des Wippschalters 120B in der geeigneten verlagerten Stellung) einfach als ein Wunsch nach einem geeigneten Split-Gangwechsel ohne automatische Unterstützung angesehen, und die Split-Gruppe wird dahingehend vorgewählt, dass sie in der Lage ist, in die geeignete Split-Stellung zu schalten, und wird dies durchführen, sobald der Fahrer manuell in den Leerlauf schaltet oder in sonstiger Weise das Drehmoment unterbricht. Der Fahrer muss in diesem Falle die geeignete Gangstufe der Hauptgetriebegruppe ohne ein Eingreifen der Steuerungseinheit 146 einlegen. Dies entspricht im Wesentlichen dem Betrieb eines in vollem Maße manuell geschalteten Getriebes der Split-Bauart.
Falls der Fahrer eine automatische Unterstützung für einen mit einer Ganghebelbetätigung kombinierten Split-Gangwechsel wünscht, wird das Wippelement 120B des Wahlschalters in die geeignete Stellung bewegt und in dieser (für eine Dauer von wenigstens 50 Millisekunden bis zu einer Sekunde) gehalten, um einen unterstützten Wechsel in einen höheren oder niedrigeren Gang anzufordern. Wenn die Steuereinheit 146 eine derartige Aufforderung empfängt, veranlasst sie automatisch, dass der Motor (für eine Zeitspanne von etwa 2–5 Sekunden) geeignet mit Kraftstoff versorgt wird, so dass das Drehmoment des Schwungrads um den Wert Null schwankt, wodurch die Bedingungen einer Drehmo- mentsperre gelockert oder beseitigt werden und es dem Fahrer möglich wird leicht von Hand in die Leerlaufstellung der Hauptgetriebegruppe zu schalten (siehe US-Patente 4 850 236 und 5 573 477). Das Display 124 leuchtet für die alte Gangstufe permanent und blinkt für die ausgewählte Gangstufe oder zeigt diese in sonstiger Weise an. Die ECU 146 erfasst, ob Leerlaufbedingungen zutreffen, indem sie das Verhältnis der Eingangswellendrehzahl (IS) und der Ausgangs- wellendrehzahl (OS) mit bekannten Übersetzungsverhältnissen vergleicht. Alternativ dazu oder damit kombiniert können Positionssensoren verwendet werden. Die Logik ermittelt die Identität der Zielgangstufe GR_T aufgrund einer direkten oder indirekten Beziehung zwischen der gegenwärtigen Gangstufe GR_C und der Richtung des gewünschten Schaltvorgangs.
Wenn die Leerlaufstellung der Hauptgetriebegruppe er fasst ist, wird das Displayelement, das der aus dem Eingriff genommenen Gangstufe entspricht, nicht beleuchtet, die Split-Gruppe wird automatisch dazu veranlasst, in die geeignete Split-Gangstufe zu schalten, und es wird automatisch dafür gesorgt, dass der Motor (für eine Zeitdauer von etwa 2–5 Sekunden) mit einer für das Einlegen der angestrebten Gangstufe (GR_T) im Wesentlichen synchronen Drehzahl (ES = OS*GR_T) rotiert, um dem Fahrer zu erlauben, die angezeigte Gangstufe der Hauptgetriebegruppe ohne Weiteres mittels des Gangschalthebels 31 manuell in Eingriff zu bringen. Vorzugsweise wird automatisch veranlasst, dass die Drehzahl des Motors einen von der wahren Synchrondrehzahl versetzten Offsetwert annimmt oder um die wahren Synchrondrehzahl herum schwankt (siehe US-Patente 5 508 916 und 5 582 558). Wenn ein Eingriff der Zielgangstufe erfasst wird, leuchtet das der neu eingelegten Gangstufe entsprechende Anzeigeelement des Displays konstant und die Steuerung der Motortreibstoffzufuhr wird wieder dem Fahrer überlassen. Der durch den Gangschalthebel und die Split-Schaltung kombiniert durchgeführte, unterstützte Gangwechsel wird erreicht, ohne dass hierzu eine Betätigung des Kupplungspedals 115 oder des Gaspedals 113 durch den Fahrer erforderlich ist.
Wenn sich der Ganghebel in der "A"-Stellung 136 (d. h. 9/10) befindet oder nachdem er in diese Stellung versetzt wurde, gibt die ECU 146 an den Treibstoffzufuhr-Controller 112 und den Split-Aktuator 116 den Steuerbefehl aus, geeignete Wechsel von dem neunten in den zehnten Gang und von dem zehnten in den neunten Gang automatisch auszuwählen und durchzuführen. Ein automatischer Betrieb innerhalb einer oberen Gruppe von Gangstufen ist in den oben erwähnten US-Patenten 4 722 248, 4 850 236 und 5 498 195 geoffenbart.
Systeme, die dieses Merkmal verwenden, werden von der Eaton Corporation unter der Handelsmarke "Super 10 Top-2" und von der Dana Corporation unter der Handelsmarke "Automate-2" vertrieben.
Um aus der "A"-Stellung heraus in einen anderen Gang zu schalten, muss der Fahrer einfach das Kupplungspedal 115, das Gaspedal 113 und den Gangschalthebel 57 betätigen, um einen vollkommen manuellen Wechsel in eine andere Gangstufe durchzuführen. Falls ein mit dem Ganghebel durchgeführter, unterstützter Wechsel von "A" in die achte (oder eine niedrigere) Gangstufe verlangt wird, kann der Wahlschalterwippe 120B in der "abwärts"-Stellung gehalten werden, wodurch die ECU 146 veranlasst wird, einen Befehl an den Treibstoffzufuhr-Controller 112 und/oder den Split-Aktuator 116 auszugeben, den mittels des Ganghebels allein oder durch den Ganghebel kombiniert mit der Split-Schaltung zu tätigenden Schaltvorgang von der eingelegten Gangstufe "A" (neunte oder zehnte) in eine ausgewählte Zielgangstufe zu unterstützen. In der Stellung "A" werden Impulse des Wahlschalters (sowie eine Dauerbetätigung desselben in Richtung "aufwärts") von der ECU nicht beachtet.
In Getriebesystemen wie dem System 100 sowie in in höherem Maße automatisierten Systemen steht dem System ein Signal, das anzeigt, dass ein Schaltvorgang in der Hauptgetriebegruppe 16A einzuleiten ist, oder ein Mittel zur Verfügung, um die Erfordernis hierfür zu ermitteln.
Erfindungsgemäß ist eine Arretierungs- oder Sperreinrichtung vorgesehen, die einen veränderlichen Widerstand gegen eine Bewegung der Schaltstange aus einer Einrückstellung bereitstellt. Wenn das System einen Wunsch erfasst, dass eine eingelegte Gangstufe aufrecht erhalten werden soll, stellt die Arretierung eine Rückhaltekraft bereit, die einer Bewegung der Schaltstange einen überaus hohen Widerstand entgegensetzt, der einem durch den Gangschalthebel ausgelösten Herausspringen des Gangs standhält. Da kein Gangwechsel erfolgt, hat dies keine nachteilige Wirkung auf den Schaltkomfort. Wenn erfasst wird, dass ein Schalten mit dem Schalthebel beabsichtigt ist oder ein Schaltvorgang gerade stattfindet, entfällt die Notwendigkeit, ein Herausspringen des Gangs zu verhindern, und der Einrastwiderstand oder die Rückhaltekraft wird auf ein Minimum reduziert, im durch eine Verminderung des Kraftaufwands für das Schalten den Schaltkomfort zu verbessern,. In Systemen mit einem höheren Grad an Automatisierung ermöglicht dies den Einsatz kleinerer Schaltaktuatoren.
5 veranschaulicht eine Ausführungsform einer variablen Sperreinrichtung für eine Schaltstange. Eine Schaltstange 150 (auch als "Schaltwelle" bezeichnet) weist Gangstellungskerben oder -nuten 152 und 154 auf, die mit eine Sperreinrichtung 156 ausgerichtet sind, wenn in dem Getriebe die Gänge 1/2, 5/6 oder 9/10(A) bzw. R, 3/4 oder 7/8 eingelegt sind. Zwischen den Kerben 152 und 154 ist eine Anschlussfläche 158 ausgebildet. Alternativ kann eine kleine Rastkerbe oder -nut für den Leerlauf (wie durch gestrichelte Linien angedeutet) verwendet werden. Die Schaltstange 150 trägt gewöhnlich ein oder mehrere Schaltgabeln 151, die dazu dienen, Kupplungsglieder 151A in eingerückten oder ausgerückten Stellungen axial zu positionieren, wie aus dem Stand der Technik allgemein bekannt.
Die Sperreinrichtung enthält ein Schieberelement 160 mit kegelförmig zulaufender Spitze 162, die in die Kerben gelangen kann und ein Kolbenende 164, das in einen Zylinder 166 aufgenommen sein kann. Eine leichte Druckfeder 168 spannt das Schieberelement nach unten hin in Berührung mit den Kerben vor. Der Kolben und der Zylinder legen eine Kammer 170 fest, die wahlweise unter Druck gesetzt bzw. entlastet wird, was abhängig von Steuerbefehlen der ECU 146 durch ein Aktuatorventil 172 gesteuert wird.
Wenn eine Schaltabsicht erfasst wird, wird die Kammer 170 druckentlastet, um den Widerstand gegen eine axiale Bewegung der Schaltstange 150 zu minimieren. Wenn ein Wunsch erfasst wird, dass der Gang eingelegt bleiben soll, wird die Kammer 170 unter Druck gesetzt, um die Rückhaltekraft und dementsprechend den Widerstand gegen eine axiale Bewegung der Schaltstange zu maximieren, um einem durch den Gangschalthebel ausgelösten Herausspringen des Gangs entgegenzuwirken. Eine fahrzeuginterne Quelle S eines unter Druck stehenden Fluids, z. B. eine Hydraulikflüssigkeit oder Druckluft, kann dafür eingesetzt werden, die Kammer 170 unter Druck zu setzen.
Die Sperreinrichtung nach 6 ähnelt der in 5 dargestellten dahingehend, dass eine Schaltstange mit Gangstellungskerben 178 und 180 versehen ist, die im Wesentlichen den Kerben 152 bzw. 154 entsprechen. Die Gangkerben 178 und 180 sind jedoch nicht kegelförmig abgeschrägt. Die Kerben 178 und 180 wirken mit einer nicht kegelförmig zulaufenden Spitze 182 eines Schieberelements 184 einer Sperreinrichtung 186 zusammen. Das Schieberelement 184 enthält einen doppelseitigen Kolbenabschnitt 188, der gleitend und abgedichtet in einem Zylinder 190 aufgenommen ist. Der Kolbenabschnitt 188 und der Zylinder 190 definieren zwei gesonderte Kammern 192 und 194, die auf Befehl der ECU 146 hin mittels des Regelventils 196 abwechselnd unter Druck gesetzt bzw. druckentlastet werden, um zu veranlassen, dass das Schieberelement eine ausgefahrene oder eine zurückgezogene Stellung einnimmt.
Im Gegensatz zu dem nachgiebigen Widerstand gegen eine axiale Bewegung der Schaltstange 150, wie er durch die in 5 veranschaulichte Vorrichtung geschaffen ist, sorgt die Vorrichtung in 6 für einen formschlüssigen Widerstand gegen eine axiale Bewegung der Schaltstange 176. Beide Bauarten der Vorrichtungen sowie deren Abwandlungen eignen sich für die vorliegende Erfindung.
Obwohl in der Beschreibung der vorliegenden Erfindung bis zu einem gewissen Grad auf Besonderheiten eingegangen wurde, versteht sich, dass die Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels lediglich exemplarischer Natur ist und dass zahlreiche Veränderungen der Gestalt und der Einzelheiten möglich sind, ohne dass der Schutzumfang der Erfindung, wie er in den Ansprüchen definiert ist, verlassen wird.

Claims

Getriebesystem (10) mit einer Reibungshauptkupplung (14), die dazu dient, einen Motor (12) antriebsmäßig an ein mechanisches Getriebe (16) anzukuppeln, mit einem Schaltelement (150,176), um ein ausgewähltes formschlüssiges Kupplungselement (151A) in dem Getriebe (16) in eine Stellung zu bewegen, die aus einer eingerückten und einer ausgerückten Stellung ausgewählt ist, mit vom Betrieb des Schaltelements (150,176) und der Reibungshauptkupplung (14) unabhängigem Mittel (120, 146), um eine Anforderung, das ausgewählte formschlüssige Kupplungselement (151A) aus der eingerückten Stellung in die ausgerückte Stellung zu überführen, zu erfassen und ein dafür kennzeichnendes Schaltwunsch-Signal auszugeben, und mit einer Sperreinrichtung (156/172, 186/196), die dazu dient, einen wahlweise veränderlichen Widerstand gegen eine Bewegung des Kupplungselements (151A) aus der eingerückten in die ausgerückte Stellung vorzusehen, wobei die Sperreinrichtung (156/172, 186/196) einen ersten Zustand, in dem einer Bewegung des Kupplungselements (151A) aus der eingerückten in die ausgerückte Stellung ein größerer Widerstand entgegengesetzt wird, und einen zweiten Zustand aufweist, in dem gegen eine Bewegung des Kupplungselements (151A) aus der eingerückten in die ausgerückte Stellung ein geringerer Widerstand ausgeübt wird, wobei die Sperrein richtung (156/172, 186/196) bei Abwesenheit des Schaltwunsch-Signals den ersten Zustand annimmt und den zweiten Zustand annimmt, wenn das Schaltwunsch-Signal erfasst wird.
Getriebesystem nach Anspruch 1, wobei es ein manuell geschaltetes Wechselgetriebesystem (10) ist, das ein mechanisches Verbundgetriebe (16) mit einer Hauptgetriebegruppe (16A) und einer Hilfsgruppe (16B) umfasst, wobei das Schaltelement (150, 176) einen manuell zu betätigenden Gangschalthebel (31) aufweist, der dazu dient, das Kupplungselement (151A) in der Hauptgetriebegruppe (16A) in eine Stellung zu bewegen, die aus einer eingerückten und einer ausgerückten Stellung ausgewählt ist, wobei das Mittel (120, 146) einen Wunsch des Fahrers, das Kupplungselement (151A) aus der eingerückten in die ausgerückte Stellung zu schalten, unabhängig von dem Betriebszustand der Reibungshauptkupplung (14) und der manuellen Bewegung des Gangschalthebels (31) erfasst.
Getriebesystem nach Anspruch 1, wobei es ein teilweise automatisiertes Getriebesystem (10) ist, zu dem gehören: ein durch Treibstoffzufuhr gesteuerter/geregelter Motor (12), ein Motorcontroller (112), der dazu dient, die Treibstoffzufuhr des Motors (12) gemäß Ausgangsbefehlssignalen zu steuern/regeln, ein mehrgängiges mechanisches Verbundgetriebe (16) mit einer Eingangswelle (50), die über die Reibungshauptkupplung (14) durch den Motor (12) angetrieben ist, einer Ausgangswelle (20), einer Hauptgetriebegruppe (16A), die mittels eines manuellen Gangschalthebels (31) geschaltet wird, und einer Hilfsgruppe (16B), das Mittel (120, 146), das eine durch den Fahrer zu betätigende Wahlvorrichtung (120) enthält, die in eine erste Stellung (120E), um Hochschaltvorgänge in eine Zielgangstufe auszuwählen, und in eine zweite Stellung (120F) überführbar ist, um Herunterschaltvorgänge in eine Zielgangstufe auszuwählen, und eine Steuereinheit (146), die Eingangssignale entgegennimmt und diese gemäß vorbestimmten logischen Regeln verarbeitet, um Ausgangsbefehlssignale auszugeben, wobei die logischen Regeln wirksam sind, um unabhängig vom Betrieb der Reibungshauptkupplung und des Gangschalthebels zu ermitteln, ob ein Fahrer wünscht, den Gangschalthebel in die bezüglich der Gänge nicht eingelegte Stellung zu bewegen, und um bei einer Erfassung eines derartigen Wunsches zu veranlassen, dass die Sperreinrichtung den zweiten Zustand annimmt.
Getriebesystem nach Anspruch 2 oder 3, bei dem das Schaltelement(150, 176) in Form einer Schaltstange ausgebildet ist, wobei der Gangschalthebel (31) dazu dient, eine axiale Bewegung der Schaltstange (150, 176) hervorzurufen, die Sperreinrichtung (156/172, 186/196) eine Nut (152/154/158, 178/180) in der Schaltstange (150, 176) und einen Sperrbolzen (160, 184) aufweist, der mit veränderlicher Kraft vorgespannt ist, um in die Nut (152/154/158, 178/180) einzugreifen.
Getriebesystem nach Anspruch 4, bei dem die Nut (152/154/158, 178/180) und der Sperrbolzen (169, 184) mit komplementären Rampenflächen versehen sind.
Verfahren zum Steuern/Regeln eines Getriebesystems (10) mit einer Reibungshauptkupplung (14), die dazu dient, einen Motor (12) antriebsmäßig an ein mechanisches Getriebe (16) anzukuppeln, einem Schaltelement (150, 176), um ein ausgewähltes formschlüssiges Kupplungselement (151A) in dem Getriebe (16) in eine Stellung zu bewegen, die aus einer eingerückten und einer ausgerückten Stellung ausgewählt ist, einem Mittel (120, 146), das dazu dient, unabhängig von den Betriebszuständen des Schaltelements (150, 176) und der Reibungshauptkupplung (14) eine Anforderung, das ausgewählte formschlüssige Kupplungselement (151A) aus der eingerückten Stellung in die ausgerückte Stellung zu bewegen, zu erfassen und ein dafür kennzeichnendes Schaltwunsch-Signal auszugeben, und einer Sperreinrichtung (156/172, 186/196), die dazu dient, einen wahlweise veränderlichen Widerstand gegen eine Bewegung des Kupplungselements (151A) aus der eingerückten in die ausgerückte Stellung vorzusehen, wobei die Sperreinrichtung (156/172, 186/196) einen ersten Zustand, um einer Bewegung des Kupplungselements (151A) aus der eingerückten in die ausgerückte Stellung einen größeren Widerstand entgegenzusetzen, und einen zweiten Zustand aufweist, um gegen eine Bewegung des Kupplungselements (151A) aus der eingerückten in die ausgerückte Stellung einen geringeren Widerstand auszuüben, wobei zu dem Verfahren gehört: zu veranlassen, dass die Sperreinrichtung (156/172, 186/196) den ersten Zustand annimmt, wenn das Schaltwunsch-Signal nicht vorhanden ist, und zu veranlassen, dass die Sperreinrichtung (156/172, 186/196)) den zweiten Zustand annimmt, wenn das Schaltwunsch-Signal erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem das Mittel ein Signal ausgibt, das für eine angestrebte Gangstufe kennzeichnend ist, und zu dem Verfahren ferner der Schritt gehört, die Sperreinrichtung (156/172, 186/196) zu veranlas sen, den ersten Zustand anzunehmen, wenn ein Eingriff der angestrebten Gangstufe erfasst ist.