DE19952290B4

DE19952290B4 - Schalteinrichtung für ein Fahrzeuggetriebe

Info

Publication number: DE19952290B4
Application number: DE19952290A
Authority: DE
Inventors: Shiro Nishio Ogami; Yoshiki Kariya Ito
Original assignee: Aisin AI Co Ltd
Current assignee: Aisin AI Co Ltd
Priority date: 1998-10-30
Filing date: 1999-10-29
Publication date: 2008-09-11
Anticipated expiration: 2019-10-30
Also published as: US6336372B1; DE19952290A1; JP2000130573A

Abstract

Schalteinrichtung für ein Fahrzeuggetriebe, mit einer Vielzahl an Gangschalt-Änderungsmechanismen (4a bis 4c) zum Auswählen von einer von n Voreinstell-Gangschaltpositionen;
einem Stellgliedmechanismus (11a bis 11c) zum Schalten der Gangschalt-Änderungsmechanismen (4a bis 4c) in eine der n-Voreinstell-Gangschaltpositionen;
einem von Hand betätigbaren Gangschalthebel (7) zum Hochschalten und Herunterschalten der Gangschalt-Änderungsmechanismen (4a bis 4c) entsprechend einer Gangschaltposition nach der anderen;
einem von Hand betätigbaren Schalter (13), dessen Betätigung gleichzeitig mit der Betätigung des handbetätigten Gangschalthebels (7) in einer Bewegungsrichtung Schalt-Überspring-Operationen von zwei Gangschaltpositionen angibt, wobei das Fahrzeuggetriebe ferner folgendes aufweist:
einen Betätigungsmechanismus (5) mit einer Vielzahl von Betätigungsteilen (52a bis 52c), von denen jedes mit den Gangschalt-Änderungsmechanismen (4a bis 4c) in Angriff bringbar ist, wobei die Vielzahl der Betätigungsteile (52a bis 52c) durch den Stellgliedmechanismus (11a bis 11c) betätigbar sind, derart, dass die Gangschalt-Änderungsmechanismen (4a bis 4c) in eine der n-Voreinstell-Gangschaltpositionen verschoben werden, und
eine elektrische Steuereinheit (ECU)...

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung für ein Fahrzeuggetriebe nach dem Anspruch 1.
Stand der Technik
Aus der WO 97/44 210 A1 ist ein Seilzuggetriebesystem bekannt, welches einem Fahrer die Möglichkeit bietet, von Hand einen gewünschten Gang auszuwählen, wobei das System so ausgebildet ist, um den Gangwählvorgang automatisch zu vervollständi gen, ohne dass der Fahrer dabei die Kupplung betätigen muss. Um dies zu erreichen, enthält das System eine elektronische Getriebesteuereinheit, die mit einer elektronischen Maschinensteuereinheit kommuniziert, um die Maschinendrehzahl während eines Gangschaltvorganges mit der Drehzahl der Getriebewelle zu synchronisieren. Bei die sem bekannten Getriebesystem kann ein Fahrer von Hand irgendeine Gangstufe dadurch auswählen, indem er einen Schalthebel in eine entsprechende Schaltposition bewegt, wobei elektrische Signale erzeugt werden, die die gewünschte Gangänderung anzeigen. Bei diesem bekannten System sind jederzeit Sprunggangstufenänderungen möglich, wobei aber verhindert wird, dass während der Bewegung des Fahrzeugs die neutrale Gangschaltposition eingeschaltet wird. Sollte bei diesem bekannten System der Schalthebel somit in einer neutralen Gangschaltposition losgelassen werden, so wird automatisch ein Vorgabegang gewählt. Bei diesem bekannten Getriebesystem sind Sprunggangstufenänderungen jederzeit möglich, auch wenn dies nicht beabsichtigt ist und bei spielsweise ein Fahrer an dieses Schaltsystem noch nicht gewöhnt ist und somit die Möglichkeit gegeben ist, falsche Schaltvorgänge durchzuführen.
Bei einem Fahrzeuggetriebe, welches ein Synchrongetriebe oder ein Planetengetriebe aufweist, ist ein Hoch/Runter-Bedienteil (zum Beispiel ein Hoch/Runter-Hebel) entwickelt worden, der entsprechend einem Hochsetzen/Herabsetzen bzw. Erhöhen/Erniedrigen des Übersetzungsverhältnisses in eine von zwei Richtungen bedient oder verschoben wird, um das Übersetzungsverhältnis Gang für Gang, d. h. jeweils nur um einen Gang pro Schaltvorgang, hoch oder runter zu schalten. Ein herkömmliches Fahrzeuggetriebe, welches ein Synchrongetriebe aufweist und in welchem ein Hoch/Runter-Hebel vorgesehen ist, wird im folgenden unter Bezugnahme auf die 4 und 5 erläutert.
Wie in 4 dargestellt, ist das Fahrzeuggetriebe 1 mit einem Getriebegehäuse 2, einem Schaltpult bzw. einer Schaltkonsole 8, welches einen Hoch/Runter-Hebel 7 aufweist, der entsprechend einem Hochsetzen/Herabsetzen des Übersetzungsverhältnisses in einer der zwei Richtungen zu bedienen ist, und einer ECU 9 vorgesehen, welche ein Schalten des Hoch/Runter-Hebels 7 erfaßt und das Stellglied 6 derart betreibt, daß das Übersetzungsverhältnis Gang für Gang hoch- oder herabgesetzt, wird. In dem Getriebegehäuse 2 sind ein Getriebezug 3 zur Geschwindigkeitsänderung, eine Vielzahl von Gleichlaufmechanismen bzw. Synchrongetrieben 4a bis 4c zum Schalten einer Kombination aus Zahnradeingriffen des Getriebezuges 3, eine Betätigungseinrichtung 5, welche die Synchrongetriebe bzw. -zahnradpaare 4a bis 4c betreibt oder bewegt, um das Übersetzungsverhältnis des Getriebezugs 3 zu schalten, und ein hydraulisches oder elektrisches Stellglied 6 vorgesehen, um die Betätigungseinrichtung 5 anzutreiben.
Die Betätigungseinrichtung 5 weist einen Gangauswahlstift bzw. eine Gangauswahlwelle e51, der bzw. die in einer Schaltrichtung (axial) und einer Auswahlrichtung (drehend) durch das Stellglied 6 eingestellt wird, und eine vorbestimmte Anzahl von Schaltgabeln (hier drei Schaltgabeln 52a bis 52c fentsprechend fünf Vor- wärtsgängen und einem Rückwärtsgang) auf, um die Synchrongetriebe 4a bis 4c aufgrund einer Gangauswahlbewegung der Gangauswahlwelle 51 durch das Stellglied 6 zu betätigen. Die Schaltgabel 52b korrespondiert mit einem ersten Gang, bei dem ein übertragenes Drehmoment am größten und ein Übersetzungsverhältnis ins Langsame am kleinsten ist, und einem zweiten Gang; die Schaltgabel 52a korrespondiert mit einem dritten Gang und einem vierten Gang; und die Schaltgabel 52c korrespondiert mit einem fünften Gang, in welchem das übertragene Drehmoment am kleinsten ist und das Ubersetzungsverhältnis ins Langsame am größten ist, und einem Rückwärtsgang. Die Gangauswahlwelle 51 und die Schaltgabeln 52a bis 52c sind miteinander durch einen Selektor 53 verbunden. Der Selektor 53 verbindet eine der drei Schaltgabeln 52a bis 52c durch die Verschiebe/Auswahl-Bewegung mit der Gangauswahlwelle 51.
Das Stellglied 6 kann aus einem elektrischen Motor, einem hydraulischen Motor oder einem Öl/Luft-Zylinder bestehen und einen anderen zusammenwirkenden Bewegungsumwandlungsmechanismus aufweisen, und es kann die Gangauswahlwelle 51 linear bewegen und drehen oder es kann die Gangauswahlwelle 51 linear bewegen und verschieben.
Der Hoch/Runter-Schalter 7 wird in Richtung eines Hochschaltens bedient (verschoben), um das Übersetzungsverhältnis hochzusetzen, und wird in Richtung eines Runterschaltens bedient, um das Übersetzungsverhältnis herabzusetzen. Um eine derartige Bedienung des Hoch/Runter-Hebels 7 zu ermöglichen, wie es in 5 gezeigt ist, wird eine Nut 81 zum Hochschalten (Hoch-Nut) und eine Nut 82 zum Runterschalten (Runter-Nut) in dem Schaltpult 8 ausgebildet. Der Hoch/Runter-Hebel 7 kann ebenso in eine neutrale Position und eine Position für eine Rückwärtsbewegung gebracht werden, da ebenso eine Seiten-Nut 83, welche sich von einer Zwischenposition zwischen der Nut 81 und der Nut 82 rechtwinklig zu ihnen in Richtung auf die neutralen Position hin erstreckt, und eine Rückwärtsbewegungs-Nut 84, welche sich von dem anderen Ende der Nut 83 parallel zu der Nut 82 erstreckt, ausgebildet sind.
Wenn zum Beispiel der Hoch/Runter-Hebel 7 in die Hoch-Nut 81 beim Starten des Fahrzeuges verschoben wird, wählt die diese Verschiebung erfassende ECU 9 die Schaltgabel 52b für den ersten oder zweiten Gang aus und sendet einen Befehl bzw. ein Signal zu dem Stellglied 6, um den Getriebezug 3 auf eine Seite einer Eingangswelle A zu verschieben. Das Stellglied 6 dreht die Gangauswahlwelle 51, um ihn über den Selektor 53 mit der Schaltgabel 52b zu verbinden, und bewegt dann die Gangauswahlwelle 51 auf die Seite der Eingangswelle A. Somit wird die Schaltgabel 52b auf die gleiche Seite bewegt, so daß das Synchrongetriebe 4b bloß eine an dem Ende der Schaltgabel 53b vorgesehene Gabel 54b betrieben wird, um den Getriebezug 3 zu dem zweiten Gang zu schalten.
Wenn andererseits der Hoch/Runter-Hebel 7 in die Runter-Nut 82 verschoben wird, wählt die diese Verschiebung erfassende ECU 9 die Schaltgabel 52b aus und sendet einen Befehl bzw. ein Signal zu dem Stellglied 6, um die Schaltgabel 52b auf eine Seite einer Ausgangswelle B zu verschieben. Somit werden das Synchrongetriebe 4b und der Getriebezug 3 in den ersten Gang verschoben.
Wenn, während das Fahrzeug in dem dritten Gang fährt, der Hoch/Runter-Hebel 7 in die Hoch-Nut 81 verschoben wird, wird bei obigem Fahrzeuggetriebe das Getriebe durch Betrieb der Gangauswahlwelle 51, des Selektors 53 und der Schaltgabel 52a in den vierten Gang geschaltet; und wenn der Hoch/Runter-Hebel 7 in die Runter-Nut 82 verschoben wird, wird das Getriebe durch den Betrieb des Verschiebe/Auswahl-Schafts 51, des Selektors 53 und der Schaltgabel 52b in den zweiten Gang geschaltet. Diese Geschwindigkeitserhöhung bzw. Geschwindigkeitsemiedrigung von Gang zu Gang wird bei jeder Verschiebung des Hoch/Runter-Hebels 7 in die Hoch-Nut 81 bzw. die Runter-Nut 82 oder durch ein Belassen des Hoch/Runter-Hebels 7 in der Hoch-Nut 81 bzw. der Runter-Nut 82 ausgeführt.
Es ist jedoch möglich, daß bei der Fahrzeugfahrt Fälle auftreten, bei denen der Fahrzeugführer wünscht, mit einem einzigen Schaltvorgang vom fünften in den dritten oder zweiten Gang zu wechseln, beispielsweise wenn das Fahrzeug auf einer abschüssigen Straße fährt, oder vom dritten Gang in den fünften Gang zu wechseln, wenn das Fahrzeug auf einer ansteigenden Straße fährt (eine derartige Schaltung wird im folgenden "Sprungschaltung" ("skip-shift") genannt). Unterdessen kann bei einem herkömmlichen Fahrzeuggetriebe die Gangschaltung lediglich Gang für Gang (eine derartige Schaltung wird im folgenden "Einfach-Schaltung" ("one-shift") genannt) ausgeführt werden, so daß der Fahrer den Hoch/Runter-Hebel 7 in der Hoch-Nut 81 oder der Runter-Nut 82 für das Sprungschalten zwei- oder dreimal verschieben muß. Eine derartige Einfach-Schaltung erfordert eine lange Zeit für den Schaltvorgang und verzögert die Reaktion des Fahrzeugs im Sinne einer Geschwindigkeitserhöhung/-emiedrigung was die Anforderungen des Fahrer nicht zufriedenstellt.
Die vorliegende Erfindung ist in Würdigung der oben genannten Umstände gemacht worden und sieht ein Fahrzeuggetriebe vor, bei welchem die Fahrzeuggeschwin digkeit wahlweise mit einer Einfachschaltung oder mit eine Sprungschaltung entsprechend einem Fahrerwunsch geschaltet werden kann. Die "Einfachschaltung" meint hier bei dem Fahrzeuggetriebe mit n Gängen, d. h. m Vorwärtsgängen und (n – m) Rückwärtsgängen, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit von dem x-ten Gang zu dem (x + 1)-ten Gang oder dem (x – 1)-ten Gang geschaltet werden kann. Ebenso meint hierbei die "Sprungschaltung", dass die Fahrzeuggeschwindigkeit von dem x-ten Gang zu dem x + 2-ten oder noch höheren bzw. zu dem (x – 2)-ten oder noch niedrigeren Gang geschaltet wird (hierbei genügt x der Relation 3 ≤ x ≤ (m – 2)).
Die oben erläuterte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 und 3.
Wenn der Fahrer wünscht, die Fahrzeuggeschwindigkeit durch die Sprungschaltung zu schalten, verschiebt er gemäß der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung zuerst das Sprungschaltungsbedienteil und dann das Einfachschaltungsbedienteil oder beide gleichzeitig. Aufgrund dieser Verschiebung des Sprungschaltungsbedienteils treibt oder steuert die ECU, wenn sie die verschobene Position des Hoch/Runter-Bedienteils erfasst hat, das Stellglied derart, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit von dem x-ten zu dem (x + 2)-ten Gang oder dem x – 2-ten Gang sprunggeschaltet wird. Auf diesem Weg kann die Geschwindigkeitserhöhungs-/Erniedrigungsantwort des Fahrzeuggetriebes bei einer abschüssigen Straße verbessert werden, um die Anforderung des Fahrers zufriedenzustellen.
Das Fahrzeuggetriebe der vorliegenden Erfindung kann folgende Ausführungsformen oder Variation enthalten.
Der Geschwindigkeitsänderungsmechanismus kann ein Planetengetriebe oder ein Synchrongetriebe sein. Wenn das Fahrzeuggetriebe der vorliegenden Erfindung ein Planetengetriebe aufweist, treibt der Stellgliedmechanismus einen Brems- oder Kupplungsmechanismus an, welcher einen Radeingriff des Planetengetriebes steuert. Ein Fahrzeuggetriebe der vorliegenden Erfindung, welches ein Synchrongetriebe aufweist, wird im folgenden in der bevorzugten Ausführungsform erläutert.
Das erfindungsgemäße Fahrzeuggetriebe weist n Gänge mit m Vorwärtsgängen und (n – m) Rückwärtsgängen auf. Zumindest die Anzahl m der Vorwärtsgänge kann als Ganzzahl größer gleich 3 und vorzugsweise 4, 5 oder 6 gewählt werden.
Der Geschwindigkeitsänderungsmechanismus weist n/2 (wenn die Anzahl an Gängen n gerade ist) oder (n + 1)/2 (wenn die Anzahl an Gängen n ungerade ist) Schaltteile auf, und jede der Geschwindigkeitsänderungsteile korrespondiert zum Einstellen mit zwei der n Gänge.
Die Betätigungseinrichtung enthält n/2 oder (n + 1)/2 verschiebbare Betätigungsteile und zwei Bewegungsrichtungen der Betätigungsteile korrespondieren jeweils mit zwei benachbarten Gängen. Die Betätigungseinrichtung zum Betätigen des Fahrzeuggetriebes durch Einfachschaltung und die Betätigungseinrichtung zum Betätigen des Fahrzeuggetriebes durch Sprungschaltung können separat vorgesehen werden oder die gleiche bzw. dieselbe Betätigungseinrichtung kann gemeinsam für beide Schaltungen verwendet werden.
Der Stellgliedmechanismus enthält n/2 oder (n + 1)/2 Stellglieder, und jedes der Stellglieder treibt jeweils die Betätigungsteile an. Der Stellgliedmechanismus zum Antreiben der Betätigungseinrichtung für die Einfachschaltung und der Stellgliedmechanismus zum Antreiben der Betätigungseinrichtung für die Sprungschaltung können separat vorgesehen werden oder der gleiche Stellgliedmechanismus kann gemeinsam für beide Schaltungen verwendet werden.
Die gemeinsam verwendete Betätigungseinrichtung und der gemeinsam verwendete Stellgliedmechanismus können dazu beitragen, das gesamte Fahrzeuggetriebe kompakt zu gestalten. Als Stellgliedmechanismus können ein Hydrauliköl- oder Luftzylinder, ein Ölmotor oder ein elektrischer Motor verwendet werden.
Das Einfachschaltungsbedienteil kann ein Hebel oder ein Schalter sein und das Sprungschaltungsbedienteil kann eine Taste oder ein Schalter sein. Das Sprungschaltungsbedienteil ist vorzugsweise an einem Knopf (beispielsweise an dessen Innenseite) angeordnet, wenn das Einfachschaltungsbedienteil einen Hebel aufweist, oder an einer vorbestimmten Position auf einem Lenkrad, um durch den auf dem Fahrersitz sitzenden Fahrzeugführer je nach dessen Absicht bedient zu werden, wird jedoch nur selten zur Geschwindigkeitsänderung berührt. Hierbei meint die Innenseite des Knopfes, die dem Fahrer zugewandten Seite, d. h. eine Seite des Daumens einer linken Hand. Somit kann eine fehlerhafte Bedienung des Sprungschaltungsbedienteils vermieden werden.
Das Sprungschaltungsbedienteil wird vorzugsweise vorher oder gleichzeitig mit dem Einfachschaltungsbedienteil bedient.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen anhand der Zeichnung. Es zeigt:
1 eine Konstruktionsansicht einer ersten Ausführungsform des Fahrzeuggetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 ein Flußdiagramm zur Erläuterung einer Arbeitsweise der ersten Ausführungsform;
3 eine Konstruktionsansicht der zweiten Ausführungsform (Abänderung der Betätigungseinrichtung) des Fahrzeuggetriebes der vorliegenden Erfindung;
4 eine Konstruktionsansicht eines herkömmlichen Fahrzeuggetriebes; und
5 eine erläuternde Ansicht zur Darstellung eines Schaltmusters eines Hoch/Runter-Hebels des Fahrzeuggetriebes in 4.
1 zeigt die erste Ausführung eines Fahrzeuggetriebes der vorliegenden Erfindung weist erfindungsgemäß einen Geschwindigkeitsänderungsmechanismus vom Typ eines Synchrongetriebes auf. Hierbei erhalten Teile oder Elemente, welche eine gemeinsame oder gleiche Funktion wie bei dem herkömmlichen in 4 und 5 gezeigten Fahrzeuggetriebe aufweisen, (ein Aufbau der Teile oder Elemente kann gleich oder unterschiedlich sein) mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Das obige Fahrzeuggetriebe enthält ein Getriebegehäuse 2, einen Hoch/Runter-Hebel 7, der einen Schalter 13 aufweist, und eine ECU 9 als wesentliche Bestandteile enthält.
Auf dem Getriebegehäuse 2 sind ein Getriebezug 3 für eine Geschwindigkeitsänderung, drei Synchrongetriebe 4a bis 4c zum Ändern bzw. Schalten eines Übersetzungsverhältnis des Getriebezuges 3, eine Betätigungseinrichtung 5, die aus drei parallelen Schaltgabeln 52a bis 52c, bei denen jeweils eine Gabel 54a bis 54c mit Schalthülsen der Synchrongetriebe 4a bis 4c in Eingriff stehen, und aus drei elektrischen, umsteuerbaren Motoren (Stellgliedmechanismen) 11a bis 11c zum Antreiben der Schaltgabeln 52a bis 52c, angeordnet.
Der Getriebezug 3 zum Geschwindigkeitsverändern ist von herkömmlicher Art mit fünf Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang, und eine Drehung von einer Eingangswelle auf eine Ausgangswelle über eine Gegenwelle, die alle nicht dargestellt sind, überträgt. Das Synchrongetriebe 4a schaltet den Getriebezug 3 in den dritten Gang, wenn eine nicht dargestellte Schalthülse zu der Ausgangswellenseite B bewegt wird, und es schaltet den Getriebezug 3 in den vierten Gang, wenn die Schalthülse zu der Eingangswellenseite A bewegt wird. Das Synchrongetriebe 4b schaltet den Getriebezug 3 in den ersten Gang, wenn die Schalthülse zu der Ausgangswellenseite B bewegt wird, und es schaltet den Getriebezug 3 in den zweiten Gang, wenn die Schalthülse zu der Eingangswellenseite A bewegt wird. Das Synchrongetriebe 4c schaltet den Getriebezug 3 in den fünften Gang, wenn die Schalthülse zu der Ausgangswellenseite B bewegt wird, und es schaltet den Getriebezug 3 in den Rückwärtsgang, wenn die Schalthülse zu der Eingangswellenseite A bewegt wird. Das Synchrongetriebe 4a bis 4c und die Betätigungseinrichtung 5 bilden den Geschwindigkeitsveränderungsmechanismus.
Jeder der Motoren 11a bis 11c weist auf seiner Ausgangswelle Ritzel 14a bis 14c auf, die mit Zahnstangen 55a bis 55c in Eingriff stehen, die am hinteren Ende der entsprechenden Schaltgabeln 52a bis 52c ausgebildet sind. Der Betrieb der Motoren 11a bis 11c wird durch eine ECU 9 gesteuert.
Der Hoch/Runter-Hebel 7, der an der Schaltkonsole 8 vorgesehen ist, wird in die Hoch-Nut 81 (siehe 5), die sich in der Richtung einer Geschwindigkeitserhöhung erstreckt, oder in die Runter-Nut 82, die sich in die Richtung einer Geschwindigkeitserniedrigung erstreckt, verschoben und überträgt ein Signal 7b, welches mit der Verschiebung des Hebels 7 korrespondiert, zu der ECU 9. Auf einem Knopf 7a des Hoch/Runter-Hebels 7 ist ein Schalter 13 (Sprungschaltbedienteil) vorgesehen. Dieser Schalter 13 sendet ein AN/AUS-Signal 13a zu der ECU 9, welches mit einer Bedienung des Schalters 13 korrespondiert.
Als nächstes wird ein Betrieb des Fahrzeugbetriebes, welcher den oben erwähnten Aufbau aufweist, unter Bezugnahme auf ein in 2 gezeigtes Flußdiagramm erläutert.
Wenn eine Maschine gestartet wird, führt die ECU 9 bei Schritt S1 einen „Verschiebebefehl" aus, bei welchem das Vorhandensein/Nichtvorhandensein des Signals 7b von dem Hoch/Runter-Hebel 7 erfaßt wird. Solange der Hoch/Runter-Hebel 7 nicht bedient wird und das Signal 7b nicht erfaßt wird, komplettiert bzw. wiederholt die Sequenz bzw. das Programm den Schritt S1 nach einem weiteren Durchlauf. Wenn im Gegensatz dazu der Hoch/Runter-Hebel 7 zum Beispiel in die Hoch-Nut 81 verschoben wird und das Signal 7b entsprechend einer derartigen Verschiebung bei Schritt S1 erfaßt wird, fährt das Programm mit Schritt S2 fort. Der Schritt S2 („Sprungschaltung") beurteilt, ob der Schalter 13 bedient worden ist oder nicht, d. h. den Inhalt des AN/AUS-Signals 13a (also ob das Signal 13a ein AN-Signal oder ein AUS-Signal ist).
Wenn bei Schritt S2 der Inhalt des AN/AUS-Signals 13a als AUS beurteilt wird, was der Fall ist, wenn der Schalter 13 als nicht bedient beurteilt wird, fährt das Programm mit Schritt S4 („Einfachschaltung") fort, um die Einfachschaltung auszuführen. Danach fährt das Programm mit Schritt S9 („Hochschaltbefehl") oder mit Schritt S10 („Runterschaltbefehl") entsprechend der Verschieberichtung des Hoch/Runter-Hebels 7 fort. Das heißt, wenn der Hoch/Runter-Hebel 7 in die Hoch-Nut 81 verschoben wird, wird der Inhalt des Signals 7a als ein Hochschalten (JA) beurteilt und eine Einfach- Hochschaltung wird bei Schritt S9 befohlen. Wenn andererseits der Hoch/Runter-Hebel 7 in die Runter-Nut 82 verschoben wird, wird der Inhalt des Signals 7a als eine Runterschaltung (NEIN) beurteilt, und bei Schritt S10 wird eine Einfach-Runterschaltung befohlen.
Wenn im Gegensatz dazu der Inhalt des AN/AUS-Signals 13 als AN beurteilt wird, was der Fall ist, wenn der Schalter 13a als gleichzeitig mit einer Verschiebung des Hoch/Runter-Hebels 7 bedient beurteilt wird, fährt das Programm mit Schritt S3 („Sprung-Hochschaltung") fort, um die Sprung-Hochschaltung auszuführen. Bei Schritt S3 wird auf die gleiche Art und Weise wie bei Schritt S4 die Hochschaltung (JA) oder Runterschaltung (NEIN) entsprechend dem Inhalt des Signals 7b aufgrund der verschobenen Stellung des Hoch/Runter-Hebels 7 beurteilt. Wenn bei Schritt S3 JA beurteilt wird, was der Fall ist, wenn der Schalter 13 bei der Bedienung des Hoch/Runter-Hebels 7 in der Hoch-Nut 81 als bedient beurteilt wird, fährt das Programm bei Schritt S5 („Sprung-Hochschaltung") fort, um die Sprungschaltung in Hochrichtung (Geschwindigkeitserhöhung) auszuführen. Falls andererseits NEIN bei Schritt S3 geurteilt wird, was der Fall ist, wenn der Schalter 13 bei der Bedienung des Hoch/Runter-Hebels in der Runter-Nut 82 als bedient beurteilt wird, fährt das Programm bei Schritt S6 ("Sprungrunterschaltung") fort, um die Sprungschaltung in der Runter-Richtung (Geschwindigkeitserniedrigungs) auszuführen.
Nachdem den Entscheidungen über eine Sprunghochschaltung bei Schritt S5 oder eine Sprungrunterschaltung bei S6 getroffen worden sind, fährt das Programm mit Schritt S7 („wirksame Verschiebungsüberwachung") fort, um das Übersetzungsverhältnis, in welches das vorliegende Übersetzungsverhältnis verschoben werden kann, zu bestimmen. Mit anderen Worten entscheidet Schritt S7 über die Möglichkeit einer Sprungschaltung, wenn bei dem Schritt S5 oder S6 die Sprungschaltung befohlen worden ist. Zum Beispiel ist die Sprungschaltung von dem dritten Gang zu dem fünften Gang oder runter zum ersten Gang möglich, aber die Sprungschaltung von dem zweiten Gang oder die Sprungschaltung hoch zum vierten Gang unmöglich. In letzterem Fall wird jeweils vom zweiten zum ersten Gang und vom vierten zum fünften Gang geschaltet, ungeachtet des Sprungschaltbefehls.
Die obigen Schritte S1 bis S7 werden von der ECU 9 ausgeführt.
Die Bestimmung des Zielübersetzungsverhältnisses, fährt das Programm mit Schritt S 8 („Schaltungssteuerung"), so daß die ECU 9 Ansteuersignale zu den elektrischen Motoren 11a bis 11c sendet. Wenn zum Beispiel durch den Hoch/Runter-Hebel 7 und dem Schalter 13 ein Herunterschalten von dem fünften in den dritten Gang befohlen wird, sendet die ECU 9 Ansteuersignale zu den elektrischen Motoren 11a und 11c. Im fünften Gang hält die Schaltgabel 52c die Schalthülse des Synchrongetriebes 4c an der Ausgangswellenseite B, so daß die Schaltgabel 52c durch den elektrischen Motor 11c verschoben werden muß, um die Schalthülse zur Ausgangswellenseite A zu bewegen. Im fünften Gang hält die Schaltgabel 52a ebenso die Schalthülse des Synchrongetriebes 4a in einer neutralen Position, so daß die Schaltgabel 52a durch den elektrischen Motor 11a verschoben werden muß, um die Schalthülse zu der Ausgangswellenseite B zu bewegen. Somit wird das Übersetzungsverhältnis von dem fünften Gang zu dem dritten Gang verschoben oder geschaltet.
Wenn als anderes Beispiel für eine Sprungrunterschaltung der Runterschaltbefehl vom vierten Gang in den zweiten Gang durch den Hoch-/Runter-Hebel 7 und dem Satzschalter 13 erfolgt, sendet die ECU 9 Ansteuersignale zu den elektrischen Motoren 11a und 11b. Der elektrische Motor 11a treibt die Schaltgabel 52a an, um die Schalthülse des Synchrongetriebes 4a von der Eingangswellenseite A zu der neutralen Position zu bewegen, und der elektrische Motor 11b treibt die Schaltgabel 52b an, um die Schalthülse des Synchrongetriebes 4b von der neutralen Position zu der Eingangswellenseite A zu bewegen. Wenn weiterhin als Beispiel für eine Sprunghochschaltung der Hochschaltbefehl vom ersten Gang in den dritten Gang durch den Hebel 7 und den Schalter 13 erfolgt, sendet die ECU 9 die Ansteuersignale zu den elektrischen Motoren 11a und 11b. Der elektrische Motor 11b treibt die Schaltgabel 52b an, um die Schalthülse des Synchrongetriebes 4b von der Ausgangswellenseite B zu der neutralen Position zu bewegen, und der elektrische Motor 11a treibt die Schaltgabel 52a an, um die Schalthülse des Synchrongetriebes 4a von der neutralen Position zu der Ausgangswellenseite B zu bewegen.
In dem Fahrzeuggetriebe der vorliegenden Erfindung sind drei Synchrongetriebe 4a bis 4c, drei Schaltgabeln 52a bis 52c und drei elektrische Motoren 11a bis 11c vorgesehen, wobei eine der beiden Bewegungsrichtungen der Synchrongetriebe 4a bis 4c und der Schaltgabeln 52a und 52c jeweils den ersten und zweiten Gängen, den dritten und vierten Gängen und den fünften und dem Rückwärtsgang zugeordnet sind bzw. damit korrespondieren. Dementsprechend korrespondieren der x-te Gang und (x + 2)-te Gang bzw. der (x – 2)-te Gang, zum Beispiel der dritte Gang und der erste Gang bzw. der fünfte Gang immer mit unterschiedlichen Schaltgabeln 52a bis 52c. Dementsprechend steuert die ECU 9 durch ein Bedienen des Schalters 13a zwei der drei elektrischen Motoren 11a bis 11c, wodurch zwei der drei Schaltgabeln 52a bis 52c angetrieben werden. Um die Sprungschaltung auszuführen, werden daher zwei der drei Synchrongetriebe 4a bis 4c in Richtung der Eingangswellenseite A bzw. der Ausgangswellenseite B bewegt. Somit kann die Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechend der Anforderung des Fahrers schnell geändert werden, und er oder sie kann das Fahrzeug mit dem Gefühl einer guten Geschwindigkeitserhöhung/-erniedrigungsreaktion fahren. Bei dieser Ausführungsform korrespondiert das Auswählen von zwei der drei elektrischen Motoren 11a bis 11c mit dem Auswahlvorgang der Schaltgabeln 52a bis 52c.
Weiterhin ist festzuhalten, daß wenn der Hochschaltbefehl des Schrittes S9 oder der Runterschaltbefehl des Schrittes S10 aufgrund der Einfach-Hochschaltung des Schrittes S4 ausgewählt worden ist, einer oder zwei der drei elektrischen Motoren 11a bis 11c durch den Befehl von der ECU 9 angesteuert wird, um eine oder zwei der drei Schaltgabeln 52a bis 52c zu bewegen, wodurch wiederum eine oder zwei der drei Synchrongetriebe 4a bis 4c bewegt werden. Genauer gesagt, wenn das Hochschalten von dem dritten Gang in den vierten Gang befohlen wird, wird die Schaltgabel 52a durch den elektrischen Motor 11a angetrieben, um die Schalthülse des Synchrongetriebes 4a von der Ausgangswellenseite B zu der Eingangswellenseite A zu bewegen. Wenn eine Runterschaltung von dem dritten Gang auf den zweiten Gang befohlen wird, wird die Schaltgabel 52a durch den elektrischen Motor 11a angetrieben, um die Schalthülse des Synchrongetriebes 4a von der Ausgangswellenseite B zu der neutralen Position zu bewegen, und die Schaltgabel 52b wird durch den elektrischen Motor 11b angetrieben, um die Schalthülse des Synchrongetriebes 4b von der neutralen Position zu der Eingangswellenseite A zu bewegen.
Im folgenden wird die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Modifikation der Betätigungseinrichtung 5) unter Bezugnahme auf 3 erläutert.
Diese zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, daß die Bedieneinrichtung vom Typ einer Ölhydraulik ist und ein Verschiebestellglied 15 und ein Auswahlstellglied 16 enthält.
Genauer gesagt werden die Schaltgabel 52a bis 52c durch ein linearartiges Verschiebestellglied 15, das ein Ritzel 15a und einen Zylinder 15b aufweist, und ein linearartiges Auswahlstellglied 16, das ein Ritzel 16a und einen Zylinder 16b aufweist und orthogonal zu dem Verschiebestellglied 15 angeordnet ist, angetrieben. Das Auswahlstellglied 16 bewegt sich in einer X-Richtung um einen Eingriffszustand zwischen einem Schieber 53a und einer der Schaltgabeln 52a bis 52c auszuwählen. Das Verschiebestellglied 15 bewegt eine der Schaltgabeln 52a bis 52c, welche mit dem Schieber 53a über den Selektor 53 verbunden sind, in einer Y-Richtung.
Der Selektor 53 weist den Schieber 53a, welcher durch das Auswahlstellglied 16 in einer –X-Richtung oder in einer +X-Richtung bewegt wird, und Verbinder 53b1 bis 53b3 auf, die jeweils eine Eingriffsnut 53c aufweisen, in welcher der Schieber 53a sich bewegt und welche mit den Schaltgabeln 52a bis 52c korrespondieren. Der Verschiebeschaft 15c des Verschiebestellgliedes 15 steht mit dem Auswahlschaft 16c des Auswahlstellgliedes 16 in Eingriff, um einen der Verbinder 53b1 bis 53b3, mit welchen der Schieber 53a verbunden ist, in –y oder +Y-Richtung zu bewegen.
Sowohl das Verschiebestellglied 15 als auch das Auswahlstellglied 16 werden durch die Ölhydraulikschaltung 17 angetrieben. Die Ölhydraulikschaltung 17 weist ein nicht dargestelltes elektromagnetisches Steuerorgan bzw. -ventil zum Schalten der ±-Xund ±-Y-Richtungen der Ritzel 15a bzw. 16a des Verschiebestellglieds 15 bzw. des Auswahlstellglieds 16 auf. Das elektromagnetische Ventil wird durch die ECU 9 gesteuert (siehe 1).
Die Geschwindigkeitsveränderung (Verschiebung) durch die Betätigungseinrichtung 5 wird wie folgt ausgeführt.
Zum Beispiel wird bei einer Hochschaltung von dem dritten in den fünften Gang durch ein Bedienen des Schalters 13 gleichzeitig mit einer Bedienung des Hoch/Runter-Hebels 7 das Verschiebestellglied 15 betätigt und bewegt den Verschiebeschaft 15c in –Y-Richtung, um die Schaltgabel 52a zu der Eingangswellenseite A zu verschieben, um sie in die neutrale Position zu bringen. Ebenso bewegt das Auswahlstellglied 16 den Schieber 53a durch den Auswahlschaft 16c, um ihn von dem Verbinder 53b1 entsprechend der Schaltgabel 52a außer Eingriff zu bringen und ihn mit dem Verbinder 53b3 entsprechend der Schaltgabel 52c in Eingriff zu bringen. Danach wird das Verschiebestellglied 15 betätigt und bewegt den Verschiebeschaft 15c in der +Y-Richtung, um die Schaltgabel 52c in Richtung der Ausgangswellenseite B zu bewegen.
Wenn andererseits bei einer Einfach-Hochschaltung vom dritten in den vierten Gang sich das Auswahlstellglied 16 nicht bewegt und der Zustand beibehalten wird, bei dem der Schieber 53a mit dem Verbinder 53b1 entsprechend der Schaltgabel 53a in Eingriff steht, und dann bewegt sich der Verschiebeschaft 15c von der +Y-Richtung zu der –Y-Richtung, um die Schaltgabel 52a zu der Eingangswellenseite A zu bewegen.
Bei der zweiten Ausführungsform können die drei Schaltgabeln 52a bis 52c durch zwei Stellglieder 15 und 16 angetrieben werden, was es ermöglicht, die Bedieneinrichtung kompakter zu gestalten als bei der ersten Ausführungsform. Obwohl sowohl das Verschiebestellglied 15 als auch das Auswahlstellglied linearartig sind, kann durch ein Anordnen der Verbinder 53b1 bis 53b2 auf einem Kreis oder Ring und beim Verwenden des Ölhydraulikmotors als Auswahlstellglied 16 das Übersetzungsverhältnis durch eine Drehbewegung und eine Linearbewegung verändert werden.

Claims

Schalteinrichtung für ein Fahrzeuggetriebe, mit einer Vielzahl an Gangschalt-Änderungsmechanismen (4a bis 4c) zum Auswählen von einer von n Voreinstell-Gangschaltpositionen; einem Stellgliedmechanismus (11a bis 11c) zum Schalten der Gangschalt-Änderungsmechanismen (4a bis 4c) in eine der n-Voreinstell-Gangschaltpositionen; einem von Hand betätigbaren Gangschalthebel (7) zum Hochschalten und Herunterschalten der Gangschalt-Änderungsmechanismen (4a bis 4c) entsprechend einer Gangschaltposition nach der anderen; einem von Hand betätigbaren Schalter (13), dessen Betätigung gleichzeitig mit der Betätigung des handbetätigten Gangschalthebels (7) in einer Bewegungsrichtung Schalt-Überspring-Operationen von zwei Gangschaltpositionen angibt, wobei das Fahrzeuggetriebe ferner folgendes aufweist: einen Betätigungsmechanismus (5) mit einer Vielzahl von Betätigungsteilen (52a bis 52c), von denen jedes mit den Gangschalt-Änderungsmechanismen (4a bis 4c) in Angriff bringbar ist, wobei die Vielzahl der Betätigungsteile (52a bis 52c) durch den Stellgliedmechanismus (11a bis 11c) betätigbar sind, derart, dass die Gangschalt-Änderungsmechanismen (4a bis 4c) in eine der n-Voreinstell-Gangschaltpositionen verschoben werden, und eine elektrische Steuereinheit (ECU) (9), zum Steuern des Stellgliedmechanismus (11a bis 11c), um eine Gangschaltposition nach der anderen auszuwählen und zwar entsprechend einer der Gangschiebebewegungen der Gangschalt-Änderungsmechanismen (4a bis 4c) über eines der Vielzahl der Betätigungsteile (52a bis 52c) auf der Grundlage von ein um die andere Gangschaltposition, die bestimmt wird, wenn der von Hand betätigbare Gangschalthebel (7) betätigt wird und der von Hand betätigbare Schalter (13) nicht betätigt wird, und um zwei Gangverschiebungen aufgrund von zwei oder mehreren der Gangschiebebewegungen der Gangschalt-Änderungsmechanismen (4a bis 4c) über zwei oder mehrere der Vielzahl der Betätigungsteile (52a bis 52c) auf der Grundlage von zwei Gangschiebepositionen auszuwählen, die bestimmt werden, wenn sowohl der von Hand betätigbare Gangschalthebel (7) als auch der von Hand betätigbare Schalter (13) gleichzeitig betätigt werden, wobei die elektrische Steuereinheit (ECU 9) dafür ausgebildet ist die Zulässigkeit einer befehligten Schalt-Überspring-Operation zu überprüfen und bei Feststellung einer unzulässigen Schalt-Überspring-Operation diese durch eine zulässige Schaltoperation zu ersetzen.
Schalteinrichtung nach Anspruch 1, bei dem der Betätigungsmechanismus (5) drei Betätigungsteile (52a bis 52c) enthält, von denen jedes in Angriff mit den Gangschalt-Änderungsmechanismen (4a bis 4c) in Eingriff oder Angriff bringbar ist, wobei ein erstes Betätigungsteil (52b) einen ersten Gangschalt-Änderungsmechanismus (4b) von einer Neutralstellung zu einer Schiebeposition gemäß einem ersten Gang oder einer Schiebeposition gemäß einem zweiten Gang bewegt, ein zweites Betätigungsteil (52a) einen zweiten Gangschalt-Änderungsmechanismus (4a) aus einer Neutralstellung in eine Gangschaltposition gemäß dem dritten Gang oder eine Gangschaltposition gemäß einem vierten Gang bewegt, und ein drittes Betätigungsteil (52c) einen dritten Gangschalt-Änderungsmechanismus (4c) aus einer Neutralposition in eine Schaltposition gemäß einem fünften Gang oder eine Schaltposition gemäß einem Rückwärtsgang bewegt.
Schalteinrichtung nach Anspruch 2, bei dem die elektrische Steuereinheit (ECU) (9) den Stellgliedmechanismus (11a bis 11c) so steuert, dass das erste Betätigungsteil (52b) den ersten Gangschalt-Änderungsmechanismus (4b) von der zweiten Gangschaltposition über die Neutralposition in die erste Gang-Schaltposition bewegt, wenn der von Hand betätigbare Gangschalthebel (7) und der von Hand betätigbare Schalter (13) in einer Abwärtsrichtung betätigt werden und zwar in einem Fall, bei dem die zweite Gangschiebeposition ausgewählt ist, und derart steuert, dass das zweite Betätigungsteil (52a) den zweiten Gangschalt- Änderungsmechanismus (4a) aus der vierten Gangschaltposition in die Neutralposition bewegt und das dritte Betätigungsteil (52c) den dritten Gangschalt-Änderungsmechanismus (4c) aus der Neutralposition in die fünfte Gangschaltposition bewegt, wenn der von Hand betätigbare Gangschalthebel (7) und der von Hand betätigbare Schalter (13) in einer nach oben hin verlaufenden Schieberichtung betätigt werden und zwar in einem Fall, wenn die vierte Gangschaltposition ausgewählt ist.