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Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung mit einer
Eingabeeinheit zur Aufnahme von Eingabedaten nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Die Anforderungen an Betätigungsvorrichtungen bezüglich
Komfort, Zuverlässigkeit, Bauraum, Gewicht und hinsichtlich der
Unterstützung eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs werden bei
modernen Kraftfahrzeugen immer höher. Ein vorteilhafter Effekt
kann häufig erreicht werden, indem mechanische Bauteile oder
Baugruppen durch elektronische Bauteile und Baugruppen ersetzt
werden.
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Es sind Betätigungsvorrichtungen mit einer Eingabeeinheit zur
Aufnahme von Eingabedaten bekannt, die über zumindest eine
Datenleitung mit einem Steuergerät verbunden sind, über das eine
Aktuatoreinheit zur Einstellung eines Getriebes steuerbar ist,
und zwar können über die Eingabeeinheit verschiedene
Betriebsstellungen gewählt werden, wie beispielsweise eine
Parkstellung "P", eine Rückwärtsfahrstellung "R", eine
Leerlaufstellung "N", eine Fahrstellung "D", in der Gänge automatisch
geschaltet werden, oder eine Fahrstellung "T", in der Gänge
durch eine Tippbewegung an der Eingabeeinheit geschaltet
werden können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
gattungsbildende Betätigungsvorrichtung bereitzustellen, bei der eine
Synchronität zum Getriebe stets sichergestellt werden kann.
Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Erfindung geht aus von einer Betätigungsvorrichtung mit
einer Eingabeeinheit zur Aufnahme von Eingabedaten, die über
zumindest eine Datenleitung mit einem Steuergerät verbunden
ist, über das eine Aktuatoreinheit zur Einstellung eines
Getriebes steuerbar ist, insbesondere eines Automatikgetriebes
eines Kraftfahrzeugs.
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Es wird vorgeschlagen, daß die Eingabeeinheit eine mechanische
Sperreinheit aufweist, über die die Eingabeeinheit sperrbar
ist. Eine unbeabsichtigte Betätigung der Eingabeeinheit bei
mit abgeschalteter Zündung abgestelltem Kraftfahrzeug kann
sicher vermieden und eine Synchronität zwischen der
Eingabeeinheit und dem Getriebe kann stets sichergestellt werden.
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Um ein sicheres Bedienen der Eingabeeinheit zu ermöglichen,
ist es sinnvoll, die Eingabeeinheit in einem Bereich
anzuordnen, der sich in unmittelbarer Nähe eines Lenkrads des
Kraftfahrzeugs befindet, wie z. B. an einem Armaturenbrett usw.
Besonders vorteilhaft ist die Eingabeeinheit jedoch in eine
Lenkeinheit integriert. Es ist ein sicheres Bedienen der
Eingabeeinheit erreichbar, bei dem ein Lösen einer Hand vom
Lenkrad vermeidbar ist, so daß das Kraftfahrzeug jederzeit sicher
mit beiden Händen geführt werden kann.
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Vorteilhaft weist die Eingabeeinheit ein Gehäuse auf, das
zumindest teilweise einstückig mit einem Gehäuse einer weiteren
Einheit ausgeführt ist. Die Betätigungsvorrichtung kann in
bestehende Module, die verschiedene Steuerungseinheiten, wie
z. B. eine Sprachsteuerungseinheit, eine Einheit mit einem
Lenkwinkelsensor, eine Steuereinheit für Radio, Klimaanlage,
Bordcomputer usw., beinhalten, integriert und vorteilhaft mit
diesen kombiniert werden, wie insbesondere in ein sogenanntes
Mantelrohrmodul. Es können Bauteile und Bauraum eingespart und
eine Beeinflussung eines Crash-Wegs des Lenkrads kann
vorteilhaft vermieden werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird
vorgeschlagen, daß das Gehäuse an einem eine Lenkspindel tragenden
Mittel befestigt ist. Bedienkräfte, die beim Betätigen der
Eingabeeinheit über einen Schalt- und Wählhebel auf das Gehäuse
wirken, können vorteilhaft am tragenden Mittel abgestützt
werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, daß die Sperreinheit über einen
elektromagnetischen Aktuator betätigbar ist. Ein
elektromagnetischer Aktuator kann platzsparend und konstruktiv einfach
integriert und die Sperreinheit kann konstruktiv einfach mit
einer Zündung eines Kraftfahrzeugs kombiniert werden, so daß
beim Ausschalten der Zündung die Synchronität zwischen der
Eingabeeinheit und dem Getriebe, unabhängig von den
vorliegenden Eingabestellungen, stets gewährleistet ist. Die
mechanische Sperreinheit kann jedoch auch durch andere, dem Fachmann
als sinnvoll erscheinende Stellelemente betätigt werden, wie
z. B. durch hydraulische, elektrische und/oder pneumatische
Stellelemente usw.
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Vorteilhaft weist die Sperreinheit eine Sperrscheibe mit einem
angeformten Rastelement auf, und zwar insbesondere zur
Erzielung von definierten Stellungen "P", "R", "N", "D" und "T".
Zusätzliche Bauteile, Bauraum, Montageaufwand und Kosten
können eingespart werden.
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Ist die Sperrscheibe mit einer Schaltwelle drehfest verbunden,
ist ein Bauteil erreichbar, das von mehreren Seiten gut
zugänglich ist, und die Sperrscheibe kann konstruktiv einfach
für eine Rasteinheit genutzt werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird
vorgeschlagen, daß die Sperreinheit einen schwenkbar gelagerten
Sperrbolzen aufweist. Ein Aktuator zur Betätigung des Sperrbolzens
kann in der Eingabeeinheit besonders flexibel angeordnet
werden, und es ist eine besonders vorteilhafte Ausnutzung des
Bauraums erreichbar.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden
Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung dargestellt. Die Beschreibung und die Ansprüche
enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird
die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu
sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es zeigt:
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Fig. 1 einen Ausschnitt einer schematisch dargestellten
Lenkeinheit eines Kraftfahrzeugs,
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Fig. 2 eine Eingabeeinheit mit einer mechanischen Sperreinheit
in einer ersten perspektivischen Darstellung,
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Fig. 3 die Eingabeeinheit aus Fig. 2 in einer zweiten
perspektivischen Darstellung,
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Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 2 und
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Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 3.
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Fig. 1 zeigt eine Lenkeinheit 12 eines nicht dargestellten
Kraftfahrzeugs, mit einer Betätigungsvorrichtung, die eine
Eingabeeinheit 10 zur Aufnahme von Eingabedaten aufweist. Die
Eingabeeinheit 10 besitzt hierfür einen Schalt- und Wählhebel
33, der in verschiedene Eingabestellungen "P", "R", "N", "D"
und "T" führbar ist, wobei "P" für eine Parkstellung, "R" für
eine Rückwärtsfahrstellung, "N" für eine Leerlaufstellung, "D"
für eine Vorwärtsfahrstellung und "T" für eine Tippstellung
steht. Die Eingabeeinheit 10 ist über Datenleitungen mit einem
nicht näher dargestellten Steuergerät verbunden, über das eine
Aktuatoreinheit zur Einstellung eines Automatikgetriebes
steuerbar ist.
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Die Eingabeeinheit 10 weist ein Gehäuse 13 auf, das einstückig
mit einem Gehäuse einer von der Eingabeeinheit 10 getrennten
Einheit 14 ausgeführt ist, und zwar wird das Gehäuse 13 von
einem sogenannten Mantelrohrmodul gebildet. Das Gehäuse 13 der
Eingabeeinheit 10 ist an einem eine Lenkspindel 15 tragenden
rohrförmigen Mittel 16 befestigt. Um einen hohen Komfort zu
erreichen, ist der Schalt- und Wählhebel 33 in unmittelbarer
Nähe eines Lenkrads 23 angeordnet, so daß ein Bediener, ohne
die Hand vom Lenkrad 23 zu lösen, den Schalt- und Wählhebel 33
bedienen kann.
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Die Eingabeeinheit 10 weist erfindungsgemäß eine mechanische
Sperreinheit 11 auf, die über einen elektromagnetischen
Aktuator 17 betätigbar ist (Fig. 2 bis 5)
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Der elektromagnetische Aktuator 17 ist über einen Sperrhebel
24 mit einem schwenkbar gelagerten Sperrbolzen 21 verbunden,
der formschlüssig in eine Verzahnung 25 einer Sperrscheibe 18
geführt werden kann, die an einer ersten, vorderen Stirnseite
der Sperrscheibe 18 angeformt ist.
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An der Sperrscheibe 18 ist an einer zweiten, der ersten
Stirnseite gegenüberliegenden hinteren Stirnseite eine Rastkontur
26 einer Rasteinheit 19 angeformt (Fig. 3 bis Fig. 5). In die
Rastkontur 26 greift formschlüssig ein Rastelement 27 ein, das
über eine Blattfeder 28 in Richtung der Sperrscheibe 18
belastet ist und die Sperrscheibe 18 in ihren entsprechenden
Eingabestellungen "P", "R", "N", "D" und "T" hält.
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Die Sperrscheibe 18 ist drehfest auf einer Schaltwelle 20 der
Eingabeeinheit 10 gelagert, die an einem vom
elektromagnetischen Aktuator 17 abgewandten Ende einen Sensor 29 aufweist
(Fig. 2 und 3).
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Die Schaltwelle 20 weist einen rechteckigen Bereich 30 auf,
auf dem der Schalt- und Wählhebel 33 mit einem gabelförmigen
Bereich 31 in Umfangsrichtung der Schaltwelle 20 formschlüssig
gehalten ist.
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Der Schalt- und Wählhebel 33 ist auf der Schaltwelle 20 um
eine erste Schwenkachse 34 und auf einem Schwenkbolzen 22 um
eine senkrecht zur ersten Schwenkachse 34 verlaufende zweite
Schwenkachse 35 schwenkbar gelagert (Fig. 2 und Fig. 3). Durch
ein Schwenken des Schalt- und Wählhebels 33 um die erste
Schwenkachse 34 ist ein Wechsel der Eingabestellungen "P",
"R", "N", "D" und "T" erreichbar. Über den Sensor 29 werden
die Eingabestellungen "P", "R", "N", "D" und "T" des Schalt-
und Wählhebels 33 erfaßt und können an das nicht näher
dargestellte Steuergerät weitergeleitet werden, über das die
Aktuatoreinheit zur Einstellung des Getriebes steuerbar ist.
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Befindet sich der Sensor 29 bzw. die Sperrscheibe 18 in der
Eingabestellung "T", kann der Schalt- und Wählhebel 33
zusätzlich um die zweite Schwenkachse 35 geschwenkt werden, und es
ist über eine Tippgabel 36 ein Signal an das Steuergerät zum
Hoch- und Herunterschalten von einzelnen Gängen des Getriebes
übertragbar. Beim Schwenken des Schalt- und Wählhebels 33 um
die zweite Schwenkachse 35 wird der Schalt- und Wählhebel 33
entgegen einer Federkraft einer Schenkelfeder 37 ausgelenkt.
Die Schenkelfeder 37 drückt den Schalt- und Wählhebel 33 bei
einer fehlenden Belastung durch einen Bediener wieder in seine
Ausgangslage zurück, und zwar in eine Mittelposition.
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Bei ausgeschalteter Zündung des Kraftfahrzeugs ist die
Sperrscheibe 18 der Eingabeeinheit 10 über den Sperrbolzen 21
arretiert, und ein Schwenken des Schalt- und Wählhebels 33 um die
erste Schwenkachse 34 und eine damit verbundene Veränderung
der vorliegenden Eingabestellung "P", "R", "N", "D" oder "T"
wird verhindert.
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Wird die Zündung durch den Bediener eingeschaltet, schwenkt
der elektromagnetische Aktuator 17 über den Sperrhebel 24 den
Sperrbolzen 21 entgegen einer Federkraft einer im Aktuator 17
angeordneten Feder in seine Freigabestellung, und die
Sperrscheibe 18 ist freigegeben. Der Bediener kann den Schalt- und
Wählhebel 33 in die Eingabestellungen "P", "R", "N", "D" und
"T" um die erste Schwenkachse 34 schwenken.
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Wird die Zündung ausgeschaltet, schwenkt die Feder im Aktuator
17 über den Sperrhebel 24 den Sperrbolzen 21 in seine
Sperrposition. Unabhängig von der Eingabestellung "P", "R", "N", "D"
und "T" ist der Schalt- und Wählhebel 33 über die Sperrscheibe
18 blockiert. Ein Verstellen der vorliegenden Eingabestellung
"P", "R", "N", "D" oder "T" wird vermieden, und eine
Synchronität zwischen dem Getriebe und der Eingabeeinheit 10 ist
gewährleistet.
Bezugszeichen
10 Eingabeeinheit
11 Sperreinheit
12 Lenkeinheit
13 Gehäuse
14 Einheit
15 Lenkspindel
16 Mittel
17 Aktuator
18 Sperrscheibe
19 Rasteinheit
20 Schaltwelle
21 Sperrbolzen
22 Schwenkbolzen
23 Lenkrad
24 Sperrhebel
25 Verzahnung
26 Rastkontur
27 Rastelement
28 Blattfeder
29 Sensor
30 Bereich
31 Gabel
32 Bereich
33 Schalt- und Wählhebel
34 Schwenkachse
35 Schwenkachse
36 Tippgabel
37 Schenkelfeder