DE102005023969B4

DE102005023969B4 - Schaltvorrichtung für ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102005023969B4
Application number: DE200510023969
Authority: DE
Inventors: Josef Stümpel; Stefan Sielaff; Joern Petersen; Manfred Dorn; Gerhard Seidel; Ulrich Lasi
Original assignee: DaimlerChrysler AG; HDO Druckguss und Oberflaechentechnik GmbH
Current assignee: HDO Druckguss und Oberflaechentechnik GmbH; Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2005-05-20
Filing date: 2005-05-20
Publication date: 2007-12-06
Anticipated expiration: 2025-05-21
Also published as: JP2008540239A; DE102005023969A1; WO2006122785A1

Abstract

Schaltvorrichtung für ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs mit einem in verschiedene Schaltpositionen bewegbare Schalthebel (1), mit einer Betätigungseinheit (2), die in Abhängigkeit von der Schaltposition des Schalthebels (1) ein Schaltsignal erzeugt zur Weitergabe an eine elektrische Getriebesteuereinheit, und mit der elektrischen Getriebesteuereinheit, die in Abhängigkeit von dem Schaltsignal der Betätigungseinheit (2) ein elektrisches Ansteuersignal an ein Schaltglied des Getriebes sendet zum Einstellen der gewünschten Schaltstufe, dass der Schalthebel (1) in vertikaler Richtung verfahrbar ist, dass die Betätigungseinheit (2) Rückstellmittel (9, 13) umfasst, sodass der Schalthebel (1) stets nach Erreichen der gewählten Schaltposition selbsttätig in eine vorgegebene Ausgangsposition verschwenkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalthebel (1) um eine horizontale Verschwenkachse (7) eines Basisteils (8) des Schalthebels (1) schwenkbar gelagert ist und dass eine Antriebseinheit (3) und eine Vertikalführung (4) vorgesehen sind, derart, dass der Schalthebel (1) in vertikaler Richtung verfahrbar ist zwischen einer Nichtgebrauchsstellung, in der sich der Schalthebel (1) unter...

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung für ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 197 46 438 A1 ist eine Schaltvorrichtung für ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei der mittels eines Schalthebels ein Getriebe betätigt wird zum Einstellen einer vorgegebenen Schaltstufe. Der Schalthebel ist nicht mechanisch mit dem Getriebe verbunden, sondern wirkt mittels einer Betätigungseinheit elektrisch auf eine elektrische Getriebesteuereinheit die in Abhängigkeit von einem Schaltsignal der Betätigungseinheit ein elektrisches Ansteuersignal an ein Schaltglied des Getriebes abgibt.
Aus der WO 2004/033939 A1 ist eine Schaltvorrichtung für ein Getriebe eines Kraftfahrzeuges bekannt, die einen um eine horizontale Verschwenkachse verschwenkbaren Schalthebel aufweist zur Einstellung von verschiedenen Schaltposi tionen. In Abhängigkeit von der Schaltposition des Schalthebels wird ein Schaltsignal erzeugt, das an eine elektrische Getriebesteuereinheit weitergegeben wird zum Einstellen der gewünschten Schaltstufe. Damit der Aufwand der Bedienperson für das Einstellen der gewünschten Schaltstufe relativ gering ist, sind Rückstellmittel vorgesehen, die den Schalthebel stets nach Erreichen der gewählten Schaltposition selbsttätig in eine vorgegebene Ausgangsposition zurückschwenken.
Aus der DE 102 09 846 A1 ist eine Schaltvorrichtung für ein Getriebe eines Kraftfahrzeuges mit einem Schalthebel bekannt, der in vertikaler Richtung verfahrbar angeordnet ist. Dem Schalthebel ist eine Betätigungseinheit zugeordnet, die in Abhängigkeit von der Schaltposition des Schalthebels ein Schaltsignal erzeugt zur Weitergabe an eine elektrische Getriebesteuereinheit. Zur Erzeugung des Schaltsignals wird der Schalthebel geneigt, wobei sich der Schalthebel in Richtung der Schaltposition um eine Kugel bewegt. Nach Erreichen der gewählten Schaltposition wird der Schalthebel selbsttätig in eine Ausgangsposition zurückbewegt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schaltvorrichtung für ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs derart weiterzubilden, dass die Bedienungsfreundlichkeit bzw. der Komfort für den Nutzer weiter erhöht wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe weist die Erfindung die Merkmale des Patentanspruchs 1 auf.
Nach der Erfindung verbringen Rückstellmittel einen Schalthebel nach Betätigen desselben wieder zurück in eine Ausgangsposition. Hierdurch ist der für die Einstellung der nächstfolgenden Schaltstufe erforderliche Schaltweg wesentlich reduziert. Der Nutzer braucht den Schalthebel jeweils lediglich aus der Ausgangsstellung in die gewünschte Schaltposition bringen. Dadurch, dass der Schalthebel nach Betätigen desselben stets in eine vorzugsweise gemeinsame Ausgangsposition verbracht wird, kann der Schalthebelweg bei der nächsten Einstellung der Schaltstufe gering gehalten werden. Nach der Erfindung ist der Schalthebel zwischen einer Nichtgebrauchsstellung und einer Gebrauchsstellung in vertikaler Richtung verfahrbar angeordnet. Hierdurch kann der Komfort für den Nutzer weiter erhöht werden.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Rückstellmittel durch ein an dem Schalthebel federnd gelagertes Betätigungselement und durch eine mit demselben zusammenwirkende bewegungsfeste Schaltplatte gebildet. An der Schaltplatte sind eine Mehrzahl von den jeweiligen Schaltstufen zugeordneten Schaltern angeordnet, die ein elektrisches Schaltsignal bei Beaufschlagung durch das Betätigungselement erzeugen, so dass die elektrische Getriebesteuereinheit dazu veranlasst wird, ein der gewünschten Schaltstufe entsprechendes Schaltglied des Getriebes anzusteuern. Die Schaltplatte kann im Wesentlichen zweidimensional oder dreidimensional ausgebildet sein, wobei die Lage der Schalter die Länge des Schalthebelweges bestimmt.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Schaltplatte als eine Schaltrinne ausgebildet mit mehreren zumindest im Querschnitt zu einem Basisbereich verjüngend zulaufenden Neigungsflächen. Die Neigungsflächen sind derart orientiert, dass im Zusammenwirken mit dem Betätigungselement, das mittels einer vorgespannten Feder auf die Neigungsfläche drückt, das Betätigungselement stets selbsttätig in die Ausgangsposition verbracht wird. Durch die voreingestellte Andrückkraft, mit der das Betätigungselement auf die Neigungsflächen bzw. Schalter wirkt, können auch die den Neigungsflächen zugeordneten Schalter zur Einstellung der entsprechenden Schaltstufen betätigt werden. Die Schalter sind vorzugsweise als Druckschalter ausgebildet.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Neigungsfläche der Betätigungseinheit mit mindestens einer Stufe versehen, so dass die Bewegung des Schalthebels in die Schaltposition unter Bildung einer Rastung erfolgt. Vorteilhaft wird hierdurch eine eindeutige und spürbare Abgrenzung zwischen den unterschiedlichen Schaltpositionen des Schalthebels geschaffen.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Ausgangsposition des Schalthebels einer Basisschaltstufe zugeordnet, wobei sich in der Ausgangsposition des Schalthebels das Betätigungselement in einem mittleren Bereich der Schaltplatte befindet. Vorteilhaft kann hierdurch eine neutrale Schaltstufe für die Ausgangsposition des Schalthebels reserviert sein.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist dem Schalthebel eine optische Anzeigeeinheit zugeordnet zur Signalisierung der gewählten Schaltstufe. Auf diese Weise erhält die Bedienperson stets eine Kontrolle für die aktuell eingestellte Schaltstufe. Eine Identifizierung der aktuellen Schaltstufe ist durch die stets gleiche Lage des Schalthebels in der Ausgangsposition nicht möglich.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung einer Betätigungseinheit,
2 eine Draufsicht auf einen Schalthebel,
3 einen Vertikalschnitt durch die Betätigungseinheit entlang der Linie III-III gemäß 2,
4 einen Vertikalschnitt durch die Betätigungseinheit entlang der Linie IV-IV in 3 und
5 eine vergrößerte Darstellung einer Einzelheit X der Betätigungseinheit in 4.
Eine erfindungsgemäße Schaltvorrichtung für ein Getriebe eines Kraftfahrzeuges besteht im Wesentlichen aus einem Schalthebel 1, einer Betätigungseinheit 2 sowie einer nicht dargestellten elektrischen Getriebesteuereinheit.
Der Schalthebel 1 ist mittels einer Antriebseinheit 3 sowie einer Vertikalführung 4 zwischen einer Nichtgebrauchsstellung, in der sich der Schalthebel 1 unter bündigem Abschluss seiner Oberseite mit einer Oberseite 5 eines Gehäuses 6 erstreckt, und einer Gebrauchsstellung, in der der Schalthebel 1 gemäß den Figuren aus der Ausnehmung des Gehäuses 6 herausgefahren angeordnet ist, in vertikaler Richtung verfahrbar. In der Gebrauchsstellung dient der Schalthebel 1 zum Einstellen einer gewünschten Schaltstufe des als Automatikgetriebe ausgebildeten Getriebes. Hierzu ist der Schalthebel 1 um eine horizontale Verschwenkachse 7 eines Basisteils 8 des Schalthebels 1 schwenkbar gelagert.
Das Basisteil 8 umfasst eine Schaltplatte 9, die sich in einer horizontalen Ebene erstreckt. An der Schaltplatte 9 ist in einem mittleren Bereich 10 (Basisbereich) eine Aussparung vorgesehen, in die von unten ein erster Schalter 11 eingreift. Die Schaltplatte 9 ist als Schaltrinne ausgebildet mit zwei gegenüberliegenden Neigungsflächen 12, die in Richtung des Basisbereiches 10 verjüngend verlaufen. Die Neigungsflächen 12 bilden einen spitzen Winkel α (z.B. 25°) zu einer Horizontalebene. Die Neigungsflächen 12 dienen als Gleit- oder Führungsflächen für ein Betätigungselement 13, das über eine vorgespannte Feder 14 in einer Ausnehmung eines Betätigungssteges 15 des Schalthebels 1 angeordnet ist. Das Betätigungselement 13, das als Walze ausgebildet sein kann, wird mittels der Feder 14 stets gegen die Neigungsflächen 12 bzw. den ersten Schalter 11 gedrückt – in Abhängigkeit von der Stellung des Betätigungselementes 13.
Der erste Schalter 11 befindet sich unmittelbar im Anschluss eines inneren Randes 16 der Neigungsflächen 12. An einem äußeren Rand 17 der Neigungsflächen 12 schließen sich an gegenüberliegenden Seiten jeweils ein zweiter Schalter 18 und ein dritter Schalter 19 an. Der zweite und dritte Schalter 18, 19 sind senkrecht zu dem ersten Schalter 11 orientiert und erhaben von der Schaltplatte 9 angeordnet. Hierdurch kann der Schaltweg zwischen der mittle ren Position des Betätigungselementes 13 und einer äußeren Schaltposition unter Beaufschlagung des zweiten Schalters 18 oder des dritten Schalters 19 weiter verkürzt werden.
Der erste Schalter 11, der zweite Schalter 18 und der dritte Schalter 19 sind als Druckschalter, vorzugsweise als Mikroschalter ausgebildet. Bei Beaufschlagung des ersten Schalters 11 durch das Betätigungselement 13 wird ein Schaltsignal an die elektrische Getriebesteuereinheit weitergegeben, das die Getriebesteuereinheit dazu veranlasst, ein elektrisches Ansteuersignal an ein Schaltglied des Getriebes zum Einstellen einer Schaltstufe Neutral (N) abzugeben. Die Schaltstufe N dient als Basisschaltstufe. Bei Beaufschlagung des zweiten Schalters 18 durch das Betätigungselement 13 erfolgt ein Schaltsignal an die elektrische Getriebesteuereinheit, so dass eine Schaltstufe D für Vorwärtsfahrt eingestellt wird. Bei Beaufschlagung des dritten Schalters 19 durch das Betätigungselement 13 wird ein Schaltsignal erzeugt, das die Getriebesteuereinheit dazu veranlasst, das Schaltglied des Getriebes zur Einstellung der Schaltstufe Rückwärtsfahrt (R) zu veranlassen. In einem Schaltknauf 20 des Schalthebels 1 ist ein weiteres Betätigungselement 21 angeordnet, dessen Beaufschlagung ein Schaltsignal erzeugt, das die elektrische Getriebesteuereinheit dazu veranlasst, ein Schaltglied des Getriebes zur Einstellung der Schaltstufe Parken (P) einzustellen.
Eine optische Anzeigeeinheit 22 ist vorgesehen zur Visualisierung der entsprechend eingestellten Schaltstufen. Zu diesem Zweck sind in dem Basisteil 8 bzw. dem Schaltknauf 20 Leuchtdioden integriert, die die aktuelle Schaltstufe durch ein hervorgehobenes bzw. farblich unterschiedliches Symbol 24 kennzeichnen.
Die Betätigungseinheit 2 wird im wesentlichen durch das Betätigungselement 13, die Schaltplatte 9 und die Schalter 11, 18, 19 gebildet.
Nach einer nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung kann die Schaltplatte 9 auch eine Mehrzahl von Schaltern umfassen, die nicht – wie oben ausgeführt – in einem Vertikalschnitt in einer Ebene liegen, sondern entlang einer Kreisumfangslinie um den Basisbereich 10 angeordnet sind. In diesem Fall weist die Schaltplatte 9 sphärische bzw. kalottenförmige Neigungsflächen auf. Darüber hinaus bedingt diese Ausführungsform, dass der Schalthebel 1 beispielsweise kardanisch gelagert ist, so dass er in mehr als zwei Richtungen verschwenkbar ist.
In den 3, 4 und 5 ist der Schalthebel 1 in einer mittleren Ausgangsposition dargestellt, in der das Betätigungselement 13 auf den ersten Schalter 11 drückt. Es sei angenommen, dass die Schaltstufe D eingestellt ist. In diesem Fall würde das Symbol D beispielsweise rot aufleuchten, während die anderen Symbole R, N, P in weiß aufleuchten. Zur Einstellung des Getriebes in die Schaltstufe Rückwärts (R) wird der Schalthebel 1 derart in einer Schalthebelebene 25 bewegt, dass das Betätigungselement 13 unter Gleiten auf der Neigungsfläche 12 soweit entlang einer Bewegungsbahn 26 bewegt wird, bis es den dritten Schalter 19 beaufschlagt. Durch Betätigen des dritten Schalters 19 ändert sich die Schaltstufe des Getriebes von Vorwärts (D) in Rückwärts (R). Dies wird entsprechend durch Änderung der Farbe des Symbols R von weiß in rot signalisiert. Durch Loslassen des Schalthebels 1 wird das Betätigungselement 13 bzw. der Betätigungssteg 15 sowie der Schalthebel 1 infolge der geneigten Neigungsfläche 12 in die mittlere Ausgangsposition zurückbewegt, wie in 4 beispielsweise dargestellt ist.
Die Neigungsflächen 12 weisen jeweils Stufen 27 auf, die sich quer zur Bewegungsbahn 26 erstrecken. Auf diese Weise wird eine rastende Bewegung des Betätigungselementes 13 erzeugt, die dem Bediener fühlbar bzw. hörbar signalisiert, dass die gewünschte Schaltstufe betätigt worden ist. Die Getriebesteuereinheit ist derart konfiguriert, dass durch Betätigen des ersten Schalters 11 unmittelbar nach Betätigen des zweiten oder dritten Schalters 18, 19 keine Änderung der Schaltstufe bewirkt.
Zur Einstellung der Schaltstufe Neutral (N) ist es ausreichend, den Betätigungssteg 15 aus der mittleren Ausgangsstellung in der das Betätigungselement 13 auf den mittleren Schalter 11 drückt, bis zur Stufe 27 der Neigungsfläche 12 zu bewegen, so dass der erste Schalter 11 entlastet wird und eine Beaufschlagung durch das selbsttätige Zurückbewegen des Betätigungselementes 13 in die Ausgangsposition erfolgt. Der Schalthebelweg zur Einstellung der Schaltstufe Neutral (N) ist damit etwa halb so lang wie der Schalthebelweg zur Einstellung der Schaltstufen Vorwärts (D) und Rückwärts (R).
Zum selbsttätigen Verbringen des Betätigungselementes 13 in die mittlere Ausgangsstellung dienen als Rückstellmittel zum einen die mit Neigungsflächen 12 versehene Schaltplatte 9 sowie das federnd gelagerte Betätigungselement 13, das stets mit einer vorgegebenen Andrückkraft auf die Schalter 11, 18, 19 oder die Neigungsflächen 12 drückt.

Claims

Schaltvorrichtung für ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs mit einem in verschiedene Schaltpositionen bewegbare Schalthebel (1), mit einer Betätigungseinheit (2), die in Abhängigkeit von der Schaltposition des Schalthebels (1) ein Schaltsignal erzeugt zur Weitergabe an eine elektrische Getriebesteuereinheit, und mit der elektrischen Getriebesteuereinheit, die in Abhängigkeit von dem Schaltsignal der Betätigungseinheit (2) ein elektrisches Ansteuersignal an ein Schaltglied des Getriebes sendet zum Einstellen der gewünschten Schaltstufe, dass der Schalthebel (1) in vertikaler Richtung verfahrbar ist, dass die Betätigungseinheit (2) Rückstellmittel (9, 13) umfasst, sodass der Schalthebel (1) stets nach Erreichen der gewählten Schaltposition selbsttätig in eine vorgegebene Ausgangsposition verschwenkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalthebel (1) um eine horizontale Verschwenkachse (7) eines Basisteils (8) des Schalthebels (1) schwenkbar gelagert ist und dass eine Antriebseinheit (3) und eine Vertikalführung (4) vorgesehen sind, derart, dass der Schalthebel (1) in vertikaler Richtung verfahrbar ist zwischen einer Nichtgebrauchsstellung, in der sich der Schalthebel (1) unter bündigem Abschluss seiner Oberseite mit einer Oberseite (5) eines Gehäuses (6) erstreckt, und einer Gebrauchsstellung, in der der Schalthebel (1) herausgefahren angeordnet ist.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellmittel (9, 13) durch eine bewegungsfeste Schaltplatte (9) mit einer Anzahl von jeweils den Schaltstufen zugeordneten und verteilt angeordneten Schaltern (11, 18, 19) einerseits und durch ein federnd gelagertes Betätigungselement (13) des Schalthebels (1) andererseits gebildet sind, wobei der Schalthebel (1) schwenkbar um eine zu der Schaltplatte (9) beabstandeten Verschwenkachse (7) gelagert ist.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltplatte (9) als eine Schaltrinne ausgebildet ist mit in einem Basisbereich (10) verjüngend zulaufenden gegenüberliegenden Neigungsflächen (12), wobei im Bereich eines äußeren Randes (17) der Neigungsfläche (12) und/oder eines inneren Randes (16) der Neigungsfläche (12) jeweils die Schalter (18, 19) angeordnet sind.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Neigungsfläche (12) in einem spitzen Winkel (α) zu einer Horizontalebene verläuft.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Neigungsfläche (12) mit mindestens einer Stufe (27) versehen ist, derart, dass das Betätigungselement (13) in die gewünschte Schaltposition unter Rastung bewegt wird.
Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalter (11, 18, 19) entlang einer Bewegungsbahn (26) des Betätigungselementes (13) angeordnet sind und dass die Bewegungsbahn (26) im Wesentlichen senkrecht zu der Verschwenkachse (7) verläuft.
Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (13) über eine vorgespannte Feder (14) in eine Ausnehmung eines Betätigungssteges (15) des Schalthebels (1) gelagert ist, wobei die Feder (14) auf das Betätigungselement (13) eine den Schalter (11, 18, 19) auslösende Schaltkraft ausübt.
Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgangsposition des Schalthebels (1) eine Basisschaltstufe zugeordnet ist, wobei sich in der Ausgangsposition des Schalthebels (1) das Betätigungselement (13) in einem mittleren Bereich der Schaltplatte (9) befindet.
Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine optische Anzeigeeinheit (22) vorgesehen ist zur Signalisierung der gewählten Schaltstufe.