DE19620532C2

DE19620532C2 - Schaltvorrichtung für ein Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE19620532C2
Application number: DE1996120532
Authority: DE
Inventors: Joerg Meyer
Original assignee: ZF Lemfoerder GmbH
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1996-05-22
Filing date: 1996-05-22
Publication date: 1998-07-30
Anticipated expiration: 2016-05-23
Also published as: DE19620532A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung für ein Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bekannt sind Schaltbetätigungen mit zwei Schaltgassen, die parallel zur Fahrzeuglängsrichtung angeordnet sind. Eine erste Schaltgasse dient zur automatischen Schaltung der Fahrstufen, beispielsweise P, R, N, D und eine zweite Schallgasse zum manuellen Schalten der einzelnen Gänge. Der Wechsel von der Automatik- in die Schrittschaltgasse erfolgt durch das Verschwenken des Schalthebels in Fahrzeugquerrichtung aus der Position D heraus.

Aus DE 44 26 207 C1 ist eine Wähleinrichtung für ein Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeuges bekannt, bei der der Wählhebel zwischen zwei verschiedenen Schaltgassen hin und her geschwenkt werden kann. Um diese Schaltung möglichst kompakt gestalten zu können, wurden die Wählachse und die Schallachse des Wählhebels in eine gemeinsame Ebene gelegt Ferner stehen beide Achsen orthogonal zueinander. Eine Achse ist in dem fahrzeugfesten Rahmen gelagert. Der Wählhebel greift, in der Schrittschaltgasse stehend, formschlüssig in komplementär gestaltete Führungselemente ein, die am oberen Ende eines U-förmig gestalteten Betätigungshebels angeformt sind und die Signale der manuellen Schaltbetätigung aufnehmen und weiterleiten.

Ferner sind aus dieser Schrift Rastmittel bekannt, die Elemente mit einer abgerundeten Oberfläche aufweisen, die unter Belastung durch eine Feder in Ausnehmungen einer Kulisse eingreifen.

Diese Schaltung ist sowohl konstruktiv als auch fertigungstechnisch infolge einer großen Vielzahl von Bauteilen kompliziert und somit kostenintensiv.

In JP 6-94110 A sowie Patents abstracts of Japan, M-1635, 1994, Vol. 18, No 363. JP 6-94110 A ist eine gattungsgemäße Schaltvorrichtung offenbart, die nur eine Schaltgasse aufweist und sowohl einen Automatik- als auch einen Schrittschaltbetrieb ermöglicht. Die sehr kleinen, kurzen Schaltbewegungen werden dabei durch eine Handgelenkbewegung realisiert. Eine per Handbetätigung herstellbare Verbindung zwischen Schaltknauf und der diesen aufnehmenden Schaltstange ist nur in einer bestimmten Schaltstellung des Wählhebels außer Eingriff bringbar, wobei der Schaltknauf dann um eine Achse relativ zu der Schaltstange verschwenkbar ist. Der Schalthebel ist demnach zweiteilig ausgeführt und weist ein Schalthebeloberteil und ein dieses aufnehmendes Schalthebelunterteil auf, wobei die Verbindung zwischen dem Schalthebeloberteil und dem Schalthebelunterteil lösbar ist. Das Schalthebeloberteil sowie das Schalthebelunterteil sind einerseits im Automatikschaltbetrieb miteinander verbunden und gemeinsam um eine erste untere Schaltachse verschwenkbar und sind andererseits im Schrittschaltbetrieb relativ zueinander um eine zweite, obere Schaltachse verschwenkbar Ein Elektromagnet legt dann über eine Hebelmechanik die Schaltstange zusätzlich fest. Hierfür ist eine recht aufwendige Mechanik kombiniert mit einem Elektromagneten sowie seiner Steuerungselektronik erforderlich.

Darüber hinaus ist aus DE 42 17 773 A1 eine Steuervorrichtung für ein automatisches Getriebe mit elektronischer Steuerung in einem Kraftfahrzeug, mit einer Wählhebeleinrichtung zum Vorgeben mehrerer Übersetzungen und einer Wählhebelstellung (z B. "D") für zumindest ein automatisches Fahrprogramm bekannt, wobei die Wählhebeleinrichtung auf eine manuelle Schrittschaltsteuerung der Übersetzungen umschaltbar ist, bei der der Wählhebel in einer federnd nachgiebigen Mittelstellung zur Schrittschaltsteuerung durch Betätigen von Tippschaltern gehalten ist und in herkömmlicher Weise in einer einzigen Wählhebelgasse geführt wird. In der Wählhebelstellung "D" ist der Wählhebel über einen Schalter sperrbar und auf die Schrittschaltsteuerung umschaltbar Durch diesen Schalter wird die Sperrvorrichtung aktiviert. Sie sperrt das Wählhebelunterteil über einen Elektromagneten.

Die Ausführung einer Schaltvorrichtung entsprechend dieser Schrift hat den entscheidenden Nachteil, daß die Wirkung der Federn, über die sich das Wählhebelunterteil abstützt, auch beim Schalten im Automatikschaltbetrieb bemerkbar macht, sodaß sich ein extrem "weiches" Schallverhalten einstellt. Dies wird zumeist als unangenehm empfunden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Schaltvorrichtung für ein Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeuges, bei der in einer Schaltgasse sowohl die Automatik- als auch die Schrittschaltfunktionen realisiert sind, dahingehend zu verbessern, daß sie einen möglichst geringen Platzbedarf im Fahrzeug hat, eine einfache und kostengünstige Festlegung des Schalthebels ermöglicht und eine verbesserte Führung der Schalthebelteile aufweist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabenstellung gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 dadurch gelöst, daß das Schalthebeloberteil zwei symmetrisch zur Mittellinie des Schalthebels angeordnete Schenkel aufweist, die Außenflächen der Schenkel des Schalthebeloberteiles gleitend an Innenflächen des Schalthebelunterteiles anliegen und ein dazwischen wirkendes Rastmittel beim schrittweisen manuellen Schaltvorgang einen Druckpunkt erzeugt, die lösbare Verbindung zwischen Schalthebeloberteil und Schalthebelunterteil des Schalthebels aus einer Kolbenstange mit zwei zumindest bereichsweise konisch ausgeführten Kolben besteht, die im Automatikschaltbetrieb in komplementäre Ausnehmungen des Schalthebelunterteiles und des Schalthebeloberteiles eingreifen und daß die Verbindung zwischen Schalthebeloberteil und Schalthebelunterteil mittels eines durch ein Betätigungselement ansteuerbaren, unmittelbar auf die Kolbenstange wirkenden Stellgliedes herstellbar oder lösbar ist.

Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Das Stellglied wird mittels eines Betätigungselementes betätigt, welches beispielsweise im Schaltknauf an einer für den Fahrzeugführer bequem zugänglichen Stelle integriert sein kann. Der Schalthebel weist außerdem ein Element, beispielsweise ein Federelement, auf, welches das Schalthebeloberteil relativ zum Schalthebelunterteil positioniert und beim Schrittschalten ein Rückstellmoment erzeugt. Zwischen Schalthebeloberteil und Schalthebelunterteil ist erfindungsgemäß ein Rastmittel vorgesehen, um dem Fahrzeugführer beim Schrittschalten durch einen deutlich spürbares Rasten ein Schaltgefühl zu vermitteln. Das Rastmittel besteht beispielsweise aus einer Walze und einem Federkäfig, der eine Spiralfeder aufnimmt, die gegen die Walze wirkt.

Am Schalthebelunterteil befindet sich ein Koppelglied, an dem ein Verbindungselement, wie ein Seilzug oder eine Schaltstange, zur Anbindung der Schaltvorrichtung an das Automatikgetriebe des Kraftfahrzeuges, angebracht ist. Über dieses Verbindungselement werden im Automatikschaltbetrieb die Schaltsignale an das Automatikgetriebe des Kraftfahrzeuges übertragen, wogegen im Schrittschaltbetrieb das Koppelglied von der Bewegung des Schalthebeloberteiles entkoppelt ist und dessen Bewegung nicht nachvollzieht. Die Schalthebelbetätigung wird im Schrittschaltbetrieb erfindungsgemäß sensorisch erfaßt und das entsprechende Signal an das Automatikgetriebe weitergeleitet.

Erfindungsgemäß wird eine Schaltvorrichtung vorgestellt, die nur eine einzige Schaltgasse für die unterschiedlichen Schaltbetriebsarten Automatikschaltbetrieb und Schrittschaltbetrieb vorsieht. Das Schrittschalten erfolgt aus einer definierten Schaltstellung des Automatikschaltbetriebes heraus, beispielsweise aus Grundposition D. Die Umschaltung in den Schrittschaltbetrieb erfolgt beispielsweise über einen einfachen Ein/Ausschalter, der das Stellglied betätigt, welches auf das Verbindungselement wirkt. Das Verbindungselement wird außer Eingriff gebracht, sodaß das Schalthebeloberteil zum Verschwenken um die obere, im Schalthebelunterteil gelagerte, Schaltachse freigegeben wird.

Die Schaltvorrichtung hat einen geringen Platzbedarf, besteht aus wenigen Einzelteilen, ist einfach und kostengünstig herstellbar.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1: Eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung für ein Automatikgetriebe im Automatikschaltbetrieb

Fig. 2: Eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Schallvorrichtung für ein Automatikgetriebe im Schrittschaltbetrieb

Die in Fig. 1 gezeigte Schaltvorrichtung für ein Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeuges ist im Automatikschaltbetrieb dargestellt und ist eine besonders einfach herzustellende kostengünstige Variante.

Ein Schalthebel 1, an dessen oberer, dem Fahrzeugführer zugewandter Seite sich ein Schaltknauf befindet, ist zweiteilig aufgebaut und besteht aus einem Schalthebeloberteil 1.1 und einem dieses Schalthebeloberteil 1.1 aufnehmenden Schalthebelunterteil 1.2.

Der Schalthebel 1 wird durch eine nicht dargestellte Schaltkulisse geführt. Unterhalb dieser Schaltkulisse weist das Schalthebeloberteil 1.1 bei der dargestellten Ausführungsform zwei symmetrisch zur Mittellinie des Schalthebels 1 angeordnete Schenkel auf. Die Außenflächen des Schalthebeloberteiles 1.1 liegen gleitend an den Innenflächen des Schalthebelunterteiles 1.2 an. Zur lösbaren formschlüssigen Verbindung des Schalthebeloberteils 1.1 mit dem Schalthebelunterteil 1.2 dient eine Kolbenstange 2 mit einem ersten Kolben 2.1 und einem zweiten Kolben 2.2. Die Kolben 2.1 und 2.2 der Kolbenstange 2 sind vorteilhafterweise zumindest bereichsweise konisch gestaltet. Sie greifen im Automatikschaltbetrieb in komplementäre Ausnehmungen des Schalthebeloberteiles 1.1 sowie des Schalthebellunterteiles 1.2 ein.

Die Kolbenstange 2 ist als Anker eines Stellgliedes 3 ausgebildet. Das Stellglied 3 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Elektromagnet. Im Automatikschaltbetrieb ist der Elektromagnet nicht stromdurchflossen. Die Kolben 2.1 und 2.2 der Kolbenstange 2 greifen in die komplementären Ausnehmungen des Schalthebeloberteiles 1.1 sowie des Schalthebellunterteiles 1.2 ein.

Der Schalthebel 1 ist in seiner Gesamtheit um eine erste untere Schaltachse 4, die in einem karosseriefesten Gehäuse 10 gelagert ist, verschwenkbar. Über ein Koppelglied 5 werden die Schaltstellungen P, R, N, D an das Automatikschaltgetriebe übertragen.

In Position D ist es dem Fahrzeugführer möglich, über ein hier nicht dargestelltes Betätigungselement, beispielsweise ein Ein/Ausschalter am Schaltknauf, das auf die Kolbenstange 2 wirkende Stellglied 3 zu betätigen. Der Elektromagnet wird von Strom durchflossen, die Kolben 2.1 und 2.2, der hier als Anker ausgebildeten Kolbenstange 2, werden außer Eingriff gebracht, wobei der Kolben 2.1 aus den Ausnehmungen des Schalthebeloberteiles 1.1 in eine Gehäuseausnehmung 6 des karosseriefesten Gehäuses 10 geführt wird. Das Schalthebeloberteil 1.1, welches nunmehr um eine zweite obere Schaltachse 7 schwenkbar im Schalthebelunterteil 1.2 gelagert ist, wird zum Verschwenken bzw. zum Tippen freigegeben.

Das Schalthebelunterteil 1.2 mit dem Koppelglied 5 befindet sich in Position D und das Schalthebeloberteil 1.1 kann um die zweite obere Schaltachse 7 verschwenkt, getippt werden. Das Schalthebeloberteil 1.1 wird relativ zum Schalthebelunterteil 1.2 durch ein Federelement 8 positioniert, welches das Schalthebeloberteil 1.1 nach dem Verschwenken (Tippen) um die obere Schaltachse 7 immer wieder in die Ausgangsstellung zurückbringt.

Beim Tippen, also im Schrittschaltbetrieb, werden an das Automatikschaltgetriebe über Sensoren Impulse zum Herauf- bzw. Herunterschalten des Getriebeganges signalisiert, das Koppelglied 5 ist zusammen mit dem Schalthebelunterteil 1.2 vom Schalthebeloberteil 1.1 entkoppelt und überträgt im Schrittschaltbetrieb keine Schaltbefehle an das Automatikgetriebe.

Zwischen dem Schalthebeloberteil 1.1 und dem Schalthebellunterteil 1.2 ist ein Rastmittel 9 vorgesehen. Es besteht aus einer Walze und einem Federkäfig, der eine Spiralfeder zur federelastischen Führung der Walze aufnimmt. Die Walze wird federnd gegen das Schalthebeloberteil 1.1 gedrückt und greift dort in Rastplätze ein. Beim Verschwenken des Schalthebels 1 um die obere Schaltachse 7 wird dem Fahrzeugführer auf diese Art und Weise ein Schaltgefühl vermittelt, indem ein deutliches Rasten spürbar ist.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung für ein Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeuges, die einen zweiteiligen Schalthebel aufweist, wobei nur eine einzige Schaltgasse sowohl Automatikschaltgasse als auch Schaltgasse für schrittweises manuelles Schalten ist und hierbei das Schrittschalten aus Position D heraus erfolgt und das Koppelglied zum Getriebe hin die Schrittschaltbewegung nicht mitvollzieht, da es in diesem Schaltbetriebszustand vom Schalthebeloberteil entkoppelt ist, ist die kompakte Bauweise aus wenigen Einzelteilen und die einfache Handhabung der Umschaltung von Automatikbetrieb in Schrittschaltbetrieb durch ein Betätigungselement - beispielsweise ein elektrischer Ein/Ausschalter - im bequemen Zugriffsbereich des Fahrzeugführers.

Bezugszeichenliste

1

Schalthebel

1.1

Schalthebeloberteil

1.2

Schalthebelunterteil

2

Kolbenstange

2.1

erster Kolben

2.2

zweiter Kolben

3

Stellglied

4

untere Schaltachse

5

Koppelglied

6

Gehäuseausnehmung

7

obere Schaltachse

8

Federelement

9

Rastmittel

10

Gehäuse

Claims

1. Schaltvorrichtung für ein Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeuges, bestehend aus einem zweiteiligen Schalthebel (1) zum Schalten der einzelnen Fahrstufen innerhalb einer Schaltgasse, die sowohl Automatikschaltgasse als auch Schrittschaltgasse ist, der ein Schalthebeloberteil (1.1) und ein dieses verschwenkbar um eine zweite, obere Schaltachse aufnehmendes Schalthebelunterteil (1.2) aufweist, wobei das Schalthebeloberteil (1.1) und das Schalthebelunterteil (1.2) einerseits im Automatikschaltbetrieb mit einer lösbaren Verbindung in Eingriff stehen und gemeinsam um eine erste untere Schaltachse (4), die in einem die Schaltvorrichtung aufnehmenden, karosseriefesten Gehäuse (10) gelagert ist, verschwenkbar sind und andererseits bei einer schrittweisen manuellen Schaltbetätigung (im Schrittschaltbetrieb) die Verbindung zum Übertragen der Schaltbewegung im Automatikschaltbetrieb zwischen dem Schalthebeloberteil (1.1) und dem Schalthebelunterteil (1.2) gelöst ist und beide Schalthebelteile außer Eingriff gebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß

1. - das Schalthebeloberteil (1.1) zwei symmetrisch zur Mittellinie des Schalthebels (1) angeordnete Schenkel aufweist,
2. - die Außenflächen der Schenkel des Schalthebeloberteiles (1.1) gleitend an Innenflächen des Schalthebelunterteiles (1.2) anliegen und ein dazwischen wirkendes Rastmittel beim schrittweisen manuellen Schaltvorgang einen Druckpunkt erzeugt,
3. - die lösbare Verbindung zwischen Schalthebeloberteil (1.1) und Schalthebelunterteil (1.2) des Schalthebels (1) aus einer Kolbenstange (2) mit zwei zumindest bereichsweise konisch ausgeführten Kolben (2.1, 2.2) besteht, die im Automatikschaltbetrieb in komplementäre Ausnehmungen des Schalthebelunterteiles (1.2) und des Schalthebeloberteiles (1.1) eingreifen und daß
4. - die Verbindung zwischen Schalthebeloberteil (1.1) und Schalthebelunterteil (1.2) mittels eines durch ein Betätigungselement ansteuerbaren, unmittelbar auf die Kolbenstange (2) wirkenden Stellgliedes (3) herstellbar oder lösbar ist.

2. Schaltvorrichtung für ein Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeuges nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (3) ein elektromagnetisches, federelastisches, hydraulisches oder pneumatisches Stellglied ist.

3. Schaltvorrichtung für ein Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeuges nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (2.1, 2.2) auf der Kolbenstange (2) montiert sind.

4. Schaltvorrichtung für ein Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeuges nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (2.1, 2.2) und die Kolbenstange (2) einteilig sind.

5. Schaltvorrichtung für ein Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeuges nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Federelement (8) das Schalthebeloberteil (1.1) relativ zu dem Schalthebelunterteil (1.2) positioniert.

6. Schaltvorrichtung für ein Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeuges nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement ein Ein/Ausschalter ist.

7. Schaltvorrichtung für ein Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeuges nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Betätigungselement an einem Schaltknauf an dem Schalthebeloberteil (1.1) befindet.

8. Schaltvorrichtung für ein Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeuges nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Schrittschaltbetrieb die Bewegungen des Schalthebeloberteiles (1.1) relativ zum Schalthebelunterteil (1.2) sensorisch erfaßt und an das Automatikgetriebe weitergeleitet werden.