DE3717675C5

DE3717675C5 - Schalteinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit automatischem Getriebe

Info

Publication number: DE3717675C5
Application number: DE19873717675
Authority: DE
Inventors: Josef Neuner; Ulrich Tichy
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1987-05-26
Filing date: 1987-05-26
Publication date: 2005-12-15
Anticipated expiration: 2007-05-27
Also published as: DE3717675C2; DE3717675A1

Abstract

Schalteinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem automatischen Getriebe, welche einen Wählhebel aufweist, der innerhalb einer Schaltgasse einer Schaltkulisse zum Anwählen der einzelnen Schaltpositionen P, R, N, D usw. bewegbar ist und bei dem durch sein Betätigen in eine Richtung ein Hochschalten und durch Betätigen in die entgegengesetzte Richtung ein Zurückschalten des Getriebes erfolgt, wobei der Wählhebel jeweils nach einer solchen Betätigung in eine Mittelstellung zurückkehrt, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Schaltgasse vorgesehen ist, die getrennt von der Schaltgasse für das Anwählen der Automatik-Schaltpostionen angeordnet ist und in deren Betätigungsrichtung verläuft, daß der Wählhebel von einer dem automatischen Schalten der Vorwärtsgänge zugeordneten Schaltposition in die zweite Schaltgasse umstellbar ist und daß in dieser Schaltgasse bei jedem Betätigen des Wählhebels in die eine Richtung das Getriebe um jeweils einen Gang hochgeschaltet und beim Betätigen des Wählhebels in die entgegengesetzte Richtung um jeweils einen Gang zurückgeschaltet wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit automatischem Getriebe nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Aus der EP-B 122 014 ist ein Fahrzeuggetriebe bekannt mit einer großen Anzahl von Vorwärts- und Rückwärtsgängen. Das Getriebe ist aufgebaut als ein handschaltbares Vierganggetriebe, dem an der Eingangs- und an der Ausgangsseite Jeweils Teilgetriebe mit schaltbaren Übersetzungsstufen zugeordnet sind. Auf diese Weise lassen sich die vier Gangübersetzungen des Hauptgetriebes vervielfachen.
Das Hauptgetriebe wird über einen Wählhebel mechanisch in herkömmlicher Weise geschaltet. Dabei entspricht die Schaltung der üblichen H-Schaltung. Die Übersetzungsstufen der Teilgetriebe werden dagegen hydraulisch betätigt. Zu diesem Zweck verschwenkt der Fahrer den Gangwählhebel von der Neutralstelle in einer hierfür besonders vorgesehene Schaltgasse. Dabei betätigt der Gangwählhebel einen Schalter, der ein Signal an eine elektronische Steuereinheit abgibt. Die Steuereinheit ermittelt die entsprechende Übersetzungsstufe und veranlaßt über elektrohydraulische Ventile und hydraulische Stellglieder das Schalten des Übersetzungsverhältnisses.
In der DE-OS 34 22 262 ist ein herkömmliches Automatikgetriebe beschrieben, bei dem der Wählhebel in die üblichen Wählpositionen P, R, N, D usw. schwenkbar ist. Er bewegt sich dabei innerhalb einer Schaltkulisse mit zwei Schaltgassen. Die beiden Schaltgassen sind jeweils einem bestimmten Automatikfahrprogrammbereich (E und S) zugeordnet, in welchem Hochschaltbegrenzungs-Automatikstufen (3–2) wählbar sind und eine dritte Schaltgasse für die P-Wählposition und die R-Wählposition des Wählhebels vorgesehen ist.
Mit insbesondere aufgrund einer großen Anzahl von Gängen des Getriebes wachsender Anzahl der vorzusehenden Wählposition des Wählhebels werden jedoch die Abstände zwischen denselben mehr und mehr verkleinert, wodurch Toleranzprobleme und ein schlechtes Schaltgefühl (Überschalten) herbeigeführt werden.
Aus der US 4 326 432 ist eine Schalteinrichtung bekannt geworden, die sowohl ein automatisches als auch ein schrittweises manuelles Schalten der Gänge zuläßt. Hierfür ist zum einen eine herkömmliche Automatikschaltgasse vorgesehen mit den Schaltpositionen P, R, N, D, I, L. Neben dieser Gasse ist parallel dazu eine zweite Schaltgasse angeordnet, die zusammen mit der Automatikgasse eine modifizierte H-Schaltung für das manuelle Einlegen der Gänge bildet. Zu diesem Zweck wird der Schalthebel aus der Automatikposition L in die zweite Schaltgasse geführt und durch Betätigen in die eine Richtung der Schaltgasse der zweite Gang eingelegt und durch die entgegengesetzte Betätigung der dritte Gang. Dabei verbleibt der Wählhebel jeweils in der gewählten Gangposition.
Die US-PS 3 628 642 beschreibt ein Getriebe mit Schrittschaltmechanismus, der elektronisch gesteuert wird. Dabei läßt sich der Hebel eines elektrischen Schalters in einer Ebene in eine manuelle Position (MAN) und eine automatische Position (AUTO) verstellen. In beiden Positionen kann der Wählhebel senkrecht dazu nach oben und unten bewegt werden und bewirkt auf diese Weise eine schrittweises Schalten der einzelnen Gänge in der Weise, daß bei jedem Betätigen des Wählhebels jeweils der nächst höhere oder nächst niedrigere Gang geschaltet wird. In der AUTO-Position werden darüber hinaus über eine elektronische Steuerung die einzelnen Gänge automatisch geschaltet.
Die JP 60-252 853 zeigt ein automatisches Getriebe, bei dem sich der Wählhebe) in einer treppenartigen Schaltkulisse in die einzelnen Schaltpositionen R, N und D bewegen läßt. Im Bereich der Schaltposition D erweitert sich die Kulisse zu einer weiteren Schaltgasse, in denen die Schaltpositionen SHIFT DOWN und SHIFT UP anwählbar sind. Drückt der Fahrer den Wählhebel in eine dieser beiden Positionen, wird jeweils ein Gang hoch- bzw. zurückgeschaltet. Der Wählhebel geht nach jedem Betätigen in die Schaltposition D zurück. Das Getriebe verbleibt damit immer im Automatikbetrieb.
Aus der JP 61-157855 A ist ein Automatikgetriebe bekannt, das sowohl ein automatisches Einlegen der Gänge erlaubt als auch die Möglichkeit zuläßt, die Gänge manuell zu schalten. Hierfür ist neben einer herkömmlichen Automatikschaltgasse eine H-Schaltung angeordnet, wie sie bei üblichen Handschaltgetrieben verwendet wird. Möchte der Fahrer die Gänge manuell einlegen, bewegt er den Wählhebel aus der Automatikschaltgasse in diese H-Schaltung und legt dann in gewohnter Weise den jeweils gewünschten Gang ein.
Die JP 62-32 414 zeigt ein Automatikgetriebe mit einer linearen Automatikschaltgasse, in der die Schaltpositionen R, N, D und HOLD anwählbar sind. In der Schaltposition HOLD lassen sich durch Betätigen des Wählhebels in einer zur Automatikschaltgasse senkrecht verlaufenden Ebene die Gänge hoch- bzw. zurückschalten. Nach jedem Betätigen kehrt der Wählhebel in die Mittelstellung HOLD zurück.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem herkömmlichen Automatikgetriebe eine Schaltvorrichtung vorzusehen, die es ermöglicht, das Automatikgetriebe sowohl im Automatikbereich als auch im manuellen Bereich zu betreiben Des weiteren sollen die Anzahl der Wählpositionen des Wählhebels deutlich kleiner als die Anzahl der von dem Wählhebel anwählbaren Schaltstufen sein.
Dies wird gemäß der Erfindung durch das Kennzeichen des Hauptanspruchs erreicht.
Durch die Erfindung ist es möglich, ein Automatikgetriebe sowohl in seinem eigentlichen automatischem Bereich zu betreiben, als auch wie ein Handschaltgetriebe manuell und den Wünschen des Fahrers entsprechend zu schalten.
Der manuellen Bedienung wird eine Schrittschaltsteuerung zugeordnet. Diese wiederum wird in einer bevorzugten Ausführung von einer Umschaltvorrichtung angeregt, die mit dem Wählhebel bei seinem Umstellen in die zweite Schaltgasse kuppelbar ist.
Je nach der Betätigung des Wählhebels wird über die Umschaltvorrichtung die Schrittschaltsteuerung auf die nächsthöhere oder die nächsttiefere Schaltstufe fortgeschaltet. Daher können nach der Erfindung mehrere Schaltstufen über die Schrittschaltsteuerung angesteuert werden.
Beispielsweise können über ein entsprechendes Steuerprogramm der Schrittschaltsteuerung Hochschaltbe grenzungs-Automatikstufen (3–2–1) geschaltet werden.
Durch die Erfindung ist es jedoch insbesondere auch möglich, das Getriebe über ein entsprechendes Steuerprogramm der Schrittschaltsteuerung gegenüber der beim Entkuppeln des Wählhebels vom Schaltgestänge jeweils eingelegten Übersetzungsstufe hoch- bzw. abwärtszuschalten. Hierdurch kann daher der Fahrbetrieb von der automatischen Schaltsteuerung auf eine manuelle Schaltsteuerung des Getriebes analog zu derjenigen bei einem Schaltgetriebe umgeschaltet werden, was z. B. bei Winterbetrieb und/oder bei besonders zügiger Fahrweise, die im Automatikbetrieb zu ungewollten Schaltungen führen kann, vorteilhaft ist. Bei dieser Ausführungsform können die automatik-üblichen Grundzüge vollständig erhalten bleiben, wobei aber dem sportlich orientierten Fahrer zusätzlich die Möglichkeit einer optimalen manuellen Bedienung des Getriebes angeboten wird.
Die Hochschaltbegrenzungs-Automatikstufen und die manuellen Schaltstufen können über zugeordnete Steuerprogramme auch beide von der Schrittschaltsteuerung schaltbar sein In diesem Fall ist die Sehrittschaltsteuerung mittels eines gesonderten Schalters, der an dem Wählhebel oder an anderer geeigneter Stelle im Kraftfahrzeug angeordnet ist, von dem einen Steuerprogramm auf das andere Steuerprogramm umschaltbar.
Bevorzugt ist die horizontale oder vertikale Schaltkulisse im Abstand unter dem Drehpunkt des Wählhebels angeordnet. Durch die Anordnung. der Schaltkulisse unter dem Drehpunkt des Wählhebels kann das Schalthebelunterteil verhältnismäßig lang sein, wodurch die Schaltung unempfindlich gegen Aggregatbewegungen wird Falls die Kulisse über der Drehachse horizontal liegt, sind wegen der relativ großen Dicke des Wählhebeloberteils entsprechend große Querbewegungen des Wählhebels erforderlich. Durch das Anordnen der Schaltkulisse unter dem Drehpunkt des Wählhebels hingegen kann dessen unteres Ende, welches in die Kulisse eingreift, verhältnismäßig dünn sein, wodurch nur kleine seitliche Wählhebelbewegungen mit dennoch sicheren Anschlägen zugelassen sind, was zu einer "flüssigeren" Bedienung führt. Ferner kann durch das Anordnen der Schaltkulisse unter dem Drehpunkt des Wählhebels in Verbindung mit einer zusätzlichen Wählpositionsanzeige die Schaltbetätigungsvorrichtung äußerlich so aussehen, wie diejenige eines Schaltgetriebes. Der Durchbruch zum Fahrzeuginnenraum kann wie beim Schaltgetriebe mit einem oder mehreren Bälgen verschlossen werden, was einerseits einer guten Geräuschdämmung entgegenkommt und andererseits die günstigste Lösung. gegen Verschmutzung darstellt.
Da bei einer solchen Anordnung die Kulisse für den Fahrer nicht mehr sichtbar ist, ist an geeigneter Stelle im Kraftfahrzeug eine Leuchtpunkt-Wählpositionsanzeige vorgesehen.
Den Hochschaltbegrenzungs-Automatikstufen und den manuellen Schaltstufen können auch beidseitig der den normalen Automatikstufen zugeordneten Schalt gasse gesonderte Schaltgassen der Schaltkulisse zugeordnet sein, an denen jeweils eine Umschaltervorrichtung zum Fortschalten der Schrittschaltsteuerung vorgesehen ist. Deren Umschalten auf das eine oder andere Steuerprogramm kann in diesem Fall davon abhängig gemacht werden, welche der beiden Umschaltervorrichtungen mittels des Wählhebels soeben betätigt wird. In diesem Fall kann ein gesonderter, vom Fahrzeugführer zu betätigender Schalter für das Umschalten der Schrittschaltsteuerung entfallen. Es ist auch möglich, jeder Umschaltervorrichtung eine gesonderte Schrittschaltsteuerung zuzuordnen.
Die Erfindung wird im folgenden am Beispiel eines elektrohydraulisch gesteuerten automatischen 4-Gang-Getriebes mit den Programmen "Economy", "Sport" und "Manuell" unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigt
1 schematisch die Schaltbetätigungsvorrichtung mit dem Wählhebel,
2 eine Leuchtpunkt-Wählpositionsanzeige mit dem Schaltschema und
3 einen die Schaltbetätigungsvorrichtung enthaltenden Ausschnitt aus dem Innenraum eines Kraftfahrzeuges.
Wie aus 1 ersichtlich, ist der Wählhebel 1 um seinen Drehpunkt 7 kardangelenkartig schwenkbar abgestützt und greift mit einem Zapfen 10, welcher im Abstand unter dem Drehpunkt 7 an seinem unteren Ende ausgebildet ist, in die dort angeordnete horizontale Schaltkulisse 2 ein. Die Schaltkulisse 2 enthält entsprechend 2, in welcher die Schaltkulisse auf einer Wählpositionsanzeige 8 wiedergegeben ist, zwei Schaltgassen 3 und 4. In der einen Schaltgasse 3, der Automatik-Schaltgasse, ist die Anordnung der einzelnen Wählhebel-Schaltpositionen automatik-üblich; sie enthält die Schaltpositionen P, R, N, D, 3, 2, 1.
In den Schaltpositionen 3, 2 und 1 werden die möglichen Hochschaltungen begrenzt bzw. nicht zugelassen, wobei in der Position 1 die Kupplung für Kraftübertragung bei Schubbetrieb im ersten Gang geschlossen wird.
Solange sich der Wählhebel 1 in der Automatik-Schaltgasse 3 befindet, ist er über den gegabelten Mitnehmerhebel 9, in dessen Gabel der Wählhebel 1 mit seinem Zapfen 10 eingreift, mit dem Getriebeschaltgestänge 5 mechanisch gekuppelt, Die Manuell-Schaltgasse 4 dient zur Betätigung einer Schrittschaltsteuerung über die Umschaltervorrichtung 6 mit federverrasteter Mittelstellung. Die Schaltgasse 4 kann aus der Schaltgasse 3 in der Schaltposition D des Wählhebels 1 erreicht werden, nachdem eine Raste überfahren wurde. Die Programmwahl "M" erfolgt somit ohne eigens zu betätigenden Schalter durch Verlassen der Automatik-Schaltgasse, wodurch auch die mechanische Kupplung zwischen dem Wählhebel 1 und dem Getriebe gelöst wird, weil der Zapfen 10 des Wählhebels 1 beim Überwechseln in die Schaltgasse 4 aus der Gabel des Mitnehmerhebels 9 austritt. Gleichzeitig wird der Wählhebel 1 über seinen Zapfen 10 mit dem gegabelten Betätigungsteil der Umschaltervorrichtung 6 gekuppelt.
Ist man durch Überfahren der Raste zwischen D und M im Manuell-Schaltprogramm angelangt, bleibt zunächst die momentane Übersetzungsstufe unabhängig von Last und Fahrgeschwindigkeit bestehen, bis durch Vor- bzw. Zurückbewegen des Wählhebels aus der federverrasteten Mittelstellung durch entsprechendes Umschalten der Umschaltervorrichtung das Getriebe über die Schrittschaltsteuerung um einen Gang hoch- bzw. abwärtsgeschaltet wird.
Die elektrische Schrittschaltsteuerung gibt nur Impulse weiter, d. h. das elektronische Steuergerät erhöht bzw. erniedrigt beim Eintreffen eines Signals die momentane Übersetzung jeweils um eine Stufe. Falls ein Abwärtsschalten wegen zu hoher Drehzahl unzulässig ist, wird das Signal nicht beachtet und gelöscht.
Beim Umstellen des Wählhebels 1 von M nach D wird wieder der dem momentanen Fahrzustand entsprechende Gang eingelegt (Automatikbetrieb im E-Programm).
Das Umschalten zwischen dem E- und S-Programm erfolgt in der dargestellten Ausführungsform mittels eines Tasters 11 im Wählhebelknopf.
Da die Schaltkulisse 2 für den Fahrer nicht sichtbar ist, ist eine Wählpositionsanzeige mit Schaltschema entsprechend 2 vorgesehen Vorteilhaft ist eine Anzeige 8 in Wählhebelnähe, in der Konsole entsprechend 3 oder im Kombinationsanzeigefeld, wobei ein Leuchtpunkt entsprechend der Wählhebelbewegungen das Schaltschema abfährt. Der eingelegte Gang (M1 bis M4) im Manuell-Schaltprogramm kann zusätzlich im Kombinationsanzeigefeld angezeigt werden.
In einer Variation der beschriebenen Ausführungsform enthält die Automatik-Schaltgasse 3 nur die Positionen P, R, N und D. Die Hochschaltbegrenzungs-Automatikstufen (4 bis 1) hingegen können wie das Manuell-Schaltprogramm M in der Schaltgasse 4 über die Umschaltervorrichtung 6 und die Schrittschaltsteuerung abgerufen werden. Das Umschalten des Schaltprogramms auf M und zurück auf E bzw. S wird bei dieser Ausführungsvariante über einen gesonderten Umschalter vorgenommen. Für das Anzeigen der jeweils gewählten Schaltpositionen im Kombinationsanzeigefeld wird hierbei differenziert zwischen den manuell gewählten Gängen M1 bis M4 und den Hochschaltbegrenzungs-Automatikstufen 1 bis D.
Die zuerst beschriebene Ausführungsform hat den Vorteil, daß dem typischen Automatikfahrer die automatik-übliche Bedienbarkeit vollständig erhalten bleibt und zusätzlich dem sportlich orientierten Fahrer ein Manuell-Schaltprogramm geboten wird, welches sich durch optimale Bedienbarkeit auszeichnet. Der Wechsel von D (automatischer Betrieb) zu M erfolgt ohne zusätzlich zu bedienenden Schalter und ein Überschalten im M-Programm ist aufgrund der Schrittschaltsteuerung unmöglich.
Durch die nicht eindeutige Zuordnung von Wählhebelstellung und einzulegender Übersetzungsstufe besteht im M-Programm gegenüber den heutigen Schaltungen der Vorteil, daß nicht mit ungewollten Schaltungen gerechnet werden muß.
Der Vorteil der zweiten Ausführungsvariante oder einer Variante, die zwischen der ersten und der zweiten Ausführungsform liegt, besteht darin, daß bei z. B. einem 4-Gang-Getriebe statt 7 nur minimal 4 Positionen (P, R, N und D) mechanisch in einer Reihe geschaltet werden. Dadurch wird die Schaltung unempfindlich gegen Toleranzen und Getriebebewegungen und es kann ein sehr gutes Schaltgefühl realisiert werden, weil große Abstände zwischen den einzelnen Wählpositionen vorgesehen werden können. Der Vorteil der ersten Ausführungsform, die gute Bedienbarkeit im M-Programm, bleibt erhalten, wobei die Programmumschaltung auf M jedoch gesondert vollzogen werden muß.

Claims

Schalteinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem automatischen Getriebe, welche einen Wählhebel aufweist, der innerhalb einer Schaltgasse einer Schaltkulisse zum Anwählen der einzelnen Schaltpositionen P, R, N, D usw. bewegbar ist und bei dem durch sein Betätigen in eine Richtung ein Hochschalten und durch Betätigen in die entgegengesetzte Richtung ein Zurückschalten des Getriebes erfolgt, wobei der Wählhebel jeweils nach einer solchen Betätigung in eine Mittelstellung zurückkehrt, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Schaltgasse vorgesehen ist, die getrennt von der Schaltgasse für das Anwählen der Automatik-Schaltpostionen angeordnet ist und in deren Betätigungsrichtung verläuft, daß der Wählhebel von einer dem automatischen Schalten der Vorwärtsgänge zugeordneten Schaltposition in die zweite Schaltgasse umstellbar ist und daß in dieser Schaltgasse bei jedem Betätigen des Wählhebels in die eine Richtung das Getriebe um jeweils einen Gang hochgeschaltet und beim Betätigen des Wählhebels in die entgegengesetzte Richtung um jeweils einen Gang zurückgeschaltet wird.
Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wählhebel (1) durch sein Umstellen aus der einen Schaltgasse (3) in die andere Schaltgasse (4) von einem Schaltgestänge (5) des automatischen Getriebes entkuppelbar ist.
Schalteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrittschaltsteuerung von einer Umschaltervorrichtung (6) angeregt wird, wobei der Wählhebel (1) mit der Umschaltervorrichtung (6) mit federverrasteter Mittelstellung kuppelbar ist.
Schalteinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß über ein Steuerprogramm der Schrittschaltsteuerung Hochschaltbegrenzungs-Automatikstufen schaltbar sind
Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe über, ein Steuerprogramm der Schrittschaltsteuerung gegenüber der beim Entkuppeln des Wählhebels (1) vom Schaltgestänge (5) jeweils eingelegten Übersetzungsstufe hoch- bzw. abwärts schaltbar ist (manuelles Fahrprogramm).
Schalteinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rückschaltbefehl bei unzulässig hoher Drehzahl ignoriert und gelöscht wird.
Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrittschaltsteuerung von einem Steuerprogramm auf ein anderes umschaltbar ist.
Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkulisse (2) im Abstand unter dem Drehpunkt (7) des Wählhebels (1) angeordnet ist und daß eine Leuchtpunkt-Wählpositionsanzeige (8) vorgesehen ist.