DE102012210810A1

DE102012210810A1 - Schalthebelvorrichtung für ein Fahrzeuggetriebe

Info

Publication number: DE102012210810A1
Application number: DE201210210810
Authority: DE
Inventors: Ludger Rake; Andreas Giefer; Matthias Lindner; Thomas Tille
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG; ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG; ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2012-06-26
Filing date: 2012-06-26
Publication date: 2014-01-02
Also published as: CN203477292U

Abstract

Schalthebelvorrichtung für ein Fahrzeuggetriebe, welches unterschiedliche Schaltzustände annehmen kann, mit einer Halterung (5), einem an der Halterung (5) bewegbar gelagerten Schalthebel (2), der in vorgegebene Schalthebelstellungen (N, P3, P4) bewegbar ist, denen jeweils einer der Schaltzustände zugeordnet ist, einer Rastiervorrichtung (17, 18, 19), mittels welcher der Schalthebel (2) in unterschiedlichen Rastierstellungen (P2, P4) rastierbar ist, die jeweils durch eine der Schalthebelstellungen gebildet sind, einer Sensoranordnung (14), mittels welcher die aktuelle Schalthebelstellung (AS) erfassbar ist, einer mit der Sensoranordnung (14) gekoppelten Auswertevorrichtung (40), mittels welcher die Unzulässigkeit eines Wechsels des Schaltzustands unter Auswertung mehrerer Parameter ermittelbar ist, die wenigstens den aktuellen Schaltzustand (AG) und die aktuelle Schalthebelstellung (AS) umfassen, und einer mit der Auswertevorrichtung (40) gekoppelten Blockiervorrichtung, mittels welcher bei Unzulässigkeit eines Wechsels des Schaltzustands ein Wechsel der Schalthebelstellung des rastierten Schalthebels (2) blockierbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schalthebelvorrichtung für ein Fahrzeuggetriebe, welches unterschiedliche Schaltzustände annehmen kann, mit einer Halterung, einem an der Halterung bewegbar gelagerten Schalthebel, der in vorgegebene Schalthebelstellungen bewegbar ist, denen jeweils einer der Schaltzustände zugeordnet ist, einer Rastiervorrichtung, mittels welcher der Schalthebel in unterschiedlichen Rastierstellungen rastierbar ist, die jeweils durch eine der Schalthebelstellungen gebildet sind, einer Sensoranordnung, mittels welcher die aktuelle Schalthebelstellung erfassbar ist, und einer mit der Sensoranordnung gekoppelten Auswertevorrichtung, mittels welcher die Unzulässigkeit eines Wechsels des Schaltzustands unter Auswertung mehrerer Parameter ermittelbar ist, die wenigstens den aktuellen Schaltzustand und die aktuelle Schalthebelstellung umfassen.
Manuelle Schaltgetriebe für Personenkraftwagen umfassen in der Regel mehrere, beispielsweise sechs, Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang. Zur Betätigung eines solchen Schaltgetriebes werden Schalthebelvorrichtungen eingesetzt, die mechanische Übertragungselemente (z.B. Seilzüge oder Gestänge) zum Getriebe aufweisen. Eine Schalthebelvorrichtung zum manuellen Einlegen der Gänge im Getriebe wird häufig mit einem sogenannten H-Schaltschema ausgeführt und benötigt aufgrund der erforderlichen Schalt- und Wählwege im Schaltgetriebe im Vergleich zu einer Shift-by-wire-Schaltung für Automatikgetriebe oder automatisierte Getriebe einen wesentlich größeren Bauraum. Dies ist mit dem Nachteil verbunden, dass bei einem Fahrzeugtyp mit unterschiedlichen Getriebetypen unterschiedlich große Schalthebelvorrichtungen eingesetzt werden müssen. Insbesondere ist der Fahrzeuginnenraum (Mittelkonsole, Cockpit, Bodenblech usw.) unterschiedlich auszugestalten. Ein weiterer Nachteil liegt in dem Bodenblech-, Tunnel- oder Schottwanddurchtritt der Seilzüge oder Gestänge hinsichtlich Geräusch- und Crash-Anforderungen.
Bei einer Schalthebelvorrichtung der eingangs genannten Art wird die aktuelle Schalthebelstellung mittels der Sensoranordnung erfasst und das Getriebe entsprechend angesteuert. Somit ist es möglich, die Schalthebelvorrichtung kleiner aufzubauen. Nachteilig ist jedoch, dass Abweichungen zwischen dem aktuellen Schaltzustand des Getriebes und dem der aktuellen Schalthebelstellung zugeordneten Schaltzustand auftreten können, wenn keine direkte mechanische Kopplung zwischen dem Schalthebel und dem Getriebe besteht. Da der Fahrer sich in der Regel nur an der aktuellen Schalthebelstellung orientiert und davon ausgeht, dass das Getriebe den zugehörigen Schaltzustand angenommen hat, insbesondere wenn der Schalthebel in seiner aktuellen Schalthebelstellung rastiert ist, können Fehlbedienungen der Schalthebelvorrichtung auftreten, wenn der aktuelle Schaltzustand nicht dem Schaltzustand entspricht, welcher der aktuellen Schalthebelstellung zugeordnet ist.
Eine solche Abweichung kann dadurch eintreten, dass die Schalthebelstellung während der Fahrt gewechselt wird, das Getriebe den zugehörigen Wechsel des Schaltzustands aber nicht umsetzen kann, beispielsweise weil die Fahrzeuggeschwindigkeit außerhalb eines Bereichs liegt, in dem der gewünschte Schaltzustandswechsel zulässig ist. Ferner kann eine solche Abweichung dadurch auftreten, dass die Schalthebelstellung bei abgestelltem und ausgeschaltetem Fahrzeug gewechselt wird, da im stromlosen Zustand der aktuelle Schaltzustand des Getriebes nicht verändert werden kann. Somit können kritische Zustände auftreten, z.B. wenn beim Abschleppen des Fahrzeugs der Schalthebel sichtbar in die Neutralstellung gestellt ist, im Getriebe jedoch ein Gang eingelegt ist.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Gefahr für das Auftreten von Abweichungen zwischen der aktuellen Schalthebelstellung und dem dieser Schalthebelstellung zugeordneten Schaltzustand des Getriebes vermeiden oder zumindest verringern zu können.
Diese Aufgabe wird durch eine Schalthebelvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Schalthebelvorrichtung sind den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung gegeben.
Die Schalthebelvorrichtung für ein Fahrzeuggetriebe, welches unterschiedliche Schaltzustände annehmen kann, weist eine Halterung, einen an der Halterung bewegbar gelagerten Schalthebel, der in vorgegebene Schalthebelstellungen bewegbar ist, denen jeweils einer der Schaltzustände zugeordnet ist, eine Rastiervorrichtung, mittels welcher der Schalthebel in unterschiedlichen Rastierstellungen rastierbar ist, die jeweils durch eine der Schalthebelstellungen gebildet sind, eine Sensoranordnung, mittels welcher die aktuelle Schalthebelstellung erfassbar ist, eine mit der Sensoranordnung gekoppelte Auswertevorrichtung, mittels welcher die Unzulässigkeit eines Wechsels des Schaltzustands unter Auswertung mehrerer Parameter ermittelbar ist, die wenigstens den aktuellen Schaltzustand und die aktuelle Schalthebelstellung umfassen, und eine mit der Auswertevorrichtung gekoppelte Blockiervorrichtung auf, mittels welcher bei Unzulässigkeit eines Wechsels des Schaltzustands ein Wechsel der Schalthebelstellung des rastierten, insbesondere des in einer oder in einer beliebigen der Rastierstellungen rastierten, Schalthebels blockiert wird oder blockierbar ist.
Durch die Blockiervorrichtung kann verhindert werden, dass aus einer rastierten Schalthebelstellung heraus ein Schalthebelstellungswechsel erfolgt, wenn ein Schaltzustandswechsel des Getriebes unzulässig ist. Die Gefahr für das Auftreten einer Abweichung zwischen der aktuellen Schalthebelstellung und dem dieser Schalthebelstellung zugeordneten Schaltzustand des Getriebes kann somit vermieden oder zumindest verringert werden. Der Ausdruck „rastierter Schalthebel“ bedeutet insbesondere, dass der Schalthebel in eine oder in eine beliebige der Rastierstellungen eingerückt ist. Vorzugsweise ist mittels der Blockiervorrichtung somit bei Unzulässigkeit eines Wechsels des Schaltzustands ein Wechsel der Schalthebelstellung des Schalthebels aus jeder der Rastierstellungen heraus blockierbar.
Bevorzugt ist mittels der Blockiervorrichtung bei Unzulässigkeit eines Wechsels des Schaltzustands ein Bewegen des rastierten, insbesondere des in einer oder in einer beliebigen der Rastierstellungen rastierten, Schalthebels blockierbar. Vorzugsweise ist mittels der Blockiervorrichtung bei Unzulässigkeit eines Wechsels des Schaltzustands zusätzlich ein Wechsel der Schalthebelstellung in eine oder in eine beliebige der Rastierstellungen blockierbar. Vorteilhaft ist mittels der Blockiervorrichtung bei Unzulässigkeit eines Wechsels des Schaltzustands ein, ein beliebiger oder jeder Wechsel der Schalthebelstellung blockierbar.
Der Schalthebel kann verschiebbar an der Halterung gelagert sein. Bevorzugt ist der Schalthebel aber gelenkig an der Halterung gelagert. Beispielsweise ist der Schalthebel um eine oder um wenigstens eine Schalhebelschwenkachse schwenkbar an der Halterung gelagert. Insbesondere ist der Schalthebel um zwei oder wenigstens zwei Schalthebelschwenkachsen schwenkbar an der Halterung gelagert. Die Schalthebelschwenkachsen verlaufen vorzugsweise senkrecht zueinander. Insbesondere schneiden sich die Schalthebelschwenkachsen.
Der Schalthebel ist z.B. mittels eines Kreuz- oder Kardangelenks an der Halterung gelagert. Bevorzugt ist der Schalthebel aber mittels eines Kugelgelenks an der Halterung gelagert. Das Kugelgelenk umfasst als Gelenkteile insbesondere eine Gelenkkugel und eine Kugelschale, in der die Gelenkkugel gelagert ist. Bevorzugt ist eines der Gelenkteile an dem Schalthebel vorgesehen, insbesondere fest mit diesem verbunden. Ferner ist ein anderes der Gelenkteile bevorzugt an der Halterung vorgesehen, insbesondere fest mit dieser verbunden. Vorzugsweise ist die Gelenkkugel an dem Schalthebel vorgesehen, wobei die Kugelschale an der Halterung vorgesehen ist. Insbesondere ist die Gelenkkugel bewegbar, vorzugsweise schwenkbar, in der Kugelschale gelagert. Vorteilhaft schneiden sich die Schalthebelschwenkachsen im Mittelpunkt der Gelenkkugel.
Die Rastiervorrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass der Schalthebel, insbesondere durch manuelle Betätigung, aus jeder der Rastierstellungen ausrückbar ist. Bevorzugt setzt die Rastiervorrichtung einem solchen Ausrücken des Schalthebels einen überwindbaren Widerstand entgegen. Insbesondere wird der Schalthebel durch die Rastiervorrichtung nicht in den Rastierstellungen blockiert. Vorteilhaft dient die Rastiervorrichtung lediglich dazu, dem Fahrer ein Schaltgefühl zu vermitteln, welches bei einer rein mechanischen Kopplung zwischen Schalthebel und Getriebe auftreten würde. Wird ein Wechsel der Schalthebelstellung nicht mittels der Blockiervorrichtung blockiert, lässt die Rastiervorrichtung insbesondere einen Wechsel der Schalthebelstellung aus einer oder aus einer beliebigen der Rastierstellungen zu. Ferner lässt die Rastiervorrichtung insbesondere einen Wechsel der Schalthebelstellung in eine oder in eine beliebige der Rastierstellungen zu, wenn ein Wechsel der Schalthebelstellung nicht mittels der Blockiervorrichtung blockiert wird.
Mittels der Auswertevorrichtung ist bevorzugt der aktuelle Schaltzustand ermittelbar und/oder abfragbar, vorzugsweise von dem Getriebe, insbesondere von einem Getriebesteuergerät des Getriebes. Vorzugsweise ist die Auswertevorrichtung mit dem Getriebe, insbesondere mit dem Getriebesteuergerät, gekoppelt. Die Auswertevorrichtung kann aber auch mit dem Getriebesteuergerät kombiniert ausgebildet sein. Das Getriebesteuergerät bildet insbesondere eine Stellvorrichtung, mittels welcher in Abhängigkeit von einem oder mehreren Steuersignalen (Schaltbefehlen) ein Wechsel des Schaltzustands des Getriebes herbeiführbar ist. Ein Getriebesteuergerät wird insbesondere dann eingesetzt, wenn keine mechanische Verbindung zwischen dem Getriebe und dem Schalthebel besteht. Bevorzugt ist das Getriebesteuergerät mittels der Auswertevorrichtung steuerbar. Insbesondere sind die Schaltbefehle von der Auswertevorrichtung an das Getriebesteuergerät abgebbar. Bei den Schaltbefehlen handelt es sich vorzugsweise um elektrische Signale und/oder um optische Signale und/oder um Funksignale. Das Getriebe, insbesondere das Getriebesteuergerät, kann direkt von der Auswertevorrichtung gesteuert werden. Alternativ kann das Getriebe, insbesondere das Getriebesteuergerät, unter Zwischenschaltung eines anderen Steuergeräts von der Auswertevorrichtung gesteuert werden.
Gemäß einer Weiterbildung ist die Blockiervorrichtung elektrisch betätigbar, wobei im stromlosen Zustand der Blockiervorrichtung insbesondere ein Wechsel der Schalthebelstellung des Schalthebels oder des rastierten Schalthebels blockiert wird oder blockierbar ist. Vorzugsweise wird im stromlosen Zustand der Blockiervorrichtung ein, ein beliebiger oder jeder Wechsel der Schalthebelstellung blockiert, insbesondere wenn die aktuelle Schalthebelstellung eine Rastierstellung ist. Somit kann die Gefahr für das Auftreten einer Abweichung zwischen der aktuellen Schalthebelstellung und dem dieser Schalthebelstellung zugeordneten Schaltzustand des Getriebes auch im abgestellten Zustand des Fahrzeugs und/oder bei einem Stromausfall vermieden oder zumindest verringert werden.
Gemäß einer Ausgestaltung umfasst die Blockiervorrichtung einen oder wenigstens einen bewegbar an der Halterung gelagerten und einer oder mehreren der Schalthebelstellungen und/oder Rastierstellungen zugeordneten Sperrhebel, der in einer blockierenden Stellung arretierbar ist, in welcher der Sperrhebel für den Schalthebel einen Anschlag bildet, sodass mittels des durch den arretierten Sperrhebel gebildeten Anschlags ein Wechsel der Schalthebelstellung des Schalthebels aus der oder jeder der zugeordneten Schalthebelstellungen und/oder Rastierstellungen heraus mechanisch blockierbar ist. Bevorzugt ist mittels des in der blockierenden Stellung arretierten Sperrhebels auch ein Bewegen des Schalthebels in jede der zugeordneten Schalthebelstellungen und/oder Rastierstellungen blockierbar. Vorzugsweise ist der Sperrhebel, insbesondere um eine Sperrhebelschwenkachse, schwenkbar an der Halterung gelagert. Bevorzugt ist der Sperrhebel, insbesondere im nicht arretierten Zustand, mittels des Schalthebels bewegbar, vorzugsweise um die Sperrhebelschwenkachse schwenkbar.
Die Blockiervorrichtung umfasst bevorzugt ein oder wenigstens ein Sperrglied, mittels welchem der Sperrhebel in der blockierenden Stellung arretierbar ist. Insbesondere ist das Sperrglied mittels der Auswertevorrichtung steuerbar. Das Sperrglied ist vorzugsweise mittels der Auswertevorrichtung aktivierbar und/oder deaktivierbar. Im aktivierten Zustand des Sperrglieds ist der Sperrhebel bevorzugt in der blockierenden Stellung arretiert oder arretierbar. Im deaktivierten Zustand des Sperrglieds ist der Sperrhebel bevorzugt bewegbar, insbesondere um die Sperrhebelschwenkachse schwenkbar. Der Sperrhebel ist somit im deaktivierten Zustand des Sperrglieds insbesondere nicht in der blockierenden Stellung arretiert. Das Sperrglied ist vorzugsweise mit der Auswertevorrichtung gekoppelt. Bevorzugt ist das Sperrglied elektrisch aktivierbar und/oder deaktivierbar, insbesondere mittels der Auswertevorrichtung.
Gemäß einer Weiterbildung ist der Sperrhebel mittels einer oder wenigstens einer Sperrhebelfeder in seine blockierende Stellung vorgespannt. Bevorzugt ist der Sperrhebel, vorzugsweise mittels des Schalthebels, gegen die Kraft der Sperrhebelfeder aus der blockierenden Stellung heraus bewegbar, insbesondere im deaktivierten Zustand des Sperrglieds und/oder im nicht arretierten Zustand des Sperrhebels. Durch die Sperrhebelfeder kann sichergestellt werden, dass der Sperrhebel stets bestrebt ist, seine blockierende Stellung anzunehmen. Dies ist insbesondere bei einem Stromausfall oder bei abgestelltem Fahrzeug sinnvoll.
Gemäß einer Ausgestaltung ist der Sperrhebel in der blockierenden Stellung mittels des Sperrglieds magnetisch arretierbar. Bevorzugt umfasst der Sperrhebel dazu einen oder zumindest einen magnetischen oder magnetisierbaren Arretierungsbereich. Das Sperrglied umfasst vorteilhaft einen oder wenigstens einen Haltemagneten, der mit dem Sperrhebel und/oder mit dem Arretierungsbereich magnetisch in Wechselwirkung treten kann und insbesondere als Permanentmagnet ausgebildet ist. Der Sperrhebel und/oder der Arretierungsbereich bestehen dazu bevorzugt aus einem magnetischen Werkstoff. Durch den Haltemagneten kann der Sperrhebel in seiner blockierenden Stellung magnetisch arretiert (festgehalten) und somit ein Bewegen des Sperrhebels blockiert werden. Ferner umfasst das Sperrglied bevorzugt einen oder wenigstens einen Freigabemagneten, mittels welchem die magnetische Wirkung des Haltemagneten bezüglich des Sperrhebels und/oder das Magnetfeld des Haltemagneten, insbesondere dessen äußeres Magnetfeld, neutralisierbar oder zumindest weitgehend neutralisierbar ist. Bevorzugt ist der Freigabemagnet als Elektromagnet ausgebildet, der vorteilhaft mittels der Auswertevorrichtung steuerbar ist. Eine derartige Kombination aus Permanentmagnet und Elektromagnet kann auch als Permanentelektrohaftmagnet bezeichnet werden. Zum Deaktivieren des Sperrglieds wird der Freigabemagnet des Sperrglieds insbesondere elektrisch bestromt. Der Haltemagnet und der Freigabemagnet sind im deaktivierten Zustand des Sperrglieds vorzugsweise einander entgegengesetzt magnetisiert und/oder erzeugen einander überlagernde, gegenläufige Magnetfelder. Die Stromrichtung des den Freigabemagneten durchfließenden elektrischen Stroms ist dazu entsprechend einzustellen. Somit wird der Sperrhebel und/oder sein Arretierungsbereich nicht mehr magnetisch von dem Sperrglied angezogen und kann, insbesondere mittels des Schalthebels, aus der blockierenden Stellung heraus bewegt und/oder geschwenkt werden, vorzugsweise gegen die Kraft der Sperrhebelfeder. Wird der Freigabemagnet, z.B. aufgrund eines Stromausfalls, stromlos, kann sich der Sperrhebel aufgrund der Sperrhebelfeder vorzugsweise automatisch in seine blockierende Stellung zurückstellen. Der Freigabemagnet und der Haltemagnet sind bevorzugt konzentrisch zueinander angeordnet. Beispielsweise ist der Haltemagnet als Topfmagnet ausgebildet, in dem der Freigabemagnet angeordnet ist. Die Blockiervorrichtung umfasst oder bildet bevorzugt einen oder wenigstens einen Permanentelektrohaftmagnet.
Gemäß einer Weiterbildung weist der Sperrhebel wenigstens einen Anschlagsbereich auf, an welchem der Schalthebel oder der rastierte Schalthebel in der blockierenden Stellung des Sperrhebels anschlagen kann oder anschlägt. Beispielsweise weist der Sperrhebel eine den Anschlagsbereich umfassende oder bildende Nocke auf.
Gemäß einer Ausgestaltung ist der Schalthebel entlang einer oder mehrerer Schaltgassen in die oder in mehrere der Schalthebelstellungen bewegbar. Die Schaltgassen umfassen bevorzugt jeweils eine oder mehrere, insbesondere wenigstens eine, vorzugsweise zwei oder mehr, beispielsweise drei, der Schalthebelstellungen. Vorteilhaft umfassen die oder mehrere der Schaltgassen jeweils eine oder mehrere, insbesondere wenigstens eine, vorzugsweise zwei, der Rastierstellungen. Die Anzahl der Schaltgassen beträgt bevorzugt wenigstens zwei, beispielsweise zwei, drei, wenigstens drei, vier oder wenigstens vier.
Vorteilhaft umfasst eine erste der Schaltgassen drei der Schalthebelstellungen, von denen zwei äußere Schalthebelstellungen jeweils eine der Rastierstellungen bilden. Die dritte Schalthebelstellung der ersten Schaltgasse ist insbesondere zwischen den beiden äußeren Schalthebelstellungen angeordnet. Dabei kann die dritte Schalthebelstellung eine der Rastierstellungen oder auch keine Rastierstellung bilden. Vorteilhaft bildet die dritte Schalthebelstellung eine monostabile Schalthebelstellung. Die anderen Schaltgassen umfassen bevorzugt jeweils eine oder zwei Schalthebelstellungen, die insbesondere jeweils eine der Rastierstellungen bilden. Unter einer monostabilen Schalthebelstellung ist insbesondere eine Schalthebelstellung zu verstehen, in welche der Schalthebel nach dem Verlassen dieser Schalthebelstellung automatisch zurückkehren kann, sofern der Schalthebel nicht in einer anderen der Schalthebelstellungen rastiert ist. Das automatische Zurückstellen des Schalthebels erfolgt bevorzugt durch Federkraft.
Vorteilhaft weist der Schalthebel einen oder wenigstens einen Anschlagsarm auf, mittels welchem der Schalthebel oder der rastierte Schalthebel in der blockierenden Stellung des Sperrhebels an dem Sperrhebel, vorzugsweise an dem Anschlagsbereich des Sperrhebels, anschlägt oder anschlagen kann. Der Anschlagsarm ragt oder steht bevorzugt von dem Schalthebel ab, insbesondere in Richtung der Schaltgasse oder der Schaltgassen. In der blockierenden Stellung des Sperrhebels kann der Anschlagsarm vorzugsweise an unterschiedlichen Orten des Sperrhebels und/oder Anschlagsbereichs anschlagen, insbesondere in Abhängigkeit davon, ob der Schalthebel, in eine der Rastierstellungen eingerückt oder aus dieser ausgerückt werden soll.
Bevorzugt kann in einer oder in zumindest einer der Schaltgassen, insbesondere in der ersten Schaltgasse, der Sperrhebel in seiner blockierenden Stellung einen Wechsel der Schalthebelstellung des Schalthebels zwischen zwei benachbarten der Schalthebelstellungen in dieser Schaltgasse in jeder dieser Schalhebelstellungen blockieren. Vorzugsweise kann der Anschlagsarm in den benachbarten Schalthebelstellungen an unterschiedlichen Orten oder an den unterschiedlichen Orten des Sperrhebels und/oder Anschlagsbereichs anschlagen. Bevorzugt sind diese Orte an dem Anschlagsbereich, insbesondere an der Nocke, vorgesehen.
Gemäß einer Ausgestaltung ist der Schalthebel entlang einer die Schaltgassen querenden Wählgasse in die unterschiedlichen Schaltgassen bewegbar. Die Schaltgassen sind insbesondere über die Wählgasse miteinander verbunden. Bevorzugt entspricht das Schaltschema der Schalthebelvorrichtung einer H-Schaltung. Unter einer H-Schaltung ist insbesondere ein Schaltschema zu verstehen, bei dem zwei oder wenigstens zwei der Schaltgassen über die Wählgasse miteinander verbunden sind. Vorzugsweise ist jede dieser Schaltgassen im Abstand zu ihren Enden, beispielsweise mittig, mit der Wählgasse verbunden. Zusätzlich kann die Wählgasse noch mit einer oder mehreren anderen der Schaltgassen verbunden sein.
Die oder mehrere der Rastierstellungen sind bevorzugt im Abstand zur Wählgasse in den Schaltgassen angeordnet oder vorgesehen. Insbesondere sind die oder die mehreren Rastierstellungen zu zwei Gruppen zusammengefasst, die jeweils mehrere dieser Rastierstellungen umfassen. Bevorzugt umfasst jede dieser Gruppen eine oder maximal eine dieser Rastierstellungen je Schaltgasse. Die Wählgasse verläuft vorzugsweise zwischen diesen Gruppen. Bevorzugt sind die Gruppen und/oder die oder die mehreren Rastierstellungen somit beidseits der Wählgasse angeordnet.
Vorzugsweise umfassen die Schalthebelstellungen eine Neutralstellung, die insbesondere in der Wählgasse angeordnet ist. Vorteilhaft ist die Neutralstellung in einem Schnittpunkt der Wählgasse mit einer der Schaltgassen angeordnet ist. Alle anderen der Schalthebelstellungen bilden bevorzugt jeweils eine der Rastierstellungen. Die Neutralstellung kann eine der Rastierstellungen oder keine Rastierstellung bilden. Bevorzugt bildet die Neutralstellung eine monostabile Schalthebelstellung. Die Neutralstellung bildet insbesondere die dritte Schalthebelstellung der ersten Schaltgasse. Bevorzugt liegt die Neutralstellung somit auf dem Schnittpunkt der Wählgasse mit der ersten Schaltgasse.
Das Getriebe ist vorzugsweise ein mehrstufiges Getriebe und umfasst mehrere Gangstufen, denen jeweils einer der Schaltzustände zugeordnet ist. Ferner umfasst das Getriebe bevorzugt einen Leerlauf, dem ein anderer der Schaltzustände zugeordnet ist. Insbesondere ist den Rastierstellungen jeweils eine der Gangstufen zugeordnet. Bevorzugt ist der Neutralstellung der Leerlauf zugeordnet.
Die Schaltgassen verlaufen bevorzugt parallel oder im Wesentlichen parallel zueinander. Vorteilhaft verlaufen die Schaltgassen senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu einer der Schalthebelschwenkachsen, die auch als Schaltachse bezeichnet wird. Die Wählgasse verläuft bevorzugt senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu den Schaltgassen. Vorteilhaft verläuft die Wählgasse senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu einer anderen der Schalthebelschwenkachsen, die auch als Wählachse bezeichnet wird. Die Sperrhebelschwenkachse erstreckt sich insbesondere in Richtung der Wählgasse und/oder der Schaltachse.
Die Wählgasse und die Schaltgassen können durch eine oder wenigstens eine Schalthebelführung definiert sein. Beispielsweise umfasst die Schalthebelführung der Wählgasse und den Schaltgassen zugeordnete Schlitze oder Nuten, in denen der Schalthebel geführt ist. Die Schalhebelführung ist z.B. durch die Rastiervorrichtung und/oder durch eine Schaltkulisse gebildet. Vorteilhaft ist die Schalthebelführung fest, insbesondere starr, mit der Halterung verbunden oder durch diese gebildet.
Bevorzugt ist ein Wechsel der Schalthebelstellung des Schalthebels oder des rastierten Schalthebels mittels der Blockiervorrichtung und/oder des Sperrhebels in mehreren oder jeder der Schaltgassen blockierbar, insbesondere wenn ein Wechsel des Schaltzustands unzulässig ist. Vorteilhaft erstreckt sich der Sperrhebel, vorzugsweise der Anschlagsbereich des Sperrhebels, entlang der Wählgasse und/oder der Schaltachse. Bevorzugt erstreckt sich der Sperrhebel, insbesondere der Anschlagsbereich des Sperrhebels, dabei über alle oder mehrere der Schaltgassen. Beispielsweise erstreckt sich der Sperrhebel, insbesondere der Anschlagsbereich des Sperrhebels, über oder im Wesentlichen über die gesamte Länge der Wählgasse. Somit ist sichergestellt, dass der Sperrhebel in mehreren oder in jeder der Schaltgassen seine blockierende Funktion ausüben kann. Bevorzugt weist der Sperrhebel in Richtung der Schaltgassen und/oder der Wählachse einen Abstand zur Wählgasse und/oder zur Schaltachse auf.
Gemäß einer Weiterbildung umfasst die Blockiervorrichtung zwei oder wenigstens zwei bewegbar an der Halterung gelagerte Sperrhebel, die jeweils in einer blockierenden Stellung arretierbar sind und in dieser für den Schalthebel einen Anschlag bilden. Mittels der durch die arretierten Sperrhebel gebildeten Anschläge ist insbesondere ein Wechsel der Schalthebelstellung des Schalthebels aus jeder der Schalthebelstellungen und/oder Rastierstellungen heraus mechanisch blockierbar. Bevorzugt ist jeder der Sperrhebel, insbesondere um eine Sperrhebelschwenkachse, schwenkbar an der Halterung gelagert. Vorteilhaft ist jeder der Sperrhebel, insbesondere im nicht arretierten Zustand, mittels des Schalthebels bewegbar, vorzugsweise um die jeweilige Sperrhebelschwenkachse schwenkbar. Bevorzugt sind jedem der Sperrhebel mehrere der Schalthebelstellungen und/oder Rastierstellungen zugeordnet, sodass mit jedem der Sperrhebel ein Wechsel der Schalthebelstellung des Schalthebels aus jeder der diesem Sperrhebel zugeordneten Schalthebelstellungen und/oder Rastierstellungen heraus mechanisch blockierbar ist. Vorteilhaft ist jedem der Sperrhebel eine der Gruppen, insbesondere genau eine der Gruppen, zugeordnet. Somit ist mit jedem der Sperrhebel ein Wechsel der Schalthebelstellung des Schalthebels aus jeder der Rastierstellungen heraus mechanisch blockierbar, die der diesem Sperrhebel zugeordneten Gruppe angehören. Der Schalthebel ist, vorzugsweise in Richtung der Schaltgasse oder Schaltgassen, insbesondere zwischen den Sperrhebeln angeordnet und/oder gelagert. Bevorzugt verläuft die Wählgasse zwischen den Sperrhebeln. Vorteilhaft sind die Sperrhebel bezüglich der Wählgasse und/oder des Schalthebels einander gegenüberliegend angeordnet. Ein erster dieser Sperrhebel bildet bevorzugt den zuvor beschriebenen einen oder wenigstens einen Sperrhebel. Der andere der beiden Sperrhebel bildet vorzugsweise einen zweiten Sperrhebel, der insbesondere analog zu dem zuvor beschriebenen einen oder wenigstens einen Sperrhebel weitergebildet sein kann. Da die Wählgasse die Schaltgassen miteinander verbindet und in jeder oder in mehreren der Schaltgassen vorzugsweise beidseits der Wählgasse jeweils eine der Schalthebelstellungen und/oder Rastierstellungen vorgesehen ist, ist es mit zwei Sperrhebeln möglich, den Schalthebel oder den rastierten Schalthebel in jeder dieser Schalthebelstellungen und/oder Rastierstellungen zu blockieren, insbesondere wenn ein Wechsel des Schaltzustands unzulässig ist. Die Sperrhebel sind vorzugsweise gleichartig ausgebildet. Insbesondere sind die Sperrhebel spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet.
Die Blockiervorrichtung umfasst bevorzugt zwei oder wenigstens zwei Sperrglieder, die jeweils einem der Sperrhebel zugeordnet sind. Jeder der Sperrhebel ist insbesondere mittels des ihm zugeordneten Sperrglieds in seiner blockierenden Stellung arretierbar. Bevorzugt sind die Sperrglieder mittels der Auswertevorrichtung steuerbar, insbesondere unabhängig voneinander. Die Sperrglieder sind vorzugsweise mittels der Auswertevorrichtung aktivierbar und/oder deaktivierbar, insbesondere unabhängig voneinander. Im aktivierten Zustand jedes Sperrglieds ist der jeweilige Sperrhebel bevorzugt in seiner blockierenden Stellung arretiert oder arretierbar. Im deaktivierten Zustand jedes Sperrglieds ist der jeweilige Sperrhebel bevorzugt bewegbar, insbesondere um die jeweilige Sperrhebelschwenkachse schwenkbar, vorzugsweise mittels des Schalthebels. Somit ist im deaktivierten Zustand jedes Sperrglieds der jeweilige Sperrhebel insbesondere nicht in seiner blockierenden Stellung arretiert. Ein erstes dieser Sperrglieder bildet bevorzugt das zuvor beschriebene eine oder wenigstens eine Sperrglied. Das andere der beiden Sperrglieder bildet vorzugsweise ein zweites Sperrglied, welches insbesondere analog zu dem zuvor beschriebenen einen oder wenigstens einen Sperrrglied weitergebildet sein kann. Bevorzugt sind die Sperrglieder gleichartig ausgebildet.
Vorteilhaft weist der Schalthebel zwei Anschlagsarme auf, denen jeweils einer der Sperrhebel zugeordnet ist, wobei der Schalthebel oder der rastierte Schalthebel insbesondere mit jedem der Anschlagsarme in der blockierenden Stellung des dem jeweiligen Anschlagsarm zugeordneten Sperrhebels an diesem Sperrhebel, vorzugsweise an dem Anschlagsbereich dieses Sperrhebels, anschlägt oder anschlagen kann. Die Anschlagsarme ragen oder stehen bevorzugt einander entgegengesetzt, insbesondere in Richtung der Schaltgasse oder Schaltgassen, von dem Schalthebel ab. Ein erster dieser Anschlagsarme bildet bevorzugt den zuvor beschriebenen einen oder wenigstens einen Anschlagsarm. Der andere der beiden Anschlagsarme bildet vorzugsweise einen zweiten Anschlagsarm, der insbesondere analog zu dem zuvor beschriebenen einen oder wenigstens einen Anschlagsarm weitergebildet sein kann.
Jede der Schalthebelstellungen kann eine der Rastierstellungen bilden. Es ist aber auch möglich, dass eine oder wenigstens eine der Schalthebelstellungen keine Rastierstellung bildet. Beispielsweise bildet die oder eine Neutralstellung eine monostabile Schalthebelstellung und/oder keine Rastierstellung. Gemäß einer Weiterbildung umfassen die Schalthebelstellungen eine oder mehrere Endstellungen sowie eine Mittelstellung, wobei bei Unzulässigkeit eines Wechsels des Schaltzustands ein Wechsel der Schalthebelstellung des in der Mittelstellung positionierten Schalthebels in eine oder in eine beliebige der Endstellungen mittels der Blockiervorrichtung blockiert wird oder blockierbar ist. Die Endstellungen sind vorzugsweise durch Endanschläge definiert, an welchen der Schalthebel in den Endstellungen anschlagen kann. Bevorzugt sind die Endanschläge relativ zu der Halterung ortsfest. Beispielsweise sind die Endanschläge durch die Schalthebelführung gebildet. Vorteilhaft sind die Endanschläge an der Kulisse und/oder an der Rastiervorrichtung vorgesehen oder durch diese gebildet. Bevorzugt bilden die Endstellungen jeweils eine der Rastierstellungen. Die Mittelstellung kann eine der Rastierstellungen oder keine Rastierstellung bilden. Vorteilhaft bildet die Mittelstellung eine monostabile Schalthebelstellung. Vorzugsweise bildet die Mittelstellung die Neutralstellung und/oder die dritte Schalthebelstellung der ersten Schaltgasse.
Die Endstellungen bilden insbesondere Endstellungen der Schaltgassen. Die Mittelstellung bildet insbesondere keine Endstellung von einer der Schaltgassen. Die Mittelstellung kann aber eine Endstellung der Wählgasse bilden. Bevorzugt bildet die Mittelstellung aber keine Endstellung der Wählgasse. Vorteilhaft ist der Schalthebel in Richtung der Mittelstellung und/oder Neutralstellung mittels wenigstens einer Schalthebelfeder und/oder mittels der Rastiervorrichtung vorgespannt.
Gemäß einer Weiterbildung ist ausgehend von der Mittelstellung und/oder der Neutralstellung und/oder der Wählgasse mittels des Schalthebels eine andere der Schalhebelstellungen vorwählbar, wobei das Bewegen des Schalthebels in diese andere Schalthebelstellung mittels der Blockiervorrichtung solange blockiert wird oder blockierbar ist, bis der aktuelle Schaltzustand des Getriebes dem Schaltzustand entspricht, welcher der anderen oder vorgewählten Schalthebelstellung zugeordnet ist.
Zusätzlich zu dem aktuellen Schaltzustand und der aktuellen Schalthebelstellung umfassen die Parameter bevorzugt eine aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder eine aktuelle Fahrtrichtung und/oder einen aktuellen Betätigungszustand einer Fahrzeugkupplung und/oder eines Kupplungspedals. Insbesondere ist die Auswertevorrichtung mit einem Fahrzeugsteuergerät gekoppelt, mittels welchem die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder die aktuelle Fahrtrichtung erfassbar ist. Das Fahrzeugsteuergerät kann somit der Auswertevorrichtung Informationen über die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder die aktuelle Fahrtrichtung zur Verfügung stellen. Insbesondere ist die Auswertevorrichtung und/oder das Fahrzeugsteuergerät mit einem Kupplungssensor gekoppelt, mittels welchem der aktuelle Betätigungszustand der Kupplung und/oder des Kupplungspedals erfassbar ist. Der Kupplungssensor und/oder das Fahrzeugsteuergerät kann somit der Auswertevorrichtung Informationen über den aktuellen Betätigungszustand der Kupplung und/oder des Kupplungspedals zur Verfügung stellen. Somit ist mittels der Auswertevorrichtung ermittelbar, ob ein Wechsel von dem aktuellen Schaltzustand in einen anderen der Schaltzustände aufgrund der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder der aktuellen Fahrtrichtung und/oder des aktuellen Betätigungszustands der Kupplung und/oder des Kupplungspedals unzulässig oder zulässig ist. Ist ein Wechsel in den anderen Schaltzustand unzulässig, wird mittels der Blockiervorrichtung insbesondere ein Wechsel der Schalthebelstellung des Schalthebels oder des rastierten Schalthebels von seiner aktuellen Schalthebelstellung in eine andere der Schalthebelstellungen blockiert, welcher der andere Schaltzustand zugeordnet ist.
Die Kupplung ist bevorzugt eine schaltbare Kupplung. Insbesondere ist die Kupplung mittels des Kupplungspedals schaltbar und/oder betätigbar. Ferner ist die Kupplung vorzugsweise mit dem Getriebe gekoppelt oder in dieses integriert. Vorteilhaft ist das Getriebe unter Zwischenschaltung der Kupplung mit einem Antriebsmotor gekoppelt.
Die Auswertevorrichtung umfasst bevorzugt eine elektronische Schaltung. Insbesondere umfasst die Auswertevorrichtung einen digitalen Prozessor und einen Speicher, in dem ein Auswertungsprogramm hinterlegt ist, mittels welchem die Auswertung der Parameter durchführbar ist. Vorteilhaft ist die Blockiervorrichtung mittels der Auswertevorrichtung steuerbar. Insbesondere ist die Blockiervorrichtung mittels der Auswertevorrichtung aktivierbar und/oder deaktivierbar. Die Auswertevorrichtung kann an oder in der Schalthebelvorrichtung angeordnet oder extern von dieser vorgesehen sein. Beispielsweise ist die Auswertevorrichtung in das Getriebesteuergerät integriert oder durch dieses gebildet.
Die Schalthebelvorrichtung ist bevorzugt in das oder ein Fahrzeug eingebaut. Insbesondere ist die Halterung mit einem Fahrzeugaufbau des oder eines Fahrzeugs fest verbunden. Das Fahrzeug umfasst vorzugsweise das Fahrzeuggetriebe. Ferner umfasst das Fahrzeug bevorzugt das Fahrzeugsteuergerät und/oder die Fahrzeugkupplung und/oder das Kupplungspedal und/oder den Kupplungssensor und/oder den Antriebsmotor. Bei der Fahrzeuggeschwindigkeit handelt es sich insbesondere um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Das Fahrzeug ist bevorzugt ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Kraftwagen.
Die Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einem Fahrzeuggetriebe und der beschriebenen Schalthebelvorrichtung. Das Fahrzeug und die Schalthebelvorrichtung können dabei gemäß allen erläuterten Ausgestaltungen weitergebildet sein.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
1 eine schematische Schnittansicht durch eine Schalthebelvorrichtung gemäß einer Ausführungsform bei nicht ausgelenktem Schalthebel,
2 ein Schaltschema der Schalthebelvorrichtung,
3 eine Schnittansicht durch die Schalthebelvorrichtung bei geringfügig ausgelenktem Schalthebel,
4 eine Schnittansicht durch die Schalthebelvorrichtung bei weiter ausgelenktem Schalthebel,
5 eine Schnittansicht durch die Schalthebelvorrichtung bei voll ausgelenktem Schalthebel und
6 eine schematische Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug mit der Schalthebelvorrichtung.
Aus 1 ist eine schematische Schnittansicht einer Schalthebelvorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform ersichtlich, wobei ein Schalthebel 2 um zwei Schalthebelschwenkachsen 3 und 4 schwenkbar an einer als Gehäuse ausgebildeten Halterung 5 gelagert ist. Die Schwenkachse 4 verläuft senkrecht zur Schwenkachse 3 und erstreckt sich gemäß 1 in die Zeichenebene hinein. Ferner schneiden sich die beiden Schwenkachsen 3 und 4 in einem Mittelpunkt einer an dem Schalthebel 2 vorgesehenen Gelenkkugel 6, die in einer am Gehäuse 5 vorgesehenen Kugelschale 7 gleitfähig gelagert ist. Eine Schwenkbewegung um die Schwenkachse 4 ist dabei durch den Doppelpfeil 8 gekennzeichnet.
Aus 2 ist das Schaltschema der Schalthebelvorrichtung 1 ersichtlich, wobei der Schalthebel 2 um die Schwenkachse 3 entlang einer Wählgasse 11 bewegbar ist, die mehrere Schaltgassen 12 kreuzt, in welchen der Schalthebel 2 jeweils um die Schwenkachse 4 in vorgegebene Schalthebelstellungen R, S, P1, P2, P3, P4, P5 und P6 schwenkbar ist. Gemäß der 1 und 2 ist der Schalthebel 2 in eine vorgegebene und als Neutralstellung bezeichnete Schalthebelstellung N gestellt, die auf dem Schnittpunkt der Wählgasse 11 und einer der Schaltgassen 12 liegt. Gemäß der Ausführungsform liegt die Neutralstellung N auf dem Schnittpunkt der Wählgasse 11 mit derjenigen Schaltgasse, welche die Schalthebelstellungen P3 und P4 umfasst (Schaltgasse P3–P4). Diese Schaltgasse wird, unabhängig von ihrer Lage zu den anderen Schaltgassen, auch als erste Schaltgasse bezeichnet. Die Schaltgassen 12 verlaufen parallel oder im Wesentlichen parallel zueinander. Insbesondere verlaufen die Schaltgassen 12 in oder im Wesentlichen in Richtung der Schwenkachse 3. Ferner verläuft die Wählgasse 11 senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu den Schaltgassen 12. Insbesondere verläuft die Wählgasse 12 in oder im Wesentlichen in Richtung der Schwenkachse 4. Durch Schwenken des Schalthebels 2 um die Schwenkachse 3 ist der Schalthebel 2 entlang der Wählgasse 11 bewegbar, weshalb die Schwenkachse 3 auch als Wählachse bezeichnet wird. Ferner ist der Schalthebel 2 durch Schwenken um die Schwenkachse 4 entlang der Schaltgassen 12 bewegbar, weshalb die Schwenkachse 4 auch als Schaltachse bezeichnet wird.
Gemäß 1 ist in der Gelenkkugel 6 ein Stift 9 festgelegt, die sich durch in der Kugelschale 7 vorgesehene Langlöcher 10 hindurch erstreckt. In der aus 1 ersichtlichen Schalthebelstellung erstreckt sich der Stift 9 entlang der Schwenkachse 3. Ferner ist wenigstens ein anderer Stift (nicht aus 1 ersichtlich) in der Gelenkkugel 6 festgelegt, der quer zum Stift 9 ausgerichtet ist und sich durch ein in der Kugelschale 7 vorgesehenes anderes Langloch (nicht aus 1 ersichtlich) hindurch erstreckt. Dieser andere Stift erstreckt sich in der aus 1 ersichtlichen Schalthebelstellung entlang der Schwenkachse 4. Mit dem in der Gelenkkugel 6 festgelegten Stift 9 ist ein Abtasthebel 13 betätigbar, der mit einem Sensor (nicht aus 1 ersichtlich) einer Sensoranordnung 14 zusammenwirkt, mittels welchem eine Schwenkbewegung des Schalthebels 2 um die Schwenkachse 4 erfassbar ist. Ferner ist mit dem in der Gelenkkugel 6 festgelegten anderen Stift ein Abtasthebel 15 betätigbar, der mit einem anderen Sensor 16 der Sensoranordnung 14 zusammenwirkt, mittels welchem eine Schwenkbewegung des Schalthebels 2 um die Schwenkachse 3 erfassbar ist. Mittels der Sensoranordnung 14 ist somit die aktuelle Schalthebelstellung des Schalthebels 2 erfassbar. Bevorzugt können mittels der Sensoranordnung 14 auch Zwischenstellungen des Schalthebels 2 zwischen den vorgegebenen Schalthebelstellungen R, S, P1, P2, P3, P4, P5, P6 und N erfasst werden.
Im Gehäuse 5 ist eine Rastbahn 17 vorgesehen, an welcher ein Rastierelement 18 entlang gleiten kann, welches mittels einer Rastierelementfeder 19 gegen die Rastbahn 17 vorgespannt ist. Gemäß der Ausführungsform ist das Rastierelement 18 als ein in einer Längsbohrung 20 des Schalthebels 2 geführter Stift ausgebildet, in der auch die Feder 19 sitzt. Die Rastbahn 17, das Rastierelement 18 und die Feder 19 bilden zusammen eine Rastiervorrichtung, mittels welcher der Schalthebel 2 in den Schalthebelstellungen R, S, P1, P2, P3, P4, P5 und P6 rastierbar ist, die somit Rastierstellungen bilden. Die Rastbahn 17 weist dazu mehrere Vertiefungen auf, in welche das Rastierelement 18 einrücken kann. Die Vertiefung 21 ist dabei der Schalthebelstellung P3 und die Vertiefung 22 der Schalthebelstellung P4 zugeordnet. Die Vertiefungen 21 und 22 weisen Endanschläge 23 auf, welche eine Bewegung des Schalthebels 2 entlang der ersten Schaltgasse über die Schalthebelstellungen P3 und P4 hinaus in einer von der Neutralstellung N oder Wählgasse 11 wegweisenden Richtung blockieren. Bevorzugt läuft jeder der Endanschläge um seine zugehörige Vertiefung teilweise herum, sodass die Endanschläge auch einen Wechsel der Schaltgasse mit dem Schalthebel 2 blockieren, wenn das Rastierelement 18 in eine der Vertiefungen 21 und 22 eingerückt ist. Ferner umfasst die Rastbahn 17 eine Vertiefung 24, in welcher das Rastierelement 18 gemäß 1 eingerückt ist. Die Vertiefung 24 erstreckt sich quer zu den Schaltgassen 12 und definiert die Wählgasse 11. Vorzugsweise weist die Vertiefung 24 Endanschläge auf, die ein Bewegen des Schalthebels 2 entlang der Wählgasse 11 über die äußeren beiden Schaltgassen hinaus in einer von der Neutralstellung N wegweisenden Richtung blockieren. Die äußeren Schaltgassen sind dabei diejenigen Schaltgassen, in denen die Schalthebelstellungen R und S (Schaltgasse R–S) bzw. P5 und P6 (Schaltgasse P5–P6) vorgesehen sind. Somit bildet die Rastiervorrichtung bevorzugt auch eine Führung für den Schalthebel 2.
Die Vertiefung 24 ist vorzugsweise in Richtung der Wählgasse 11 um den Schnittpunkt der beiden Schwenkachsen 3 und 4 gekrümmt ausgebildet oder bildet entlang der Wählgasse 11 bezüglich der Neutralstellung N beidseitig eine Rampe. Somit kann die Abstandsänderung des Schalthebels 2 zu dem Boden 48 des Gehäuses 5 beim Schwenken um die Schwenkachse 3 berücksichtigt werden. Vorteilhaft ist der Abstand zwischen dem Schnittpunkt der Schwenkachsen 3 und 4 und der Vertiefung 24 in der Neutralstellung N am größten und verringert sich entlang der Wählgasse 11 mit zunehmendem Abstand von der Neutralstellung N. Somit kann im Zusammenwirken mit dem federbelasteten Rastierlement 18 erreicht werden, dass der Schalthebel 2 sich automatisch in die Neutralstellung N zurückstellt, wenn dieser von dem Fahrer in einer beliebigen Position innerhalb der Wählgasse 11 losgelassen wird. Die Neutralstellung N bildet somit eine monostabile Schalthebelstellung.
In dem Gehäuse sind zwei Sperrhebel 25 und 26 jeweils um eine Sperrhebelschwenkachse 27 bzw. 28 schwenkbar gelagert, wobei die Schwenkachsen 27 und 28 jeweils in Richtung der Wählgasse 11 verlaufen. An dem Schalthebel 2 sind zwei Anschlagsarme 29 und 30 vorgesehen, die sich einander entgegengesetzt in Richtung der Schaltgassen 12 von dem Schalthebel 2 wegerstrecken. Der Schalthebel 2 kann mit dem Anschlagsarm 29 an dem Sperrhebel 25 und mit dem Anschlagsarm 30 an dem Sperrhebel 26 anschlagen. Befindet sich der Schalthebel 2 in der Wählgasse 11, beispielsweise in der Neutralstellung N, so ist zwischen den Anschlagsarmen und den Sperrhebeln jeweils ein kleiner Abstand vorgesehen, sodass der Schalthebel 2 in jeder Schaltgasse geringfügig, beispielsweise um ca. 2°, um die Schwenkachse 4 schwenken kann, bevor er an einem der Sperrhebel anschlägt. Ein solcher Zustand ist aus 3 ersichtlich, wonach der Schalthebel 2 mit seinem Anschlagsarm 30 an dem Sperrhebel 26 anschlägt. Die Rastierstellungen, beispielsweise die Schalthebelstellungen P3 und P4, können aber nicht erreicht werden, wenn die Sperrhebel 25 und 26 in ihrer aus 1 ersichtlichen, blockierenden Stellung arretiert sind. Das z.B. aus 3 ersichtliche, geringfügige Schwenken des Schalthebels 2 um die Schwenkachse 4 ist allerdings mittels der Sensoranordnung 14 erfassbar und kann zum Vorwählen von einer der Schalthebelstellungen genutzt werden. Beispielsweise gilt gemäß 3 die Schalthebelstellung P4 als vorgewählt. Eine Schwenkbewegung des Schalthebels 2 um die Schwenkachse 3 kann durch die Sperrhebel 25 und 26 aber nicht blockiert werden, sodass der Schalthebel 2 entlang der Wählgasse 11 bewegbar ist.
Den Sperrhebeln 25 und 26 ist jeweils ein Sperrrglied 31 bzw. 32 zugeordnet, mittels welchem der jeweilige Sperrhebel in seiner blockierenden Stellung arretiert werden kann. Die Sperrhebel 25 und 26 sowie die Sperrglieder 31 und 32 bilden somit zusammen eine Blockiervorrichtung, mittels welcher ein Wechsel der Schalthebelstellung des Schalthebels 2 blockierbar ist. Ferner können die Anschlagsarme 29 und 30 der Blockiervorrichtung zugerechnet werden. Da die Sperrhebel 25 und 26 sowie die Sperrglieder 31 und 32 bis auf ihre spiegelverkehrte Anordnung identisch aufgebaut sind, wird sich im Folgenden auf die Beschreibung des Sperrhebels 26 und des Sperrglieds 32 beschränkt.
Das Sperrglied 32 bildet einen Permanentelektrohaftmagneten und umfasst einen als Topfmagneten ausgebildeten Permanentmagneten 49 und einen in diesem angeordneten Elektromagneten 50. Ferner umfasst der Sperrhebel 26 einen magnetischen Arretierungsbereich 33 aus Magnetwerkstoff, sodass im stromlosen Zustand des Elektromagneten 50 der Sperrhebel 26 mit seinem Arretierungsbereich 33 von dem Permanentmagneten 49 angezogen wird. In seiner blockierenden Stellung kann der Sperrhebel 26 somit durch das Sperrglied 32 magnetisch arretiert werden. Im stromdurchflossenen Zustand des Elektromagneten 50 neutralisiert dieser das Magnetfeld des Permanentmagneten 49, sodass der Sperrhebel 26 nicht mehr von dem Permanentmagneten 49 angezogen wird. Der Sperrhebel 26 kann nun mittels des Schalthebels 2 aus seiner blockierenden Stellung heraus in Richtung des Pfeils 34 um die Schwenkachse 28 geschwenkt werden, was aus 4 ersichtlich ist. Im stromdurchflossenen Zustand des Elektromagneten 50 ist somit ein Schwenken des Schalthebels 2 um die Schwenkachse 4 in eine der Rastierstellungen, z.B. in die Schalthebelstellung P4, möglich. Der Sperrhebel 26 ist dabei mittels einer als Schenkelfeder ausgebildeten Sperrhebelfeder 35 in Gegenrichtung des Pfeils 34 um die Schwenkachse 28 gespannt, sodass der Sperrhebel 26 gegen die Federkraft der Sperrhebelfeder 35 um die Schwenkachse 28 in Richtung des Pfeils 34 drehen muss. Die Sperrhebelfeder 35 drängt den Sperrhebel 26 somit in Richtung der blockierenden Stellung. Ferner weist der Sperrhebel 26 einen Anschlagspuffer 36 auf, mittels welchem der Sperrhebel 26 am Gehäuse 5 anschlagen kann, sodass eine durch das Anschlagen des Sperrhebels 26 an das Gehäuse 5 hervorgerufene Geräuschentwicklung gedämpft werden kann. Um ausgehend von der Wählgasse 11 eine der Rastierstellungen erreichen zu können, muss der Schalthebel 2 beispielsweise um ca. 10° um die Schwenkachse 4 geschwenkt werden.
Aus 5 ist ersichtlich, dass der Schalthebel 2 in die Schalthebelstellung P4 gestellt und in dieser rastiert ist. Ferner ist der Sperrhebel 26 durch die Sperrhebelfeder 35 in seine blockierende Stellung zurückgestellt worden, in welcher der Anschlagsarm 30 an dem Sperrhebel 26 anliegt, sodass ein Zurückstellen des Schalthebels 2 in die Neutralstellung N mittels des Sperrhebels 26 blockiert werden kann, wenn der Sperrhebel 26 mittels des Sperrglieds 32 in seiner blockierenden Stellung arretiert wird. Als Anschlagsbereich weist der Sperrhebel 26 eine Nocke 37 auf, an welcher der Anschlagsarm 30 anschlagen kann. Insbesondere kann mittels der Sperrhebel und der Sperrglieder ein Einrücken des Schalthebels 2 in als auch ein Ausrücken des Schalthebels 2 aus jeder der Rastierstellungen R, S, P1, P2, P3, P4, P5 und P6 blockiert werden. Vorzugsweise kann mittels der Sperrhebel und der Sperrglieder ferner jeder Wechsel der Schalthebelstellung des Schalthebels 2 blockiert werden.
Die Sensoranordnung 14 und die Permanentelektrohaftmagnete 31 und 32 sind jeweils elektrisch mit einer Auswertevorrichtung 40 verbunden, die von der Sensoranordnung 14 Informationen über die aktuelle Schalthebelstellung AS des Schalthebels 2 erhält. Ferner können die Permanentelektrohaftmagnete 31 und 32 von der Auswertevorrichtung 40 gesteuert werden. Insbesondere können die Elektromagnete 50 der Permanentelektrohaftmagnete 31 und 32 von der Auswertevorrichtung 40 separat mit einem elektrischen Strom I1 bzw. I2 beaufschlagt werden. Die Auswertevorrichtung 40 umfasst einen digitalen Prozessor 45 und wenigstens einen Speicher 46, in dem ein Auswertungsprogramm AP hinterlegt ist, welches von dem Prozessor 45 ausgeführt wird.
Aus 6 ist eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugs 44 ersichtlich, welches die Schalthebelvorrichtung 1, ein Getriebe 42 mit einem Getriebesteuergerät 41, einen Kupplungssensor 38, ein Kupplungspedal 39 sowie ein Fahrzeugsteuergerät 43 umfasst. Das Getriebe 42 kann unterschiedliche Schaltzustände annehmen, die den Schalthebelstellungen R, S, P1, P2, P3, P4, P5, P6 und N zugeordnet sind. Ferner ist die Auswertevorrichtung 40 mit dem Kupplungssensor 38, mit dem Fahrzeugsteuergerät 43 und mit dem Getriebesteuergerät 41 verbunden, welches der Auswertevorrichtung 40 Informationen über den aktuellen Schaltzustand AG des Getriebes 42 zur Verfügung stellt. Ergänzend erhält die Auswertevorrichtung 40 von dem Fahrzeugsteuergerät 43 Informationen über die aktuelle Geschwindigkeit v und die aktuelle Fahrtrichtung d des Fahrzeugs 44. Die gewöhnliche Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeugs 44 ist mit dem Pfeil 47 gekennzeichnet. Mittels des Kupplungssensors 38 ist der Betätigungszustand des Kupplungspedals 39 erfassbar, sodass die Auswertevorrichtung 40 von dem Kupplungssensor 38 Informationen über den aktuellen Betätigungszustand KP des Kupplungspedals 39 erhält. Der aktuelle Schaltzustand AG des Getriebes 42, die aktuelle Schalthebelstellung AS des Schalthebels 2, die aktuelle Geschwindigkeit v des Fahrzeugs 44, die aktuelle Fahrtrichtung d des Fahrzeugs 44, sowie der aktuelle Betätigungszustand KP des Kupplungspedals 39 bilden Parameter, die von der Auswertevorrichtung 40 ausgewertet werden. Die Auswertevorrichtung 40 kann somit entscheiden, ob eine Änderung des Schaltzustands des Getriebes 42 zulässig oder unzulässig ist. Ist eine Änderung des Schaltzustands unzulässig, werden die Elektromagnete 50 der Permanentelektrohaftmagnete 31 und 32 von der Auswertevorrichtung 40 abgeschaltet, sodass die Sperrhebel 25 und 26 jeweils in ihrer blockierenden Stellung arretiert werden können.
Befindet sich der Schalthebel 2 in einer der Rastierstellungen R, S, P1, P2, P3, P4, P5, P6, während der dieser Rastierstellung zugeordnete Sperrhebel oder die Sperrhebel in ihrer blockierenden Stellung arretiert sind, so ist ein Bewegen des Schalthebels 2 nicht möglich. Erst wenn die Auswertung durch die Auswertevorrichtung 40 ergibt, dass ein Wechsel der Schalthebelstellung zulässig ist, wird der dieser Rastierstellung zugeordnete Elektromagnet oder werden die Elektromagnete bestromt, sodass der zugehörige Sperrhebel oder die Sperrhebel nicht mehr in ihrer blockierenden Stellung arretiert sind. Der Fahrer kann den Schalthebel 2 nun in die Wählgasse 11 bewegen.
Befindet sich der Schalthebel 2 in der Neutralstellung N oder an einer anderen Stelle innerhalb der Wählgasse 11, während die Sperrhebel in ihrer blockierenden Stellung arretiert sind, so kann der Schalthebel 2 zwar geringfügig in eine der Schaltgassen 12 eingerückt werden (siehe 3), allerdings ohne die in Einrückrichtung liegende Schalthebelstellungen dieser Schaltgasse erreichen zu können. Das geringfügige Einrücken ist aber mittels der Sensoranordnung 14 erfassbar und wird als Wunsch gewertet, in diese Schalthebelstellung wechseln zu wollen, die als gewünschte oder vorgewählte Schalthebelstellung bezeichnet wird. Ergibt die Auswertung durch die Auswertevorrichtung 40, dass ein Wechsel in den der gewünschten Schalthebelstellung zugeordneten Schaltzustand des Getriebes 42 möglich ist, wird der dieser Schalthebelstellung zugeordnete Elektromagnet bestromt, sodass der zugehörige Sperrhebel nicht mehr in seiner blockierenden Stellung arretiert ist. Der Fahrer kann den Schalthebel 2 nun in die gewünschte Schalthebelposition stellen. Ferner steuert die Auswertevorrichtung 40 das Getriebesteuergerät 41, vorzugsweise bereits vor dem Bestromen des Elektromagneten, mittels eines Schaltbefehls SB derart an, dass das Getriebe 42 den der gewünschten Schalthebelstellung zugeordneten Schaltzustand annimmt oder vorbereitet.
Bezugszeichenliste

1: Schalthebelvorrichtung
2: Schalthebel
3: Schalhebelschwenkachse / Wählachse
4: Schalthebelschwenkachse / Schaltachse
5: Halterung / Gehäuse
6: Gelenkkugel des Schalthebels
7: Kugelschale des Gehäuses
8: Schwenkrichtung
9: Stift
10: Langloch in Kugelschale
11: Wählgasse
12: Schaltgasse
13: Abtasthebel
14: Sensoranordnung
15: Abtasthebel
16: Sensor
17: Rastbahn
18: Rastierelement
19: Rastierelementfeder
20: Längsbohrung
21: Vertiefung in Rastbahn
22: Vertiefung in Rastbahn
23: Endanschlag
24: Vertiefung in Rastbahn
25: Sperrhebel
26: Sperrhebel
27: Schwenkachse des Sperrhebels
28: Schwenkachse des Sperrhebels
29: Anschlagsarm am Schalthebel
30: Anschlagsarm am Schalthebel
31: Sperrglied / Permanentelektrohaftmagnet
32: Sperrglied / Permanentelektrohaftmagnet
33: Arretierungsbereich
34: Schwenkrichtung des Sperrhebels
35: Sperrhebelfeder
36: Anschlagspuffer des Sperrhebels
37: Anschlagsbereich / Nocke des Sperrhebels
38: Kupplungssensor
39: Kupplungspedal
40: Auswertevorrichtung
41: Getriebesteuergerät
42: Fahrzeuggetriebe
43: Fahrzeugsteuergerät
44: Kraftfahrzeug
45: Prozessor
46: Speicher
47: Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeugs
48: Boden des Gehäuses
49: Permanentmagnet
50: Elektromagnet
AS: aktuelle Schalthebelstellung
AG: aktueller Schaltzustand des Getriebes
KP: Betätigungszustand des Kupplungspedals
AP: Auswertungsprogramm
SB: Schaltbefehl
I1: elektrischer Strom
I2: elektrischer Strom
v: Fahrzeuggeschwindigkeit
d: Fahrtrichtung

Claims

Schalthebelvorrichtung für ein Fahrzeuggetriebe, welches unterschiedliche Schaltzustände annehmen kann, mit einer Halterung (5), einem an der Halterung (5) bewegbar gelagerten Schalthebel (2), der in vorgegebene Schalthebelstellungen (N, P3, P4) bewegbar ist, denen jeweils einer der Schaltzustände zugeordnet ist, einer Rastiervorrichtung (17, 18, 19), mittels welcher der Schalthebel (2) in unterschiedlichen Rastierstellungen (P2, P4) rastierbar ist, die jeweils durch eine der Schalthebelstellungen gebildet sind, einer Sensoranordnung (14), mittels welcher die aktuelle Schalthebelstellung (AS) erfassbar ist, und einer mit der Sensoranordnung (14) gekoppelten Auswertevorrichtung (40), mittels welcher die Unzulässigkeit eines Wechsels des Schaltzustands unter Auswertung mehrerer Parameter ermittelbar ist, die wenigstens den aktuellen Schaltzustand (AG) und die aktuelle Schalthebelstellung (AS) umfassen, gekennzeichnet durch eine mit der Auswertevorrichtung (40) gekoppelte Blockiervorrichtung, mittels welcher bei Unzulässigkeit eines Wechsels des Schaltzustands ein Wechsel der Schalthebelstellung des rastierten Schalthebels (2) blockierbar ist.
Schalthebelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Blockiervorrichtung elektrisch betätigbar ist und im stromlosen Zustand einen Wechsel der Schalthebelstellung des rastierten Schalthebels (2) blockiert.
Schalthebelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Blockiervorrichtung wenigstens einen bewegbar an der Halterung (5) gelagerten, mittels des Schalthebels (2) bewegbaren und mehreren der Rastierstellungen zugeordneten Sperrhebel (26) umfasst, der mittels eines von der Auswertevorrichtung (40) steuerbaren Sperrglieds (32) in einer blockierenden Stellung arretierbar ist, in welcher der Sperrhebel (26) für den Schalthebel (2) einen Anschlag bildet, mittels welchem ein Wechsel der Schalthebelstellung des Schalthebels (2) aus jeder der zugeordneten Rastierstellungen heraus mechanisch blockierbar ist.
Schalthebelvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrhebel (26) mittels wenigstens einer Sperrhebelfeder (35) in seine blockierende Stellung vorgespannt und im nicht arretierten Zustand mittels des Schalthebels (2) gegen die Kraft der Sperrhebelfeder (35) aus der blockierenden Stellung heraus bewegbar ist.
Schalthebelvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrhebel (26) in der blockierenden Stellung mittels des Sperrglieds (32) magnetisch arretierbar ist.
Schalthebelvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalthebel (2) wenigstens einen abstehenden Anschlagsarm (30) aufweist, mittels welchem der rastierte Schalthebel (2) in der blockierenden Stellung des Sperrhebels (26) an dem Sperrhebel (26) anschlägt.
Schalthebelvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalthebel (2) entlang einer oder mehrerer Schaltgassen (12) in die oder in mehrere der Schalthebelstellungen bewegbar ist und entlang einer die Schaltgassen (12) querenden Wählgasse (11) in die unterschiedlichen Schaltgassen bewegbar ist.
Schalthebelvorrichtung nach Anspruch 7 und nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Sperrhebel (26) an der Halterung (5) um eine sich in Richtung der Wählgasse (11) erstreckende Sperrhebelschwenkachse (28) schwenkbar gelagert ist und sich entlang der Wählgasse (11) über alle oder mehrere der Schaltgassen (12) erstreckt.
Schalthebelvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalthebelstellungen eine Neutralstellung (N) umfassen, ausgehend von welcher mittels des Schalthebels (2) eine andere der Schalthebelstellungen vorwählbar ist, das Bewegen des Schalthebels (2) in diese andere Schalthebelstellung mittels der Blockiervorrichtung solange blockierbar ist, bis der aktuelle Schaltzustand des Fahrzeuggetriebes (42) dem Schaltzustand entspricht, welcher der anderen Schalthebelstellung zugeordnet ist.
Schalthebelvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blockiervorrichtung zwei bewegbar an der Halterung (5) gelagerte und mittels des Schalthebels (2) bewegbare Sperrhebel (25, 26) umfasst, die jeweils mittels eines von der Auswertevorrichtung (40) steuerbaren Sperrglieds (31, 32) in einer blockierenden Stellung arretierbar sind und in dieser einen Anschlag für den Schalthebel (2) bilden, sodass mittels der durch die arretierten Sperrhebel (25, 26) gebildeten Anschläge ein Wechsel der Schalthebelstellung des Schalthebels (2) aus jeder der Rastierstellungen heraus mechanisch blockierbar ist.
Schalthebelvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertevorrichtung (40) mit einem Kupplungssensor (38) gekoppelt, mittels welchem ein aktueller Betätigungszustand (KP) eines Kupplungspedals (39) erfassbar ist, wobei die Parameter zusätzlich den aktuellen Betätigungszustand (KP) des Kupplungspedals (39) umfassen.