DE102017110038A1

DE102017110038A1 - Switching device with variable shift gate

Info

Publication number: DE102017110038A1
Application number: DE102017110038.5A
Authority: DE
Inventors: Stefan Menninger
Original assignee: Preh GmbH
Current assignee: Preh GmbH
Priority date: 2017-05-10
Filing date: 2017-05-10
Publication date: 2018-11-15
Also published as: WO2018206217A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung (1) zur Änderung des Getriebezustands eines Fahrzeugs, umfassend ein Gehäuse (8) und eine daran angeordnete Handhabe, (7) über die verschiedene Schaltpunkte (M-, M+, VV, V, H, HH, R) anwählbar sind. Eine Sensoreinheit (9) ist dazu ausgebildet eine auf die Handhabe (7) einwirkende Kraft zu erfassen, diese wird über eine Auswerteeinheit (11) ausgewertet und ein Aktuator (10) ist dazu ausgebildet einem Benutzer eine haptische Rückmeldung über die Handhabe (7) zu geben. Einen Speicher mit mindestens einem Parametersatz, durch den die Schaltpunkte (M-, M+, VV, V, H, HH, R) definiert sind, wobei der Parametersatz änderbar ist.

The invention relates to a switching device (1) for changing the state of transmission of a vehicle, comprising a housing (8) and a handle arranged thereon (7) via the various switching points (M, M +, VV, V, H, HH, R). are selectable. A sensor unit (9) is designed to detect a force acting on the handle (7), this is evaluated by an evaluation unit (11) and an actuator (10) is adapted to a user haptic feedback on the handle (7) give. A memory with at least one parameter set, by which the switching points (M-, M +, VV, V, H, HH, R) are defined, wherein the parameter set is changeable.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer Handhabe und einem ansteuerbaren Aktuator. Die Schalteinrichtung ist dazu ausgebildet eine Schaltkulisse mit mehreren Schaltpunkten bereitzustellen und über den Aktuator eine haptische Rückmeldung zu geben, wenn ein Schaltpunkt erreicht wird, wobei die Schaltkulisse veränderbar ist.The invention relates to a switching device for a motor vehicle with a handle and a controllable actuator. The switching device is designed to provide a shift gate with several switching points and to give a haptic feedback on the actuator when a switching point is reached, wherein the shift gate is changeable.

Schalteinrichtungen in Kraftfahrzeugen dienen üblicherweise zur Auswahl der Übersetzungsstufe des Fahrzeuggetriebes und/oder zur Trennung des Kraftflusses zwischen Motor und angetriebenen Rädern und/oder zur Steuerung der Fahrtrichtung und/oder zur Wahl des Betriebsmodus des Getriebes. Bestandteile einer solchen Schalteinrichtung sind beispielsweise eine Handhabe und eine sogenannte Schaltkulisse. Während die Handhabe üblicherweise beweglich gelagert ist, ist die Schaltkulisse eine mechanische Vorrichtung um die Bewegungsmöglichkeiten der Handhabe festzulegen und haptische Rückmeldungen an den Bediener zu geben, wenn ein neuer Schaltpunkt erreicht wird.Switching devices in motor vehicles are usually used to select the gear ratio of the vehicle transmission and / or to separate the power flow between the engine and driven wheels and / or to control the direction of travel and / or to select the operating mode of the transmission. Components of such a switching device are for example a handle and a so-called shift gate. While the handle is usually mounted movably, the shift gate is a mechanical device to determine the possibilities of movement of the handle and to give haptic feedback to the operator when a new switching point is reached.

Für verschiedene Fahrzeugmodelle werden unterschiedliche Schaltkulissen eingesetzt. Diese unterscheiden sich beispielsweise in der Anordnung der Schaltgassen und der Kräfte und Wege zum Erreichen eines Schaltpunkts. Beispielsweise können Links- und Rechtslenkermodelle unterschiedliche Schaltgassenanordnungen haben, und insbesondere weisen Modelle mit Automatik-Schaltung und Handschaltungen unterschiedliche Schaltkulissen mit unterschiedlichen Schaltgassenanordnungen auf. Bei Fahrzeugen ohne Schaltgetriebe, beispielsweise Elektrofahrzeugen, kann über die Handhabe der Schalteinrichtung ein Betriebsmodus ausgewählt werden. Für jede dieser Varianten muss die Schalteinrichtung mechanisch angepasst werden, was Entwicklungskosten und Werkzeugkosten bedeutet.For different vehicle models different shift gates are used. These differ for example in the arrangement of the shift gates and the forces and ways to reach a switching point. For example, left and right hand drive models may have different shift gate assemblies, and in particular, automatic shift and manual shift models have different shift gates with different shift gate arrangements. In vehicles without manual transmission, such as electric vehicles, an operating mode can be selected via the handle of the switching device. For each of these variants, the switching device must be mechanically adjusted, which means development costs and tooling costs.

Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Schalteinrichtung mit einer Handhabe bereitzustellen, die universell in verschiedenen Fahrzeugmodellen einsetzbar ist.The object of the invention is therefore to provide a switching device with a handle that can be used universally in various vehicle models.

Die Schalteinrichtung umfasst eine Handhabe, ein Gehäuse und mindestens eine Sensoreinheit, die dazu ausgebildet ist, eine auf die Handhabe einwirkende Kraft zu detektieren. Bevorzugt umfasst die Sensoreinheit wenigstens einen Kraftsensor. Durch Krafteinwirkung auf die Handhabe können verschiedene Schaltpunkte angewählt werden.The switching device comprises a handle, a housing and at least one sensor unit, which is designed to detect a force acting on the handle. The sensor unit preferably comprises at least one force sensor. By applying force to the handle, different switching points can be selected.

Erfindungsgemäß umfasst die Schalteinrichtung einen Aktuator, der dazu ausgebildet ist die Handhabe mechanisch anzuregen und so einem Benutzer eine haptische Rückmeldung zu geben. Der Aktuator kann beispielsweise auf einem elektromagnetischen, elektrostatischen oder piezoelektrischen Wirkprinzip beruhen. Ferner umfasst eine erfindungsgemäße Schalteinrichtung eine Auswerteeinheit, zur Auswertung der auf die Handhabe wirkenden Kraft. Dabei wird die Kraft bevorzugt vektoriell ausgewertet, es wird also sowohl die Wirkrichtung der Kraft also auch der Betrag der Kraft ausgewertet.According to the invention, the switching device comprises an actuator which is designed to mechanically excite the handle and thus to give a user a haptic feedback. The actuator can be based for example on an electromagnetic, electrostatic or piezoelectric action principle. Furthermore, a switching device according to the invention comprises an evaluation unit for evaluating the force acting on the handle. The force is preferably vectorially evaluated, so it is both the effective direction of the force and the amount of force evaluated.

Ferner weist die Schalteinrichtung erfindungsgemäß einen Speicher, insbesondere einen nichtflüchtigen Speicher, zur Speicherung von Parametersätzen auf. Der gespeicherte Parametersatz, beziehungsweise die gespeicherten Parametersätze dienen dazu die Bedienmöglichkeiten der Handhabe und die Schaltpunkte festzulegen. Mit Hilfe der Parameter lassen sich also die Haptik der klassischen, mechanischen Schaltkulissen und Schaltgassen von Schalteinrichtungen nachbilden.Furthermore, according to the invention, the switching device has a memory, in particular a nonvolatile memory, for storing parameter sets. The stored parameter set or the stored parameter sets are used to define the operating options of the handle and the switching points. With the help of the parameters, it is thus possible to simulate the feel of the classic, mechanical shift gates and shift gates of shifting devices.

In einer Ausführungsform ist der Speicher Bestandteil einer Steuereinheit. Die Auswerteeinheit steht in Kommunikationsverbindung mit einer Steuereinheit. Der Begriff Kommunikationsverbindung im Sinne der Erfindung ist weit auszulegen und meint jede Verbindung, die dazu geeignet ist Daten auszutauschen, beispielsweise über Kabel, WLAN, Funk, Bluetooth, Infrarot etc.In one embodiment, the memory is part of a control unit. The evaluation unit is in communication with a control unit. The term communication connection within the meaning of the invention is to be interpreted broadly and means any connection that is suitable for exchanging data, for example via cable, WLAN, radio, Bluetooth, infrared, etc.

In einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinheit integral mit der Auswerteeinheit ausgebildet.In a further embodiment, the control unit is formed integrally with the evaluation unit.

Der Parametersatz umfasst insbesondere vektorielle Kraftschwellenwerte und gegebenenfalls weitere Parameter zur Ansteuerung des Aktuators/ der Aktuatoren. Der Aktuator wird über die Auswerteeinheit und/oder die Steuereinheit angesteuert. Sind mehrere Aktuatoren vorgesehen, so sind diese bevorzugt unabhängig voneinander ansteuerbar. Bevorzugt sind mehrere Aktuatoren vorgesehen. Dies können mehrere Aktuatoren der gleichen Art sein und/oder mehrere unterschiedliche Aktuatoren. Derart kann einem Benutzer unterschiedliche Rückmeldung gegeben werden, beispielsweise bei Erreichen eines stabilen Schaltpunkts, eines instabilen Schaltpunkts oder wenn ein Schaltweg in der aktuellen Schaltkulisse verboten ist. Im Allgemeinen beinhalten die vektoriellen Kraftschwellenwerte Toleranzwerte, beispielsweise Toleranzwerte für die Wirkrichtung und/oder den Betrag der jeweiligen Kraft.In particular, the parameter set comprises vectorial force threshold values and optionally further parameters for controlling the actuator (s). The actuator is controlled via the evaluation unit and / or the control unit. If a plurality of actuators are provided, they are preferably independently controllable. Preferably, a plurality of actuators are provided. These may be a plurality of actuators of the same type and / or a plurality of different actuators. Such a user can be given different feedback, for example, when a stable switching point, an unstable switching point or when a switching path in the current shift gate is prohibited. In general, the vectorial force threshold values include tolerance values, for example tolerance values for the effective direction and / or the magnitude of the respective force.

Beispielsweise sind über verschiedene vektorielle Kraftschwellenwerte Schaltpunkte definiert. Wird eine Kraft auf die Handhabe ausgeübt, die in Betrag und Richtung einem dieser Kraftschwellenwerte entspricht, oder diesen übersteigt, oder diesen unterschreitet, so wird dies von der Auswerteeinheit erfasst und der Aktuator wird entsprechend angesteuert. Der Aktuator gibt einem Benutzer eine haptische Rückmeldung, wenn ein Schaltpunkt erreicht ist.For example, switching points are defined via various vectorial force threshold values. If a force is exerted on the handle which corresponds in terms of magnitude and direction to one of these force threshold values, or exceeds or falls short of this force threshold, this is detected by the evaluation unit and the actuator becomes corresponding driven. The actuator gives a user a haptic feedback when a switching point is reached.

Beispielsweise wird bei Erreichen des Schaltpunkts von der Schalteinrichtung ein Signal ausgesendet, welches das Fahrzeug dazu bringt einen neuen Getriebezustand einzunehmen. Ein Getriebezustand kann beispielsweise eine Übersetzungsstufe des Fahrzeuggetriebes und/oder die Trennung des Kraftflusses zwischen Motor und angetriebenen Rädern und/oder die Steuerung der Fahrtrichtung und/oder die Wahl des Betriebsmodus des Getriebes beinhalten. Beispielsweise kann ein Getriebezustand des Fahrzeugs aber auch weitere Parameter, wie beispielsweise die Getriebedrehzahl oder eine damit verbundene Kenngröße enthalten.For example, when the switching point is reached, the switching device sends out a signal which causes the vehicle to assume a new state of transmission. A transmission state may include, for example, a gear ratio of the vehicle transmission and / or the separation of the power flow between the engine and driven wheels and / or the control of the direction of travel and / or the choice of the operating mode of the transmission. For example, a transmission state of the vehicle but also include other parameters, such as the transmission speed or an associated parameter.

Beispielsweise können je nach Getriebezustand des Fahrzeugs bestimmte Schaltpunkte aktiviert und/oder deaktiviert werden. Dadurch kann zum Beispiel erreicht werden, bestimmte Schaltvorgänge zu sperren. Schaltvorgang meint damit den Übergang von einem Schaltpunkt zu einem anderen Schaltpunkt, und damit den Übergang von einem Getriebezustand zu einem anderen Getriebezustand.For example, depending on the transmission state of the vehicle certain switching points can be activated and / or deactivated. This can be achieved, for example, to block certain switching operations. Shift thus means the transition from one switching point to another switching point, and thus the transition from one gear state to another gear state.

Ist ein Schaltpunkt deaktiviert, so wird beispielsweise selbst bei Erreichen der dazugehörigen Kraftschwellenwerte kein Signal ausgesendet, welches das Fahrzeug dazu bringt einen neuen Getriebezustand einzunehmen. Beispielsweise wird dann auch der Aktuator nicht angesteuert. Bevorzugt wird der Aktuator derart angesteuert, dass er dem Benutzer eine andere haptische Rückmeldung als beim Erreichen eines aktiven Schaltpunkts gibt. Das Sperren bestimmter Schaltvorgänge dient einerseits dazu, eine unbeabsichtigte Betätigung der Handhabe und damit ein unbeabsichtigtes Anwählen eines Schaltpunkts zu verhindern. Weiterhin können aber auch Schaltvorgänge vermieden werden, die Aufgrund der Konstruktion und/oder der Bedienlogik des Getriebes zu keinem neuem Getriebezustand führen können.If a switching point is deactivated, for example, even when the associated force threshold values are reached, no signal is sent out which causes the vehicle to assume a new transmission state. For example, then the actuator is not activated. Preferably, the actuator is controlled such that it gives the user a different haptic feedback than when reaching an active switching point. The blocking of certain switching operations serves on the one hand to prevent inadvertent actuation of the handle and thus inadvertent selection of a switching point. Furthermore, however, switching operations can be avoided, which can not lead to a new gear state due to the construction and / or the operating logic of the transmission.

In einer Ausführungsform der Erfindung sind über den Parametersatz auch Zwischenpunkte definiert. Beim Erreichen eines Zwischenpunkts ändert sich der Getriebezustand des Fahrzeugs nicht. Bevorzugt erhält der Benutzer auch bei Erreichen eines Zwischenpunktes eine haptische Rückmeldung. Die Aktivierung eines Schaltpunktes kann beispielsweise über einen Zwischenpunkt ermöglicht werden.In one embodiment of the invention, intermediate points are also defined via the parameter set. When reaching an intermediate point, the transmission state of the vehicle does not change. Preferably, the user receives a haptic feedback even when reaching an intermediate point. The activation of a switching point can be made possible for example via an intermediate point.

Beispielsweise gibt es zum Aktivieren von deaktivierten Schaltpunkten einen Entriegelungsschalter, der durch den Benutzer betätigt werden kann. Der Entriegelungsschalter kann beispielsweise durch Betätigen einer mechanischen Taste oder durch Berührung einer Schaltfläche ausgelöst werden. Gemäß einer Ausführungsform ist die Handhabe aus einer Nullstellung heraus schwenkbar an dem Gehäuse gelagert. Die Handhabe ist wenigstens in einer Raumrichtung aus der Nullstellung vor- und zurück schwenkbar. Beispielsweise in positive und negative y-Richtung. Bevorzugt ist die Handhabe zusätzlich in eine dazu senkrecht stehende Raumrichtung schwenkbar an dem Gehäuse gelagert. Insbesondere ist die Handhabe in jeder Raumrichtung zwischen der Nullstellung und einem Anschlagpunkt schwenkbar. Der Anschlagpunkt ist beispielsweise eine mechanische Begrenzung des Schaltwegs. Beispielsweise definiert der Anschlagpunkt zudem einen Schaltpunkt.For example, to enable disabled switch points, there is an unlock switch that can be operated by the user. The unlocking switch can be triggered for example by pressing a mechanical button or by touching a button. According to one embodiment, the handle is pivotally mounted on the housing from a zero position. The handle is at least in one spatial direction from the zero position back and forth swiveled. For example in positive and negative y-direction. Preferably, the handle is additionally mounted in a perpendicular spatial direction pivotally mounted on the housing. In particular, the handle is pivotable in each spatial direction between the zero position and an attachment point. The attachment point is for example a mechanical limitation of the switching path. For example, the attachment point also defines a switching point.

Bevorzugt ist die Sensoreinheit dazu ausgebildet die auf die Handhabe einwirkende Kraft in mindestens zwei Raumrichtungen, zu detektieren. Beispielsweise kann die Kraft in den Raumrichtungen detektiert werden, in die die Handhabe schwenkbar ist. Beispielsweise umfasst die Sensoreinheit zusätzlich einen Sensor, der dazu ausgebildet ist den Grad der Verschwenkung der Handhabe aus der Nullstellung zu ermitteln.Preferably, the sensor unit is designed to detect the force acting on the handle in at least two spatial directions. For example, the force can be detected in the spatial directions into which the handle is pivotable. For example, the sensor unit additionally comprises a sensor which is designed to determine the degree of pivoting of the handle from the zero position.

Besonders bevorzugt sind Rückstellmittel vorgesehen, die die Handhabe in die Nullstellung zurückstellen, wenn keine Krafteinwirkung eines Benutzers mehr vorliegt.Returning means are particularly preferably provided which return the handle to the neutral position when there is no more force applied by a user.

Beispielsweise ist innerhalb des Schaltweges zwischen der Nullstellung und einem Anschlagpunkt ein Schaltpunkt vorgesehen. Wird dieser Schaltpunkt durch Verschwenken der Handhabe erreicht, so erhält der Benutzer eine haptische Rückmeldung über die Handhabe.For example, a switching point is provided within the switching path between the zero position and a stop point. If this switching point is reached by pivoting the handle, the user receives a haptic feedback on the handle.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung beinhaltet die Speichereinheit nur einen Parametersatz, das bedeutet, es steht nur eine Schaltkulisse zur Verfügung. Je nach Fahrzeugmodell wird Herstellerseitig der entsprechende Parametersatz auf der Speichereinheit gespeichert. Bevorzugt ist die Speichereinheit dazu ausgebildet mehrere Parametersätze zu speichern. Sind mehrere Parametersätze gespeichert, so bestimmt der aktive Parametersatz welche Schaltkulisse zur Verfügung steht.According to one embodiment of the invention, the storage unit contains only one set of parameters, which means that only one shift gate is available. Depending on the vehicle model, the corresponding parameter set is stored on the memory unit by the manufacturer. The memory unit is preferably designed to store a plurality of parameter sets. If several parameter sets are stored, the active parameter set determines which switching gate is available.

In einer Ausführungsform der Erfindung steht die Speichereinheit in Kommunikationsverbindung mit einer Benutzerschnittstelle. Der Begriff Kommunikationsverbindung im Sinne der Erfindung ist weit auszulegen und meint jede Verbindung, die dazu geeignet ist Daten auszutauschen, beispielsweise über Kabel, WLAN, Funkt, Bluetooth, Infrarot etc.In one embodiment of the invention, the storage unit is in communication with a user interface. The term communication connection within the meaning of the invention is to be interpreted broadly and means any connection that is suitable for exchanging data, for example via cable, WLAN, radio, Bluetooth, infrared, etc.

Beispielsweise können über die Benutzerschnittstelle Parametersätze auf der Speichereinheit gespeichert werden. Bevorzugt kann über die Benutzerschnittstelle der aktive Parametersatz ausgewählt werden. Die Benutzerschnittstelle ist beispielsweise über ein Bedienelement des Fahrzeugs zugänglich. Zusätzlich oder alternativ ist die Benutzerschnittstelle beispielsweise als App für ein mobiles Gerät verfügbar. In einer Ausführungsform ist die Benutzerschnittstelle in die Handhabe oder das Gehäuse integriert.For example, parameter sets can be stored on the memory unit via the user interface. Preferably, the active parameter set can be selected via the user interface. The user interface is accessible via an operating element of the vehicle, for example. Additionally or alternatively, the user interface is available, for example, as an app for a mobile device. In one embodiment, the user interface is integrated with the handle or housing.

Die Änderung des Parametersatzes, beziehungsweise die Auswahl des aktiven Parametersatzes kann beispielsweise durch den Benutzer selbst erfolgen, über eine Benutzerschnittstelle oder werksseitig durch Abspeichern des Parametersatzes bei der Produktion oder durch ein Softwareupdate bei einem Wartungsvorgang. Die Anweisungen zur Änderung des aktiven Parametersatzes können von außen, beispielsweise über eine Funkantenne oder eine Kabelverbindung erfolgen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Passwort zur Änderung des Parametersatzes nötig. Beispielsweise kann das Passwort über eine Onlineplattform bereitgestellt werden. Das Passwort kann bevorzugt an der Handhabe oder der Benutzerschnittstelle eingegeben werden. Alternativ oder ergänzend kann das Passwort drahtlos, beispielsweise über Funk, oder über Stecker übermittelt werden.The change of the parameter set, or the selection of the active parameter set, for example, by the user, via a user interface or factory by saving the parameter set during production or by a software update during a maintenance operation. The instructions for changing the active parameter set can be made externally, for example via a radio antenna or a cable connection. In a preferred embodiment, a password for changing the parameter set is necessary. For example, the password can be provided via an online platform. The password may preferably be entered at the handle or the user interface. Alternatively or additionally, the password can be transmitted wirelessly, for example via radio, or via plug.

In einer Ausführungsform können einzelne Parameter über die Handhabe, die Benutzerschnittstelle, oder die Steuereinheit verändert werden. Beispielsweise kann die Auswahl zwischen unterschiedlichen Parametersätzen während des Fahrzeugbetriebs erfolgen.In one embodiment, individual parameters may be changed via the handle, the user interface, or the control unit. For example, the selection between different parameter sets can take place during vehicle operation.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein Anzeigenbereich vorgesehen, der die aktive Schaltkulisse, anzeigt. Beispielsweise ist der Anzeigenbereich an dem Gehäuse und/oder der Handhabe ausgebildet. Bevorzugt ist auch über die Benutzerschnittstelle darstellbar, welche Schaltkulisse aktiv ist.In a further embodiment of the invention, a display area is provided which indicates the active shift gate. For example, the display area is formed on the housing and / or the handle. Preferably, it is also possible to display via the user interface which shift gate is active.

Die nachfolgende Beschreibung der Figuren dient der näheren Erläuterung der Erfindung. Die Figuren sind dabei nur beispielhaft zu verstehen und stellen lediglich beispielhafte Ausführungsvarianten dar. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Schalteinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
2 eine schematische Darstellung von Teilen einer Schalteinrichtung;
3 eine schematische Draufsicht auf Teile einer Schalteinrichtung;
4 eine schematische Darstellung eines ersten Beispiels einer Schaltkulisse;
5 eine schematische Darstellung eines zweiten Beispiels einer Schaltkulisse.

The following description of the figures serves to explain the invention in more detail. The figures are to be understood only as an example and represent only exemplary embodiments. It shows:

1 a schematic representation of a switching device according to a first embodiment;
2 a schematic representation of parts of a switching device;
3 a schematic plan view of parts of a switching device;
4 a schematic representation of a first example of a shift gate;
5 a schematic representation of a second example of a shift gate.

In 1 ist schematisch ein Fahrzeug mit einer Schalteinrichtung 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel gezeigt. Die Schalteinrichtung 1 dient der Auswahl der Übersetzungsstufe des Fahrzeuggetriebes, eventuell zur Trennung des Kraftflusses zwischen Motor und angetriebenen Rädern (Kupplungssteuerung) und, wenn das Getriebe über eine Drehrichtungsumkehr verfügt auch zur Steuerung der Fahrtrichtung. Dabei ist die Schalteinrichtung 1 als sogenanntes Shift-by-wire System ausgeführt, hat also nur eine elektrische Verbindung zum Getriebe. Die Schalteinrichtung 1 tauscht mit einer Steuereinheit 3 Daten aus, beispielsweise Steuerbefehle, Statusmeldungen. Dies kann über eine Kabelverbindung oder drahtlos erfolgen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel kann die Steuereinheit 3 über eine Funkantenne 4 Daten/Parameterstätze mit einer Benutzerschnittstelle 6 austauschen. Die Benutzerschnittstelle 6 kann sich außerhalb und innerhalb des Fahrzeugs befinden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Benutzerschnittstelle 6 im Fahrzeug. Sie steht in Kommunikationsverbindung mit der Steuereinheit 3.In 1 schematically is a vehicle with a switching device 1 shown according to a first embodiment. The switching device 1 is used to select the gear ratio of the vehicle transmission, possibly to separate the power flow between the engine and driven wheels (clutch control) and, if the transmission has a reversal of direction also for controlling the direction of travel. Here is the switching device 1 designed as a so-called shift-by-wire system, so has only an electrical connection to the transmission. The switching device 1 exchanges with a control unit 3 Data off, for example, control commands, status messages. This can be done via a cable connection or wirelessly. In the embodiment shown, the control unit 3 via a radio antenna 4 Data / parameter records with a user interface 6 change. The user interface 6 can be outside and inside the vehicle. In the embodiment shown, the user interface is 6 in the vehicle. It is in communication with the control unit 3 ,

2 zeigt eine schematische Darstellung von Teilen einer erfindungsgemäßen Schalteinrichtung 1. Die gezeigte Schalteinrichtung 1 umfasst eine Handhabe 7, die an einem Gehäuse 8 angeordnet ist. Ferner umfasst die Schalteinrichtung eine Sensoreinheit 9, die dazu ausgebildet ist eine auf die Handhabe 7 einwirkende Kraft zu detektieren. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein Aktuator 10 sowie eine Auswerteeinheit 11 integral in dem Gehäuse 8 angeordnet. Die Auswerteeinheit 11 dient zur Auswertung der auf die Handhabe 7 wirkenden Kraft und zur Steuerung des Aktuators 10. Ferner steht die Auswerteeinheit 11 in Kommunikationsverbindung mit einer Steuereinheit 3, hier nicht gezeigt. Die Steuereinheit 3 weist einen Speicher auf, der dazu geeignet ist mindestens einen Parametersatz zu speichern. Dieser Parametersatz dient dazu, die Bedienmöglichkeiten der Handhabe 7 festzulegen und beinhaltet beispielsweise Auslenkwinkel und vektorielle Kraftschwellwerte zur Definition von Schaltpunkten, sowie Parameter zur Ansteuerung des Aktuators 10. 2 shows a schematic representation of parts of a switching device according to the invention 1 , The switching device shown 1 includes a handle 7 attached to a housing 8th is arranged. Furthermore, the switching device comprises a sensor unit 9 , which is designed to handle one 7 to detect acting force. In the embodiment shown is an actuator 10 and an evaluation unit 11 integral in the housing 8th arranged. The evaluation unit 11 is used for the evaluation of the handle 7 acting force and to control the actuator 10 , Furthermore, there is the evaluation unit 11 in communication with a control unit 3 , not shown here. The control unit 3 has a memory which is suitable for storing at least one parameter set. This parameter set is used to control the operation of the handle 7 and includes, for example deflection angle and vectorial force thresholds for the definition of switching points, and parameters for controlling the actuator 10 ,

Mit Hilfe der in dem Parametersatz gespeicherten Parameter lassen sich klassische, mechanische Schaltkulissen 20 von Schalteinrichtungen 1 nachbilden.With the aid of the parameters stored in the parameter set, it is possible to obtain classic mechanical switching scenes 20 of switching devices 1 replicate.

In 3 ist eine schematische Draufsicht der in 1 dargestellten Teile der Schalteinrichtung 1 gezeigt. Abgebildet ist die Handhabe 7 und das Gehäuse 8. Die Handhabe 7 ist in x- Richtung und in y-Richtung verschwenkbar an dem Gehäuse 8 angeordnet. Ferner umfasst das Gehäuse 8 einen Anzeigenbereich 12, in dem die gerade aktive Schaltkulisse 20 angezeigt ist.In 3 is a schematic plan view of the in 1 shown parts of the switching device 1 shown. Pictured is the handle 7 and the case 8th , The handle 7 is pivotable in the x direction and in the y direction on the housing 8th arranged. Furthermore, the housing comprises 8th an ad area 12 in which the currently active shift gate 20 is displayed.

4 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Schaltkulisse 20. Die Schaltkulisse 20 besteht aus zwei Schaltgassen 22, einer Automatikgasse 23 mit den Schaltpunkten VV, V, H und HH und dem Zwischenpunkt N, sowie einer manuellen Schaltgasse 24 mit den Schaltpunkten M-, M+ und dem Zwischenpunkt M. 4 shows a schematic representation of a first shift gate 20 , The shift gate 20 consists of two shift gates 22 one automatic gate 23 with the switching points VV, V, H and HH and the intermediate point N, and a manual shift gate 24 with the switching points M-, M + and the intermediate point M.

Gemäß einer Ausführungsform sind die Schaltpunkte VV, V, H, HH instabile Punkte. Das bedeutet, dass wenn auf die Handhabe 7 keine Kraft ausgeübt wird, wird immer die Nullstellung N, M eingenommen. In der Automatikgasse 23 ist der Zwischenpunkt N die Nullstellung und in der Schaltgasse 24 ist der Zwischenpunkt M die Nullstellung, die nach Verschwenken der Handhabe eingenommen wird. Die möglichen Schaltvorgänge, beziehungsweise Schaltwege sind durch die Linien zwischen den einzelnen Schaltpunkten VV, V, H, HH gekennzeichnet. Durch Ausüben einer Kraft mit einem bestimmten Betrag in einer bestimmten Richtung, und/oder durch Verschwenken der Handhabe 7 um einen bestimmten Winkel aus der Nullstellung N oder M wird ein Schaltpunkt VV, V, H, HH in der Schaltkulisse 20 erreicht.According to one embodiment, the switching points VV, V, H, HH are unstable points. That means that if on the handle 7 no force is exerted, always the zero position N, M is taken. In the automatic lane 23 the intermediate point N is the zero position and in the shift gate 24 is the intermediate point M, the zero position, which is taken after pivoting the handle. The possible switching operations, or switching paths are characterized by the lines between the individual switching points VV, V, H, HH. By applying a force with a certain amount in a certain direction, and / or by pivoting the handle 7 by a certain angle from the zero position N or M is a switching point VV, V, H, HH in the shift gate 20 reached.

Je nach Getriebezustand des Fahrzeugs können bestimmte Schaltvorgänge deaktiviert sein. Ist das Fahrzeug beispielsweise initial im Getriebezustand neutral , was dem Zwischenpunkt N entspricht d.h. der Kraftfluss zwischen Motor und angetriebenen Rädern ist getrennt sind nur die Schaltpunkte V und H aktiviert. Bei Erreichen des Schaltpunkts V wird beispielsweise der Getriebezustand vorwärts also Betreiben des Antriebs in Fahrtrichtung des Fahrzeugs eingenommen. Der Schaltpunkt VV würde nach dem Erreichen des Getriebezustands vorwärts keine Funktion mehr haben, daher ist dieser deaktiviert. Ist andererseits der initiale Getriebezustand rückwärts also Betreiben des Antriebs entgegen der Fahrtrichtung des Fahrzeugs so wird bei Erreichen des Schaltpunkts V der Getriebezustand neutral eingenommen, bei nachfolgendem Erreichen des Schaltpunkts VV der Getriebezustand vorwärts eingenommen.Depending on the transmission state of the vehicle certain switching operations may be disabled. For example, if the vehicle is initially neutral in the transmission state, which corresponds to the intermediate point N, i. the power flow between the motor and the driven wheels is disconnected, only the switching points V and H are activated. Upon reaching the switching point V, for example, the transmission state is taken forward so driving the drive in the direction of travel of the vehicle. The switching point VV would have no function after reaching the gear state forward, so this is deactivated. If, on the other hand, the initial transmission state is reverse, ie driving the drive counter to the direction of travel of the vehicle, the transmission state is assumed neutral when the switching point V is reached, and the transmission state is subsequently taken up when the switching point VV is subsequently reached.

Die Betätigung der Handhabe 7 wird von der Sensoreinheit 9 erfasst und von der Auswerteeinheit 11 ausgewertet. Es erfolgt ein Abgleich mit dem aktiven Parametersatz der Steuereinheit 3. Mit dem Erreichen eines benachbarten Punktes wird ein Steuersignal gesendet und gleichzeitig der Aktuator 10 angesteuert, um dem Benutzer eine haptische Rückmeldung zu geben. Der Benutzer hat so das Gefühl einen mechanischen Gangwahlschalter zu bedienen. Wie in 3 zu sehen ist, sind die Schaltmöglichkeiten in der manuellen Schaltasse 24 M-, M, M+ verschieden von der Automatikgasse 23 VV, V, N, H, HH. Es gibt in der Automatikgasse 23 in Vorwärtsrichtung jeweils zwei Schaltpunkte für die Vorwärtsrichtung V, VV und zwei für die Rückwärtsrichtung H, HH. Diese Schaltpunkte sind über Parameter in den entsprechenden Parametersätzen in dem Speicher der Steuereinheit definiert. Je nach Betriebszustand des Fahrzeugs können bestimmte Schaltvorgänge zeitweise verboten sein. Dies ist beispielsweise ebenfalls als Parameter in dem Parametersatz hinterlegt. Beispielsweise können bestimmte Schaltvorgänge erst nach Betätigen eines Entriegelungsschalters zulässig sein. Sollte der Schaltvorgang nicht erlaubt sein, so wird selbst beim Erreichen einer den Parametern entsprechenden Auslenkung und/oder vektoriellen Kraftschwelle keine haptische Rückmeldung ausgelöst, die das Erreichen eines Schaltpunkts anzeigt und es wird kein Steuersignal an das Fahrzeuggetriebe gesendet. In einer Ausgestaltung der Schalteinrichtung wird eine andere Rückmeldung an den Bediener gegeben, dass dieser Schaltvorgang derzeit nicht erlaubt ist. Dies kann beispielsweise eine akustische Rückmeldung und/oder eine andere Art der haptischen Rückmeldung sein.The operation of the handle 7 is from the sensor unit 9 recorded and by the evaluation unit 11 evaluated. It is compared with the active parameter set of the control unit 3 , Upon reaching an adjacent point, a control signal is sent and at the same time the actuator 10 controlled to give the user a haptic feedback. The user thus has the feeling of operating a mechanical gear selector switch. As in 3 can be seen, are the switching options in the manual Schaltasse 24 M-, M, M + different from the automatic lane 23 VV, V, N, H, HH. There are in the automatic lane 23 in the forward direction in each case two switching points for the forward direction V, VV and two for the reverse direction H, HH. These switching points are defined via parameters in the corresponding parameter sets in the memory of the control unit. Depending on the operating condition of the vehicle, certain switching operations may be temporarily prohibited. This is, for example, also stored as a parameter in the parameter set. For example, certain switching operations may be permitted only after pressing an unlock switch. If the switching operation is not permitted, no haptic feedback is triggered even when reaching a deflection corresponding to the parameters and / or vectorial force threshold indicating the reaching of a switching point and no control signal is sent to the vehicle transmission. In one embodiment of the switching device another feedback is given to the operator that this switching process is currently not allowed. This can be, for example, an acoustic feedback and / or another type of haptic feedback.

In 5 ist eine weitere Schaltkulisse 20 gezeigt, die mit einer erfindungsgemäßen Schalteinrichtung realisierbar ist. Diese Schaltkulisse beinhaltet nur die Funktion zum manuellen Schalten. Die Ausgangsstellung und Nullstellung der Handhabe beim Start des Fahrzeugs ist der Zwischenpunkt N. Der Schaltpunkt R wird über den Zwischenpunkt Li erreicht. Zum Erreichen des Zwischenzustands Li ist eine Kraft und/oder ein Verschwenken der Handhabe 7 in negative x-Richtung nötig. Wird der Zwischenzustand Li erreicht, so erhält der Bediener eine haptische Rückmeldung. Der Schaltpunkt R wird über einen Richtungswechsel der auf die Handhabe 7 wirkenden Kraft in positive y-Richtung erreicht. Der Schaltpunkt R ist zudem ein stabiler Punkt, dass bedeutet, das die Handhabe 7 auf dem Schaltpunkt R verbleibt, auch wenn keine äußere Krafteinwirkung mehr besteht. Im Gegensatz dazu geht die Handhabe 7 nach Erreichen der Schaltpunkte M- oder M+ zurück in die Nullstellung, also dem Zwischenpunkt N.In 5 is another shift gate 20 shown, which is feasible with a switching device according to the invention. This shift gate contains only the function for manual shifting. The starting position and zero position of the handle at the start of the vehicle is the intermediate point N. The switching point R is reached via the intermediate point Li. To achieve the intermediate state Li is a force and / or pivoting of the handle 7 needed in negative x-direction. If the intermediate state Li is reached, the operator receives a haptic feedback. The switching point R is a change of direction of the handle 7 achieved acting force in positive y-direction. The switching point R is also a stable point, that means that the handle 7 remains on the switching point R, even if there is no external force. In contrast, the handle goes 7 After reaching the switching points M or M + back to the zero position, ie the intermediate point N.

Für beide Fälle, der in 4 und der in 5 gezeigten Schaltkulissen 20 ist es nicht notwendig, dass die Handhabe 7 translatorisch in den verschiedenen Schaltgassen 23, 24 bewegbar ist und mechanisch geführt wird. Es genügt ein Verschwenken und/oder ein Beaufschlagen mit Kraft der Handhabe 7 in die entsprechende Richtung. Derart kann für verschiedene Fahrzeugmodelle die gleiche Schalteinrichtung verbaut werden.For both cases, the in 4 and the in 5 shown shift gates 20 it is not necessary that the handle 7 translational in the different shift gates 23 . 24 is movable and mechanically guided. It is sufficient pivoting and / or applying force of the handle 7 in the appropriate direction. Thus, the same switching device can be installed for different vehicle models.

Beispielsweise ist die in 4 gezeigte Schaltkulisse 20 standardmäßig in einem Fahrzeug vorgesehen. Die in 5 gezeigte Schaltkulisse 20 wird hingegen für eine Sport-Ausführung der Fahrzeuge verwendet. Eine erfindungsgemäße Schalteinrichtung 1 ist dazu geeignet die in 3 und 5 beschriebenen Schaltkulissen 20 durch Änderung des Parametersatzes in der Steuereinheit 3, beide Varianten mit ein und derselben Elektronik und Mechanik umzusetzen. Mit Änderung des Parametersatzes ist hiermit eine Änderung des aktiven Parametersatzes gemeint, entweder durch vollständiges Ersetzen des Parametersatzes auf dem Speicher der Steuereinheit 3 oder durch Wechsels des aktiven Parametersatzes.For example, the in 4 shown shift gate 20 standard in a vehicle. In the 5 shown shift gate 20 On the other hand, it is used for a sports version of the vehicles. A switching device according to the invention 1 is suitable for in 3 and 5 described Schaltkulissen 20 by changing the parameter set in the control unit 3 to implement both variants with one and the same electronics and mechanics. By changing the parameter set is meant a change of the active parameter set, either by completely replacing the parameter set on the memory of the control unit 3 or by changing the active parameter set.

Claims

Switching device (1) for changing the transmission state of a vehicle, comprising a housing (8) and a handle (7) arranged thereon, via which a plurality of switching points can be selected, a sensor unit (9) which is designed to detect a force acting on the handle (7), an actuator (10), via which the handle is mechanically excitable, an evaluation unit (11) which evaluates the force and, a memory with at least one parameter set, by which the switching points (M-, M +, VV, V, H, HH, R) are defined, wherein the parameter set is changeable.

Switching device (1) according to the preceding claim, wherein upon reaching at least one switching point (M-, M +, VV, V, H, HH, R), the transmission state of the vehicle is changed.

Switching device (1) according to the preceding claim, wherein depending on the transmission state of the vehicle certain switching points (M, M +, VV, V, H, HH, R) are activated and / or deactivated.

Switching device according to the preceding claim, wherein an unlocking switch is provided, via the deactivated switching points (M, M +, VV, V, H, HH, R) can be activated.

Switching device according to one of the preceding claims, wherein at least one intermediate point (M, N, Li) is defined by the parameter set, in which the transmission state does not change.

Switching device according to the preceding claim, wherein via the intermediate state (M, N, Li) a deactivated switching point (M, M +, VV, V, H, HH, R) can be activated.

Switching device (1) according to one of the preceding claims, wherein the parameter set comprises vectorial force thresholds.

Switching device (1) according to one of the preceding claims, wherein a plurality of different actuators (10) are provided.

Switching device (1) according to the preceding claim, wherein the switching device (1) further comprises a user interface (6) via which the parameter set is changeable.

Switching device (1) according to the preceding claim, wherein the user interface (6) can be installed as an app on a mobile device.

Switching device (1) according to Claim 8 wherein the user interface (6) on the handle (7) or the housing (8) is formed.