DE102017203848A1

DE102017203848A1 - Bedienelement für ein Fahrzeug mit Automatikgetriebe

Info

Publication number: DE102017203848A1
Application number: DE102017203848.9A
Authority: DE
Inventors: Christian Grain
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2017-03-08
Filing date: 2017-03-08
Publication date: 2018-09-13
Anticipated expiration: 2037-03-09
Also published as: DE102017203848B4

Abstract

Es wird ein Bedienelement für ein Fahrzeug mit einem Automatikgetriebe beschrieben, wobei das Automatikgetriebe Q unterschiedliche Gänge, mit Q unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen für eine Fahrt in eine erste Fahrtrichtung des Fahrzeugs, aufweist, mit Q>1. Das Bedienelement ist ausgebildet, es einem Nutzer des Fahrzeugs zu ermöglichen, in einem Automatik-Modus eine Fahrstufe auszuwählen, bei der während einer Fahrt automatisch Gänge aus zumindest einem Teil der Q Gänge eingelegt werden. Außerdem ist das Bedienelement ausgebildet, es einem Nutzer des Fahrzeugs zu ermöglichen, in einem Gangwahl-Modus während einer Fahrt direkt jeden beliebigen Gang der Q unterschiedlichen Gänge einzulegen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bedienelement, insbesondere einen Gangwahlhebel, zur Steuerung eines Automatikgetriebes eines Fahrzeugs.
Fahrzeuge mit Automatikgetriebe umfassen heute typischerweise einen Gangwahlhebel, der in einer Automatik-Gasse die Einstellung einer Fahrstufe (R, N, D) und der in einer Sport bzw. Sequentiell-Gasse das manuelle, schrittweise Hoch- oder Herunterschalten von Getriebestufen bzw. Gängen ermöglicht. Dabei kann der Gangwahlhebel typischerweise in der D-Fahrstufe von der Automatik-Gasse in die Sport bzw. Sequentiell-Gasse überführt werden. Durch den Übergang von der Automatik-Gasse in die Sport / Sequentiell-Gasse kann ggf. ein Programm zur automatischen Auswahl der Gänge verändert sein. Mit anderen Worten, auch innerhalb der Sport bzw. Sequentiell-Gasse erfolgt weiterhin eine automatische Gangauswahl, wobei sich die Schaltlogik jedoch von der Schaltlogik der Automatik-Gasse unterscheiden kann. Insbesondere kann in der Sport bzw. Sequentiell-Gasse eine sportlich ausgeprägte Schaltlogik aktiviert werden.
Der Gangwahlhebel ist ggf. in der Automatik-Gasse multistabil, so dass der Gangwahlhebel in einer bestimmten Fahrstufe festgestellt werden kann. Andererseits ist der Gangwahlhebel typischerweise in der Sequentiell-Gasse monostabil in einer neutralen Position, so dass durch eine Bewegung des Gangwahlhebels nach vorne ein Herunterschalten und durch eine Bewegung des Gangwahlhebels nach hinten ein Hochschalten bewirkt werden kann.
Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, ein Bedienungselement, insbesondere einen Gangwahlhebel, zur Steuerung eines Automatikgetriebes eines Fahrzeugs bereitzustellen, das es einem Nutzer eines Fahrzeugs ermöglicht, die Gangwahl eines Automatikgetriebes mit erhöhter Flexibilität und/oder mit erhöhtem Komfort zu steuern.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.
Gemäß einem Aspekt wird ein Bedienelement für ein Fahrzeug (insbesondere für ein Straßenkraftfahrzeug) mit einem Automatikgetriebe beschrieben. Das Fahrzeug umfasst typischerweise einen Antriebsmotor (z.B. einen Verbrennungsmotor) zum Antrieb des Fahrzeugs, insbesondere zum Antrieb von ein oder mehreren Rädern des Fahrzeugs. Insbesondere kann durch den Antriebsmotor eine Eingangswelle des Automatikgetriebes angetrieben werden. Des Weiteren können die ein oder mehreren Räder durch eine Ausgangswelle des Automatikgetriebes angetrieben werden. Das Automatikgetriebe kann Q unterschiedliche Gänge, mit Q unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen für eine Fahrt in eine erste Fahrtrichtung (insbesondere in eine Vorwärtsrichtung) des Fahrzeugs, aufweisen, mit Q> 1 (typischerweise Q = 4, 6, 8 oder mehr). Dabei können die Gänge derart nummeriert bzw. sortiert sein, dass der erste Gang das kleinste Übersetzungsverhältnis zwischen der Drehzahl der Ausgangswelle zu der Drehzahl der Eingangswelle und der N^te Gang das größte Übersetzungsverhältnis zwischen der Drehzahl der Ausgangswelle zu der Drehzahl der Eingangswelle aufweist.
Das Automatikgetriebe kann ein automatisiertes Schaltgetriebe (ASG), ein Doppelkupplungsgetriebe und/oder ein CVT (Continuously Variable Transmission) Getriebe mit Gangstufensimulation umfassen bzw. sein. Insbesondere kann das Automatikgetriebe Aktuatoren umfassen, die einen automatischen Wechsel zwischen den Q unterschiedlichen Gängen ermöglichen, ohne dass dazu ein Kraftaufwand durch einen Nutzer des Fahrzeugs erforderlich ist.
Das Automatikgetriebe und das Bedienelement können mechanisch voneinander entkoppelt sein. Insbesondere kann das Bedienelement eingerichtet sein, in Abhängigkeit von einer Eingabe eines Nutzers des Fahrzeugs ein oder mehrere elektrische Kontrollsignale zu generieren. Des Weiteren kann eine Steuereinheit des Automatikgetriebes (z.B. ein Getriebesteuergerät) eingerichtet sein, das Automatikgetriebe in Abhängigkeit von den ein oder mehreren elektrischen Kontrollsignalen zu steuern.
Das Bedienelement ist ausgebildet, es einem Nutzer des Fahrzeugs zu ermöglichen, in einem Automatik-Modus, eine Fahrstufe auszuwählen, bei der während einer Fahrt automatisch Gänge aus zumindest einem Teil der Q Gänge automatisch ausgewählt und automatisch eingelegt werden. Beispielhafte Fahrstufen sind die Fahrstufen N (Neutral), D (Fahrt in Vorwärtsrichtung) und R (Fahrt in Rückwärtsrichtung). Insbesondere in der Fahrstufe D können durch die Steuereinheit des Automatikgetriebes die Gänge automatisch ausgewählt und eingelegt werden. Das Bedienelement kann durch ein Kontrollsignal anzeigen, dass sich das Bedienelement im Automatik-Modus befindet und dass die Fahrstufe D ausgewählt wurde. In Reaktion darauf kann die Steuereinheit während einer Fahrt automatisch in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs, der Auslenkung des Fahr- bzw. Gaspedals und/oder der Last des Antriebsmotors Gänge einlegen und/oder Gangwechsel vornehmen.
Des Weiteren ist das Bedienelement ausgebildet, es einem Nutzer des Fahrzeugs zu ermöglichen, in einem Gangwahl-Modus, während einer Fahrt direkt jeden beliebigen Gang (oder eine Teilmenge) der Q unterschiedlichen Gänge auszuwählen und einzulegen. Insbesondere kann das Bedienelement es einem Nutzer ermöglichen, zu jedem Zeitpunkt und/oder in jeder Fahrsituation jeden beliebigen der Gänge des Automatikgetriebes (z.B. in gleicher Weise wie bei einem Handschaltgetriebe) durch Betätigung des Bedienelements manuell auszuwählen. Das Bedienelement kann ein Kontrollsignal generieren, das anzeigt, dass sich das Bedienelement im Gangwahl-Modus (und nicht im Automatik-Modus) befindet. Des Weiteren kann das Kontrollsignal während einer Fahrt anzeigen, welcher Gang der Q Gänge an dem Bedienelement manuell durch den Nutzer ausgewählt wurde. Die Steuereinheit des Automatikgetriebes kann dann das Automatikgetriebe veranlassen, den über das Bedienelement ausgewählten Gang einzulegen. Dieser Gang kann dann beibehalten bleiben, solange das Bedienelement in dem Gangwahl-Modus verbleibt und solange über das Bedienelement kein anderer Gang ausgewählt wird. Im Gangwahl-Modus kann somit ein Gangwechsel ggf. nur dann erfolgen, wenn ein Nutzer über das Bedienelement einen anderen Gang auswählt. Ein automatischer Gangwechsel, der nicht explizit durch das Bedienelement veranlasst wurde, kann somit im Gangwahl-Modus unterbunden werden.
Das Automatikgetriebe kann mehr als Q Gänge aufweisen. Beispielsweise kann das Automatikgetriebe insgesamt R Gänge aufweisen, mit R>Q. Andererseits kann der Gangwahl-Modus derart ausgebildet sein, dass nur Q Gänge der insgesamt R Gänge des Automatikgetriebes manuell ausgewählt werden können. Mit andern Worten, der Gangwahl-Modus kann derart ausgebildet sein, dass nur Q Gänge der insgesamt R Gänge eines Automatikgetriebes manuell ausgewählt werden können (z.B. Q=6 und R=8). Beispielsweise können bei einem 8-Gang Automatikgetriebe nur die Gänge 1, 3, 4, 5, 6, 8 für eine manuelle Auswahl im Gangwahl-Modus verfügbar gemacht werden (und als Gänge 1, 2, 3, 4, 5, 6 angezeigt werden). Das Bedienelement kann dann manuell in Q unterschiedliche Positionen bewegt werden, um die Q unterschiedlichen Gänge manuell auszuwählen (plus ggf. einer weiteren Position für den Leerlauf). So kann die Komplexität des Bedienelements vor allem bei Automatikgetrieben mit einer großen Anzahl R an Gangstufen (z.B. derzeit bis zu 10 Gängen) auf ein für einen Fahrer überschaubares Maß reduziert werden.
Die Bereitstellung eines Bedienelements mit einem Gangwahl-Modus ermöglicht es einem Nutzer eines Fahrzeugs mit Automatikgetriebe, das Fahr- und insbesondere das Beschleunigungsverhalten des Fahrzeugs in flexibler und individueller Weise anzupassen. So kann der Komfort für einen Fahrer des Fahrzeugs (insbesondere für einen Fahrer mit einem sportlichen Fahrstil) erhöht werden.
Das Bedienelement kann einen Gangwahlhebel umfassen (bzw. ein Gangwahlhebel sein), der ausgebildet ist, mit einer Hand eines Nutzers des Fahrzeugs betätigt zu werden. Insbesondere kann ein Griff bzw. ein Knauf des Gangwahlhebels durch einen Nutzer betätigt werden, um ein Kontrollsignal zur Steuerung des Automatikgetriebes zu generieren. Dabei kann das Bedienelement für den Automatik-Modus eine Automatik-Gasse aufweisen. Des Weiteren kann das Bedienelement eine Gangwahl-Gasse für den Gangwahl-Modus aufweisen. In der Automatik-Gasse kann der Gangwahlhebel in eine Richtung (z.B. in eine Vorwärts/Rückwärts-Richtung) bewegt werden, um eine Fahrstufe des Automatik-Modus auszuwählen. Dabei kann der Gangwahlhebel in dem Automatik-Modus monostabil sein, so dass der Gangwahlhebel nach Auswahl einer Fahrstufe wieder zurück in eine Neutralposition übergeht. Alternativ kann der Gangwahlhebel in dem Automatik-Modus multistabil sein, so dass der Gangwahlhebel für die unterschiedlichen Fahrstufen an unterschiedlichen Positionen (z.B. entlang der Vorwärts/Rückwärts-Richtung) fixiert wird.
Andererseits kann das Bedienelement im Gangwahl-Modus ausgebildet sein, es einem Nutzer zu ermöglichen, den Gangwahlhebel zum Einlegen der Q unterschiedlichen Gänge an Q unterschiedliche Positionen zu bewegen. Es können somit Q unterschiedliche Positionen für die Q unterschiedlichen Gänge bereitgestellt werden. Des Weiteren kann das Bedienelement im Gangwahl-Modus ausgebildet sein, den Gangwahlhebel an jeder der Q unterschiedlichen Positionen zu halten. Im Gangwahl-Modus (bzw. in der Gangwahl-Gasse) kann somit das Bedienelement (insbesondere der Gangwahlhebel) multistabil ausgebildet werden, und an (mindestens) Q unterschiedlichen Positionen für die Q unterschiedlichen Gänge des Automatikgetriebes gehalten werden. So kann eine komfortable Auswahl (d.h. ein komfortables „Einlegen“) der unterschiedlichen Gänge ermöglicht werden.
Der Gangwahlhebel kann im Gangwahl-Modus eine Vorwärtsbewegung zur Einstellung von vorderen Positionen der Q Positionen und eine Rückwärtsbewegung zur Einstellung von hinteren Positionen der Q Positionen ermöglichen. Dabei kann ggf. jede Position der Q unterschiedlichen Positionen entweder durch eine Vorwärtsbewegung oder durch eine Rückwärtsbewegung erreicht werde. Die Q Positionen können mehrere vordere Positionen aufweisen, die seitlich nebeneinander angeordnet sind. Außerdem können die Q Positionen mehrere hintere Positionen aufweisen, die seitlich nebeneinander angeordnet sind.
Beispielsweise können für die ungeraden Gänge (1, 3, 5, etc.) jeweils eine vordere Position und für die geraden Gänge (2, 4, 6, etc.) jeweils eine hintere Position vorgesehen sein (oder umgekehrt). Des Weiteren können die Q unterschiedlichen Positionen derart angeordnet sein, dass durch eine Zickzackbewegung mit abwechselnden Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen der Gangwahlhebel sequentiell von einer ersten Position für den ersten Gang zu einer N^ten Position für den N^ten Gang bewegt werden kann. Des Weiteren kann ggf. eine neutrale Position (z.B. in der Mitte zwischen den vorderen Positionen und den hinteren Positionen) vorgesehen sein, durch die bewirkt werden kann, dass kein Gang eingelegt ist (und dass der Antriebsmotor von den ein oder mehreren Rädern des Fahrzeugs entkoppelt ist). Somit kann der Gangwahlhebel ausgebildet sein, es einem Nutzer des Fahrzeugs zu ermöglichen, unterschiedliche Gänge in analoger Weise zu einem Handschaltgetriebe auszuwählen. Es wird somit eine besonders komfortable manuelle Steuerung eines Automatikgetriebes ermöglicht.
Der Gangwahlhebel kann ausgebildet sein, durch eine Betätigung eines Nutzers von der Automatik-Gasse in die Gangwahl-Gasse überführt zu werden, und/oder umgekehrt. Beispielsweise kann durch Einlegen der Fahrstufe D (in der Automatik-Gasse) ein Wechsel in die Gangwahl-Gasse ermöglicht werden (z.B. durch eine seitliche Bewegung und/oder durch eine Ziehbewegung des Gangwahlhebels). Andererseits kann ggf. ausgehend von einer neutralen Position des Gangwahlhebels in der Gangwahl-Gasse (ohne eingelegten Gang), ein Wechsel in die Automatik-Gasse ermöglicht werden (z.B. durch eine, ggf. entgegengesetzte, seitliche Bewegung und/oder durch eine Drückbewegung des Gangwahlhebels). So kann ein komfortabler und sicherer Wechsel zwischen dem Automatik-Modus und dem Gangwahl-Modus bewirkt werden.
In bevorzugter Weise kann das Bedienelement ausgebildet sein, es einem Nutzer zu ermöglichen, den Gangwahlhebel durch Ziehen zu verlängern. Durch das Ziehen kann ggf. bewirkt werden, dass das Bedienelement von dem Automatik-Modus in den Gangwahl-Modus überführt wird. Durch die Bereitstellung eines verlängerten Gangwahlhebels für den Gangwahl-Modus wird der Komfort der manuellen Steuerung eines Automatikgetriebes weiter erhöht.
Das Bedienelement kann ausgebildet sein, es einem Nutzer des Fahrzeugs in einem Sequentiell-Modus zu ermöglichen, bei einer Fahrt ausgehend von einem automatisch eingelegten Gang sequentiell hoch- bzw. herunterzuschalten. Für den Sequentiell-Modus kann ggf. eine dedizierte Sequentiell-Gasse des Gangwahlhebels bereitgestellt werden, in der der Gangwahlhebel durch Bewegung in Vorwärtsrichtung bzw. in Rückwärtsrichtung ein sequentielles Herunter- bzw. Hochschalten von Gängen ermöglicht. Der Gangwahlhebel kann im Sequentiell-Modus monostabil in einer neutralen Position sein. Dabei ist aber bei der neutralen Position im Sequentiell-Modus typischerweise ein Gang eingelegt. Durch die Bereitstellung eines Sequentiell-Modus wird es einem Fahrer eines Fahrzeugs ermöglicht, Korrekturen an automatisch ausgewählten Gängen vorzunehmen (z.B. um punktuell ein Beschleunigungsmoment des Fahrzeugs zu erhöhen). Mit anderen Worten, im Sequentiell-Modus erfolgt die Gangauswahl automatisch über eine vorgegebene Schaltlogik, wobei sich die im Sequentiell-Modus verwendete Schaltlogik von der im Automatik-Modus verwendeten Schaltlogik unterscheiden kann. Darüber hinaus wird es einem Fahrer ermöglicht, ausgehend von einem automatisch ausgewählten Gang sequentiell hoch- bzw. herunterzuschalten.
Das Bedienelement kann ein Anzeigeelement umfassen, das ausgebildet ist, in einer bildlichen Anzeige Bedienmöglichkeiten für einen Nutzer des Fahrzeugs anzuzeigen. Das Anzeigeelement kann dabei an dem Griff des Bedienelements angeordnet sein, insbesondere an dem Griff des Gangwahlhebels. Das Anzeigeelement kann einen Bildschirm umfassen, mit dem unterschiedliche bildliche Anzeigen (z.B. mit 100x100 Bildpunkten oder mehr) dargestellt werden können. Durch die Bereitstellung eines Anzeigeelements für unterschiedliche bildliche Anzeigen kann ein Nutzer des Fahrzeugs in zuverlässiger und komfortabler Weise über die jeweils verfügbaren Bedienmöglichen am Bedienelement informiert werden.
Das Anzeigeelement kann ausgebildet sein, in einer ersten bildlichen Anzeige unterschiedliche einstellbare Fahrstufen, insbesondere die Fahrstufen N, D und R, anzuzeigen, wenn das Bedienelement in dem Automatik-Modus ist. Außerdem können ggf. ein oder mehrere andere Modi (insbesondere der Gangwahl-Modus und/oder der Sequentiell-Modus) dargestellt werden. Des Weiteren kann angezeigt werden, wie ein Wechsel in die ein oder mehreren anderen Modi bewirkt werden kann (z.B. durch eine Seitenbewegung des Gangwahlhebels ausgehend von der Fahrstufe D).
Des Weiteren kann das Anzeigeelement ausgebildet sein, in einer zweiten bildlichen Anzeige (die sich von der ersten bildlichen Anzeige unterscheidet) an Q unterschiedlichen Positionen die Q unterschiedlichen Gänge anzuzeigen, wenn das Bedienelement in dem Gangwahl-Modus ist. Insbesondere kann angezeigt werden, in welche Position das Bedienelement (insbesondere der Gangwahlhebel) bewegt werden muss, um einen der Position entsprechenden Gang auszuwählen (d.h. „einzulegen“). Die bildliche Anzeige kann dabei einer bildlichen Anzeige bzw. Darstellung entsprechen, die typischerweise für die Gangwahlhebel von Handschaltgetrieben verwendet wird. Durch die Verwendung einer bildlichen Anzeige, die in Abhängigkeit von dem jeweils aktiven Modus verändert wird, kann der Komfort und die Zuverlässigkeit der Steuerung eines Automatikgetriebes weiter erhöht werden.
Alternativ oder ergänzend kann das Fahrzeug einen Bildschirm (z.B. als Teil eines Kombiinstruments und/oder als Teil einer Head Unit umfassen). In Abhängigkeit von der Betätigung des Bedienelements (insbesondere in Abhängigkeit von den ein oder mehreren Kontrollsignalen, die von dem Bedienelement generiert werden), kann auf dem Bildschirm der jeweilige Modus (z.B. Automatik-Modus, Gangwahl-Modus oder Sequentiell-Modus) angezeigt werden. Des Weiteren kann im Automatik-Modus z.B. die eingelegte Fahrstufe auf dem Bildschirm angezeigt werden. Im Gangwahl-Modus kann ggf. eine bildliche Anzeige mit den auswählbaren und einlegbaren Gangstufen angezeigt werden (z.B. analog zu der Anzeige an dem Griff des Gangwahlhebels). Außerdem kann der jeweils aktuell eingelegte Gang auf dem Bildschirm angezeigt werden. Des Weiteren kann (bei der o.g. Einschränkung auf eine Teilmenge von auswählbaren Gängen), die Teilmenge von Gängen angezeigt werden, die ausgehend von dem aktuell eingelegten Gang ausgewählt und eingelegt werden können. Durch die Bereitstellung einer bildlichen Anzeige auf einem Bildschirm eines Kombiinstruments kann der Komfort bei der Auswahl eines Ganges weiter erhöht werden.
Das Bedienelement kann ein Steuermodul umfassen, wobei das Steuermodul eingerichtet ist, ein Kontrollsignal zur Steuerung des Automatikgetriebes zu generieren. Dabei kann das Kontrollsignal in dem Automatik-Modus die ausgewählte Fahrstufe anzeigen. Des Weiteren kann das Kontrollsignal in dem Gangwahl-Modus den ausgewählten Gang anzeigen (oder anzeigen, dass sich das Bedienelement in einer neutralen Position befindet, und somit ein Leerlauf des Antriebsmotors ermöglicht werden soll). Das Kontrollsignal kann (z.B. über einen Datenbus des Fahrzeugs) an eine Steuereinheit des Automatikgetriebes übermittelt werden. Die Steuereinheit kann dann in Abhängigkeit des Kontrollsignals einen Gang des Automatikgetriebes einlegen. Insbesondere kann der durch das Kontrollsignal angezeigte Gang eingelegt werden (oder der Leerlauf des Antriebsmotors bewirkt werden). Es kann somit mittels des Bedienelements und des Automatikgetriebes ein sogenannter E-Shift bzw. „Shift-by-Wire“ Gangwechsel ermöglicht werden
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeug (insbesondere ein Straßenkraftfahrzeug z.B. ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen oder ein Motorrad) beschrieben, das das in diesem Dokument beschrieben Bedienelement umfasst.
Das Fahrzeug kann einen Antriebsmotor zum Antrieb zumindest eines Rades des Fahrzeugs umfassen. Des Weiteren kann das Fahrzeug ein Automatikgetriebe umfassen, das Q unterschiedliche Gänge für Q unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse zwischen dem Antriebsmotor und dem Rad aufweist, mit Q>1. Des Weiteren kann das Fahrzeug das in diesem Dokument beschriebene Bedienelement umfassen. Das Bedienelement kann es dabei einem Nutzer des Fahrzeugs ermöglichen, in einem Gangwahl-Modus mittels eines mit einer Hand des Nutzers betätigbaren Gangwahlhebels direkt einen beliebigen Gang des Automatikgetriebes einzulegen. Das Bedienelement kann zu diesem Zweck ein Kontrollsignal generieren, das den ausgewählten Gang anzeigt.
Das Fahrzeug kann ferner ein Fußpedal umfassen, das in dem Gangwahl-Modus durch einen Fuß des Nutzers des Fahrzeugs betätigt werden kann, um zu veranlassen, dass ein Kraftschluss zwischen dem Antriebsmotor und dem Rad unterbrochen wird (und der Antriebsmotor in den Leerlauf überführt wird). Durch das Fußpedal kann (ggf. nur dann, wenn sich das Bedienelement im Gangwahl-Modus befindet) ein Kontrollsignal generiert werden, das anzeigt, dass das Fußpedal betätigt wurde (um eine Unterbrechung des Antriebsmoments an den ein oder mehreren Rädern des Fahrzeugs zu bewirken und/oder um eine Entkopplung zwischen Antriebsmotor und Rädern zu bewirken).
Außerdem kann das Fahrzeug eine Steuereinheit umfassen, die eingerichtet ist, das Automatikgetriebe in dem Gangwahl-Modus in Abhängigkeit von einer Einstellung des Bedienelements (insbesondere in Abhängigkeit von dem Kontrollsignal des Bedienelements) und/oder einer Betätigung des Fußpedals (insbesondere in Abhängigkeit von dem Kontrollsignal des Fußpedals) zu steuern. Durch die Bereitstellung eines Fußpedals zur Steuerung einer Kupplungsfunktion des Automatikgetriebes kann der Komfort der Steuerung eines Automatikgetriebes (insbesondere für einen sportlichen Fahrer) weiter erhöht werden.
Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen

1 beispielhafte Komponenten eines Fahrzeugs;
2a einen beispielhaften Gangwahlhebel für ein Fahrzeug in einem Automatik-Modus bzw. in einem Standard-Modus;
2b einen beispielhaften Gangwahlhebel in einem Gangwahl-Modus;
2c einen beispielhaften Gangwahlhebel in einer Seitenansicht; und
3 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Steuerung eines Automatikgetriebes eines Fahrzeugs.

Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der verbesserten manuellen Steuerung eines Automatikgetriebes. In diesem Zusammenhang zeigt 1 beispielhafte Komponenten eines Fahrzeugs 100. Insbesondere zeigt 1 ein Bedienelement 102, insbesondere einen Wahlhebel oder Gangwahlhebel, das es einem Nutzer ermöglicht, ein Automatikgetriebe 103 des Fahrzeugs 100 zu steuern. Insbesondere kann es das Bedienelement 102 einem Nutzer ermöglichen, eine Fahrstufe für die Steuerung des Automatikgetriebes 103 auszuwählen (insbesondere die Fahrstufe N (Neutral), D (Drive bzw. Vorwärtsfahrt), R (Rückwärtsfahrt) und/oder P (Parken). Des Weiteren kann es das Bedienelement 102 einem Nutzer ermöglichen, einen konkreten Gang des Automatikgetriebes auszuwählen (z.B. einen der Gänge 1 bis Q, bei einem Q-Ganggetriebe, mit Q z.B. 4, 5, 6 oder 8 oder mehr).
Durch das Bedienelement 102 kann in Abhängigkeit von einer Betätigung eines Nutzers ein Kontrollsignal generiert werden, dass die ausgewählte Fahrstufe bzw. einen ausgewählten Gang anzeigt. Das Fahrzeug 100 umfasst ferner eine Steuereinheit 101, die eingerichtet ist, das Automatikgetriebe 103 in Abhängigkeit von dem Kontrollsignal anzusteuern. Wenn das Kontrollsignal eine Fahrstufe anzeigt (z.B. die Fahrstufe D), so kann das Automatikgetriebe 103 entsprechend der ausgewählten Fahrstufe angesteuert werden. Beispielsweise können in der Fahrstufe D automatisch Gänge ausgewählt und eingelegt werden. Andererseits kann, wenn das Kontrollsignal einen bestimmten Gang bzw. eine Anforderung für einen Gangwechsel anzeigt, das Automatikgetriebe 103 angesteuert werden, um den ausgewählten Gang einzustellen bzw. um den gewünschten Gangwechsel zu bewirken.
2a zeigt ein beispielhaftes Bedienelement 102. Insbesondere zeigt 2a einen beispielhaften Griff (bzw. Knauf) 200 eines Gangwahlhebels. Das Bedienelement 102 kann drei unterschiedliche Gassen 210, 220, 230 aufweisen, in denen das Bedienelement 102 bewegt werden kann, um unterschiedliche Kontrollsignale zur Steuerung des Automatikgetriebes 103 zu generieren. In einer ersten Gasse 210 (auch als Automatik-Gasse bezeichnet), kann die Auswahl von unterschiedlichen Fahrstufen (D, N und R in dem dargestellten Beispiel) ermöglicht werden. In einer zweiten Gasse 220 (hier auch als Gangwahl-Gasse bezeichnet), kann eine explizite bzw. direkte Auswahl von Gängen (und ggf. dem Leerlauf) des Automatikgetriebes 103 erfolgen. Des Weiteren kann in einer dritten Gasse 230 (hier auch als Sequentiell-Gasse bezeichnet) eine sequentielle Erhöhung bzw. eine sequentielle Reduzierung eines Ganges ausgehend von einem automatisch durch die Fahrstufe D ausgewählten Gang bewirkt werden. 2a zeigt weiter ein Steuermodul 201 des Bedienelements 102, das eingerichtet ist, in Abhängigkeit von der manuellen Betätigung des Bedienelements 102 ein Kontrollsignal zu generieren.
Das Bedienelement 102, insbesondere der Griff 200, kann ein Anzeigeelement 202 (z.B. einen Bildschirm) umfassen, das eingerichtet ist, eine bildliche Anzeige 241 auszugeben. Dabei kann die bildliche Anzeige 241 die verfügbaren Bedienmöglichkeiten des Bedienelements 102 anzeigen. In dem in 2a dargestellten Standard-Betriebsmodus können z.B. die unterschiedlichen Eingabe-Gassen 210, 220, 230 angezeigt werden. Des Weiteren können ggf. die Bedienmöglichkeiten in zumindest einem Teil der Eingabe-Gassen 210, 220, 230 angezeigt werden (z.B. können die auswählbaren Fahrstufen in der Automatik-Gasse 210 und/oder die Möglichkeit zum Hoch- bzw. Herunterschalten in der Sequentiell-Gasse 230 angezeigt werden).
Das Betreiben des Bedienelements 102 in der Gangwahl-Gasse 220 kann es einem Nutzer ermöglichen, die einzelnen Gänge des Automatikgetriebes 103 wie bei einem Handschaltgetriebe auszuwählen. Dabei kann das Bedienelement 102 ausgebildet sein, wie in 2b dargestellt, auf dem Anzeigeelement 202 in einer bildlichen Ausgabe 242 die unterschiedlichen direkt ansteuerbaren Gänge anzuzeigen (wie bei einem Gangwahlhebel für ein Handschaltgetriebe). Des Weiteren kann das Bedienelement 102 in der Gangwahl-Gasse 220 multistabil mit Q unterschiedlichen Gangwahlpositionen (ggf. plus einer neutralen Position) ausgebildet sein, so dass einem Nutzer der Eindruck vermittelt wird, dass die Q unterschiedlichen Gänge des Automatikgetriebes explizit und direkt „eingelegt“ werden können.
Durch die Bereitstellung eines derartigen Gangwahl-Betriebsmodus wird es einem Nutzer ermöglicht, ein Automatikgetriebe 103 wie ein Handschaltgetriebe zu steuern. Insbesondere können die unterschiedlichen Gänge des Getriebes 103 direkt ausgewählt werden, ohne sequentiell (ausgehend von einem automatisch eingestellten Gang) hoch bzw. herunter schalten zu müssen.
2c zeigt ein beispielhaftes Bedienelement 102, insbesondere einen Gangwahlhebel, in einer Seitenansicht. Das Bedienelement 102 umfasst den Griff 200 und einen Hebel 205. Des Weiteren umfasst das Bedienelement 102 Mittel 206, mit denen die Bewegungsmöglichkeiten des Bedienelements 102 in unterschiedlichen Betriebsmodi festgelegt werden können. Beispielsweise kann in einem Standard-Betriebsmodus (wie in 2a dargestellt) eine multistabile Bewegung zwischen den unterschiedlichen Gassen 210, 220, 230 ermöglicht werden. Des Weiteren kann z.B. innerhalb der Automatik-Gasse 210 eine multistabile oder monostabile Bewegung zur Auswahl der Fahrstufen ermöglicht werden. Außerdem kann innerhalb der Sequentiell-Gasse 230 eine monostabile Vorwärts- bzw. Rückwärtsbewegung zur Reduzierung bzw. Erhöhung eines Ganges ermöglicht werden.
Außerdem können die Mittel 206 ausgebildet sein, in einem Gangwahl-Betriebsmodus (d.h. bei Betrieb innerhalb der Gangwahl-Gasse 220, wie in 2b dargestellt), eine multistabile Bewegung in Q unterschiedliche Gangpositionen zu ermöglichen (ggf. plus einer neutralen Position für den Leerlauf des Antriebsmotors und ggf. plus eines zusätzlichen Rückwärtsgangs), um die direkt Auswahl der Q unterschiedlichen Gänge des Automatikgetriebes 103 zu ermöglichen. Zur Auswahl des Gangwahl-Betriebsmodus bzw. zur Auswahl der Gangwahl-Gasse 220 kann der Hebel 205 ggf. durch einen Nutzer herausgezogen werden (wie durch den Doppelpfeil in 2c dargestellt). So kann ein verlängerter Hebel 205 für die direkte Gangwahl bereitgestellt werden, was den Komfort für einen Nutzer erhöht.
Ein Automatikgetriebe 103 und ein Bedienelement 102, insbesondere ein Gangwahlhebel, können somit befähigt werden, (z.B. im Rahmen eines speziellen Sportmodus) die manuelle Steuerung eines klassischen Q-Gang Handschaltgetriebes nachzubilden. So kann der Fahrkomfort (insbesondere für sportliche Fahrer) erhöht werden.
Zu diesem Zweck kann die Steuereinheit 101 des Automatikgetriebes 103 ausgebildet sein, eine direkte Gangwahl mit kurzen Schaltzeiten zwischen unterschiedlichen Gängen zu ermöglichen. Der Gangwahlhebel 102 weist eine Gangwahl-Gasse 220 mit Q unterschiedlichen einrastenden Endzuständen (z.B. jeweils Q/2 vorne und Q/2 hinten) auf. Die unterschiedlichen Endzustände des Gangwahlhebels sind dabei ausreichend weit voneinander entfernt, um es einem Nutzer in zuverlässiger Weise zu ermöglichen, einen bestimmten Gang auszuwählen. Des Weiteren kann das Arretieren des Gangwahlhebels in einem bestimmten Endzustand erkannt werden, um den jeweils ausgewählten Gang als Kontrollsignal an die Steuereinheit 101 zu senden.
Um die Ergonomie des Gangwahlhebels der Ergonomie eines klassischen Handschalthebels anzupassen, kann der Gangwahlhebel mit einem Teleskopauszug (ggf. inklusive Sensorik) versehen werden, um das Umschalten in den Gangwahl-Betriebsmodus automatisch zu detektieren.
Für die Anzeige des jeweiligen Betriebsmodus und/oder des jeweils ausgewählten Gangs kann an dem Gangwahlhebel (insbesondere an dem Griff 200) ein farbiges Display 202 angeordnet werden.
Das Fahrzeug 100 kann weiter ein Fußpedal umfassen, das es einem Nutzer ermöglicht, bei einem Schaltvorgang im Gangwahl-Betriebsmodus eine virtuelle Kupplung zu betätigen. Das Fußpedal kann ein Kontrollsignal bewirken, dass der Steuereinheit 101 anzeigt, dass der Kraftschluss zwischen dem Antriebsmotor des Fahrzeugs 100 und einer Antriebsachse des Fahrzeugs 100 getrennt werden soll. Die Steuereinheit 101 kann dann in Abhängigkeit von dem Kontrollsignal des Fußpedals das Automatikgetriebe 103 und/oder eine anderweitige Kupplung des Fahrzeugs 100 ansteuern, um (zumindest teilweise) die geforderte Aufhebung des Kraftschlusses zu bewirken. Das Fußpedal kann dabei derart ausgebildet sein, dass dem Fahrer des Fahrzeugs 100 eine Kraft-Rückmeldung vermittelt wird, um den Eindruck zu erwecken, dass tatsächlich eine mechanische Kupplung betätigt wird.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 300 zur Steuerung eines Automatikgetriebes 103 eines Fahrzeugs 100. Das Verfahren 300 kann z.B. durch die Steuereinheit 101 ausgeführt werden. Das Verfahren 300 umfasst das Detektieren 301, dass sich das Bedienelement 102 des Fahrzeugs 100 in einem Gangwahl-Modus befindet, in dem es das Bedienelement 102 einem Fahrer des Fahrzeugs 100 ermöglicht, direkt jeden beliebigen Gang des Automatikgetriebes 103 des Fahrzeugs 100 einzulegen. Außerdem umfasst das Verfahren 300 das Ansteuern 302 des Automatikgetriebes 103, um den durch das Bedienelement 102 vorgegebenen Gang einzulegen. Der Gang kann dabei solange beibehalten bleiben, bis der Fahrer über das Bedienelement 102 einen anderen Gang einlegt. Andererseits kann ein Verlassen des Gangwahl-Modus dazu führen, dass ein Gangwechsel erfolgt (z.B. wenn der Fahrer wieder in den Automatik-Modus mit der Fahrstufe D schaltet).
Wenn sich das Bedienelement 102 in dem Gangwahl-Modus befindet, kann somit ein Fahrer des Fahrzeugs 100 wie bei einem Handschaltgetriebe direkt die Auswahl von Gängen des Automatikgetriebes 103 (und ggf. die Auswahl des Leerlaufs des Antriebsmotors) vornehmen. Solange sich das Bedienelement 102 im Gangwahl-Modus befindet, erfolgt ein Gangwechsel nur, wenn der Fahrer des Fahrzeugs 100 über das Bedienelement 102 einen neuen Gang auswählt. Der am Bedienelement 102 ausgewählte Gang wird dann durch die Steuereinheit 101 des Automatikgetriebes 103 eingelegt. Andererseits kann durch ein Verlassen des Gangwahl-Modus und insbesondere durch einen Übergang in den Automatik-Modus wieder ein automatischer Wechsel von Gängen des Automatikgetriebes 103 bewirkt werden.
Durch die in diesem Dokument dargestellten Maßnahmen kann der Komfort eines Fahrers bei der Steuerung eines Automatikgetriebes 103 erhöht werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.

Claims

Bedienelement (102) für ein Fahrzeug (100) mit einem Automatikgetriebe (103), wobei das Automatikgetriebe (103) Q unterschiedliche Gänge, mit Q unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen für eine Fahrt in eine erste Fahrtrichtung des Fahrzeugs (100), aufweist, mit Q>1; wobei das Bedienelement (102) ausgebildet ist, es einem Nutzer des Fahrzeugs (100) zu ermöglichen, - in einem Automatik-Modus, eine Fahrstufe auszuwählen, bei der während einer Fahrt automatisch Gänge aus zumindest einem Teil der Q Gänge eingelegt werden; und - in einem Gangwahl-Modus, während einer Fahrt direkt jeden beliebigen Gang der Q unterschiedlichen Gänge einzulegen.
Bedienelement (102) gemäß Anspruch 1, wobei - das Bedienelement (102) einen Gangwahlhebel umfasst, der ausgebildet ist, mit einer Hand eines Nutzers des Fahrzeugs (100) betätigt zu werden; - der Gangwahlhebel eine Automatik-Gasse (210) für den Automatik-Modus und eine Gangwahl-Gasse (220) für den Gangwahl-Modus aufweist; und - der Gangwahlhebel ausgebildet ist, durch eine Betätigung eines Nutzers von der Automatik-Gasse (210) in die Gangwahl-Gasse (220) überführt zu werden, und/oder umgekehrt.
Bedienelement (102) gemäß Anspruch 2, wobei - das Bedienelement (102) im Gangwahl-Modus ausgebildet ist, es einem Nutzer zu ermöglichen, den Gangwahlhebel zum Einlegen der Q unterschiedlichen Gänge an Q unterschiedliche Positionen zu bewegen; und - das Bedienelement (102) im Gangwahl-Modus ausgebildet ist, den Gangwahlhebel an jeder der Q unterschiedlichen Positionen zu halten.
Bedienelement (102) gemäß Anspruch 3, wobei - der Gangwahlhebel eine Vorwärtsbewegung zur Einstellung von vorderen Positionen der Q Positionen und eine Rückwärtsbewegung zur Einstellung von hinteren Positionen der Q Positionen ermöglicht; - eine Position der Q unterschiedlichen Positionen entweder durch eine Vorwärtsbewegung oder durch eine Rückwärtsbewegung erreicht werden kann; - die Q Positionen mehrere vordere Positionen aufweisen, die seitlich nebeneinander angeordnet sind; - die Q Positionen mehrere hintere Positionen aufweisen, die seitlich nebeneinander angeordnet sind; und - die Q unterschiedlichen Positionen derart angeordnet sind, dass durch eine Zickzackbewegung mit abwechselnden Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen der Gangwahlhebel sequentiell von einer ersten Position für einen ersten Gang zu einer N^ten Position für einen N^ten Gang bewegt werden kann.
Bedienelement (102) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei das Bedienelement (102) ausgebildet ist, es einem Nutzer zu ermöglichen, den Gangwahlhebel durch Ziehen zu verlängern, um das Bedienelement von dem Automatik-Modus in den Gangwahl-Modus zu überführen.
Bedienelement (102) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - das Bedienelement (102) ein Anzeigeelement (202) umfasst, das ausgebildet ist, in einer bildlichen Anzeige (241, 242) Bedienmöglichkeiten für einen Nutzer des Fahrzeugs (100) anzuzeigen; - das Anzeigeelement (202) ausgebildet ist, in einer ersten bildlichen Anzeige (241) unterschiedliche einstellbare Fahrstufen, insbesondere die Fahrstufen N, D und R, anzuzeigen, wenn das Bedienelement (102) in dem Automatik-Modus ist; - das Anzeigeelement (202) ausgebildet ist, in einer zweiten bildlichen Anzeige (242) an Q unterschiedlichen Positionen die Q unterschiedlichen Gänge anzuzeigen, wenn das Bedienelement (102) in dem Gangwahl-Modus ist.
Bedienelement (102) gemäß Anspruch 6, wobei - das Bedienelement (102) einen Griff (200) umfasst, der durch einen Nutzer des Fahrzeugs (100) zum Einlegen eines Ganges bzw. einer Fahrstufe betätigt werden kann; und - das Anzeigeelement (202) an dem Griff (200) angeordnet ist.
Bedienelement (102) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - das Bedienelement (102) ein Steuermodul (201) umfasst; - das Steuermodul (201) eingerichtet ist, ein Kontrollsignal zur Steuerung des Automatikgetriebes (103) zu generieren; - das Kontrollsignal in dem Automatik-Modus die ausgewählte Fahrstufe anzeigt; und - das Kontrollsignal in dem Gangwahl-Modus den ausgewählten Gang anzeigt.
Bedienelement (102) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bedienelement (102) ausgebildet ist, es einem Nutzer des Fahrzeugs (100) in einem Sequentiell-Modus zu ermöglichen, bei einer Fahrt ausgehend von einem automatisch eingelegten Gang sequentiell hoch- bzw. herunterzuschalten.
Straßenkraftfahrzeug (100); wobei das Fahrzeug (100) umfasst, - einen Antriebsmotor zum Antrieb zumindest eines Rades des Fahrzeugs (100); - ein Automatikgetriebe (103), das Q unterschiedliche Gänge für Q unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse zwischen dem Antriebsmotor und dem Rad aufweist, mit Q>1; - ein Bedienelement (102) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, das es einem Nutzer des Fahrzeugs (100) ermöglicht, in einem Gangwahl-Modus mittels eines mit einer Hand des Nutzers betätigbaren Gangwahlhebels direkt einen beliebigen Gang des Automatikgetriebes (103) einzulegen; - ein Fußpedal, das in dem Gangwahl-Modus durch einen Fuß des Nutzers des Fahrzeugs (100) betätigt werden kann, um zu veranlassen, dass ein Kraftschluss zwischen dem Antriebsmotor und dem Rad unterbrochen wird; und - eine Steuereinheit (101), die eingerichtet ist, das Automatikgetriebe (103) in dem Gangwahl-Modus in Abhängigkeit von einer Einstellung des Bedienelements (102) und/oder einer Betätigung des Fußpedals zu steuern.