DE102018218774B3

DE102018218774B3 - Wählvorrichtung zum Auswählen einer Fahrstufe eines Automatikgetriebes eines Kraftfahrzeugs sowie Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102018218774B3
Application number: DE102018218774.6A
Authority: DE
Inventors: Jacques Hélot; Joris Mertens; Vladimir Macoun; Torsten Gallitzdorfer; Lars Baruth; Dirk Adel
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2018-11-02
Filing date: 2018-11-02
Publication date: 2019-12-19
Anticipated expiration: 2038-11-03
Also published as: WO2020088828A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung (15) zum Auswählen einer Fahrstufe (14) eines Automatikgetriebes (13) eines Kraftfahrzeugs (10). Die Schaltvorrichtung (15) sieht erfindungsgemäß vor: einen Eingriffsschacht (18) zum Eingreifen mit zumindest einem Finger (34) eines Benutzers (33) und ein zwischen Seitenwänden (21) des Eingriffsschachts (18) angeordnetes Schiebeelement (16) und eine Haltemechanik (24), durch welche das Schiebeelement (16) in dem Eingriffsschacht (18) ausgehend von einer Ruhestellung (25) in eine Vorwärtsrichtung (V) und eine entgegengesetzten Rückwärtsrichtung (R) bewegbar gehalten ist, wobei das Schiebeelement (16) eine Anzeigeeinrichtung (31) aufweist, die zu einer Schachtöffnung (30) des Eingriffsschachts (18) hin ausgerichtet ist oder über den Eingriffsschacht (18) hinausragt, und wobei das Schiebeelement (16) eine zur Vorwärtsrichtung (V) ausgerichtete vordere Seitenwandung (28) zum Anlegen zumindest eines des zumindest einen Fingers (34) und eine zur Rückwärtsrichtung (R) hin ausgerichtete hintere Seitenwandung (29) zum Anlegen zumindest eines des zumindest einen Fingers (34) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung zum Auswählen einer Fahrstufe eines Automatikgetriebes eines Kraftfahrzeugs. Mittels der Schaltvorrichtung kann beispielsweise zwischen zumindest zwei der folgenden Fahrstufen D (Drive - Vorwärtsfahrt), R (Reverse - Rückwärtsfahrt) und N (Neutral - Leerlauf) gewählt werden, um nur Beispiele für Fahrstufen zu nennen. Zu der Erfindung gehört auch ein Kraftfahrzeug mit einem Automatikgetriebe und der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung.
Eine Wahlvorrichtung für ein Automatikgetriebe ist beispielsweise aus der DE 10 2007 037 706 A1 bekannt. Diese bekannte Schaltvorrichtung ist als Schalthebel mit einem Quergriff ausgestaltet. Als nachteilig bei der Ausgestaltung als Schalthebel kann sich erweisen, dass ein Benutzer beim Umgreifen des Schalthebels versehentlich auch eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen der aktuell ausgewählten Fahrstufe mit den Fingern abdeckt, was das Auswählen der Fahrstufe erschwert.
Aus der DE 10 2013 220 404 A1 ist bekannt, das Auswählen einer Fahrstufe mittels einer Scrollfläche zu ermöglichen, neben der dann eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen der aktuell ausgewählten Fahrstufe angeordnet ist. Um hierbei ein versehentliches Scrollen und damit Wechseln der Fahrstufe zu verhindern, muss allerdings eine Sperrtaste für die Scrollfläche bereitgestellt werden.
Aus der DE 10 2015 010 026 A1 ist eine Schaltvorrichtung für ein Automatikgetriebe bekannt, die unterhalb einer Handauflagefläche angeordnet ist. Eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen einer aktuell ausgewählten Fahrstufe ist getrennt von dieser Schaltvorrichtung bereitgestellt.
Aus der DE 30 25 152 A1 ist ein in einer Konsole gelagerter Hebel, insbesondere ein Wählhebel für ein automatisches Getriebe von Kraftwagen offenbart, der seitlich verschiebbar gelagert ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltvorrichtung zum Auswählen einer Fahrstufe eines Automatikgetriebes bereitzustellen, die eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen der aktuell ausgewählten Fahrstufe aufweist, welche wiederum während der Betätigung oder Bedienung der Schaltvorrichtung ablesbar bleiben soll. Dabei soll die Schaltvorrichtung einen geringen Platzbedarf aufweisen, um die Sichtbarkeit und Erreichbarkeit anderer Bedienelemente zu gewährleisten.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren beschrieben.
Durch die Erfindung ist eine Schaltvorrichtung zum Auswählen einer Fahrstufe eines Automatikgetriebes eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt. Beispielhaft können als Fahrstufen zumindest zwei der eingangs genannten Fahrstufen D, R, N vorgesehen sein, wobei auch noch zumindest eine weitere Fahrstufe für das Automatikgetriebe vorgesehen sein kann.
In der Schaltvorrichtung ist ein Eingriffsschacht vorgesehen, in welchen ein Benutzer mit zumindest einem Finger hineinfassen oder eingreifen kann. Es kann sich hierbei beispielsweise um einen länglich ausgeformten Schacht handeln, der beispielsweise für eine Mittelkonsole des Kraftfahrzeugs vorgesehen sein kann. Zum eigentlichen Auswählen einer Fahrstufe aus mehreren bereitgestellten Fahrstufen ist ein zwischen Seitenwänden des Eingriffsschachts angeordnetes Bedienelement oder Schiebeelement vorgesehen. Eine Haltemechanik der Schaltvorrichtung ist dazu eingerichtet, das Schiebeelement in dem Eingriffsschacht ausgehend von einer Ruhestellung oder Mittelstellung bewegbar zu halten oder zu lagern, wobei die Bewegbarkeit in eine Vorwärtsrichtung und eine entgegengesetzte Rückwärtsrichtung bereitgestellt oder ermöglicht ist. Mit anderen Worten befindet sich in dem Eingriffsschacht ein Schiebeelement, das in dem Eingriffsschacht hin und her bewegt werden kann, z.B. entlang eine Längserstreckungsrichtung des Eingriffsschachts. Natürlich erfolgt die Bewegung in Vorwärtsrichtung und Rückwärtsrichtung abwechselnd oder zu unterschiedlichen Zeiten. Die Bewegung erfolgt dabei bevorzugt parallel oder zumindest entlang der genannten Seitenwände, das heißt beim Bewegen des Schiebeelements wird dieses zwischen den Seitenwänden in die Vorwärtsrichtung oder in die Rückwärtsrichtung bewegt. Die Schaltvorrichtung wirkt damit wie ein Schiebeschalter oder ein Kipp- oder Drehschalter, der auf einem rotierbar gelagerten Zylinder befestigt zu sein scheint. Die hierbei gewählten Bezeichnungen „Vorwärtsrichtung“ und „Rückwärtsrichtung“ sollen prinzipiell lediglich zwei entgegengesetzte Richtungen bezeichnen. Die Vorwärtsrichtung ist allgemein eine erste Richtung und die Rückwärtsrichtung ist allgemein eine zur Vorwärtsrichtung entgegengesetzte zweite Richtung. Die „Vorwärtsrichtung“ kann diejenige Richtung angeben, in welche z.B. Symbole auf der Anzeigeeinrichtung (z.B. Buchstaben) in der korrekten Orientierung zu sehen sind. Entlang der „Rückwärtsrichtung“ stehen die Symbole dann also „auf dem Kopf“. Wenn die Schaltvorrichtung in ein Kraftfahrzeug eingebaut ist, weist die Vorwärtsrichtung bevorzugt zur Front, also nach vorwärts, und die Rückwärtsrichtung bevorzugt zum Heck des Kraftfahrzeugs hin, also nach rückwärts.
Zur Lösung der obigen Aufgabe weist das Schiebeelement eine Anzeigeeinrichtung auf, die zu einer Schachtöffnung des Eingriffsschachts hin ausgerichtet ist oder über den Eingriffsschacht hinausragt. Das „Ausrichten“ der Anzeigeeinrichtung hin zur Schachtöffnung oder das Anordnen der Anzeigeeinrichtung derart, dass sie aus dem Eingriffsschacht hinausragt, bedeutet, dass die Anzeigeeinrichtung von außerhalb des Eingriffsschachts betrachtet oder abgelesen werden kann. Mit anderen Worten blickt also der Benutzer, der in den Eingriffsschacht mit dem zumindest einen Finger hineingreift, beim Blick in den Eingriffsschacht auf die Anzeigeeinrichtung. Eine Hauptabstrahlrichtung eines Lichts der Anzeigeeinrichtung kann also aus dem Eingriffsschacht hinaus ausgerichtet sein.
Um nun zu verhindern, dass der Benutzer beim Eingreifen mit dem zumindest einen Finger diese Anzeigeeinrichtung verdeckt, weist das Schiebeelement eine zur besagten Vorwärtsrichtung ausgerichtete vordere Seitenwandung zum Anlegen zumindest eines des zumindest einen Fingers, insbesondere einer Fingerkuppe, z.B. des Zeigefingers, und eine zur Rückwärtsrichtung hin ausgerichtete hintere oder rückwärtige Seitenwandung zum Anlegen zumindest eines des zumindest einen Fingers, insbesondere einer Fingerkuppe, z.B. des Daumens, auf. Mit anderen Worten weist ein Normalenvektor der jeweiligen Seitenwandung mit seiner Hauptkomponente in die jeweilige Richtung (also die vordere Seitenwandung in die Vorwärtsrichtung und die hintere Seitenwandung in die Rückwärtsrichtung). Die Seitenwandungen stellen also Stirnwandungen des Schiebeelements dar. Somit lässt sich das Schiebeelement seitlich oder vorne und hinten greifen, d.h. es lässt sich jeweils ein Finger vorne und hinten an das Schiebeelement anlegen. Das Schiebeelement kann hierzu beispielsweise die Form eines Quaders oder eines Pyramidenstumpfs aufweisen. Eine Oberseite oder eine Deckenseite kann dann die Anzeigeeinrichtung aufweisen. Mit anderen Worten befindet sich die Anzeigeeinrichtung zwischen der vorderen Seitenwandung und der hinteren Seitenwandung. Ein Benutzer kann also mit den Fingern, beispielsweise mit dem Daumen und dem Zeigefinger, zwei gegenüberliegende Schmalseiten des Schiebeelements greifen, nämlich die vordere und die hintere Seitenwandung, und das Schiebeelement kann dann in dem Eingriffsschacht in die Vorwärtsrichtung oder Rückwärtsrichtung verschoben werden. Die Anzeigeeinrichtung ist also zwischen der vorderen Seitenwandung und der hinteren Seitenwandung angeordnet. Bei einem Fassen des Schiebeelementes mit Fingerkuppen von Daumen und Zeigefinger einer Hand an den beiden Seitenwandungen bleibt deshalb die Anzeigeeinrichtung für den Benutzer zwischen Daumen und Zeigefinger sichtbar. Hierzu weist das Schiebeelement die zur Vorwärtsrichtung hin ausgerichtete vordere Seitenwandung und die zur Rückwärtsrichtung hin ausgerichtete hintere Seitenwandung zum Anlegen je eines Finger, insbesondere jeweils nur der Fingerkuppe, auf. Durch Drücken auf die vordere Seitenwandung wird das Schiebeelement dann also in dem Eingriffsschacht in die Rückwärtsrichtung verschoben. Durch Drücken auf die hintere Seitenwandung wird das Schiebeelement in dem Eingriffsschacht in die Vorwärtsrichtung verschoben. Alternativ kann das Schiebeelement, anstatt es zu umgreifen, mit den Fingerkuppe eines oder zweier Finger an nur einer Seitenwandung berührt und dann verschoben oder weggedrückt werden. Auch dabei bleibt die Anzeigeeinrichtung sichtbar.
Durch eine Form der Seitenwände im Bereich der Ruhestellung des Schiebeelements ist eine Engstelle oder Schmalstelle oder Verjüngung des Eingriffsschachts ausgebildet. Mit anderen Worten ist der Eingriffsschacht im Bereich der Ruhestellung schmaler ausgestaltet als in Bereichen jenseits der Ruhestellung. Durch die Verjüngung ist ein Abstand des Schiebeelements von den Seitenwänden jeweils kleiner als 2 Millimeter, insbesondere kleiner als 1 Millimeter. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass der Benutzer das Schiebeelement mit dem zumindest Finger nicht an derjenigen Seite berühren kann, die zwischen dem Schiebeelement und einer der Seitenwände liegt. Der Benutzer muss also zum Greifen des Schiebeelements oder zum Verschieben des Schiebeelements die zur Vorwärtsrichtung hin ausgerichtete Seitenwandung und/oder die zur Rückwärtsrichtung hin ausgerichtete Seitenwandung berühren oder dort zumindest einen Finger anlegen. Zudem ist verhindert, dass Krümel in den Schlitz zwischen den Seitenwänden und dem Schiebeelement fallen.
Stirnwände des Eingriffsschachts sind außerhalb des Bereichs der Ruhestellung des Schiebeelements und/oder Stirnwandungen des Eingriffsschachts in Eingriffsbereichen für den zumindest einen Finger trichterförmig zu einem Schachtboden oder einer Schachtsohle hin zusammenlaufend ausgestaltet. Mit anderen Worten ergibt sich durch eine Schrägung der Seitenwände und/oder der Stirnwände in den Eingriffsbereichen eine Trichterform oder trichterförmige Verjüngung des Eingriffsschachts. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass beim Eingreifen in den Eingriffsschacht die Finger hin zu der vorderen oder hinteren Seitenwandung des Schiebeelements geführt werden. Ein Benutzer muss also nicht zu der Schaltvorrichtung blicken, um mit dem zumindest einen Finger die vordere oder hintere Seitenwandungen zu ertasten oder zu finden.
In zumindest einer der Stirnwände und/oder der Seitenwände ist jeweils zumindest eine Taste angeordnet. Indem die Seitenwand und/oder Stirnwand dabei schräg angeordnet ist, bleibt die zumindest eine Taste dennoch auch durch die Schachtöffnung hindurch sichtbar oder ablesbar.
Die Anzeigeeinrichtung, die sich auf dem Schiebeelement befindet, ist dazu eingerichtet, die aktuell ausgewählte Fahrstufe selbstleuchtend oder illuminiert anzuzeigen. Mit anderen Worten kann durch die Anzeigeeinrichtung beispielsweise ein selbstleuchtendes D oder N oder R angezeigt werden. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass in einer Lichtundurchlässigen oder opaken Folie oder Schicht der jeweilige Buchstabe oder allgemein ein graphisches Symbol ausgestanzt oder ausgelassen ist und eine Leuchteinrichtung oder Lichtquelle zum Hinterleuchten des Symbols vorgesehen ist. Für das selbstleuchtende Anzeigen der aktuell ausgewählten Fahrstufe ist in dem Schiebeelement eine Schaltungsplatine der Anzeigeeinrichtung angeordnet. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Anzeigeeinrichtung platzsparend in dem Schiebeelement realisiert oder bereitgestellt werden kann. Es ist keine komplexe Verkabelung notwendig, die von dem Schiebeelement wegführen müsste.
Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass eine als Schiebeschalter ausgestaltete Schaltvorrichtung zum Auswählen der Fahrstufe bereitgestellt ist, wobei das Schiebeelement an dessen frontaler und gegenüberliegender rückwärtiger Seitenwandung mit zumindest einem Finger verschoben werden kann und hierbei ermöglicht ist, dass während dieser Bedienung die Finger die Anzeigeeinrichtung unbedeckt oder unverdeckt lassen, sodass die Anzeigeeinrichtung für den Benutzer während der Bedienung ablesbar bleibt. Die hierzu nötige Fingerhalten ergibt sich dabei aufgrund der beschriebenen Ausgestaltung für einen Benutzer intuitiv oder zwingend. Bei der Bedienung der Schaltvorrichtung bleibt also die Anzeigeeinrichtung sichtbar. Zudem lässt sich die Schaltvorrichtung wegen der geringen Bauhöhe als kompaktes Bedienteil ausgestalten.
Die Erfindung umfasst auch Ausführungsformen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.
In einer Ausführungsform ist das Schiebeelement bezüglich der Schachtöffnung in dem Eingriffsschacht und/oder einer den Eingriffsschacht (18) umgebenden Oberfläche versenkt angeordnet. Mit anderen Worten steht das Schiebeelement nicht aus dem Eingriffsschacht heraus, sondern die Anzeigeeinrichtung ist tiefer als eine Ebene einer Schachtöffnung oder ein Rand des Schachtes in diesem Angeordnet. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Anzeigeeinrichtung beispielsweise gegen Verkratzen geschützt ist, wenn ein Gegenstand quer über den Eingriffsschacht rutscht. Zudem steht das Schiebeelement nicht im Weg, um einen Gegenstand auf der Schaltvorrichtung abzustellen. Auch ist vermieden, dass das Schiebeelement einer Hand eines Benutzers im Weg steht, wenn diese an der Schaltvorrichtung vorbei etwas greifen möchte, beispielsweise ein anderes Bedienelement und/oder eine Ablage für ein mobiles Endgerät.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Schiebeelement mit einer Oberfläche, in welcher die Schachtöffnung ausgebildet ist, bündig abschließt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass zusätzlich zu den bereits genannten Vorteilen die Anzeigeeinrichtung zuverlässig auch schräg einsehbar ist, da es zu keiner Verdeckung durch die Seitenwände des Eingriffsschachts kommen kann.
In einer Ausführungsform ragt das Schiebeelement aus dem Eingriffsschacht hervor, hierbei aber um weniger als zwei Zentimeter. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass das Schiebeelement weiterhin größtenteils zwischen den Seitenwänden des Eingriffsschachts angeordnet ist. Ein herausragendes Schiebeelement weist den Vorteil auf, dass es deutlich als bewegbares Bedienelement erkennbar bleibt, aber nicht so weit hervorsteht, dass es aus Versehen verschoben wird und/oder die Erreichbarkeit anderer Bedienelemente versperrt.
In einer Ausführungsform ist das Schiebeelement durch die besagte Haltemechanik in dem Eingriffsschacht monostabil in der besagten Ruhestellung gehalten. Mit anderen Worten ist die Haltemechanik dazu eingerichtet, das Schiebeelement selbsttätig in die Ruhestellung zurückzubewegen, wenn das Schiebeelement losgelassen oder unberührt ist, also der zumindest eine Finger von dem Schiebeelement entfernt oder wegbewegt wird. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass das Schiebeelement sich zu Beginn eines jeden Bedienvorgangs in derselben Position, nämlich in der Ruhestellung, befindet, sodass es z.B. für den Benutzer auch ohne Hinschauen oder blind ertastet werden kann.
In einer Ausführungsform sind durch die Haltemechanik für ein Bewegen des Schiebeelements aus der Ruhestellung in die besagte Vorwärtsrichtung und/oder in die besagte Rückwärtsrichtung jeweils zwei oder mehr als zwei Raststellungen vorgesehen. Bewegt man also das Schiebeelement aus der Ruhestellung heraus entlang einer der Richtungen (Vorwärtsrichtung oder Rückwärtsrichtung), so spürt der Benutzer mit dem zumindest einen Finger an zwei oder mehr als zwei Raststellungen einen Rastvorgang. Bei der beschriebenen monostabilen Anordnung des Schiebeelements sind diese Raststellungen allerdings labil, das heißt bei Loslassen des Schiebeelements wird dieses dennoch in die Ruhestellung zurückbewegt. Durch die Raststellungen kann haptisch und/oder taktil mit dem zumindest einen Finger gespürt werden, dass man das Schiebeelement um eine vorbestimmte Wegstrecke ausgelenkt hat. Hierdurch ist es ermöglicht, spürbar zu signalisieren, um wie viele Fahrstufen bei der Betätigung bereits umgeschaltet wurde, ob also um eine Fahrstufe oder um zwei Fahrstufen.
In einer Ausführungsform ist die besagte Haltemechanik dazu eingerichtet, das Bewegen des Schiebeelements in die Vorwärtsrichtung und die Rückwärtsrichtung als translatorische Schiebebewegung oder geradlinige Bewegung z.B. in einer Schienenanordnung zu verwirklichen. Mit anderen Worten wird das Schienenelement hierbei translatorisch in die Vorwärtsrichtung oder die Rückwärtsrichtung bewegt. Alternativ dazu ist in einer Ausführungsform vorgesehen, dass durch die Haltemechanik das Bewegen des Schiebeelements in die Vorwärtsrichtung und die Rückwärtsrichtung als Drehbewegung um eine Drehachse realisiert ist. Mit anderen Worten wird hierbei das Schiebeelement in die Vorwärtsrichtung oder die Rückwärtsrichtung gekippt oder um die Drehachse gedreht. Es kann also vorgesehen sein, dass das Schiebeelement als aufrecht stehendes Pendel ausgestaltet ist, das in die Vorwärtsrichtung und die Rückwärtsrichtung bewegt oder gekippt oder gedreht werden kann. Die Realisierung einer Drehbewegung um eine Drehachse weist den Vorteil auf, dass mit geringem mechanischem Aufwand ein in einem Eingriffsschacht bewegbares Schiebeelement realisiert ist. Insbesondere kann ein Verkanten zuverlässig vermieden werden.
Die Erfindung umfasst auch ein Kraftfahrzeug mit einem Automatikgetriebe, wobei das Kraftfahrzeug dadurch gekennzeichnet ist, dass in dem Kraftfahrzeug für das Auswählen einer Fahrstufe des Automatikgetriebes eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung bereitgestellt ist. Die Schaltvorrichtung kann hierbei mit einer sogenannten Shift-by-Wire-Steuerung verbunden sein, welche die ausgewählte Fahrstufe in dem Automatikgetriebe einstellen kann.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus ausgestaltet.
Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.
Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs;
2 eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht einer Schaltvorrichtung des Kraftfahrzeugs;
3 eine schematische Darstellung eines Längsschnitts der Schaltvorrichtung von 2;
4 eine schematische Darstellung eines weiteren Längsschnitts der Schaltvorrichtung mit der Darstellung einer Schaltungsplatine einer Anzeigeeinrichtung;
5 eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht der Schaltungsplatine von 4;
6 eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht der Schaltvorrichtung mit einem Schiebeelement in einer Ruhestellung;
7 eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht der Schaltvorrichtung mit dem Schiebeelement in eine Vorwärtsrichtung ausgelenkt;
8 eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht der Schaltvorrichtung mit dem Schiebeelement in eine Rückwärtsrichtung ausgelenkt; und
9 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf die Schaltvorrichtung mit dem Schiebeelement in der Ruhestellung in einem Eingriffsschacht, der im Bereich der Ruhestellung des Schiebeelements eine Verjüngung aufweist.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
1 zeigt ein Kraftfahrzeug 10, bei dem es sich um einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, handeln kann. Bei dem Kraftfahrzeug 10 kann ein Antriebsmotor 11 über ein Automatikgetriebe 12 mit Rädern 13 des Kraftfahrzeugs 10 in an sich bekannter Weise gekoppelt sein. In dem Automatikgetriebe 12 können unterschiedliche Fahrstufen 14 zur Auswahl bereitgestellt sein, beispielsweise eine Fahrstufe D für die Vorwärtsfahrt und/oder eine Fahrstufe R für die Rückwärtsfahrt und/oder eine Fahrstufe N für den Leerlauf. Zum Einstellen oder Auswählen einer der Fahrstufen kann in dem Kraftfahrzeug 10 eine Schaltvorrichtung 15 bereitgestellt sein, die beispielsweise in einer Mittelkonsole in einem Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs 10 bereitgestellt sein kann. Die Schaltvorrichtung 15 kann neben einem Fahrersitz des Kraftfahrzeugs 10 angeordnet sein.
Die Schaltvorrichtung 15 kann ein Schiebeelement 16 aufweisen, mittels welchem man zwischen den unterschiedlichen Fahrstufen 14 umschalten kann. Das Schiebeelement 16 kann dabei bezüglich einer Oberfläche 17, beispielsweise einer Oberfläche der Mittelkonsole, in einem Eingriffsschacht 18 versenkt angeordnet sein, sodass das Schiebeelement 16 kein Hindernis bei einer Bewegung beispielsweise einer Hand über die Oberfläche 17 darstellt. Durch die Schaltvorrichtung 15 kann des Weiteren eine Taste 19 bereitgestellt sein, mittels welcher man beispielsweise eine Feststellbremse oder allgemein einen Parkmodus P des Kraftfahrzeugs 10 aktivieren und deaktivieren kann. Der Übersichtlichkeit halber ist noch dargestellt, dass ein Anzeigebereich 20 vorgesehen sein kann, mittels welchem ein Zustand oder Status beispielsweise eines Fahrerassistenzsystems oder unterschiedlicher Funktionen eines Fahrerassistenzsystems angezeigt werden können.
1 zeigt, wie das Schiebeelement 16 in dem Eingriffsschacht 18 zwischen Seitenwänden 21 des Eingriffsschachts 18 angeordnet sein kann. An Enden des Eingriffsschachts 18 können Stirnwände 22 des Eingriffsschachts 18 zu einem Schachtboden 23 hin trichterförmig zusammenlaufend ausgestaltet sein, wodurch beispielsweise auch die Taste 19 von einer Eingriffsrichtung E, beispielsweise senkrecht von oben, im Eingriffsschacht 18 erreichbar und/oder sichtbar ist.
Das Schiebeelement 16 kann in dem Eingriffsschacht 18 durch eine Haltemechanik 24 monostabil gehalten oder gelagert sein. 1 zeigt hierbei eine Ruhestellung 25 des Schiebeelements 16, die es im unbetätigten und/oder unberührten Zustand einnimmt. Die Seitenwände 21 können in demjenigen Raumabschnitt, in welchem sich das Schiebeelement 16 in der Ruhestellung 25 befindet, eine Schmalstelle oder Verjüngung 26 aufweisen, wodurch sich ein Abstand 27 zwischen dem Schiebeelement 16 und den Seitenwänden 21 ergibt und hierbei der Abstand 27 kleiner als beispielsweise 1 Millimeter oder 0,5 Millimeter sein kann. Somit ist verhindert, dass ein Benutzer das Schiebeelement 16 von den Seiten her greifen kann.
Für eine bessere Orientierung wird im Folgenden von einer Vorwärtsrichtung V und einer Rückwärtsrichtung R gesprochen, wobei die Vorwärtsrichtung V in Vorwärtsrichtung des Kraftfahrzeugs und die Rückwärtsrichtung in Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs weisen kann, wenn die Schaltvorrichtung 15 im Kraftfahrzeug 10 eingebaut ist.
Für die Bedienung des Schiebeelements 16, das heißt für das Verschieben des Schiebeelements 16, kann dieses eine in die Vorwärtsrichtung V weisende vordere Seitenwandung 28 und eine in die Rückwärtsrichtung weisende hintere Seitenwandung 29 aufweisen. Zu einer Oberseite hin, welche das Schiebeelement 16 zu einer Eingriffsöffnung oder Schachtöffnung 30 des Eingriffsschachts 18 aufweisen kann, kann eine Anzeigeeinrichtung 31 in dem Schiebeelement 16 bereitgestellt sein. Die Anzeigeeinrichtung 31 kann eine aktuell eingestellte oder ausgewählte Fahrstufe 14 jeweils beispielsweise durch ein illuminiertes oder selbstleuchtendes Symbol 32 signalisieren oder anzeigen, z.B. durch einen entsprechenden illuminierten Buchstaben R, N, D.
Das Schiebeelement 16 kann mit seiner Anzeigeeinrichtung 31 in Bezug auf die umgebende Oberfläche 17, beispielsweise in Bezug auf die Verjüngung 26, bündig abschließen oder höchstens um 0,5 Zentimeter oder höchstens 2 Zentimeter aus dem Eingriffsschacht 18 über die Schachtöffnung 30 hinausragen.
Möchte ein Benutzer das Schiebeelement 16 greifen, so wird er daher intuitiv die Seitenwandungen 28, 29 zu erreichen versuchen. Diese können geschrägt ausgestaltet sein, sodass sie zur Schachtöffnung 30 hin zusammenlaufend ausgebildet sind.
Insgesamt ist die Schaltvorrichtung 15 also als Schaltanzeige ausgestaltet. Das Schiebeelement 16 realisiert dabei einen Schiebeschalter oder drehbar gelagerten Schalter.
2 veranschaulicht eine Situation, bei welcher ein Benutzer 33 das Schiebeelement 16 der Schaltvorrichtung 15 bedienen möchte. Hierzu kann er aufgrund der beschriebenen Ausgestaltung der Schaltvorrichtung 15 mit Fingern 34, beispielsweise einem Zeigefinger und einem Daumen, in den Eingriffsschacht 18 hineingreifen und Fingerkuppen der Finger 34 an die vordere Seitenwandung 28 und die hintere Seitenwandung 29 anlegen. Mit anderen Worten kann der Benutzer 33 mit dem Finger 34 das Schiebeelement 16 umgreifen oder umfassen. Da die Seitenwandungen 28, 29 die einzigen Griffmöglichkeiten zum Umgreifen des Schiebeelements 16 bieten, ist die Benutzung der Seitenwandungen 28, 29 für einen Benutzer 33 intuitiv vorgegeben. Die Finger 34 bilden somit einen Bogen über der Anzeigeeinrichtung 31. Hierdurch ergibt sich der Effekt, dass der Benutzer 33 die Anzeigeeinrichtung 31 unverdeckt lässt, sodass die Anzeigeeinrichtung 31 während der Bedienung sichtbar gehalten wird.
2 veranschaulicht noch eine Schnittlinie III eines Längsschnitts, der in 3 dargestellt ist. Gezeigt ist, wie das Schiebeelement 16 und die Schachtböden 23 als ein einteiliges Bauteil 35 ausgestaltet sein können, das auf die Haltemechanik 24 aufgesetzt oder auf der Haltemechanik 24 angeordnet sein kann. Durch die Haltemechanik 24 kann eine Bewegbarkeit oder Verschiebbarkeit des Schiebeelements 16 als translatorische Schiebebewegung 36 oder als Kipp- oder Drehbewegung 37 um eine Drehachse 38 realisiert sein. Die Drehachse 38 kann in der Zeichenebene von 3 senkrecht stehend sein.
4 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher die Haltemechanik 24 die Drehbewegung 37 um die Drehachse 38 vorsieht. Beispielsweise kann hierzu ein Schwenkarm oder Schwenkelement 40 vorgesehen sein, an welchem das Schiebeelement 16 befestigt sein kann. Das Schwenkelement 40 kann um die Drehachse 38 drehbar gelagert sein.
Dargestellt ist auch, wie durch die Haltemechanik 24 für die Bewegung in Vorwärtsrichtung V und die Rückwärtsbewegung R zwei Raststufen 41 vorgesehen sein können, an welchen ein jeweiliges mechanisches Rückstellmoment hin in die Ruhestellung 25 verschieden ist von dem Rückstellmoment in den übrigen Auslenkstellungen. Beispielsweise kann hierdurch ein Benutzer mit den Fingern 34 beim Erreichen und/oder Überqueren der Raststufen 41 ein Klicken oder eine Vibration vermittelt bekommen.
4 veranschaulicht auch, wie eine Schaltungsplatine 42 der Anzeigeeinrichtung 31 in dem Schiebeelement 16 angeordnet sein kann. Um die beschriebenen Symbole 32 als selbstleuchtende oder illuminierte Elemente zu realisieren, können Lichtquellen 43 vorgesehen sein, beispielsweise Leuchtdioden, und/oder ein jeweiliger Umriss oder eine jeweilige Kontur jedes Symbols 32 kann beispielsweise mittels einer lichtundurchlässigen Folie oder eines lichtundurchlässigen Abschirmelements 44 abgegrenzt sein, in welches die Symbole als Aussparungen realisiert sein können.
5 veranschaulicht nochmals eine perspektivische Darstellung eines Teilschnitts des Schiebeelements 16 und der Haltemechanik 24. Dargestellt ist auch, wie bei der Schaltungsplatine 42 die Lichtquellen 43 mit den Symbolen 32 im Abschirmelement 44 jeweils über Lichtleiter 45 optisch gekoppelt sein können, wodurch Streueffekte verringert werden können. Die Schaltungsplatine 42 kann über ein flexibles Kabel 42' mit einem Steuergerät verbunden (nicht dargestellt) sind.
6 zeigt noch einmal in perspektivischer Darstellung die Schaltvorrichtung 15 mit dem Schiebeelement 16 in der Ruhestellung 25. Mittels der Verjüngung 26 und der schräg zulaufenden Stirnwände 22 können Fingerkuppen der Finger 34 des Benutzers 33 beim Eingreifen in den Eingriffsschacht 18 hin zu den Seitenwandungen 28, 29 geführt werden (siehe auch 4). Ein Benutzer muss somit nicht die Schaltvorrichtung 15 anschauen, um mit den Fingern 34 die Seitenwandungen 28, 29 des Schiebeelements 16 zu finden oder zu erkennen. Indem zwei Raststufen 41 (siehe 4) bereitgestellt sind, kann bei den dargestellten drei möglichen Fahrstufen R, N, D durch Bewegen des Schiebeelements 16 in die entsprechende Bewegungsrichtung (V, R) mit einer einzelnen Bedienbewegung eine Fahrstufe übersprungen und zu der übernächsten Fahrstufe (beispielsweise von R nach D oder von D nach R) geschaltet werden. Wird nur bis zur ersten Raststufe mit dem Schiebeelement 16 ausgelenkt, so wird nur eine Fahrstufe (von R nach N oder umgekehrt oder von N nach D oder umgekehrt) umgeschaltet.
7 zeigt eine Auslenkung des Schiebeelements 16 in die Vorwärtsrichtung V, ohne die Finger 34 zu zeigen. Beim Nach-vorne-Schieben kann die Fahrstufe in Richtung R gewechselt werden, also von D nach N (eine Raststufe 41) oder R (zwei Raststufen 41) oder von N nach R (eine Raststufe 41). Ein Diagramm zeigt einen beispielhaften Verlauf eines Betrags eines Rückstellmoments M in Abhängigkeit von einer betragsmäßigen Auslenkung X in Vorwärtsrichtung V.
8 zeigt entsprechend eine Auslenkung des Schiebeelements 16 in die Rückwärtsrichtung R. Beim Nach-hinten-Schieben kann die Fahrstufe in Richtung D gewechselt werden, also von R nach N (eine Raststufe 41) oder D (zwei Raststufen 41) oder von N nach D (eine Raststufe 41). Ein Diagramm zeigt einen beispielhaften Verlauf eines Betrags eines Rückstellmoments M in Abhängigkeit von einer betragsmäßigen Auslenkung X in Rückwärtsrichtung R.
9 veranschaulicht in einer Draufsicht, wie durch die Verjüngung 26 des Eingriffsschachts 18 aufgrund der Ausgestaltung der Seitenwände 21 verhindert ist, dass ein Benutzer einen Finger 34 zwischen das Schiebeelement 16 und die Seitenwände 21 stecken kann. Durch im Vergleich zur Verjüngung 26 geweitet geformte oder breitere Bereiche jenseits der Ruhestellung 25 ergeben sich Eingriffsbereiche 46 des Eingriffsschachts 18, die für den Benutzer im Eingriffsschacht 18 Bewegungsfreiheit für Fingerkuppen der Finger 34 bereitstellen.
Die Schaltvorrichtung 15 ermöglicht somit eine elektrische oder elektronische Umschaltung der Fahrstufen und kann somit als SBW-Schaltelement (SBW-Shift-by-Wire) fungieren. Sie ist dabei flach ausgestaltet, indem sie ein in einem Eingriffsschacht 18 versenktes Schiebeelement 16 aufweist, in welches auch eine Anzeigeeinrichtung 31 integriert sein kann. Das Schiebeelement 16 kann mit Fingerkuppen von Daumen und Zeigefinger bedient werden. Dabei ist es nicht notwendig, die Anzeigeeinrichtung 31 mit den Fingern 34 zu überdecken, sodass die Anzeigeeinrichtung 31 während der Bedienung sichtbar bleibt.
Das Schiebeelement 16 bleibt aufgrund seiner versenkten Anordnung im Eingriffsschacht 18 davor geschützt, versehentlich angestoßen und dadurch bedient zu werden.
Die Anzeige der Gänge oder Fahrstufen des Automatikgetriebes erfolgt mittels einer Leuchtanzeige der Anzeigeeinrichtung des Schiebeelements, das auf einem translatorisch bewegbaren oder rotatorisch drehbaren Haltemechanik 24 angeordnet ist. Das Schiebeelement 16 kann hierbei bündig oder fast bündig mit einer Oberfläche 17 beispielsweise einer Mittelkonsole abschließen. Die Anzeigeeinrichtung kann zwischen Daumen und Zeigefinger umfasst werden, dabei bleibt die Anzeigeeinrichtung sichtbar. Durch Drehen oder Bewegen oder Verschieben in die Vorwärtsrichtung V oder die Rückwärtsrichtung R werden die Gänge oder Fahrstufen geändert.
Das Schiebeelement 16 kann als Aufsteckteil auf einer Haltemechanik ausgestaltet sein (siehe 3).
Vorteile sind insgesamt, dass die Anzeigeeinrichtung während der Bedienung sichtbar bleibt, weil ein Benutzer intuitiv die Seitenwandungen 28, 29 zum Anlegen der Finger verwendet. Das Risiko, das Schiebeelement 16 aus Versehen auszulösen, ist gering, weil es nicht oder nur weniger als zwei Zentimeter, insbesondere weniger als 0,5 Zentimeter, aus dem Eingriffsschacht 18 herausragt. Das Schiebeelement 16 kann durch Bewegungen mittels Daumen und/oder Zeigefinger bewegt werden. Die Zuordnung zwischen angezeigten Symbolen auf der Anzeigeeinrichtung und Bewegungsrichtung des Schiebeelements ist intuitiv. Insgesamt ergibt sich als Schaltvorrichtung eine vom Gewicht her leichte und von den benötigten mechanischen Teilen einfach aufgebaute Lösung zum Auswählen von Fahrstufen.
Da kein Schalthebel als aus der Mittelkonsole heraussteht, auf welchen ein Biegemoment wirken könnte, kann der Haltemechanismus leicht und/oder mit günstig herzustellenden Komponenten konstruiert werden.
Insbesondere in die Hochrichtung oder Z-Richtung ist die Schaltvorrichtung kompakt oder bauraumsparend. Die Anzeigeeinrichtung bleibt beim Bedienen ablesbar und das Risiko einer Fehlbedienung ist minimal, weil das Schiebeelement von den Seitenwänden des Eingriffsschachts umgeben ist.
Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung eine flache, rotierend oder schiebbar gelagerte Schaltvorrichtung für SBW (Shift by wire) mit integrierter Anzeigeeinrichtung (Display) derart bereitgestellt werden kann, dass die Anzeigeeinrichtung beim Bedienen sichtbar bleibt.

Claims

Schaltvorrichtung (15) zum Auswählen einer Fahrstufe (14) eines Automatikgetriebes (13) eines Kraftfahrzeugs (10), gekennzeichnet durch: - einen Eingriffsschacht (18) zum Eingreifen mit zumindest einem Finger (34) eines Benutzers (33) und - ein zwischen Seitenwänden (21) des Eingriffsschachts (18) angeordnetes Schiebeelement (16) und - eine Haltemechanik (24), durch welche das Schiebeelement (16) in dem Eingriffsschacht (18) ausgehend von einer Ruhestellung (25) in eine Vorwärtsrichtung (V) und eine entgegengesetzte Rückwärtsrichtung (R) bewegbar gehalten ist, - wobei das Schiebeelement (16) eine Anzeigeeinrichtung (31) aufweist, die zu einer Schachtöffnung (30) des Eingriffsschachts (18) hin ausgerichtet ist oder über den Eingriffsschacht (18) hinausragt, und wobei das Schiebeelement (16) eine in die Vorwärtsrichtung (V) ausgerichtete vordere Seitenwandung (28) zum Anlegen zumindest eines des zumindest einen Fingers (34) und eine in die Rückwärtsrichtung (R) hin ausgerichtete hintere Seitenwandung (29) zum Anlegen zumindest eines des zumindest einen Fingers (34) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Form der Seitenwände (21) im Bereich der Ruhestellung (25) des Schiebeelements (16) eine Verjüngung (26) des Eingriffsschachts (18) ausgebildet ist, durch welche ein Abstand (27) des Schiebeelements (16) von den Seitenwänden (21) jeweils weniger als 2 Millimeter beträgt, und/oder die Seitenwände (21) außerhalb des Bereichs der Ruhestellung (25) des Schiebeelements (16) und/oder an Stirnwänden (22) des Eingriffsschachts (18) in Eingriffsbereichen (46) für den zumindest einen Finger (34) trichterförmig zu einem Schachtboden (23) zusammenlaufend ausgestaltet sind, wobei in zumindest einer der Seitenwände (21) und/oder der Stirnwände (22) jeweils zumindest eine Taste (19) angeordnet ist, und/oder die Anzeigeeinrichtung (31) dazu eingerichtet ist, die aktuell ausgewählte Fahrstufe (14) selbstleuchtend anzuzeigen und hierzu eine Schaltungsplatine (42) der Anzeigeeinrichtung (31) in dem Schiebeelement (16) angeordnet ist.
Schaltvorrichtung (15) nach Anspruch 1, wobei das Schiebeelement (16) bezüglich der Schachtöffnung (30) und/oder einer den Eingriffsschacht (18) umgebenden Oberfläche (17) in dem Eingriffsschacht (18) versenkt ist oder mit der Oberfläche (17), in welcher die Schachtöffnung (30) ausgebildet ist, bündig abschließt oder um weniger als 2 Zentimeter aus dem Eingriffsschacht (18) herausragt.
Schaltvorrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Schiebeelement (16) durch die Haltemechanik (24) in dem Eingriffsschacht (18) monostabil in der Ruhestellung (25) gehalten ist.
Schaltvorrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei durch die Haltemechanik (24) für ein Bewegen des Schiebeelements (16) aus der Ruhestellung (25) in die Vorwärtsrichtung (V) und/oder in die Rückwärtsrichtung (R) jeweils zwei oder mehr als zwei Raststellungen (41) vorgesehen sind.
Schaltvorrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei durch die Haltemechanik (24) das Bewegen des Schiebelements (16) in die Vorwärtsrichtung (V) und die Rückwärtsrichtung (R) als translatorische Schiebebewegung (36) oder als Drehbewegung (37) um eine Drehachse (38) realisiert ist.
Schaltvorrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei aufgrund der Anordnung der Anzeigeeinrichtung (31) zwischen der vorderen Seitenwandung (28) und der hinteren Seitenwandung (29) bei einem Fassen des Schiebeelementes (16) mit Fingerkuppen von Daumen und Zeigefinger einer Hand an den beiden Seitenwandungen (28, 29) die Anzeigeeinrichtung (31) für den Benutzer (33) zwischen Daumen und Zeigefinger sichtbar bleibt.
Kraftfahrzeug (10) mit einem Automatikgetriebe (13), dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kraftfahrzeug (10) eine Schaltvorrichtung (15) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche für das Auswählen einer Fahrstufe (14) des Automatikgetriebes (13) breitgestellt ist.