DE102018220237A1

DE102018220237A1 - Wählhebelanordnung mit einem Wählhebel eines Automatikgetriebes

Info

Publication number: DE102018220237A1
Application number: DE102018220237.0A
Authority: DE
Inventors: Joachim Spratte
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2018-11-26
Filing date: 2018-11-26
Publication date: 2020-05-28

Abstract

Es wird eine Wählhebelanordnung mit einem Wählhebel (1) eines Automatikgetriebes vorgeschlagen, welcher entlang einer Automatikgasse (PRNDS) und zumindest einer Manuellgasse (M+, M-) zur Schaltbetätigung linear bewegbar ist, wobei der Wählhebel (1) zum Gassenwechsel quer zur Gassenbewegung bewegbar ist, wobei die Gassenbewegung durch eine Umwandlungseinrichtung in eine Drehbewegung zum Erfassen der Schaltbetätigung umwandelbar ist, wobei die umgewandelte Drehbewegung durch zumindest einen Drehwinkelsensor (2) als Drehwinkelbereich erfassbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wählhebelanordnung mit einem Wählhebel eines Automatikgetriebes gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
Wählhebelanordnungen mit einem Wählhebel eines Automatikgetriebes sind für den Einsatz in Kraftfahrzeugen hinreichend bekannt. Ein übliches Schaltschema für den Wählhebel von Automatikgetrieben umfassen folgende Wähl- bzw. Schaltpositionen in einer Automatikgasse: Parksperre P, Rückwärtsgang R, Neutral N, normaler Fahrbetrieb D, Sportfahrbetrieb S. Ferner ist auch zumindest eine Manuellgasse vorgesehen, in der mit M+ ein nächsthöherer Gang manuell schaltbar ist und mit M- ein nächst niedrigerer Gang manuell schaltbar ist. Die Automatikgasse ist parallel zur Manuellgasse angeordnet, wobei ein Gassenwechsel in der Wählposition normaler Fahrbetrieb D durch eine Querbewegung des Wählhebels erfolgen kann. Da es neben linkslenkenden Fahrzeugen auch rechtslenkende Fahrzeuge gibt, ist eine zusätzliche Manuellgasse parallel zur Automatikgasse auf der anderen Seite angeordnet.
Der Wählhebel ist entlang der Automatikgasse und der Manuellgasse linear bewegbar, wobei zum Gassenwechsel eine Querbewegung des Wählhebels erfolgt. Die Bewegungen des Wählhebels werden üblicherweise über ein planares Schiebersystem übertragen, wobei die einzelnen Wählpositionen über eine Vielzahl von Schaltern und Sensoren erfasst werden. Bei der bekannten Wählhebelanordnung werden somit eine Vielzahl von Sensoren benötigt. Ferner ist nachteilig, dass eine Rechtslenkervariante eine zusätzliche Leiterplatte erfordert, wobei die Leiterplatte, auf der sich die Sensoren befinden, eine große Fläche umfasst, um den geforderten Wählweg abbilden zu können.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wählhebelanordnung der eingangs beschriebenen Gattung und ein Fahrzeug mit der Wählhebelanordnung vorzuschlagen, bei der die Anzahl der erforderlichen Sensoren reduziert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 bzw. 11 gelöst, wobei sich vorteilhafte und beanspruchte Weiterbildungen aus den Unteransprüchen und der Beschreibung sowie den Zeichnungen ergeben.
Demzufolge wird eine Wählhebelanordnung mit einem Wählhebel eines Automatikgetriebes vorgeschlagen, welcher entlang einer Automatikgasse und einer Manuellgasse zur Schaltbetätigung linear bewegbar ist, wobei der Wählhebel zum Gassenwechsel quer zur Gassenbewegung bewegbar ist. Um die Anzahl der erforderlichen Sensoren zu reduzieren, ist vorgesehen, dass die lineare Gassenbewegung durch eine Umwandlungseinrichtung in eine Drehbewegung zum Erfassen der Schaltbetätigung umwandelbar ist, wobei die umgewandelte Drehbewegung durch zumindest einen Drehwinkelsensor als Drehwinkelbereich erfassbar ist.
Der Einsatz eines Drehwinkelsensors hat zum einen den Vorteil, dass deutlich weniger Bauteile auf der Leiterplatte benötigt werden und diese damit deutlich kleiner ausgeführt werden. Zum anderen können Drehwinkelbereiche adaptiert und Toleranzen im System kompensiert werden. Durch die Aufteilung des erfassten Drehwinkels in Bereiche wird eine eindeutige Wählpositionserfassung für verschiedene Wählpositionen durch z.B. nur einen Drehwinkelsensor ermöglicht.
Beispielsweise kann im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Aufteilung des Drehwinkelbereiches von 360° in Quadranten erfolgt, sodass vier Drehwinkelbereiche vorgesehen sind. In einem ersten Drehwinkelbereich erfolgt die Wählpositionserfassung in der Automatikgasse, in einem zweiten Drehwinkelbereich erfolgt die Wählpositionserfassung in der Manuellgasse, z.B. für ein Linkslenkerfahrzeug, in einem dritten Drehwinkelbereich erfolgt die Wählpositionserfassung in der Manuellgasse für ein Rechtslenkerfahrzeug und in einem vierten Drehwinkelbereich erfolgt die Wählpositionserfassung für einen Notbetrieb. Es sind auch andere Unterteilungen des Drehwinkelbereiches möglich. Beispielsweise könnte auch eine Drittelung erfolgen, bei der nur ein Drehwinkelbereich für die Rechts- oder Linkslenkervariante vorgesehen wird. Es ist auch möglich, dass die einzelnen Drehwinkelbereiche unterschiedlich große Drehwinkelbereiche aufweisen.
Zur Umwandlung der Linearbewegung bezüglich der Gassenbewegung und des Gassenwechsels in eine entsprechende Drehbewegung sind verschiedene Getriebeformen als Umwandlungseinrichtung denkbar, die die Bewegung des Schalthebels bei Beibehaltung der Schnittstellen in eine rotatorische Bewegung umformen.
Im Rahmen einer Weiterbildung der Erfindung kann als Umwandlungseinrichtung z. B. ein Planetengetriebe vorgesehen sein. Das Planetengetriebe, welches auch als Dreiwellengetriebe bezeichnet wird, bietet den Vorteil, dass zum einen die Gassenbewegungen durch eine erste Welle auf eine zweite Welle zum Erfassen des Drehwinkels durch den Drehwinkelsensor übertragen werden können. Die dritte Welle kann zudem verwendet werden, den Gassenwechsel durch eine Drehwinkelbereichsverstellung zu erfassen. Eine andere Möglichkeit die Linearbewegung in eine Drehbewegung umzusetzen, kann durch den Einsatz eines Koppelgetriebes als Umwandlungseinrichtung realisiert werden. Das Koppelgetriebe umfasst mehrere miteinander gekoppelte Schwenkhebel, wobei die Gassenbewegung eine Schwenkbewegung der Schwenkhebel bewirkt, die durch den Drehwinkelsensor als Drehwinkelbereich erfasst wird. Bei einem Gassenwechsel wird die Lagerstelle eines der Schwenkhebel verändert, sodass eine Drehwinkelbereichsumstellung durch den Drehwinkelsensor erfasst wird.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Fahrzeug mit der vorbeschriebenen Wählhebelanordnung zu beanspruchen, sodass sich die bereits beschriebenen Vorteile und weitere Vorteile ergeben.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Ansicht einer Automatikgasse und zweier Manuellgassen für einen Wählhebel eines Automatikgetriebes;
2 eine schematische Ansicht von vier erfassbaren Drehwinkelbereichen einer erfindungsgemäßen Wählhebelanordnung;
3 eine schematische Ansicht von drei erfassbaren Drehwinkelbereichen der erfindungsgemäßen Wählhebelanordnung;
4 eine erste mögliche Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Wählhebelanordnung mit einem Planetengetriebe als Umwandlungseinrichtung zum Umwandeln einer linearen Gassenbewegung in eine Drehbewegung; und
5 eine zweite mögliche Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Wählhebelanordnung mit einem Koppelgetriebe als Umwandlungseinrichtung zum Umwandeln der linearen Gassenbewegung in eine Drehbewegung.

In 1 ist ein Schaltschema für einen Wählhebel 1 einer Wählhebelanordnung eines Automatikgetriebes dargestellt. Das Schaltschema umfasst eine Automatikgasse PRNDS entlang dieser der Wählhebel 1 linear bewegt werden kann, um die einzelnen Wähl- bzw. Schaltpositionen zu erreichen. Ferner ist eine erste Manuellgasse M+, M- und ggf. eine zweite Manuellgasse M+, M- vorgesehen, sodass die Wählhebelanordnung sowohl für ein Rechtslenkerfahrzeug als auch ein Linkslenkerfahrzeug eingesetzt werden kann.
Der Gassenwechsel zwischen der Automatikgasse PRNDS und den Manuellgassen M+, M-erfolgt in der Wählposition D durch eine entsprechende Querbewegung des Wählhebels 1.
In den 2 und 3 ist jeweils eine schematische Ansicht von Drehwinkelbereichen gezeigt, die durch die erfindungsgemäße Wählhebelanordnung realisiert werden, indem die lineare Gassenbewegung durch eine Umwandlungseinrichtung in eine Drehbewegung zum Erfassen der Schaltbetätigung umwandelbar ist, wobei die umgewandelte Drehbewegung durch zumindest einen Drehwinkelsensor 2 als Drehwinkelbereich erfassbar ist.
In 2 sind vier Drehwinkelbereiche vorgesehen. Der erfasste Drehwinkelbereich von 360° durch den Drehwinkelsensor 2 wird in einen ersten Drehwinkelbereich für die Wählpositionserfassung in der Automatikgasse, in einen zweiten Drehwinkelbereich für die Wählpositionserfassung in der Manuellgasse für ein Linkslenkerfahrzeug, in einen dritten Drehwinkelbereich für die Wählpositionserfassung in der Manuellgasse für ein Rechtslenkerfahrzeug und in einen vierten Drehwinkelbereich für die Wählpositionserfassung eines Notbetriebes unterteilt, durch den ein Fehler der Wählhebelanordnung erfasst wird.
In 3 ist eine alternative Ausführung vorgesehen, bei dem die Drehwinkelbereiche gedrittelt werden. Hier ist der erfasste Drehwinkelbereich von 360° durch den Drehwinkelsensor 2 in einen ersten Drehwinkelbereich für die Wählpositionserfassung in der Automatikgasse, in einen zweiten Drehwinkelbereich für die Wählpositionserfassung in der Manuellgasse für ein Linkslenkerfahrzeug und in einen dritten Drehwinkelbereich für die Wählpositionserfassung eines Notbetriebes unterteilt.
In 4 ist eine mögliche Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Wählhebelanordnung dargestellt, bei dem als Umwandlungseinrichtung ein Planetengetriebe vorgesehen ist. Hierbei ist vorgesehen, dass eine erste Welle des Planetengetriebes quasi als Sensorwelle dem Drehwinkelsensor 2 zum Erfassen des Drehwinkelbereichs zugeordnet ist, wobei eine zweite Welle des Planetengetriebes zur Übertragung der linearen Gassenbewegung vorgesehen ist und eine dritte Welle des Planetengetriebes zur Übertragung eines Gassenwechsels vorgesehen ist.
Die erste Welle ist einem Sonnenrad 3 des Planetenradsatzes zugeordnet, welches mit einem diametral magnetisierten Magneten über den Drehwinkelsensor 2 positioniert ist. Die zweite Welle ist einem Planetenradträger 4 bzw. einem Umlaufkäfig der Planetenräder 5 zugeordnet, wobei der Planetenradträger 4 über ein Hebelelement 6 mit dem als Längsschieber in der jeweiligen Gasse bewegbar ausgeführten Wählhebel 1 gekoppelt ist. Hierzu ist der Wählhebel 1 über eine Koppelstelle 7 in einem Langloch des Hebelelementes 6 geführt. Auf diese Weise wird die Gassenbewegung in der Automatikgasse PRNDS über das Hebelelement 6 und den Planetenradträger 4 auf das Sonnenrad 3 übertragen und die Wählpositionen können eindeutig durch den Drehwinkelsensor 2 erfasst werden.
Die dritte Welle des Planentengetriebes ist einem Hohlrad 9 des Planetengetriebes zugeordnet ist, welches mit einem zum Gassenwechsel bewegbaren Querschieber 8 verbunden ist. Ein Gassenwechsel erfolgt über den gelagerten Querschieber 8, der mit dem Hohlrad 9 des Planetengetriebes gekoppelt ist. Bei einem Gassenwechsel wird das Hohlrad 9 betätigt und dadurch wird ein anderer Drehwinkelbereich eingestellt. Sollte die Verbindung zum Wählhebei 1 unterbrochen bzw. zerstört werden, kann der Querschieber 8 über eine Feder 10 derart vorgespannt sein, dass der Drehwinkelbereich des Notbereiches quasi automatisch eingestellt wird. Die Vorspannkraft ist mit F in 4 bezeichnet.
In 5 ist eine zweite Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Wählhebelanordnung gezeigt, bei der als Umwandlungseinrichtung ein Koppelgetriebe vorgesehen ist. Das Koppelgetriebe weist einen ersten Schwenkhebel 11 auf, der eine längsverschiebliche Lagerstelle für den Wählhebel 1 umfasst. Hierzu ist ein Langloch in dem ersten Schwenkhebel 11 vorgesehen, in dem eine Koppelstelle 7 des Wählhebels 1 geführt ist, Der erste Schwenkhebel 11 ist an einem Querschieber 12 zum Ausführen eines Gassenwechsels schwenkbar gelagert. An dem ersten Schwenkhebel 11 ist eine Koppelstange 13 befestigt, die mit einem zweiten Schwenkhebel 14 verbunden ist, dessen Schwenkbewegung von dem Drehwinkelsensor 2 erfassbar sind. Der erste Schwenkhebel 11 ist somit drehbar mit dem Querschieber 12 verbunden. Die Koppelstelle 7 des als Längsschieber ausgeführten Wählhebels 1 ist in dem Langloch verschiebbar aufgenommen. Über die Koppelstange 13 wird die Bewegung auf den zweiten Schwenkhebel 14 übertragen, an dem sich der Gebermagnet für den Drehwinkelsensor 2 befindet. Beim Gassenwechsel wird die Lagerstelle des ersten Schwenkhebels 11 verschoben, da sich der Querschieber 12 entsprechend bewegt, sodass ein anderer Drehwinkelbereich eingestellt wird. Der Notbetriebsbereich wird ähnlich wie bei der ersten Ausführungsvariante gemäß 4 über das Federelement 10 erreicht, welches hier nicht weiter dargestellt ist.
Bezugszeichenliste

1: Wählhebel
2: Drehwinkelsensor
3: Sonnenrad
4: Planetenradträger
5: Planetenrad
6: Hebelelement
7: Koppelstelle
8: Querschieber
9: Hohlrad
10: Feder bzw. Federelement
11: erster Schwenkhebel
12: Querschieber
13: Koppelstange
14: zweiter Schwenkhebel
PRNDS: Automatikgasse
M+, M-: Manuellgasse
F: Vorspannkraft

Claims

Wählhebelanordnung mit einem Wählhebel (1) eines Automatikgetriebes, welcher entlang einer Automatikgasse (PRNDS) und zumindest einer Manuellgasse (M+, M-) zur Schaltbetätigung linear bewegbar ist, wobei der Wählhebel (1) zum Gassenwechsel quer zur Gassenbewegung bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Gassenbewegung durch eine Umwandlungseinrichtung in eine Drehbewegung zum Erfassen der Schaltbetätigung umwandelbar ist, wobei die umgewandelte Drehbewegung durch zumindest einen Drehwinkelsensor (2) als Drehwinkelbereich erfassbar ist.
Wählhebelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erfasster Drehwinkelbereich von 360 ° in einen ersten Drehwinkelbereich für die Wählpositionserfassung in der Automatikgasse (PRNDS), in einen zweiten Drehwinkelbereich für die Wählpositionserfassung in der Manuellgasse (M+, M-) für ein Linkslenkerfahrzeug, in einen dritten Drehwinkelbereich für die Wählpositionserfassung in der Manuellgasse (M+, M-) für ein Rechtslenkerfahrzeug und in einen vierten Drehwinkelbereich für die Wählpositionserfassung eines Notbetriebes unterteilt ist.
Wählhebelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erfasste Drehwinkelbereich von 360 ° in einen ersten Drehwinkelbereich für die Wählpositionserfassung in der Automatikgasse (PRNDS), in einen zweiten Drehwinkelbereich für die Wählpositionserfassung in der Manuellgasse (M+, M-) für ein Linkslenkerfahrzeug und in einen dritten Drehwinkelbereich für die Wählpositionserfassung eines Notbetriebes unterteilt ist.
Wählhebelanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Umwandlungseinrichtung ein Planetengetriebe vorgesehen ist.
Wählhebelanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Welle des Planetengetriebes dem Drehwinkelsensor (2) zum Erfassen des Drehwinkelbereichs zugeordnet ist, dass eine zweite Welle des Planetengetriebes zur Übertragung der Gassenbewegung vorgesehen ist und dass eine dritte Welle des Planetengetriebes zur Übertragung eines Gassenwechsels vorgesehen ist.
Wählhebelanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Welle einem Sonnenrad (3) des Planetenradsatzes (5) zugeordnet ist, dass die zweite Welle einem Planetenradträger (4) des Planetengetriebes zugeordnet ist, wobei der Planetenradträger (4) über ein Hebelelement (6) mit einer in einem Langloch geführten Koppelstelle (7) des Wählhebels (1) gekoppelt ist, und dass die dritte Welle einem Hohlrad (9) des Planetengetriebes zugeordnet ist, welches mit einem zum Gassenwechsel bewegbaren Querschieber (8) verbunden ist.
Wählhebelanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearbewegung in der Automatikgasse (PRNDS) und in der Manuellgasse (M+, M-) über das Hebelelement (6) auf das Sonnenrad (3) übertragbar ist und dass ein Gassenwechsel über den Querschieber (8) auf das Hohlrad (9) übertragbar ist.
Wählhebelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Umwandlungseinrichtung ein Koppelgetriebe vorgesehen ist.
Wählhebelanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelgetriebe einen ersten Schwenkhebel (11) mit einem Langloch aufweist, in dem eine Koppelstelle des Wählhebels (1) geführt ist, wobei der erste Schwenkhebel (11) schwenkbar an einem Querschieber (12) zum Erfassen eines Gassenwechsel gelagert ist und wobei an dem ersten Schwenkhebel (11) eine Koppelstange (13) befestigt ist, die mit einem zweiten Schwenkhebel (14) verbunden ist, dessen Schwenkbewegungen von dem Drehwinkelsensor (2) erfassbar sind.
Wählhebelanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschieber (8, 12) zum Erfassen eines Gassenwechsel über ein Federelement (10) derart vorgespannt ist, dass bei einem Bruch der Verbindung zum Wählhebel (1) ein Notbetriebsbereich erfassbar ist.
Fahrzeug mit einer Wählhebelanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche.