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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem Fahrzeuggetriebe und einem Multifunktionsschalter sowie ein Verfahren zum Bedienen eines Fahrzeugs.
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Mit zunehmender Automatisierung im Fahrzeugbereich wird auch das manuelle Schaltgetriebe zunehmend durch Automatikgetriebe ersetzt. Während anfangs Automatikgetriebe nur in größeren Premiumklassefahrzeugen zum Einsatz kamen, sind sie mittlerweile standardmäßig auch in Mittelklassewagen anzutreffen. Bei Elektrofahrzeugen entfällt das Schalten regelmäßig: entweder weist der Elektroantrieb eine feste Übersetzung ohne Schaltmöglichkeit auf oder, falls doch ein Schaltgetriebe vorgesehen ist, so wird dieses meist automatisch geschaltet.
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Obwohl bei Automatikgetrieben kein manuelles Schalten mehr erforderlich ist, weisen die Fahrzeuge dennoch einen Wählhebel auf, welcher sowohl von seiner häufigen Anordnung in der Mittelkonsole als auch von seiner Art her dem klassischen Schalthebel nachgeahmt ist. Der Wählhebel eines Automatikgetriebes weist üblicherweise mindestens die vier wohlbekannten Einstellmöglichkeiten „P“, „R“, „N“ und „D“ auf, wobei „P“ die Parkstellung bezeichnet, bei der das Getriebe mechanisch verriegelt ist, sodass das Fahrzeug nicht weg rollen kann, „R“ den Rückwärtsgang bezeichnet, „N“ die Neutralstellung des Getriebes bezeichnet und „D“ die Vorwärtsfahrt mit automatischer Gangwahl bezeichnet. Die verschiedenen Einstellmöglichkeiten sind meist in der genannten Reihenfolge angeordnet und können durch Kippen bzw. Verlagern des Wählhebels an die entsprechende Position angewählt werden. Möchte man beispielsweise aus einer Parklücke durch eine kurze Rückwärtsbewegung gefolgt von einer Vorwärtsbewegung herausmanövrieren, so wird der Wählhebel zunächst aus der P-Position durch Bewegen nach oben oder nach unten in die zur P-Position benachbarte R-Position verstellt, um die Rückwärtsfahrt einzuleiten. Anschließend wird der Wählhebel aus der R-Position in die D-Position verstellt, wobei bei diesem Verstellvorgang üblicherweise entweder nur eine Wählposition, wenn die Reihenfolge der Einstellmöglichkeiten P-R-N-D entspricht, oder zwei Wählpositionen übersprungen werden, wenn die Reihenfolge der Einstellmöglichkeiten R-P-N-D entspricht. Unabhängig von der tatsächlichen Reihenfolge der Wählmöglichkeiten und deren Reihenfolge erfolgt das Umschalten zwischen den Wählmöglichkeiten des Wählhebels durch die gleiche Bewegungsart - durch das eben beschriebene Kippen/Versetzen des Wählhebels. Alternativ zur Anordnung in der Mittelkonsole kann der Wählhebel auch in Form eines Schalthebels seitlich an der Lenksäule angebracht sein. Zur Wahl einer Schaltoption wird der Wählhebel betätigt, indem er aus seiner Grundstellung nach oben oder nach unten ausgelenkt bzw. geschwenkt wird, wobei er nach Anwahl der entsprechenden Wähloption in der ausgelenkten Stellung verbleiben kann oder in die Grundstellung zurückkehren kann. Auch in diesem Fall erfolgt das Umschalten zwischen den Schaltoptionen durch die gleiche Bewegungsart (Hochwippen oder Runterwippen).
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Aus
DE 199 61 375 A1 ist eine Fahrstufenschaltvorrichtung bekannt, welche ein Betätigungselement aufweist, das eine lineare Kipp/Wipp-Schaltbewegung ausführen kann. Mit dieser Fahrstufenschaltvorrichtung sind unterschiedliche Einschaltpositionen durch Drehen eines weiteren Wählelementes innerhalb seiner Fassung einstellbar.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines kompakten und einfach zu bedienenden Schalters, mittels welchem die Grundzustände des Fahrzeugs, insbesondere unterschiedliche Einstellungen des Getriebes, angewählt werden können.
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Die Aufgabe wird mittels eines Multifunktionsschalters für ein Fahrzeug sowie mittels eines Verfahrens zum Bedienen eines Multifunktionsschalters gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen. Bei dem erfindungsgemäßen Multifunktionsschalter kann es sich insbesondere um einen Zündanlassschalter mit integrierten weiteren Funktionen handeln.
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Erfindungsgemäß wird ein Multifunktionsschalter bzw. ein Kombischalter bereitgestellt, welcher den Zündanlassschalter eines Fahrzeugs mit dem Schalthebel (Wählhebel) kombiniert. Insbesondere werden im Rahmen der Erfindung die Betätigung des Fahrtrichtungshebels, Parktaste/Feststellbremse und der Zündanlassschalter in eine Schaltereinheit kombiniert. Durch die Vereinigung dieser üblicherweise getrennt vorliegenden Schaltmechanismen kann beispielsweise ein separater Schalthebel oder etwaige Schaltköpfe zum Einstellen der Fahrtrichtung (R-Position oder D-Position) entfallen.
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In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Multifunktionsschalter für ein Fahrzeug bereitgestellt, wobei der Multifunktionsschalter mittels eines Bedienelements aus einer Grundstellung in verschiedene Stellungen schaltbar ist. Der Multifunktionsschalter ist mittels einer ersten Drehung des Bedienelements um eine Drehachse aus der Grundstellung in eine erste Stellung schaltbar. Der Multifunktionsschalter ist mittels zweiter Drehungen des Bedienelements um die Drehachse oder mittels Kippbewegungen des Bedienelements relativ zur Drehachse entlang (d.h. parallel zu) einer ersten Richtungsachse aus der ersten Stellung in zweite Stellungen schaltbar, wobei jede der zweiten Stellungen einem Schaltzustand des Getriebes des Fahrzeugs entspricht.
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Der erfindungsgemäße Multifunktionsschalter kann den klassischen Zündanlassschalter des Fahrzeugs ersetzen und an dessen Position am Armaturenbrett des Fahrzeugs angeordnet werden, beispielswiese auf der der Außenseite des Fahrzeugs zugewendeten Seite des Lenkrads. Bei dem Fahrzeug kann es sich insbesondere um ein Elektrofahrzeug handeln.
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Die Grundstellung des Multifunktionsschalters kann der Nullstellung und zugleich der Abfragestellung des Multifunktionsschalters entsprechen. Die Grundstellung kann der Stellung des Multifunktionsschalters entsprechen, in der ihn der Fahrer nach Entriegelung des Fahrzeugs vorfindet. In der Grundstellung des Multifunktionsschalters kann die Fahrzeugelektronik noch größtenteils ausgeschaltet sein. Ferner kann die Grundstellung des Multifunktionsschalters der Parkstellung des Getriebes des Fahrzeugs entsprechen, in der es mechanisch gegen Wegrollen verriegelt. Ist.
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Der Multifunktionsschalter ist mittels einer ersten Drehung des Bedienelements um eine Drehachse aus der Grundstellung in eine erste Stellung schaltbar. Die erste Stellung kann einer Aktivstellung des Multifunktionsschalters entsprechen, bei welcher das Fahrzeug eingeschaltet wird. Im Falle eines Elektrofahrzeugs kann die erste Stellung einem Zustand des Elektrofahrzeugs entsprechen, bei dem es gestartet worden ist bzw. aktiviert ist. Die Drehachse, um welche das Bedienelement aus der Grundstellung drehbar ist, kann im Wesentlichen in eine Richtung weisen, in die das Bedienelement zwecks Bedienung aus dem Multifunktionsschalter herausragt. Die Drehachse kann im Wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des Bereiches des Armaturenbretts angeordnet sein, welcher den Multifunktionsschalter aufweist. Die Drehachse kann der Längsachse (z.B. x-Achse) des Bedienelements entsprechen. Das Bedienelement kann generell eine flache und längliche Form aufweisen, wobei seine Länge (im Vergleich zu seiner Dicke (z.B. entlang z-Achse) und Breite (z.B. entlang y-Achse) der größten Ausdehnung des Bedienelements entsprechen kann. Bei der ersten Drehung, durch welche der Multifunktionsschalter in die erste Stellung gebracht wird, kann es sich um eine Drehung um einen signifikanten Betrag handeln, beispielsweise um 90° oder mehr. Das bedeutet, dass die erste Stellung erst nach einer wohldefinierten ersten Drehung um eine bestimmte Gradzahl (z.B. 90°) eingestellt ist. Beim Erreichen der ersten Stellung kann der Fahrer eine akustische oder haptische Rückmeldung erhalten, beispielsweise in Form eines Klick-Geräusches oder eines spürbaren gedämpften Einraststens. Bei Erreichen der ersten Stellung verbleibt das Bedienelement ohne weitere Krafteinwirkung stabil in dieser Stellung.
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Aus der ersten Stellung heraus ist der Multifunktionsschalter mittels zweiter Drehungen des Bedienelements um die Drehachse oder mittels Kippbewegungen des Bedienelements relativ zur Drehachse entlang einer ersten Richtungsachse in zweite Stellungen schaltbar, wobei jede der zweiten Stellungen einem Schaltzustand des Getriebes des Fahrzeugs entspricht, also mindestens der R-Stellung und der D-Stellung. Die Drehungen/Kippbewegungen aus der ersten Stellung heraus zum Anwählen einer der zweiten Stellungen erfolgen in einem kleinen Bereich um die Längsachse des Bedienelements. Je nach Ausmaß der zweiten Drehung bzw. der Kippbewegung können unterschiedliche zweite Stellungen des Multifunktionsschalters eingestellt werden, wobei eine zweite Stellung dem Vorwärtsbetrieb (D-Stellung) und mindestens eine weitere zweite Stellung dem Rückwärtsbetrieb (R-Stellung) des Fahrzeugs entspricht. Beispielsweise kann der Winkel, um den das Bedienelement aus der ersten Stellung zum Auswählen der D-Stellung gedreht werden muss, größer sein als der Drehwinkel, um den das Bedienelement gedreht werden muss, um aus der ersten Stellung die R-Stellung auszuwählen. Generell kann der Drehwinkel der ersten Drehung größer sein als jeder Drehwinkel der zweiten Drehungen. Anders ausgedrückt erfolgen die zweiten Drehungen im Vergleich zu der ersten Drehung in einem deutlich kleineren Bereich und können beispielsweise jeweils Drehungen um 10°, 20° oder 25° entsprechen. Mechanisch können die zweiten Drehungen als Fortführungen der ersten Drehung gesehen werden, jedoch um kleinere Winkelbereiche. Alternativ können die Bewegungszustände des Fahrzeugs (D-Stellung oder R-Stellung) statt durch zweite Drehungen auch durch Kippbewegungen des Bedienelements aus seiner Position in der ersten Stellung anwählbar sein. Die Kippbewegungen erfolgen relativ zur bzw. gegenüber der Drehachse der ersten Drehung, also von der Drehachse weg. Dabei kann ein Endpunkt oder eine Oberkante des Bedienelements entlang der ersten Richtungsachse verschoben werden, beispielsweise nach oben oder nach unten, wobei die erste Richtungsachse im rechten Winkel zur Drehachse liegen kann. Durch Kippen bzw. Schwenken des Bedienelements nach oben kann beispielsweise der Vorwärtsgang ausgewählt werden und durch Kippen bzw. Schwenken des Bedienelements nach unten kann der Rückwärtsgang ausgewählt werden (oder umgekehrt).
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In weiteren Ausführungsformen kann der Multifunktionsschalter mittels einer Verschiebung des Bedienelements entlang der Drehachse oder mittels einer Kippbewegung des Bedienelements relativ zur Drehachse entlang einer zweiten Richtungsachse aus der ersten Stellung in eine dritte Stellung schaltbar sein, wobei die dritte Stellung der Leerlaufstellung bzw. Neutralstellung des Getriebes des Fahrzeugs entspricht. Anders ausgedrückt kann das Anwählen der dritten Stellung durch Eindrücken des Bedienelements in den Multifunktionsschalter oder durch dessen Herausziehen aus dem Multifunktionsschalter erfolgen, wobei das Eindrücken und Herausziehen im Wesentlichen senkrecht zu der Bewegungsebene der ersten Drehung erfolgen kann.
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Alternativ kann die Anwahl der dritten Stellung mittels einer seitlichen Auslenkung bzw. einer Kippbewegung des Bedienelements relativ zur Drehachse entlang einer zweiten Richtungsachse erfolgen. Die zweite Richtungsachse kann unter einem Winkel zur ersten Richtungsachse angeordnet sein, wobei der Winkel insbesondere 90°C betragen kann. Die zweite Achse kann senkrecht zur Drehachse angeordnet sein und einer Achse entsprechen, auf der sich während der seitlichen Auslenkung des Bedienelements sein Endpunkt oder seine obere Kante in einer Draufsicht, etwa aus Sicht des Fahrers, in Bezug auf die Drehachse bewegt.
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In weiteren Ausführungsformen des Multifunktionsschalters kann die Drehachse des Bedienelements seiner Längsachse entsprechen.
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In weiteren Ausführungsformen des Multifunktionsschalters kann das Bedienelement einem in den Multifunktionsschalter einsetzbaren Element, insbesondere einem Schlüssel entsprechen. Das Bedienelement kann insbesondere zugleich die Funktion einer Zugriffskontrolle beim Starten des Fahrzeugs erfüllen, da das Fahrzeug zum einen ohne das in den Multifunktionsschalter eingesetzte Bedienelement nicht bedient werden kann und zum anderen das Fahrzeug nur bei passendem Bedienelement aktiviert wird. Bei dem Schlüssel kann es sich um einen elektronischen Schlüssel handeln, beispielsweise einen passiven Transponder in Form eines RFID-Tokens enthält (auch als „Fob“ bezeichnet). Der Multifunktionsschalter kann folglich als ein mechatronischer Schalter ausgebildet sein. Das Bedienelement kann jedoch auch einfach einem Schaltgriff des Multifunktionsschalters entsprechen, welcher nicht herausnehmbar ist.
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In weiteren Ausführungsformen des Multifunktionsschalters kann dieser mittels einer Kippbewegung des Bedienelements relativ zur Drehachse aus der Grundstellung in eine vierte Stellung schaltbar sein, wobei die vierte Stellung bevorzugt der Leerlaufstellung des Getriebes des Fahrzeugs entspricht. Die vierte Stellung kann einer zusätzlichen Kipp-Position des Bedienelements entsprechen, wobei die Richtung der Kippbewegung beispielsweise entlang der ersten oder der zweiten Richtungsachse erfolgen kann.
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In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ferner ein Verfahren zum Bedienen des hier beschriebenen Multifunktionsschalters eines Fahrzeugs bereitgestellt, wobei das Verfahren Drehen des Bedienelements um eine Drehachse aus der Grundstellung heraus, wodurch der Multifunktionsschalter in eine erste Stellung geschaltet wird, und Drehen des Bedienelements um die Drehachse oder Kippen des Bedienelements in eine erste Richtung relativ zur Drehachse aus der ersten Stellung heraus aufweist, wodurch der Multifunktionsschalter in eine zweite Stellung geschaltet wird, wobei die zweite Stellung einem Schaltzustand des Getriebes des Fahrzeugs entspricht.
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In weiteren Ausführungsformen kann das Verfahren ferner Einsetzen des Bedienelements in den Multifunktionsschalter aufweisen, wodurch die Grundstellung des Multifunktionsschalters realisiert wird. Falls das Bedienelement kein in den Multifunktionsschalter einsetzbares Element darstellt, so hat dieses in der Grundstellung die gleiche Anordnung/Orientierung wie ein darin einzusetzendes Bedienelement. Weitere Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben sich aus der Beschreibung des Multifunktionsschalters.
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Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
- 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Multifunktionsschalters, welcher am Armaturenbrett eines Fahrzeugs angeordnet ist.
- 2A zeigt eine schematische Seitenansicht des in 1 gezeigten Multifunktionsschalters in seiner Grundstellung.
- 2B zeigt eine schematische Frontansicht des in 2A gezeigten Multifunktionsschalters.
- 3A zeigt eine schematische Seitenansicht des in 1 gezeigten Multifunktionsschalters in seiner ersten Stellung.
- 3B zeigt eine schematische Frontansicht des in 3A gezeigten Multifunktionsschalters.
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In 1 ist ein Teil eines Armaturenbretts 1 in einem Fahrzeug dargestellt. Der erfindungsgemäße Multifunktionsschalter 3 ist hierbei seitlich neben einem Lenkrad 2 am Armaturenbrett 1 angeordnet. Das Bedienelement 4, das die Form eines abgerundeten flachen Stücks aufweist, ist in den Multifunktionsschalters 1 eingesteckt, sofern das Bedienelement 4 als gesondertes in den Multifunktionsschalter 1 einsteckbares Element ausgebildet ist. Alternativ kann das Bedienelement 4 auch einem nicht herausnehmbaren Griff des Multifunktionsschalters 3 entsprechen. In 1 ist das Bedienelement 4 in einer Stellung dargestellt, welche der Grundstellung des Bedienelements 4 bzw. des Multifunktionsschalters 3 entspricht. Im gezeigten Beispiel entspricht eine im Wesentlichen vertikale Anordnung des Bedienelements 4 der Grundstellung des Multifunktionsschalters 3.
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In 2A ist eine schematische Seitenansicht des in 1 dargestellten Multifunktionsschalters 3 veranschaulicht. Es sei darauf hingewiesen, dass die dargestellte Querschnittsform mit einem abgerundeten dem Fahrgastraum zugewendeten Ende nur eine von vielen möglichen Formen darstellt. Das in 2A eingezeichnete Koordinatensystem 10 gibt eine willkürliche Festlegung der Raumrichtungen an. Die Längsachse des Bedienelements 4, welche entlang der größten Dimension des Bedienelements 4 angeordnet ist, entspricht hierbei der x-Achse. Senkrecht dazu verläuft die y-Achse, welche parallel zur Höhenausdehnung des Bedienelements 4 angeordnet ist.
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Schließlich ist die z-Achse entlang der Tiefe/Dicke des Bedienelements 4 angeordnet. Eine Frontansicht des in 2A gezeigten Multifunktionsschalters 3 ist in 2B dargestellt. Der in diesen beiden Figuren veranschaulichte Multifunktionsschalter 4 befindet sich in seiner Grundstellung, welche der P-Stellung entsprechen kann. Aus dieser Position kann das Bedienelement 4 seitlich ausgelenkt bzw. gekippt werden, um eine vierte Stellung anzuwählen. In 2B ist die vierte Stellung des Bedienelements 4 durch ein beispielhaft links neben dem Bedienelement 4 angeordnetes gestricheltes Rechteck 5 veranschaulicht. Die seitliche Auslenkung des Bedienelements 4 erflogt hier in eine Richtung, welcher die größte Fläche (die in 2A in der Seitenansicht gezeigte Seitenfläche) des Bedienelements 4 zugewendet ist, so dass der Fahrer beim Draufdrücken auf die gegenüberliegende Seite keine unangenehme Kante spürt.
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In den 3A und 3B ist der Multifunktionsschalter 3 in einer Seitenansicht bzw. einer Draufsicht dargestellt, wobei sich das Bedienelement 4 in der ersten Stellung des Multifunktionsschalters 3 befindet. Um den Multifunktionsschalters 3 aus der Grundstellung in die erste Stellung zu schalten, wird das Bedienelement 4 gedreht, im gezeigten Beispiel um 90° im Uhrzeigersinn. Dieser Vorgang kann im Wesentlichen dem klassischen Einschalten eines Fahrzeugs durch Drehen eines Schlüssels im Zündanlasser entsprechen. Um den Multifunktionsschalter 3 aus der ersten Stellung in eine von den zweiten Stellungen zu bringen, wird das Bedienelement 4 relativ zur Drehachse 9 gekippt, die mittig durch das Bedienelement 4 und parallel zur x-Achse verläuft. In den 3A und 3B sind diese Positionen angedeutet: das Bedienelement 4 ist sowohl in einer nach oben gekippten Position 6 wie auch in einer nach unten gekippten Position 7 gezeigt. Beide Positionen 6,7 entsprechen zweiten Stellungen des Multifunktionsschalters 3, wobei die nach oben gekippte Position 6 beispielsweise der D-Stellung (Vorwärtsfahrt) und die nach unten gekippte Position 7 entsprechend der R-Stellung (Rückwärtsfahrt) entsprechen kann. Ferner kennzeichnet ein Doppelpfeil 8 eine Bewegungsrichtung, entlang welcher das Bedienelement 4 bewegt werden kann, d. h. in den Multifunktionsschalter 4 (leicht) hineingedrückt oder aus diesem (leicht) herausgezogen werden kann, um den Multifunktionsschalter 3 in eine dritte Stellung zu schalten. Diese dritte Stellung kann beispielsweise der N-Stellung (Leerlauf) entsprechen. Weiter zusätzlich kann zum Einstellen der N-Stellung der Multifunktionsschalter 4 in eine dritte Stellung gebracht werden, indem das Bedienelement 4 aus der ersten Stellung zu einer Seite ausgelenkt wird. Diese Seitwärtsbewegung ist durch Pfeile 11 in 3B veranschaulicht.