DE10243286A1

DE10243286A1 - Schaltkonsole eines automatisiert steuerbaren Kraftfahrzeuggetriebes und Verfahren zur Steuerung eines Schalt-/Wählhebels einer Schaltkonsole

Info

Publication number: DE10243286A1
Application number: DE2002143286
Authority: DE
Inventors: Georg Kruse
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2002-09-18
Filing date: 2002-09-18
Publication date: 2004-04-01

Abstract

Schaltkonsole und Verfahren zur Steuerung eines automatisiert steuerbaren Kraftfahrzeuggetriebes, mit einem Schalt-/Wählhebel, der in einer Schaltgasse schwenkbar gelagert ist, und dessen Bewegungen und Positionen über mindestens einen Weg- und Positionssensor erfassbar und an ein Getriebesteuergerät übertragbar sind, wobei der Schalt-/Wählhebel widerstandsarm gelagert ist und zur Erzeugung von Widerstands- und Rastierungskräften mit einem variabel steuerbaren Wählhebel-Stellantrieb verbunden ist, und dass zur Steuerung des Wähhebel-Stellantriebes ein Wählhebel-Steuergerät vorgesehen ist, das über Steuer- und Sensorleitungen mit dem Wählhebel-Stellantrieb und dem Weg- und Positionssensor in Verbindung steht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltkonsole eines automatisiert steuerbaren Kraftfahrzeuggetriebes, mit einem Schalt-/Wählhebel, der in einer Schaltgasse schwenkbar gelagert ist, und dessen Bewegungen und Positionen über mindestens einen Weg- und Positionssensor erfassbar und an ein Getriebesteuergerät übertragbar sind.
Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung eines Schalt-/Wählhebels einer Schaltkonsole, die zur Steuerung eines Kraftfahrzeuggetriebes dient, wobei der Schalt-/Wählhebel in einer Schaltgasse schwenkbar gelagert ist und dessen Bewegungen und Positionen über mindestens einen Weg- und Positionssensor erfasst und an ein Getriebesteuergerät übertragen werden.
Der Begriff des automatisiert steuerbaren Kraftfahrzeuggetriebes umfasst alle Getriebebauarten, die automatisiert steuerbar ausgebildet sein können und bei denen keine mechanische Verbindung zwischen dem Schalt-/Wählhebel und dem Kraftfahrzeuggetriebe bzw. Steuerungsorganen des Kraftfahrzeuggetriebes bestehen. Mögliche Getriebebauarten sind demnach klassische Getriebeautomaten, stufenlos verstellbare Getriebe (CVT), automatisierte Schaltgetriebe (ASG), und Doppelkupplungsgetriebe (DKG). Da das manuelle Eingabemittel zum Wechsel der Gänge bei Schaltgetrieben als Schalthebel und zum Wechsel der Fahrstufen bei Automatikgetrieben als Wählhebel bezeichnet wird, wird dieses Eingabemittel vorliegend verallgemeinernd als Schalt-/Wählhebel bezeichnet.
Bei Schaltkonsolen, die üblicherweise auf einer Mittelkonsole oder in anderer Weise zwischen dem Fahrersitz und einem Beifahrersitz angeordnet sind, besteht grundsätzlich die Schwierigkeit, dass diese bei unterschiedlichen Fahrergrößen und demzufolge verschiedenen Einstellungen des Fahrersitzes und ggf. des Lenkrades für den jeweiligen Fahrer häufig ergonomisch ungünstig angeordnet sind. Bei LKWs, Bussen und Kleintransportern bzw. Vans kommt hinzu, dass durch die Schaltkonsole zumeist ein Durchstieg von der Fahrerseite auf die Beifahrerseite und von vorne zwischen dem Fahrersitz und dem Beifahrersitz hindurch nach hinten erheblich erschwert oder sogar völlig unmöglich ist.

Zur Beseitigung derartiger Schwierigkeiten sind mehrere Vorschläge gemacht worden. So wird in der EP 1 028 021 A2 eine Schaltkonsole mit einem Schalt-/Wählhebel vorgeschlagen, die an einem Schwenkarm befestigt ist, der innen seitlich an dem Fahrersitz um eine vertikale Drehachse schwenkbar gelagert ist. In einer arretierbaren Parkposition ist der Schwenkarm seitlich nach hinten geschwenkt, so dass sich ein weitgehend freier Durchstieg zwischen der Fahrerseite und der Beifahrerseite und von vorne zwischen dem Fahrersitz und dem Beifahrersitz nach hinten ergibt. In der Betriebsposition ist der Schwenkarm mit der Schaltkonsole seitlich nach vorne geschwenkt und dort arretiert. Eine Verstellmöglichkeit für die Schaltkonsole in Relation zu dem Fahrersitz zur Anpassung an unterschiedliche Fahrerproportionen ist jedoch nachteilig nicht vorgesehen. Des weiteren ist aus der JP 61 157 442A eine Schaltkonsole mit einem Schalt-/Wählhebel bekannt, die an einem beweglichen Teleskopsäulenteil befestigt ist, das gegenüber einem feststehenden Teleskopsäulenteil längsverschiebbar gelagert ist. Durch ein Nachvorneschieben der Schaltkonsole kann ein weitgehend freier Durchstieg von der Fahrerseite auf die Beifahrerseite ermöglicht werden. Darüber hinaus kann der Fahrer durch eine Verschiebung der Schaltkonsole entlang der Teleskopachse eine Anpassung an seine Körpergröße und seine Sitzposition vornehmen. Diese beiden bekannten Schaltkonsolen sind hinsichtlich ihrer Befestigungs- und Verstellvorrichtung relativ aufwendig aufgebaut, ermöglichen keine bzw. nur eine eingeschränkte ergonomische Einstellung, und ihr Einsatzgebiet ist auf eine Verwendung in LKWs, Bussen und Kleintransportern mit elektronischer Erfassung der Positionen und Bewegungen des Schalt-/Wählhebels (shift-by-wire) beschränkt. Schließlich wird in der DE 41 15 835 A1 eine Schaltkonsole mit einem Schalt-/Wählhebel vorgeschlagen, die durch ein entsprechendes Kopplungsglied in Abhängigkeit von der Fahrersitzposition längs- und höhenverstellbar ausgebildet ist, wobei die Schaltkonsole in einer auf einer Mittelkonsole befestigten und nach hinten geneigten Gleitführung gelagert ist. Diese bekannte Schaltkonsole ist besonders für den Einsatz in Pkws geeignet. Für die Übertragung der Schaltkräfte und -bewegungen von dem Schalt-/Wählhebel zu dem Kraftfahrzeuggetriebe ist eine flexible Seilzugvorrichtung vorgesehen, prinzipiell ist jedoch auch eine shift-by-wire-Übertragungsvorrichtung möglich. Nachteilig ist jedoch die relativ aufwendige Konstruktion der Verstellvorrichtung und der starre Funktionszusammenhang zwischen der Fahrersitzposition und der Längsund Höhenposition der Schaltkonsole, wodurch nur für einen Teil der Fahrer eine ergonomisch günstige Lage des Schalt-/Wählhebels eingestellt wird, wogegen sich bei stärker von der Norm abweichenden Fahrern eine ergonomisch ungünstige Positionierung der Schaltkonsole ergibt. Außerdem ist aus der DE 199 57 866.4 eine Schaltkonsole eines Automatikgetriebes mit einer shift-by-wire-Übertragungsvorrichtung bekannt, bei der der Wählhebel bei einer Abweichung seiner Position von dem aktuellen Schalt- bzw. Betriebszustand des Automatikgetriebes mittels eines Stellantriebes nachgeführt wird. Es wird dabei neben dem üblichen Wählhebel von weiteren Eingabekanälen zur Eingabe von Schaltkommandos, insbesondere einem akustischen Eingabekanal, ausgegangen, so dass es ohne die Nachführung des Wählhebels zu einer Diskrepanz zwischen der Wählhebelposition und dem aktuellen Schalt- und Betriebszustand des Automatikgetriebes kommen würde. Eine Verstellbarkeit der Schaltkonsole zur ergonomischen Anpassung ist jedoch nicht vorgesehen.

Ausgehend von den bekannten Schaltkonsolen, die nur eine beschränkte oder gar keine ergonomische Justierbarkeit aufweisen und dabei relativ kompliziert aufgebaut sind, liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zugrunde, eine Schaltkonsole mit einem Schalt-/Wählhebel eines automatisiert steuerbaren Kraftfahrzeuggetriebes vorzustellen, die eine höhere Flexibilität, insbesondere zur ergonomischen Anpassung an den jeweiligen Fahrer aufweist und dabei relativ einfach und kostengünstig aufgebaut ist. Des weiteren soll ein Verfahren zur Steuerung des Schalt-/Wählhebels einer derartigen Schaltkonsole angegeben werden.

Das die Schaltkonsole betreffende Problem wird erfindungsgemäß in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass der Schalt-/Wählhebel widerstandsarm gelagert ist und zur Erzeugung von Widerstands- und Rastierungskräften mit einem variabel steuerbaren Wählhebel-Stellantrieb verbunden ist, und dass zur Steuerung des Wählhebel-Stellantriebes ein Wählhebel-Steuergerät vorgesehen ist, das über Steuer- und Sensorleitungen mit dem Wählhebel-Stellantrieb und dem Weg- und Positionssensor in Verbindung steht.

Vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der erfindungsgemäßen Schaltkonsole sind in den Unteransprüchen 2 bis 12 angegeben.

Das Problem das Verfahren betreffend wird erfindungsgemäß in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruchs 13 dadurch gelöst, dass Bewegungs- und Positionssignale von dem Weg- und Positionssensor an ein Wählhebel-Steuergerät übertragen werden, dass das Wählhebel-Steuergerät bei einer sensierten Bewegung bzw. Positionsänderung des Schalt-/Wählhebels einen Wählhebel-Stellantrieb derart ansteuert, dass der Schalt-/Wählhebel mit entsprechend dem aktiven Betriebsmodus des Kraftfahrzeuggetriebes angepassten Widerstands- und Rastierungskräften beaufschlagt wird, und dass das Wählhebel-Steuergerät zur Auslösung zugeordneter Schalt- und Steuerungsfunktionen Steuersignale an das Getriebesteuergerät übermittelt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen 14 bis 20 aufgeführt.

Die erfindungsgemäße Schaltkonsole kann starr in bzw. auf einer Mittelkonsole oder einem Vorsprung des Armaturenbrettes eines PKW oder Kleintransporters bzw. Vans angeordnet sein. Es ist jedoch auch eine Verstellbarkeit der gesamten Schaltkonsole, z.B. durch eine Montage an einem Schwenk- oder Teleskoparm, möglich. Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltkonsole liegt jedoch in ihrer eigenen Variabilität. So ist es einerseits möglich, durch eine Einstellung des nutzbaren Schwenkbereichs des Schalt-/Wählhebels eine ergonomisch günstige Justierung vorzunehmen, andererseits können auch die üblichennreise fest vorgegebenen Widerstands- und Rastierungskräfte des Schalt-/Wählhebels nunmehr den Bedürfnissen des jeweiligen Fahrers angepasst werden. Insbesondere ist vorgesehen, dass in einem Justiermodus der nutzbare Schwenkbereich des Schalt-/Wählhebels als Teil eines verfügbaren Schwenkbereichs in seiner Lage und Größe festgelegt und die Höhe der Widerstands- und Rastierungskräfte des Schalt-/Wählhebels eingestellt werden kann.

Der Justiermodus kann durch den Fahrer selbst aktiviert werden, worauf manuell die Einstellung des nutzbaren Schwenkbereichs und/oder der Höhe der Widerstands- und Rastierungskräfte des Schalt-/Wählhebels vorgenommen wird, dann die vorgenommene Einstellung abgespeichert wird, und abschließend der Justiermodus beendet wird. Alternativ oder zusätzlich dazu können diese Einstellungen aber auch automatisch erfolgen, z.B. dadurch, dass vorab abgespeicherte Einstelldaten abgerufen und in dem Wählhebel-Steuergerät aktiviert werden, oder dass die Einstellung des Schalt-/Wählhebels in Abhängigkeit von der Einstellung fahrerbezogener Hilfsmittel, wie des Fahrersitzes, des Lenkrades, und ggf. der Pedale, erfolgt. Im Falle der Verwendung abgespeicherter Einstelldaten können diese personalisiert sein, d.h. zuvor von dem Fahrer oder von Servicepersonal ermittelt und abgespeichert worden sein, und durch einen fahrerspezifischen Schlüssel, wie durch die Eingabe einer persönlichen Geheimzahl (PIN) oder durch die Verwendung eines codierten Zündschlüssels, aktiviert werden. Es ist jedoch auch denkbar, generalisierte Einstelldaten, d.h. auf bestimmte Fahrerproportionen abgestimmte Einstelldaten zu verwenden, deren Einstellung dann ggf. durch manuelles Nachjustieren von dem Fahrer optimiert werden kann.

Da moderne Kraftfahrzeuggetriebe immer häufiger mehrere Betriebsmodi, insbesondere einen Automatikmodus und einen Manuellmodus, aufweisen, für die nach dem Stand der Technik jeweils eine separate Schaltgasse benötigt wird, kann die erfindungsgemäße Schaltkonsole vorteilhaft ohne einen wesentlichen Mehraufwand auch zur Simulation mehrerer Funktionsschaltgassen in der einen vorhandenen Schaltgasse verwendet werden. Beispielsweise kann von der Simulation einer Automatikschaltgasse nach dem üblichen Fahrstufenschema P-R-N-D-3-2-1 im Automatikmodus beim Wechsel in einen Manuellmodus mit sequenzieller Schaltung der vorhandenen Gänge problemlos auf die Simulation einer Manuellschaltgasse nach dem Gangschaltschema „+" – „M" – „–" („+" für manuelles Hochschalten und „–" für manuelles Zurückschalten) umgeschaltet werden. Damit der Fahrer dabei nicht den Überblick verliert und sich permanent über den aktuellen Betriebsmodus und den Schaltzustand des Kraftfahrzeuggetriebes informieren kann, ist vorteilhaft eine Anzeigevorrichtung zur optischen Information des Fahrers über den aktiven Betriebsmodus des Kraftfahrzeuggetriebes und/oder der aktiven Funktionsschaltgasse und/oder der aktuell wirksamen Fahrstufe bzw. des aktuell eingelegten Gangs vorhanden. Die Anzeigevorrichtung kann beispielsweise ein im Sichtfeld des Fahrers, z.B. in der Instrumententafel, angeordnetes Anzeigefeld (Display) umfassen, in dem der aktuelle Betriebszustand des Kraftfahrzeuggetriebes mittels Piktogrammen, Buchstaben, und/oder Zahlen angezeigt wird. Insbesondere sollte die Anzeigevorrichtung aber ein parallel zu der vorhandenen Schaltgasse der Schaltkonsole angeordnetes bandförmiges Anzeigefeld, z.B. ein LCD-Display oder eine Leuchtdiodenmatrix, aufweisen, in dem in üblicher Weise die aktuell wirksame Fahrstufe bzw. der aktuell eingelegte Gang, jedoch weitgehend variabel entsprechend dem aktuellen Betriebsmodus des Kraftfahrzeuggetriebes und dem eingestellten nutzbaren Schwenkbereich des Schalt-/Wählhebels angezeigt werden.

Um eine gute Steuerbarkeit mit niedrigen Herstellungskosten und geringem Platzbedarf zu realisieren, ist der Wählhebel-Stellantrieb bevorzugt als Elektromotor und das zugeordnete Wählhebel-Steuergerät vorteilhaft als elektronisches Steuergerät ausgebildet. Der Wählhebel-Stellantrieb kann dabei zur Reduzierung der erforderlichen Antriebsleistung über ein Untersetzungsgetriebe mit dem Schalt-/Wählhebel verbunden sein, wobei das Untersetzungsgetriebe platzsparend als Stirnradgetriebe ausgebildet und auf die Nabe des Schalt-/Wählhebels wirksam angeordnet sein kann.

Damit der Schalt-/Wählhebel nicht durch relativ geringe Trägheitskräfte, die durch Beschleunigungs- und Bremsmanöver des betreffenden Kraftfahrzeugs hervorgerufen werden können, häufig selbsttätig und ohne unmittelbare Einwirkung des Fahrers aus einer definierten Position herausbewegt wird, was durch den Wählhebel-Stellantrieb mittels Haltekräften und Lageregelungsvorgängen zu verhindern bzw. auszugleichen wäre, ist der Schalt-/Wählhebel vorteilhaft mit einer Bewegungshemmvorrichtung versehen. Diese Bewegungshemmvorrichtung ist in Form einer Reiblagerungsvorrichtung und/oder einer feingestuften mechanischen Rastiervorrichtung oder durch eine ständige Lageregelung der Stelleinrichtung realisierbar, die unmittelbar auf den Schalt-/Wählhebel oder auf eines der mit diesem in Verbindung stehenden Zahnräder wirksam angeordnet sein können. Des weiteren weist der Schalt-Wählhebel zur Unterscheidung einer vom Fahrer ausgelösten Schwenkbewegung von einer vom Fahrer nicht verursachten oder gewünschten Schwenkbewegung vorteilhaft mindestens zwei Griffsensoren auf, die funktionssicher angeordnet sind und mit dem Wählhebel-Steuergerät in Verbindung stehen. Bei bewusster Betätigung des Schalt-/Wählhebels durch den Fahrer werden die beiden Griffsensoren, die bevorzugt seitlich auf gegenüberliegenden Seiten des Schaltknaufs angeordnet sind, ausgelöst und damit die der Schwenkbewegung bzw. der Positionsänderung des Schalt-/Wählhebels zugeordnete Getriebefunktion freigegeben und ausgeführt. Bei einem unabsichtlichen Verschwenken des Schalt-/Wählhebels, das durch eine unachtsame Bewegung des Fahrers oder eines Beifahrers verursacht werden kann oder bedingt durch starke Trägheitskräfte hervorgerufen werden kann, die z.B. bei einem Unfall den Schalt-/Wählhebel alleine durch seine Eigenmasse oder durch umherfliegende Gepäckstücke verschieben können, wird zumindest einer der beiden Griffsensoren nicht berührt bzw. ausgelöst und damit eine mögliche Getriebefunktion unterdrückt und der Schalt-/Wählhebel nach Wegfall der einwirkenden Kräfte in die Ausgangsposition zurückgeschwenkt.

Als weitere sinnvolle Funktion der erfindungsgemäßen Schaltkonsole ergibt sich eine automatische Bringfunktion. Hierbei ist vorgesehen, dass der Schalt-/Wählhebel bei der Inbetriebnahme des Kraftfahrzeuges, insbesondere mit dem Starten des Antriebsmotors, aus einer Ruheposition in eine Betriebsposition geschwenkt wird, und dass der Schalt-/Wählhebel bei der Außerbetriebsetzung des Kraftfahrzeuges, insbesondere mit dem Abstellen des Antriebsmotors, aus der Betriebsposition in die Ruheposition geschwenkt wird. Hierdurch ist insbesondere bei einer Anwendung in Kleinbussen und Vans beim Ein- und Aussteigen, je nach Anordnung der Schaltkonsole, ein weitgehend ungehinderter Durchstieg zwischen der Fahrerseite und der Beifahrerseite bzw. von vorne zwischen dem Fahrersitz und dem Beifahrersitz nach hinten gewährleistet.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und der beigefügten Zeichnung, die beispielhaft zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Schaltkonsole und des erfindungsgemäßen Verfahrens dient. Hierzu zeigt:

1 den Aufbau einer erfindungsgemäßen Schaltkonsole in schematischer Form.

Die Schaltkonsole 1 weist einen Schalt-/Wählhebel 2 auf, der um eine Drehachse 3 drehbar und somit in einer Schaltgasse 4 schwenkbar gelagert ist. Der Schalt-/Wählhebel 2 ist über ein Untersetzungsgetriebe 5 mit einem variabel steuerbaren Wählhebel-Stellantrieb 6 verbunden, der vorliegend als Elektromotor 7 ausgebildet ist. Das Untersetzungsgetriebe 5 ist vorzugsweise als Stirnradgetriebe ausgebildet und kann ein oder mehrere Zahnräder umfassen, im Ausführungsbeispiel ein motorseitiges Zahnrad 8, ein Zwischenzahnrad 9, und ein hebelseitiges Zahnrad 10. Am motorseitigen Zahnrad 8 und am hebelseitigen Zahnrad 10 ist jeweils ein Weg- und Positionssensor 11, 12 angeordnet, der vorliegend jeweils als Drehpotentiometer 13, 14 ausgebildet ist. Der Elektromotor 7 weist als zusätzlichen Weg- und Positionssensor 15 einen Inkrementalgeber 16 auf. Die Drehpotentiometer 13, 14 und der Inkrementalgeber 16 stehen wie auch der Elektromotor 7 über Sensor- und Steuerleitungen 17, 18, 19, 20 mit einem Wählhebel-Steuergerät 21 in Verbindung. Zur Steuerung eines zugeordneten Kraftfahrzeuggetriebes, d.h. zur Auslösung entsprechender Schaltvorgänge bzw. Änderungen der wirksamen Fahrstufe in dem Kraftfahrzeuggetriebe, steht das Wählhebel-Steuergerät 21 und die Weg- und Positionssensoren 11, 12, 15 über Steuer- und Sensorleitungen zumindest mittelbar auch mit einem Getriebesteuergerät in Verbindung, was jedoch zur Vereinfachung der Darstellung in 1 nicht abgebildet ist. Schließlich kann noch eine Bewegungshemmvorrichtung 22 vorgesehen werden, die vorliegend als eine auf das Zwischenzahnrad 9 wirksame Federrastierung 23 ausgebildet ist.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Schaltkonsole 1 ist vorteilhaft eine weitgehend variable Steuerung des Schalt-/Wählhebels 2 möglich. Durch den Verzicht auf eine nach dem Stand der Technik übliche starre Rastiervorrichtung, durch die die Schalt- bzw. Rastierungspositionen sowie die Widerstands- und Rastierungskräfte fest vorgegeben sind, können nunmehr sowohl der nutzbare Schwenkbereich 24 des Schalt-/Wählhebels 2 mit den zugeordneten Rastierungspositionen als auch die wirksamen Widerstands- und Rastierungskräfte des Schalt-/Wählhebels 2 weitgehend variabel eingestellt werden, da die jeweiligen Funktionen und Kräfte über das Wählhebel-Steuergerät 21 definiert und durch eine entsprechende Ansteuerung des Wählhebel-Stellantriebes 6 von diesem simuliert bzw. erzeugt werden. Konkret ist vorgesehen, dass der nutzbare Schwenkbereich 24 des Schalt-/Wählhebels 2 als Teil des verfügbaren Schwenkbereichs 25 in seiner Lage und Größe variabel eingestellt wird. Beispielsweise kann bei einem kleineren Fahrer ein vorderer Bereich 26 des verfügbaren Schwenkbereichs 25 als nutzbarer Schwenkbereich 24 definiert werden und bei einem größeren Fahrer ein hinterer Bereich 27 des verfügbaren Schwenkbereichs 25 als nutzbarer Schwenkbereich 24 festgelegt werden. Die jeweilige Einstellung des nutzbaren Schwenkbereichs 24 kann dabei, z.B. in einem Justiermodus, manuell durch den Fahrer oder in Abhängigkeit von fahrerrelevanten Einstellungen, z.B. der Einstellung des Fahrersitzes, automatisch erfolgen. Auch ist eine Kombination beider Möglichkeiten denkbar, beispielsweise in Form einer automatischen Grobeinstellung und einer manuellen Feinjustierung. Die Weg- und Positionssensoren 11, 12, 15 dienen hierzu der sicheren Erfassung der Position des Schalt-/Wählhebels 2 und der Stellung des Wählhebel-Steilantriebes 6 relativ dazu.
Als zusätzliche Funktion der erfindungsgemäßen Schaltkonsole 1 ist aber auch die variable Einstellung der Höhe der Widerstands- und Rastierungskräfte des Schalt-/Wählhebels 2 möglich und aus Sicherheits- und Komfortgründen auch sinnvoll. Bekanntlich können fest vorgegebene Wirkkräfte von einem ersten Fahrer, z.B. einer zierlichen Frau, als zu hoch und unkomfortabel empfunden werden, wogegen dieselben Wirkkräfte von einem zweiten Fahrer, z.B. einem kräftigen Mann (Bauarbeiter oder Bodybuilder), als zu niedrig empfunden werden können, was bezogen auf die Widerstands- und Rastierungskräfte eines Schalt-/Wählhebels 2 in beiden Fällen zu Fehlbedienungen führen kann. Eine Justierung der Widerstands- und Rastierungskräfte ist nach der vorliegenden Erfindung zwischen zwei Extremwerten sowohl in Stufen als auch weitgehend stufenlos darstellbar, wobei auch hier eine manuelle Einstellung durch den Fahrer und/oder eine automatische Einstellung möglich ist. Schließlich besteht im Zusammenhang mit einem Kraftfahrzeuggetriebe, das mehrere Betriebsmodi, z.B. einen Automatikmodus und einen Manuellmodus, aufweist, die Möglichkeit, auf einfache Weise die betreffenden Funktionsschaltgassen, d.h. z.B. eine Automatikschaltgasse mit dem Fahrstufenschema P-R-N-D-3-2-1 und eine sequenzielle Manuellschaltgasse mit dem Gangschaltschema „+" – „M" – „-", mit den entsprechenden nutzbaren Schwenkbereichen 24, den zugeordneten Rastierungspositionen, sowie Widerstandsund Rastierungskräften zu simulieren.
Die vorgesehene Bewegungshemmvorrichtung 22 dient zur Fixierung des Schalt-/Wählhebels 2 im unbetätigten Zustand und somit vorteilhaft zur Vermeidung von durch den Wählhebel-Stellantrieb aufzubringenden Haltekräften bzw. Lageregelungsvorgängen.
Zur Vermeidung beengter Verhältnisse beim Ein- und Aussteigen bzw. zur Schaffung eines weitgehend freien Durchstieges, insbesondere bei einer Anwendung der Schaltkonsole 1 in einem Kleinbus oder Van, ist vorteilhaft vorgesehen, dass der Schalt-/Wählhebel 2 bei der Inbetriebnahme des betreffenden Kraftfahrzeuges, insbesondere mit dem Starten des Antriebsmotors, aus einer Ruheposition 28 in eine Betriebsposition 29 geschwenkt wird, und dass der Schalt-/Wählhebel 2 bei der Außerbetriebsetzung des Kraftfahrzeuges, insbesondere mit dem Abstellen des Antriebsmotors, aus der Betriebsposition 29 in die Ruheposition 28 geschwenkt wird. Vorliegend weist die Schaltkonsole 1 hierzu vorteilhaft eine mit einer Jalousie 30 verschließbare Parkbox 31 auf, innerhalb der sich der Schalt-/Wählhebel 2 in seiner Ruheposition 28 befindet.

1: Schaltkonsole
2: Schalt-/Wählhebel
3: Drehachse
4: Schaltgasse
5: Untersetzungsgetriebe
6: Wählhebel-Stellantrieb
7: Elektromotor
8: (motorseitiges) Zahnrad
9: Zwischenzahnrad
10: (hebelseitiges) Zahnrad
11: Weg- und Positionssensor
12: Weg- und Positionssensor
13: Drehpotentiometer
14: Drehpotentiometer
15: Weg- und Positionssensor
16: Inkrementalgeber
17: Sensorleitung
18: Sensorleitung
19: Sensorleitung
20: Steuerleitung
21: Wählhebel-Steuergerät
22: Bewegungshemmvorrichtung
23: Federrastierung
24: nutzbarer Schwenkbereich
25: verfügbarer Schwenkbereich
26: vorderer Bereich
27: hinterer Bereich
28: Ruheposition
29: Betriebsposition
30: Jalousie
31: Parkbox

Claims

Schaltkonsole eines automatisiert steuerbaren Kraftfahrzeuggetriebes, mit einem Schalt-/Wählhebel, der in einer Schaltgasse schwenkbar gelagert ist, und dessen Bewegungen und Positionen über mindestens einen Weg- und Positionssensor erfassbar und an ein Getriebesteuergerät übertragbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalt-/Wählhebel (2) widerstandsarm gelagert ist und zur Erzeugung von Widerstands- und Rastierungskräften mit einem variabel steuerbaren Wählhebel-Stellantrieb (6) verbunden ist, und dass zur Steuerung des Wählhebel-Stellantriebes (6) ein Wählhebel-Steuergerät (21) vorgesehen ist, das über Steuer- und Sensorleitungen (17–20) mit dem Wählhebel-Stellantrieb (6) und dem Weg- und Positionssensor (11, 12, 15) in Verbindung steht.
Schaltkonsole nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der nutzbare Schwenkbereich (24) des Schalt-/Wählhebels (2) als Teil des verfügbaren Schwenkbereichs (25) in seiner Lage und Größe variabel einstellbar ist.
Schaltkonsole nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Widerstands- und Rastierungskräfte des Schalt-/Wählhebels (2) variabel einstellbar ist.
Schaltkonsole nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Funktionsschaltgassen unterschiedlicher Betriebsmodi des Kraftfahrzeuggetriebes, insbesondere eine Automatikschaltgasse und eine Manuellschaltgasse, in der vorhandenen Schaltgasse (4) simulierbar sind.
Schaltkonsole nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzeigevorrichtung zur optischen Information des Fahrers über den aktiven Betriebsmodus des Kraftfahrzeuggetriebes und/oder der aktiven Funktionsschaltgasse und/oder der aktuell wirksamen Fahrstufe bzw. des aktuell eingelegten Gangs vorgesehen ist.
Schaltkonsole nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu der vorhandenen Schaltgasse (4) ein bandförmiges Anzeigefeld, insbesondere ein LCD-Display oder eine Leuchtdiodenmatrix, zur variablen Anzeige der aktuell wirksamen Fahrstufe bzw. des aktuell eingelegten Gangs angeordnet ist.
Schaltkonsole nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Elektromotor (7) als Wählhebel-Stellantrieb (6) Verwendung findet, und dass das zugeordnete Wählhebel-Steuergerät (21) als elektronisches Steuergerät ausgebildet ist.
Schaltkonsole nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Wählhebel-Stellantrieb (6) zur Reduzierung der erforderlichen Antriebsleistung über ein Untersetzungsgetriebe (5) mit dem Schalt-/Wählhebel (2) verbunden ist.
Schaltkonsole nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Untersetzungsgetriebe (5) als Stirnradgetriebe ausgebildet und auf die Nabe des Schalt-/Wählhebels (2) wirksam angeordnet ist.
Schaltkonsole nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalt-/Wählhebel (2) zur Vermeidung von durch den Wählhebel-Stellantrieb (6) aufzubringenden Haltekräften bzw. Lageregelungsvorgängen mit einer Bewegungshemmvorrichtung (22) versehen ist.
Schaltkonsole nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalt-Wählhebel (2) zur Unterscheidung einer vom Fahrer ausgelösten Schwenkbewegung von einer vom Fahrer nicht verursachten Schwenkbewegung mit mindestens zwei Griffsensoren versehen ist, die funktionssicher angeordnet sind und mit dem Wählhebel-Steuergerät (21) in Verbindung stehen.
Schaltkonsole nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ruheposition (28) des Schalt-/Wählhebels (2) vorgesehen ist, aus der der Schalt-/Wählhebel bei Bedarf in eine Betriebsposition (29) schwenkbar ist, und in die der Schalt-/Wählhebel (2) bei Nichtbedarf schwenkbar ist.
Verfahren zur Steuerung eines Schalt-/Wählhebels einer Schaltkonsole, die zur Steuerung eines Kraftfahrzeuggetriebes dient, wobei der Schalt-/Wählhebel (2) in einer Schaltgasse (4) schwenkbar gelagert ist und dessen Bewegungen und Positionen über mindestens einen Weg- und Positionssensor (11, 12, 15) erfasst und an ein Getriebesteuergerät übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, dass Bewegungs- und Positionssignale von dem Weg- und Positionssensor (11, 12, 15) an ein Wählhebel-Steuergerät (21) übertragen werden, dass das Wählhebel-Steuergerät (21) bei einer sensierten Bewegung bzw. Positionsänderung des Schalt-/Wählhebels (2) einen Wählhebel-Stellantrieb (6) derart ansteuert, dass der Schalt-/Wählhebel (2) mit entsprechend dem aktiven Betriebsmodus des Kraftfahrzeuggetriebes angepassten Widerstands- und Rastierungskräften beaufschlagt wird, und dass das Wählhebel-Steuergerät (21) zur Auslösung zugeordneter Schalt- und Steuerungsfunktionen Steuersignale an das Getriebesteuergerät übermittelt.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Justiermodus der nutzbare Schwenkbereich (24) des Schalt-/Wählhebels (2) als Teil eines verfügbaren Schwenkbereichs (25) in seiner Lage und Größe und/ oder die Höhe der Widerstands- und Rastierungskräfte des Schalt-/Wählhebels (2) definiert wird.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Justiermodus durch den Fahrer aktiviert wird, daraufhin manuell die Einstellung des nutzbaren Schwenkbereichs (24) und/oder der Höhe der Widerstands- und Rastierungskräfte des Schalt-/Wählhebels (2) vorgenommen wird, dann die vorgenommene Einstellung abgespeichert wird, und abschließend der Justiermodus beendet wird.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung des nutzbaren Schwenkbereichs (24) und/oder der Höhe der Widerstands- und Rastierungskräfte des Schalt-/Wählhebels (2) automatisch erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung des Schalt-/Wählhebels (2) durch einen Abruf von abgespeicherten Einstelldaten erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung des Schalt-/Wählhebels (2) in Abhängigkeit von der Einstellung fahrerbezogener Hilfsmittel, insbesondere des Fahrersitzes, erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorhandensein mehrerer Betriebsmodi des Kraftfahrzeuggetriebes, insbesondere eines Automatikmodus und eines Manuellmodus, beim Wechsel von einem in den anderen Betriebsmodus die in der vorhandenen Schaltgasse 4 simulierte Funktionsschaltgasse mit der Steuerung des Schalt-/Wählhebels (2) dem aktuellen Betriebsmodus angepasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalt-/Wählhebel (2) bei der Inbetriebnahme des Kraftfahrzeuges, insbesondere mit dem Starten des Antriebsmotors, aus einer Ruheposition (28) in eine Betriebsposition (29) geschwenkt wird, und dass der Schalt-/Wählhebel (2) bei der Außerbetriebsetzung des Kraftfahrzeuges, insbesondere mit dem Abstellen des Antriebsmotors, aus der Betriebsposition (29) in die Ruheposition (28) geschwenkt wird.