DE19756034C2 - Wählvorrichtung für ein Fahrzeuggetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung begrifft eine Vorrichtung zur elektr. Anwahl und/oder Steuerung eines Fahrzeugbetriebes.

Derartige Wählvorrichtungen werden benötigt, um bei elektronisch gesteuerten Fahrzeuggetrieben, wie zum Beispiel einem einfachen Automatikgetriebe mit unterschiedlichen Fahrstufen oder auch einer Kombination eines automatisch schaltbaren und eines halbautomatisch schaltbaren Getriebes, um die vom Fahrer gewünschte Schalt- oder Automatikstufe zu übertragen. Bei Automatikgetrieben ist es aufgrund gesteigerter Sicherheitsanforderungen notwendig, Vorkehrungen zu treffen, die ein unerwünschtes Einlegen einer Schaltstufe beziehungsweise ein unerwünschtes Starten des Motors bei eingelegter Gangstufe verhindern. Bekannt sind zwei Systeme, die mit "Keylock" und "Shiftlock" bezeichnet werden.

Beim System "Keylock" kann der Zündschlüssel nur eingesteckt und der Motor nur gestartet werden, wenn sich der Wählhebel in der Parkstellung "P" befindet. Beim Abstellen des Fahrzeuges kann der Zündschlüssel nur in der Parkstellung abgezogen werden. So ist das Einlegen der Parksperre ein Muß und ein ungewolltes Abziehen des Zündschlüssels durch Zweitpersonen während der Fahrt kann verhindert werden.

Das System "Shiftlock" zwingt den Fahrer zur richtigen Positionierung seiner Füße auf der Pedalerie. Nur wenn die Bremse betätigt wird, erlaubt "Shiftlock" das Schalten einer Fahrstufe aus der Parkstellung oder der Neutralstellung. Bei manchen Fahrzeugen ist auch bekannt, daß beide Systeme "Shiftlock" und "Keylock" angewendet werden.

Eine Wählvorrichtung ist auch aus der FR 2 737 160 A1 bekannt. Bei dieser bekannten Wählvorrichtung sind das durch den Schließzylinder betätigbare Sperrstellelement und das Sperrelement als ein einteiliger Schwenkarm in Form eines Blechpressteiles ausgebildet, wobei das freie Ende des Schwenkarmes eine Klaue aufweist, welche den Schaft des Handwählhebels in der Verriegelungsstellung formschlüssig umschließt. Der Schwenkarm ist etwa parallel zu den beiden zueinander parallelen Gassen des Gassen-Schemas so ausgerichtet, daß - wenn der Handwählhebel eine seiner beiden vorbestimmten Positionen, welche im jeweiligen Schnittpunkt der zueinander parallelen Gassen mit der letztere verbindenden Quergasse des Gassen-Schemas liegen, einnimmt - die Klaue durch eine Schwenkbetätigung in Eingriffsstellung mit dem Schaft des Handwählhebels gelangt. Durch den festen, unveränderlichen Abstand der Klaue zur Schwenkachse des Schwenkarmes kann der Handwählhebel in anderen Positionen, die nicht in der Quergasse des H-förmigen Gassen-Schemas - sondern beispielsweise am Ende einer der zueinander parallelen Gassen des Gassen-Schemas liegen, nicht verriegelt werden.

Aus der Offenlegungsschrift DE 196 08 981 A1 ist eine Schaltvorrichtung bekannt, die einen sowohl um eine Wählachse als auch eine Schaltachse, schwenk­ baren Schalthebel aufweist und von der Bauweise im wesentlichen der hier in der Fig. 1 gezeigten Ausführung entspricht. Eine Sperrvorrichtung zum Sperren des Schalthebels ist dort nicht offenbart.

Aus der DE 39 05 698 C1 ist eine Vorrichtung zum Verriegeln des Getriebe-Wählhebels eines Kraftfahrzeuges zumindest in einer Parkstellung bei in einer Außerbetriebsstellung geschaltetem Zündschloß bekannt, die eine am Wählhebel oder am Wählhebel-Lagerbock angeordnete Verriegelungseinrichtung aufweist, deren bewegliches Verriegelungsglied mechanisch über einen Seilzug mit einem Sperrelement am Zündschloß verbunden ist. Bei dieser bekannten Vorrichtung soll erreicht werden, daß einerseits bei nicht in der Parkstellung befindlichem Wählhebel das Zündschloß nicht in eine Außerbetriebstellung schaltbar ist, in welcher der Zündschlüssel abgezogen werden kann und daß andererseits bei abgezogenem Zündschlüssel der Wählhebel aufgrund der Verriegelungseinrichtung nicht aus der Parkstellung in eine beliebige Fahrstellung bewegbar ist. Weiterhin wird angestrebt, daß die Verriegelungseinrichtung am Wählhebel immer dann aktiviert ist, wenn der Wählhebel aus der Parkstellung oder der Neutralstellung in eine Fahrstellung geschaltet werden soll und die Betriebsbremse des Kraftfahrzeuges nicht betätigt ist. Zu diesem Zweck ist bei der bekannten Vorrichtung noch vorgesehen, daß am Wählhebel unmittelbar an dessen Verriegelungseinrichtung ein weiteres bewegliches Stellelement angreift, welches elektromagnetisch beim Betätigen der Betriebsbremse und/oder bei Vorliegen eines anderen Betriebsparameters in eine Entriegelungsstellung gesteuert wird. Bei einer Ausführung dieser bekannten Vorrichtung greift das Verriegelungsglied in der Verriegelungsstellung in eine Ausnehmung einer mit dem Wählhebel fest verbundenen Riegelplatte ein, wobei in der Riegelplatte eine zweite Ausnehmung vorgesehen ist, in die das weitere bewegliche Stellelement eingreift.

Weiterhin ist ein ähnliches Sicherheitssystem in der europäischen Offenlegungsschrift EP 0 315 174 A1 beschrieben. Allerdings handelt es sich bei diesem beschriebenen System um eine Verwirklichung im Zusammenhang mit einer Wählvorrichtung, die ohne Elektronik mechanisch über Gestänge oder Seilzüge auf Automatikgetriebe einwirken.

Außerdem wird auf die deutsche Offenlegungsschrift DE 40 29 330 A1 hingewiesen, die eine Schaltvorrichtung beschreibt, die zwei über eine Wahlgasse miteinander verbundene Schaltgassen aufweist, wobei eine Schaltgasse für die Anwahl verschiedener Automatikstufen und eine zweite Schaltgasse für das manuelle, sequentielle Herauf- und Herunterschalten der Gänge eines Automatikgetriebes vorgesehen ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur elektronischen Anwahl und/oder Steuerung eines Fahrzeuggetriebes entwickeln, die eine einfache und platzsparende Lösung für die Realisierung von Sperrfunktionen ermöglicht.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Die Wählachse ist im wesentlichen senkrecht zur Schaltachse orientiert, kann jedoch zur Schaltachse räumlich versetzt angeordnet sein, so daß sich beide Achsen nicht schneiden. Vorteilhaft kann es hierbei sein eine Kulisse vorzusehen, die eine Führung der Bewegung des Wählhebels ermöglicht.

Weiterhin kann es von Vorteil sein, zur Simulation manueller Schaltkräfte eine Kurvatur und mindestens einen federnd gelagerten, an der Kurvatur anliegenden, Wälzkörper vorzusehen, wobei der oder die Wälzkörper bei einer Bewegung des Wählhebels über die Kurvatur verfährt oder verfahren und dabei die Druckkraft der Feder auf den Wählhebel übertragen wird. Hierdurch ist es möglich je nach Form der Kurvatur die Schaltkräfte, die bei einem mechanisch angesteuerten Automatikgetriebe oder Getriebe auftreten, zu simulieren. Vorteilhaft ist hierbei auch, wenn die Kurvatur innerhalb eines Kreuzstückes vorgesehen ist. Die Wälzkörper können beispielsweise Rollen, Kugeln oder Walzen darstellen.

Eine andere vorteilhafte Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann dadurch erreicht werden, daß als Mittel zum Abgreifen einer Position des Wählhebels, beispielsweise ein Hall-Sensor, ein Mikro-Schalter oder ein optischer Sensor vorgesehen ist.

Das Zündschloß (Schließzylinder) ist vorteilhaft so ausgeführt, daß der Schlüssel zum Schließzylinder nur in einer oder mehreren bestimmten Winkelstellung/en, vorzugsweise bei einer Einrastung des Sperrelements im Eingriff der Sperrplatte, aus dem Schließzylinder gezogen werden kann.

Bei der Wählvorrichtung nach der Erfindung wird also vorteilhaft errreicht, daß einerseits durch die bauliche Trennung von Sperrstellelement (Schloß) und Sperrelement die Verriegelungsstellung des Sperrelementes einer beliebigen Drehwinkelstellung des Sperrstellelementes zugeordnet werden kann, und andererseits an der Sperrplatte des Handwählhebels durch die Wahl der Anzahl und Lage der für das Sperrelement vorgesehenen Eingriffe beliebige Position des Handwählhebels im Gassen-Schema für die Verriegelung vorbestimmt werden können.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.

Die Erfindung soll nun anhand des Ausführungsbeispiels und den Zeichnungen näher erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 Erfindungsgemäße Schaltvorrichtung,

Fig. 2 Kurvenscheibe mit Stößel und Sperrplatte in 25° Stellung in Frontansicht,

Fig. 3 Kurvenscheibe in Winkelstellung 25° mit Stößel und Sperrplatte in Seitenansicht,

Fig. 4 Graphische Darstellung des Hubweges des Stößels zur Winkelstellung der Kurvenscheibe.

Die Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur elektronischen Anwahl und/oder Steuerung einer Schaltstufe eines Fahrzeuggetriebes, also eine Schaltvorrichtung eines Fahrzeuges in einer Seitenansicht. Es ist der Wählhebel 2 mit dem oben angeordneten Schaltknauf 2.0 zu erkennen, der über ein Oberteil 2.1 und ein Unterteil 2.2 verfügt und am Übergang zwischen Ober- und Unterteil eine Abwinklung erfährt. Der Schaltknauf 2.0 oder das Oberteil 2.2 des Wählhebels 2 ist federnd verschiebbar gelagert, so daß eine Entriegelung bezüglich bestimmter Wählstufen oder Schaltstufen möglich ist. Im Bereich der Abwinklung des Wählhebels 2 ist eine etwa orthogonal ausgerichtete zweiachsige Lagerung des Wählhebels 2 vorgesehen, die einerseits aus der Schaltachse 4 mit der hier nicht dargestellten Schaltachsenlagerung 5 besteht. Diese Schaltachsenlagerung 5 erlaubt den Wählhebel 2 in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung schwenken zu können. Die Schaltachsenlagerung 5 ist so ausgeführt, daß die Schaltachse 4 zum Wählhebel 2 etwa senkrecht angeordnet ist und die Lagerung selbst in einem Kreuzstück 8 erfolgt. Das Kreuzstück 8 ist wiederum etwa orthogonal zur Schaltachse 4 und auch zum Wählhebel 2 über die Wählachse 6 in der Wählachsenlagerung 7 gelagert, wobei die Wählachsenlagerung 7 mit dem Gehäuse 3 direkt verbunden ist. Auf diese Weise ist das Kreuzstück 8 mit dem darin in Vorwärtsrichtung gelagerten Wählhebel 2 seitlich schwenkbar, während der Wählhebel 2 selbst über die Schaltachse in die Vorwärts- und Rückwärtsrichtung schwenkbar bleibt. Auf dem Unterteil 2.2 des Wählhebels ist ein, über eine Federung 2.4 federnd verschieblicher, Schieber 2.3 vorgesehen, an dessen Seite zwei Wälzkörper 2.5 angebracht sind. Die Wälzkörper 2.5 verlaufen über eine Kurvatur 8.1, die sich im unteren Teil des Kreuzstückes 8 befindet. Wird der Wählhebel 2 in Vor- oder Rückwärtsrichtung bewegt, so muß gegen die Federkraft 2.4 - entsprechend der Steigung der Kurvatur 8.1 - gearbeitet werden. Hierdurch können manuelle Schaltkräfte simuliert werden, wie sie beim Schalten mit mechanisch gekoppelten Schaltvorrichtungen üblich sind oder es kann auch ein sonstiges, erwünschtes Schaltgefühl für den Fahrer erzeugt werden. Ebenfalls wird die Kurvatur dazu benutzt, den Schalthebel in bestimmten Stellungen einrasten zu können. Im vorliegenden Beispiel ist in der Kurvatur eine Senke vorgesehen, so daß der Schalthebel an dieser Senke verharrt.

An der Unterseite des Kreuzstückes 8 ist eine Sperrplatte 9 angebracht. Die Sperrplatte 9 weist eine Krümmung auf, die der Bewegung des Kreuzstückes 8 entspricht. Unterhalb der Sperrplatte 9 ist eine, zum Gehäuse 3 feststehende Kulisse 11 dargestellt, in die ein, am unteren Ende des Wählhebels 2 angebrachter, Stift 2.6 eingreift. Auf diese Weise kann dem Wählhebel 2 ein vorbestimmter Schalt- und Wählweg aufgezwungen werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel soll die Kulisse dem Wählhebel einen Bewegungsweg vorschreiben, der die Form eines "H" hat. Somit kann einer der langen, in Fahrtrichtung verlaufenden Wege als Automatikgasse verwendet werden, während der zweite in Fahrtrichtung verlaufende Weg zur halbautomatischen Schaltung der einzelnen Fahrstufen des Getriebes zur Verfügung steht.

Weiterhin weist die Schaltvorrichtung eine Sperrvorrichtung 10 auf, die aus einem axial beweglichen Stößel 10.1 besteht, der über eine Feder 10.2 federnd beweglich gelagert ist, wobei der Stößel 10.1 an der Kurvatur 10.6 einer Kurvenscheibe 10.3 anliegt und durch eine Drehung der Kurvenscheibe 10.3 in Achsrichtung des Stößels 10.1, also axial bewegt werden kann. Da die Sperrplatte 9 über einen Eingriff 9.1 im Bereich des Stößels 10.1 verfügt, kann auf diese Weise durch ein Einschieben des Stößels 10.1 in den Eingriff 9.1 der Sperrplatte 9 die Bewegung des Wählhebels in vorbestimmten Positionen festgesetzt werden. Die Kurvenscheibe 10.3 ist auf dem Sockel 10.5 drehbar gelagert und wird über den in der Fig. 1 nicht dargestellten Schließzylinder 10.4 gedreht. Der Schließzylinder 10.4 ist direkt mit dem Gehäuse 3 verbunden und so ausgeführt, daß der Schlüssel nur in bestimmten Winkelstellungen abziehbar ist. Hierdurch wird erfindungsgemäß auf einfache und kostengünstige Weise ein "Keylocksystem" in einer Schaltvorrichtung verwirklicht. Eine detaillierte Darstellung der Sperrvorrichtung ist in den Fig. 2 und 3 dargestellt. Diese Figuren zeigen die Kurvenscheibe 10.3 in einer Winkelstellung von 25°, bei der der Stößel 10.1, der an der Kurvatur 10.6 der Kurvenscheibe 10.3 anliegt, einen maximalen Hub aufweist und dadurch in den Eingriff 9.1 der Sperrplatte 9 eingreift und den Wählhebel 2 verriegelt. Aufgrund der Formgebung der Kurvatur 10.6 wird über die Federkraft der Stößelfederung an dem Schließzylinder ein "Einrastgefühl" in bestimmten Positionen vermittelt. Die leichte Beweglichkeit der Kurvenscheibe 10.3 wird durch die Oberflächenbeschaffenheit des Stößels 10.1 beziehungsweise der Kurvatur 10.6 bestimmt. Erfindungsgemäß kann an der Berührungsfläche des Stößels auch beispielsweise eine Kugel in den Stößel eingefügt sein, um die Reibung an der Kurvatur 10.6 zu vermindern.

In der Fig. 4 ist schließlich in einem Diagramm eine Gegenüberstellung zwischen dem geleisteten Hub des Stößels 10.1 und der Drehung der Kurvenscheibe 10.3 beziehungsweise des Schließzylinders dargestellt. Entsprechend der an der Kurvenscheibe 10.3 zu erkennenden Kurvatur 10.6 befindet sich die Sperrvorrichtung in den Winkelstellungen 0° bis 25° in einer "Verriegelt"-Stellung und verhindert eine Bewegung des Wählhebels.

Zwischen 25° und 55° erfolgt der Übergang zwischen "Verriegelt" und "Offen", wobei zwischen 25° und 40° bereits ein vollständiger Eingriff des Stößels 10.1 in die Sperrplatte 9 vorliegt. Ab 55° aufwärts hat der Stößel 10.1 den Eingriff 9.1 der Sperrplatte 9 vollständig verlassen und es ist eine freie Beweglichkeit des Wählhebels gewährleistet.

Insgesamt ermöglicht somit die erfindungsgemäße Vorrichtung eine einfache und kostengünstige Lösung für die Realisierung der Sperrfunktionen an einer Vorrichtung zur elektronischen Anwahl beziehungsweise Steuerung der Fahrstufen und/oder Schaltstufen eines Fahrzeuggetriebes.

Claims (9)

1. Vorrichtung zur elektronischen Anwahl und/oder Steuerung der Schaltstufen eines Fahrzeuggetriebes mit:
einem Gehäuse (3), das mit der Fahrzeugkarosserie verbunden werden kann,
einem Wählhebel (2), der um eine Schaltachse (4) und eine senkrecht dazu angeordnete Wählachse (6) schwenkbar gelagert ist, wobei die Schaltachse (4) in einem um die Wählachse (6) schwenkbar gelagerten Kreuzstück (8) gelagert ist,
einem Mittel zum Abgreifen von Positionen des Wählhebels,
einem Mittel (2.3, 2.4, 2.5, 8.1) zur Simulation manueller Schaltkräfte bei der Bewegung des Wählhebels (2),
einer im wesentlichen senkrecht zum Wählhebel angeordneten Sperrplatte (9) mit mindestens einem Eingriff (9.1), die durch die Bewegung des Wählhebels (2) bewegt werden kann und
einer Sperrvorrichtung (10) mit einem durch die Betätigung (Drehung) des Zündschlüssels in definierten Schaltstufen beweglichen Sperrelement (10.1), das in den mindestens einen Eingriff (9.1) der Sperrplatte (9) eingreifen kann,
wobei die am Wählhebel (2) befestigte Sperrplatte (9) am unteren Ende des Wählhebels (2) und unterhalb des Kreuzstückes (8) angeordnet und mit den Bewegungen des Wählhebels (2) um die Schaltachse (4) und die Wählachse (6) verschiebbar ist,
wobei das Sperrelement (10.1) federnd in axialer Richtung gelagert ist und über eine, mit einem Zündschloß gekoppelte, drehbare Kurvatur (10.6) zum Eingriff in die Sperrplatte (9) unmittelbar axial verschoben werden kann.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kulisse (11) zur Führung der Bewegung des Wählhebels (2) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Simulation manueller Schaltkräfte eine Kurvatur (8.1) und mindestens ein federnd gelagerter, an der Kurvatur (8.1) anliegender Wälzkörper (2.5) ist, wobei der oder die Wälzkörper (2.5) sich bei einer Bewegung des Wählhebels (2) über die Kurvatur (8.1) bewegt oder bewegen und dabei die Druckkraft der Feder (2.4) auf den Wählhebel (2) übertragen wird.

4. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvatur (8.1) innerhalb des Kreuzstückes (8) vorgesehen ist.

5. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörper (2.5) Rollen, Kugeln oder Walzen sind.

6. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zum Abgreifen von Positionen des Wählhebels ein Hall-Sensor vorgesehen ist.

7. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zum Abgreifen von Positionen des Wählhebels ein Mikro-Schalter vorgesehen ist.

8. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zum Abgreifen von Positionen des Wählhebels ein optischer Sensor vorgesehen ist.

9. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß das Zündschloß über eine Sperre verfügt, die ein Herausziehen des Schlüssels aus dem Schließzylinder (10.4) nur in bestimmten Winkelstellungen erlaubt.