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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Schalteinrichtung für ein Fahrzeuggetriebe
entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Ein
Fahrzeuggetriebe ist beispielsweise durch einen Handschalthebel
gekennzeichnet, der in bestimmten Schaltpositionen verrastbar ist,
denen jeweils bestimmte Übersetzungsverhältnisse
bzw. Betriebszustände
des zu schaltenden Getriebes zugeordnet sind, die beispielsweise
bei einem Automatikgetriebe den bekannten Wählpositionen P, R, N und D
entsprechen.
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Der
Handschalthebel ist in eine, u. a. ein Gehäuse umfassende Baugruppe integriert,
die ausgangsseitig bisweilen lediglich elektrisch mit dem Getriebe
verbunden ist, so dass die, den einzelnen Wählstufen zuzuordnenden Schaltvorgänge durch elektrische
Signale dargestellt und durch getriebeseitige elektrische oder auch
hydraulische Antriebe oder Stellorgane umgesetzt werden. Der mit
einer solchen Schalteinrichtung zu bewirkende Schaltvorgang soll häufig mit
der Maßgabe
angelegt sein, dass dem Nutzer der Eindruck einer Schalteinrichtung
vermittelt wird, die über
mechanische Übertragungselemente
mit dem zu schaltenden Getriebe in Verbindung steht. Dies bedeutet,
dass ein charakteristischer Verlauf der über den Handschalthebel aufzuwendenden
Schaltkraft über
einem vorgegebenem Schaltweg bzw. Wählwinkel dargestellt werden muss,
und zwar unter Beachtung der einzelnen Wählstellungen.
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Bei
der Konzeption einer solchen Schalteinrichtung müssen die durch den Fahrzeughersteller spezifisch
vorgegebenen Schaltwege und die mit diesen verbundenen Rastpositionen
des Handschalthebels beachtet werden, Hinzukommt, dass zur Realisierung
eines definierten Schaltkraftniveaus die jeweils fahrzeugspezifische
Wirklänge
des Handschalthebels berücksichtigt
werden muss, die mit mechanischen Systemgrößen nachgeordneter Bauteile
zusammenwirkt. Der Handschalthebel bildet mit diesen Bauteilen jedoch
ein mechanisch gekoppeltes System, dessen Kraft- und Wegübertragungseigenschaften
geometrisch weitgehend vorgegeben sind und nur begrenzte Gestaltungsmöglichkeiten
eröffnen.
Der Versuch einer optimalen Erfüllung
aller Randbedingungen bei der Nachbildung der Schalteigenschaften
einer konventionellen Wählbetätigung führt bisweilen
zu Systemgrößen, die
in dem zur Unterbringung der Komponenten der Schalteinrichtung zur
Verfügung
stehenden Einbauraum kaum realisierbar sind und Kompromisslösungen erforderlich machen.
Hinzukommt, dass diese Randbedingungen jeweils fahrzeugherstellerseitig
zu sehen sind, ein Umstand, der praktisch zu einer entsprechenden Vielfalt
an konstruktiven Lösungen
führt.
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Es
ist vor diesem Hintergrund die Aufgabe der Erfindung, eine Schalteinrichtung
der eingangs bezeichneten Art mit der Maßgabe auszugestalten, dass
eine vielseitige Verwendbarkeit nach Maßgabe vorgebbarer, insbesondere
in einfacher Weise einstellbarer Schaltwege und Schaltkräfte gegeben
ist. Gelöst
ist diese Aufgabe bei einer solchen Schalteinrichtung durch die
Merkmale des Kennzeichnungsteiles des Anspruchs 1.
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Erfindungswesentlich
ist hiernach eine durch eine Servo-Unterstützung gekennzeichnete Schalt- bzw.
Wählbetätigung,
wobei über
eine Steuerungseinrichtung ein Antrieb aktiviert wird, der den Handschalthebel
in die gewünschte
Schalt- bzw. Wählstellung überführt. Die Übertragung
des Schaltvorganges auf das Fahrzeuggetriebe kann in an sich bekannter
Weise über
elektrische Steuerleitungen erfolgen. Die Schaltstellungen des Handschalthebels
einschließlich
der diesen zugeordneten Schaltwege können durch eine entsprechende
Programmierung der Steuerungseinrichtung mittels des Antriebs dargestellt
und auf diese Weise Vorgaben seitens des Fahrzeugherstellers in
einfachster Weise angepasst werden. Insbesondere erübrigen sich
mechanische Rastpositionen. Ein Übergang
auf andere Schaltwege und Schaltpositionen ist somit ohne einen
Austausch mechanischer Teile rein softwaremäßig darstellbar. Somit eröffnet sich
die Möglichkeit,
diese Schalteinrichtungen im Vergleich mit bekannten Ausführungsformen
in einfacher Weise unter unterschiedlichen Bedingungen einzusetzen.
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Als
Antrieb kann entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 2 eine Motor-Getriebe-Einheit
eingesetzt werden. Dies ermöglicht
eine optimale Anpassung an fahrzeugspezifische und/oder fahrzeugherstellerspezifische
Vorgaben. Das Getriebe kann grundsätzlich beliebig ausgebildet
sein und dient lediglich der Verknüpfung der Abtriebsbewegung
des Motors und der Schwenkbewegung des Handschalthebels um dessen
Achse.
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Alternativ
zu einem Getriebe kann auch ein hydraulisches System eingesetzt
werden, durch welches die Abtriebsbewegung eines Motors über hydraulische
Komponenten in eine Schwenkbewegung des Handschalthebels umgesetzt
wird.
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Die
Merkmale des Anspruchs 3 sind auf ein erstes Ausführungsbeispiel
einer mit einer Servo-Unterstützung
angelegten Schaltbetätigung
gerichtet. Das genannte erste Sensorsystem kann hierbei zur Erkennung
einer Schaltabsicht grundsätzlich
mit beliebigen elektrischen oder auch elektronischen, berührend oder
berührungslos
wirksame Schaltern oder vergleichbaren, zur Detektion einer Schwenkbewegung
geeigneten, fest angeordneten Einrichtungen ausgerüstet sein.
Es können
zwei Schalter vorgesehen sein, um auch die Richtung einer Schaltabsicht
zu erkennen. Diese Schalter weisen eine feste Position auf, so das
ein Signal ausgelöst
wird, sobald der Handschalthebel um einen, dieser Position entsprechenden
Winkel geschwenkt wird. Anstelle von zwei Schaltern kann ein komplexer,
gleichzeitig die Richtung einer Schwenkbewegung erkennender Schalter
oder eine vergleichbare Einrichtung vorgesehen sein.
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Die
Merkmale der Ansprüche
4 und 5 sind auf zwei weitere Ausführungsbeispiele einer mit Servo-Unterstützung angelegten
Schaltbetätigung
gerichtet. Insbesondere aufgrund der Einstellbarkeit von Kraft-
und Wegwerten, von denen eine Auslösung von Schaltfunktionen abhängt, ist
bei diesen Beispielen eine größere Variabilität hinsichtlich
der Definition der einen Schaltvorgang auslösenden Bedingungen sowie der
Parameter des Schaltvorganges gegeben. Hierbei kommen vorzugsweise
Kraftsensoren zum Einsatz, wobei dementsprechend ein Kraftmesswert
gebildet wird. Grundsätzlich
können auf
beliebigen Wirkungsprinzipien beruhende Kraftsensoren eingesetzt
werden – es
werden allgemein solche bevorzugt, die zur ausgangsseitigen Generierung
eines elektrischen Messsignals geeignet sind. Es können jedoch
auch Wegsensoren eingesetzt werden. Beide Arten von Sensoren können dahingehend
eingerichtet sein, dass bei Erreichen oder Überschreiten eines Betrages
eines vorgebbaren Kraft- oder Wegmesswertes ein Signal ausgelöst und der Steuerungseinrichtung übertragen
wird. Anstelle von jeweils zwei Sensoren besteht auch die Möglichkeit der
Verwendung von jeweils komplexen Sensoren, welche neben dem Betrag
einer Kraft oder eines Weges auch deren Richtung erkennen. Bei der
Umsetzung des in die Steuerungseinrichtung gelangenden Signals kann
bei diesen beiden Beispielen auch der Umstand berücksichtigt
werden, um welchen Betrag der Betrag eines vorgebbaren, insbesondere
einstellbaren Kraft- oder
Wegwert gegebenenfalls überschritten
wird. Beispielsweise kann dies im Sinne einer ebenfalls vorgebbaren
beschleunigten Abwicklung des Schaltvorganges umgesetzt werden.
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Die
Merkmale der Ansprüche
6 bis 8 sind auf alternative Möglichkeiten
der elastischen Fixierung des Handschalthebels in einer Ausgangslage
einer jeden Schaltstellung gerichtet.
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Gemäß den Merkmalen
der Ansprüche
9 und 10 ist die Betätigungscharakteristik
des Handschalthebels, z. B. der Verlauf der aufzuwendenden Kraft nach
Maßgabe
einer konventionellen Schaltbetätigung
ausgebildet, wobei ein Regelkreis eingerichtet ist, in den neben
der Steuerungseinrichtung und dem Antrieb der Schalteinrichtung
auch die, z. B. Bewegungen des Handschalhebels und/oder auf diesen nutzerseitig
ausgeübte
Kräfte
erfassenden Sensoren eingebunden sind. In der Steuerungseinrichtung
können
darüber
hinaus weitere, für
eine, der Auslösung von
Schaltvorgängen
logisch vorgelagerte Plausibilitätsprüfung erforderliche,
den aktuellen Betriebszustand des Fahrzeugs beschreibende Parameter
verarbeitet werden. Wesentlich ist, dass aufbauend auf den Signalverläufen der
Sensoren – es
kann sich um Kraft- oder Wegmesswerte, jedoch auch um den Verlauf
dieser im Zeitablauf beschreibende Werte handeln – Bedingungen
definierbar sind, die Informationen betreffend eine Schaltabsicht
bekunden, wobei der Antrieb der Schalteinrichtung nach Maßgabe dieser
Signale differenziert steuerbar ist, und zwar mit dem Ziel, den
Schaltvorgang zu bewirken. Durch eine entsprechende Steuerung des
Antriebs kann dem Nutzer der Eindruck einer Schaltkraftcharakteristik vermittelt
werden, welche beispielsweise einem Geschwindigkeitsprofil nachgebildet
ist, mit welchem der Schaltvorgang abgewickelt wird. Wesentlich
ist ferner, dass sämtliche
Parameter des Schaltvorgangs, nämlich
Schaltwege, Schaltstellungen, Schaltkraft als Funktion des Schaltweges
und selbst die Schaltgeschwindigkeit softwaremäßig, d. h. ohne die Notwendigkeit
eines Austausches mechanischer Teile darstellbar sind. Insbesondere
können
mechanisch definierbare Rastpositionen des Handschalthebels entfallen
und alleine mittels einer entsprechenden Steuerung des Antriebs
dargestellt werden. Auch eröffnet
der genannte Regelkreis Möglichkeiten,
das Bewirken eines Schaltvorganges nicht nur von starr vorgegebenen
Schaltwegen bzw. Schaltkräften
abhängig
zu machen, sondern weitere Parameter wie z. B. die manuelle Geschwindigkeit
einer Schaltbewegung zu berücksichtigen.
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Die
Merkmale der Ansprüche
11 bis 13 sind auf beispielhafte, mittels der Schalteinrichtung
feststellbare Bedingungen für
die Auslösung
eines Schaltvorganges gerichtet. Zusätzlich zu der Bedingung, dass
eine definierte Kraft auf den Handschalthebel einwirkt oder dass
der Handschalthebel nach Maßgabe
eines definierten Schaltweges von seiner Ausgangslage ausgelenkt
ist, kann hinzutreten, dass der Betrag der anstehenden Schaltkraft
oder des anstehenden Schaltweges während einer Mindestzeitspanne
erreicht oder überschritten
werden. Dies dient der Vermeidung unbeabsichtigter Fehlschaltungen.
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Ein
zweites Sensorsystem ist entsprechend den Merkmalen des Anspruchs
14 vorgesehen, um die momentane Schaltposition des Handschalthebels zu
erfassen. Diese Information wird durch ein elektrisches Signal dargestellt
und steht in der Steuerungseinrichtung zur Verfügung. Dieses dient u. a. Sicherheitsfunktionen,
die auf ein Unterdrücken
unzulässiger
Schaltfunktionen gerichtet sind.
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Eine
vergleichbare Schaltbetätigung
mit Servo-Unterstützung
kann entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 15 nicht nur für die Wählbewegung
in der einen Gasse, z. B. der Wählgasse
eines Automatikgetriebes sondern für eine Querbewegung in Richtung
auf eine parallele weitere Wählgasse
hin eingerichtet sein, die beispielsweise für manuelle Schaltvorgänge bestimmt
ist.
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Die
Steuerungseinrichtung dient im Übrigen entsprechend
den Merkmalen des Anspruchs 16 in an sich bekannter Weise der Realisierung
von Sicherheitsfunktionen wie z. B. der Verriegelung unzulässiger Schaltvorgänge.
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Die
Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die in den Zeichnungen
schematisch wiedergegebenen Ausführungsbeispiele
näher erläutert werden.
Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schalteinrichtung;
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2 eine
perspektivische, weitere Einzelheiten zeigende Darstellung der Schalteinrichtung gemäß 1;
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3 eine
perspektivische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schalteinrichtung;
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4 eine
perspektivische Teildarstellung der Schalteinrichtung gemäß 3 im
Detail;
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5 eine
Darstellung eines die manuell aufzuwendende Schaltkraft über dem
Schaltweg des Handschalthebels zeigendes Diagramm.
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Im
Folgenden wird zunächst
auf die Darstellungen der 1 und 2 Bezug
genommen, in denen mit 1 ist ein Gehäuse bezeichnet ist, in dem ein
Handschalthebel 2 um eine Achse 3 schwenkbar gelagert
ist. Das Gehäuse 1 steht
mit einem angedeuteten Fahrgestellrahmen 4 eines Fahrzeugs
in fester Verbindung, wobei der Handschalthebel 2 in üblicher
Weise in einen Fahrgastraum hineinragt.
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Bei
dem Handschalthebel 2 kann es sich beispielhaft um den
Wählhebel
eines Automatikgetriebes handeln, der zur Darstellung der bekannten Wählpositionen
P, R, N und D bestimmt ist. Andere Anwendungsfälle, beispielsweise bei automatisierten Getrieben,
Doppelkupplungsgetrieben usw. sind jedoch gleichermaßen möglich.
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Das,
dem Gehäuse 1 zugekehrte
Ende des Handschalthebels 2 ist in einem Führungsgehäuse 5 aufgenommen,
welches ebenfalls um die Achse 3 schwenkbar ist, wobei
eine Schwenkbarkeit des Handschalthebels 2 innerhalb des
Führungsgehäuses 5 relativ
zu diesem ausgehend von einer mittigen Ausgangslage entgegen der
Rückstellwirkung
einer U-förmigen
Blattfeder 6 gegeben ist, welche innerhalb des Führungsgehäuses 5 fest
angeordnet ist und deren Schenkel – in Schwenkrichtung um die Achse 3 gesehen – beiderseits
an dem Handschalthebel 2 anliegen. Die Zeichnungen zeigen
lediglich den einen Schenkel 6'.
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Mit 7, 8 sind
elektromechanische oder elektronische Mikroschalter- es kann sich
auch allgemein um Sensoren handeln – bezeichnet, die sich – in Schwenkrichtung
des Handschalthebels 2 um die Achse 3 gesehen – mit einem
definierten Winkelabstand symmetrisch beiderseits der genannten
Ausgangslage des Handschalthebels 2 in fester Anordnung
an dem Führungsgehäuse 5 befinden.
Die genannte Ausgangslage des Handschalthebels 2 kann eine
durch die genannte Blattfeder 6 elastisch gesicherte mittige
Winkelposition zwischen den beiden Mikroschaltern 7, 8 sein.
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Der
Zweck dieser Mikroschalter 7, 8 besteht darin,
einen definierten Schwenkwinkel des Handschalthebels 2 entgegen
der elastischen Rückstellkraft
der Blattfeder 6 in der einen oder der anderen Schwenkrichtung
um die Achse 3 zu erkennen und in Abhängigkeit hiervon eine elektrische
Schaltfunktion auszulösen.
Durch die Bemessung und Anordnung der Blattfeder 6 erfolgen
diese Schwenkbewegungen in beiden Richtungen nach Maßgabe eines
linearen Kraftanstiegs, dessen Verlauf konstruktiv beispielsweise
an demjenigen einer herkömmlichen
Tiptronic-Gasse orientiert ist.
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Andere
Kraft-Weg-Charakteristika, welche am Verlauf derjenigen einer herkömmlichen
Wählbetätigung einschließlich deren
Rastierung orientiert sind, sind jedoch gleichermaßen darstellbar.
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Mit 9 ist
die Lage eines zeichnerisch nicht dargestellten Sensors bezeichnet,
der zur Feststellung der Schalt- bzw. Wählstellung des Handschalthebels 2 eingerichtet
ist, wobei diese Information als elektrisches Signal zur Verfügung gestellt
wird.
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Mit 10 ist
ein Antrieb in der Form einer Motor-Getriebe-Einheit bezeichnet,
der dazu bestimmt ist, auf den Handschalthebel eine Kraft in Richtung der
Pfeile 12 zu übertragen.
Der Antrieb 10 ist durch eine Welle 11 gekennzeichnet,
die eine Schnecke 11' trägt, welche
mit einem, mit dem Führungsgehäuse 5 in
fester Verbindung stehenden Schneckenradsegment 11'' im Eingriff steht. Mittels des
Antriebes 10 ist auf diese Weise eine Schwenkbewegung des
Handschalthebels 2 um die Achse 3 darstellbar,
und zwar in Abhängigkeit
von der Steuerung des Antriebs 10 nach Maßgabe vorgebbarer
Schaltwinkel. Diese vorstehend dargestellte Art der Generierung
einer Schwenkbewegung mittels eines Antriebes 10 in Abhängigkeit
von konstruktiv vorgegebenen Schwenkwinkeln des Handschalthebels
ist lediglich beispielhaft zu verstehen.
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Schließlich ist
mit 13 beispielhaft ein dem Erkennen einer Wählgasse
dienendes, ein entsprechendes Signal generierendes, austauschbar
angeordnetes Bauteil bezeichnet. Im einfachsten Fall ist zwar lediglich
eine Wählgasse
vorhanden – zu
dieser parallel verlaufen kann jedoch eine, für manuelle Schaltvorgänge eingerichtete
weitere Gasse, z. B. TIPP +/–.
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Der
Handschalthebel 2 ist in üblicher Weise an seinem freien
Ende mit einem Schaltknauf 14 ausgerüstet, an dem ein Taster, Schaltknopf 15 oder
dergleichen angeordnet sein kann. Diesem Schaltknopf 15 können unterschiedliche
Funktionen zugeordnet sein und es kann dieser beispielsweise dazu
bestimmt sein, ein unbeabsichtigtes Auslösen von Schaltfunktionen zu
verhindern. Dieser Schaltknopf 15 kann jedoch auch zum
Aktivieren beliebiger sonstiger Funktionen wie z. B. einer Geschwindigkeitsregelung
dienen.
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Zeichnerisch
nicht dargestellt ist eine Steuerungseinrichtung, die zumindest
mit dem Antrieb 10, den Mikroschaltern 7, 8 sowie
dem Sensor 9 in Verbindung steht, und zur softwaremäßigen Handhabung
von Schaltwegen, Schaltkräften
usw. eingerichtet ist. Über
diese Steuerungseinrichtung können auch
zahlreiche Sicherungsfunktionen wie z. B. eine der Auslösung eines
Schaltvorganges logisch vorgelagerte Plausibilitätskontrolle, die an sich bekannten Funktionen
Key-Lock und Shift-Lock usw. eingerichtet werden.
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Charakteristisch
für diese
Schalteinrichtung ist, dass ein Schaltvorgang über den Handschalthebel 2 dadurch
auslösbar
ist, dass dieser ausgehend von seiner aktuellen Wählposition
lediglich ein definiertes Wegelement in Richtung auf die gewünschte neue
Wählposition
hin bewegt wird, und zwar bezüglich
der Achse 3 im Uhrzeigersinn oder entgegengerichtet hierzu.
Entspricht das genannte Wegelement dem durch die Position der Mikroschalter 7, 8 konstruktiv
vorgegebenen Schaltwinkel, werden unter Mitwirkung der Steuerungseinrichtung
neben einer Schaltabsicht auch die Richtung des gewünschten Schaltvorganges
erkannt, wobei der Fahrer eine, durch die Charakteristik der Blattfeder 6 bestimmte Schaltkraft
aufwenden muss, welche, wie eingangs bereits erwähnt, einer Tiptronic-Schaltcharakteristik nachgebildet
sein kann.
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5 verdeutlicht
diesen Vorgang. Den Schaltwegen zwischen den einzelnen Wählstellungen
P, R, N und D sind jeweils softwaremäßig definierbare Geschwindigkeitsprofile
zugeordnet, denen die zwischen den Wählstellungen gezeigten Kraftverläufe im Abhängigkeit
vom Schaltweg entsprechen. Dabei kann der lineare Anstieg zu Beginn
eines jeden Schaltvorganges durch die Blattfeder 6 bzw.
ein sonstiges Federsystem dargestellt werden. Zur Ausführung eines
Schaltvorganges muss der Handschalthebel 2 somit lediglich
um eine kurze Wegstrecke 16 vesschwenkt werden, um einen
Schaltvorgang von beispielsweise von P nach R auszulösen. Ist
der Handschalthebel 2 um die Wegstrecke 16 geschwenkt
worden, wird durch die Steuerungseinrichtung der Schaltvorgang ausgelöst, d. h.
es wird der angewählte
Schaltweg des Handschalthebels 2 mittels des Antriebes 10 ausgeführt, soweit
keine Kollision mit unzulässigen
Betriebszuständen
gegeben ist, die einer logischen Verriegelung unterliegen.
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Die
auf diesem Wege darzustellenden Schaltwege werden durch eine dementsprechende Ansteuerung
des Antriebes 10 bewirkt, wobei aufgrund der freien Programmierbarkeit
der Steuerungseinrichtung bzw. des Antriebes 10 nahezu
beliebige Wählwinkel
und damit Wählpositionen
des Handschalthebels darstellbar sind, ohne dass es hierzu einer
mechanischen Verrastung bedarf. Die softwaremäßige Darstellung der Schaltwege
und damit der Wählpositionen
des Handschalthebels 2 ergibt auf der Seite des Fahrzeugherstellers
die Möglichkeit
einer sehr einfachen Anpassung an unterschiedliche Rahmenbedingungen,
und zwar unabhängig
von den eingangs genannten räumlich-geometrischen
Beschränkungen.
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Der
Schaltvorgang, nämlich
das Überführen des
Handschalthebels 2 in die nächstfolgende Wählstellung
wird somit aufgrund eines Signales des einen der beiden Mikroschalter 7, 8 eingeleitet,
indem die Welle 11 mittels des Antriebes 10 mit
der Maßgabe
angesteuert wird, dass ausgangsseitig eine solche Drehung des Schneckenradsegmentes 11'' mit der Maßgabe bewirkt wird, dass der
Handschalthebel 2 in die nächste, entsprechend der bekundeten Schaltabsicht
zu erreichende Wählstellung überführt wird.
Der Wählvorgang
erfolgt somit mit motorischer Unterstützung. Die Schalteinrichtung
benötigt
keine mechanische Raststellungen und es werden die einzelnen Wählstellungen
ausschließlich
mittels einer entsprechenden Steuerung des Antriebes 10 festgelegt,
welches rein softwaremäßig geschehen
kann.
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In
den 3 und 4 ist eine alternative Ausführungsform
einer Schalteinrichtung gezeigt, wobei gleiche Funktionselemente
in gleicher Weise bezeichnet sind.
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In
einem Gehäuse 1 ist
um eine Achse 3 schwenkbar ein Handschalthebel 2 gelagert,
der mit einer Gewindespindel 18 in Antriebsverbindung steht,
an deren beiden freien Enden Konsolen 16, 17 befestigt
sind. Die Gewindespindel 18 steht über ein Getriebe 19 in
Antriebsverbindung mit einem Antrieb 20, einem Elektromotor,
der in dem Gehäuse 1 aufgenommen
ist. Die Anbindung des Handschalthebels 2 an die Gewindespindel 18 erfolgt über eine
Gewindemutter 21, die innerhalb des Gehäuses 1 bezüglich der
Achse der Gewindespindel 18 unverdrehbar, jedoch in deren
Richtung beweglich angeordnet ist. Man erkennt, dass mittels einer
Drehung der Gewindespindel 18 eine Verschiebung der Spindelmutter 21 in
Richtung der Pfeile 12 und aufgrund der Verbindung der
Spindelmutter 21 mit dem dieser zugekehrten Ende des Handschalthebels 2 dessen
Schwenkbewegung um die Achse 3 darstellbar ist. Diese Schwenkbewegung
ist wiederum nach Maßgabe
der Steuerung des Antriebes 20 mit Hinblick auf eine Darstellung
definierter Schaltwege und Schaltstellungen hin unter Vermeidung
von mechanisch definierten Raststellungen angelegt.
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Beide
Konsolen 16, 17 stehen mit einem zeichnerisch
nicht dargestellten Kraftsensor in Verbindung, und zwar mit der
Maßgabe,
dass die, über den
Handschalthebel nutzerseitig in diesen eingeleitete Kraft messbar
und durch ein elektrisches Signal darstellbar ist, mit der der Handschalthebel 2 in
der einen oder der anderen Schwenkrichtung um die Achse 3 geschwenkt
wird. Die Kraftsensoren stehen ebenso wie der Antrieb 20 mit
einer zeichnerisch nicht dargestellten Steuerungseinrichtung in
Verbindung.
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Die
Steuerungseinrichtung kann dahingehend eingerichtet sein, dass bei
Anstehen eines definierten Wertes einer mittels der genannten Kraftsensoren
festgestellten Kraft, gegebenenfalls in Verbindung mit einem Mindestzeitintervall,
eine Schaltabsicht erkannt wird, und zwar nach Maßgabe der
Kraftrichtung in der einen oder anderen Richtung, wobei in diesem
Fall mittels des Antriebes 20 der Handschalthebel in die
angewählte
Wählposition überführt werden
kann.
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Das
Kraftniveau, von welchem eine Schaltabsicht abgeleitet wird, ist über die
Steuerungseinrichtung softwaremäßig vorgebbar
und kann auch dazu benutzt werden, dem Nutzer des Fahrzeugs aktuell
unzulässige
Wählbewegungen
zu signalisieren. Die darzustellenden Wählwinkel und Wählpositionen
sind in gleicher Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel entsprechend
den 1 und 2 softwaremäßig über eine entsprechende Steuerung
des Antriebes 10 darstellbar.
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Anstelle
der Kraftsensoren können
auch Wegsensoren eingesetzt werden, bei denen ein Schaltvorgang
bei Erreichen oder Überschreiten
eines definierten Betrages eines Weges oder eines Winkels, um den
der Handschalthebel ausgelenkt wird, ausgelöst wird.
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Die
Kraft- oder Wegsensoren können
mit dem Antrieb und der Steuerungseinrichtung einen Regelkreis dahingehend
bilden, dass einer festlegbarer Funktionszusammenhang zwischen Parametern einer
nutzerseitig in den Handschalthebel eingeleiteten Schaltbewegung
und den Parametern einer in Abhängigkeit
hiervon über
den Antrieb generierten, eine Servo-Unterstützung der Handschalthebelbetätigung bezweckenden
Bewegung. Beispielsweise kann nach Maßgabe der Geschwindigkeit,
mit der der Handschalthebel 2 zu Beginn eines Wählvorganges bewegt
wird, der Antrieb 20 mit der Maßgabe gesteuert werden, dass
der Wählvorgang
mit einer dementsprechenden Geschwindigkeit ausgeführt wird.
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Das
Zweck dieses Regelkreises besteht in jedem Fall darin, die Betätigungscharakteristik,
z. B. ein Kraft-Weg-Profil des sich ergebenden Wähl- bzw. Schaltvorganges sehr
weitgehend an dasjenige eines herkömmlichen Wähl- bzw. Schaltvorganges anzupassen.
Der motorische Antrieb kann außer
zur Ausführung
eines Schaltvorganges unter Mitwirkung der Steuerungseinrichtung
auch zur Generierung einer schaltwegabhängigen Gegenkraft, zur Signalisierung
unzulässiger
Wählvorgänge usw.
benutzt werden. Sämtliche
Parameter der Betätigungscharakteristik
sind vorzugsweise softwaremäßig über die Steuerungseinrichtung
darstellbar.
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Vorstehend
ist die Anwendung der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung bei einem
Automatikgetriebe dargestellt worden, dessen Handschalthebel 2 manuell
mit Servo-Unterstützung nach Maßgabe unterschiedlicher
Wählstellungen
schaltbar ist.
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Anwendungsmöglichkeiten
für derartige Schalteinrichtungen
bestehen jedoch auch bei automatisierten Schaltgetrieben, bei Doppelkupplungsgetrieben
usw.
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Gemäß einer
weiteren Abwandlung kann neben einer die Wählstellungen eines Automatikgetriebes
darstellenden Wählgasse
auch eine weitere, über
eine Querbewegung erreichbare, für
einen manuellen Schaltmodus (z. B. TIPP +/–) bestimmte Schaltgasse vorgesehen
sein. In gleicher Weise wie bei den Wählbewegungen in einer Gasse
kann auch für
die Querbewegung zwischen den Gassen eine Servo-Unterstützung der
vorstehend beschriebenen Art vorgesehen sein. Einer ausschließlich manuell angelegten
Querbewegung mit mechanischer Verrastung in den Gassen wird jedoch
der Vorzug gegeben.
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Sicherheitssysteme,
welche der Darstellung unzulässiger
und dementsprechend zu verriegelnder Schaltvorgänge dienen, können in
herkömmlicher Weise
elektronisch über
die Steuerungseinrichtung eingerichtet sein. Dies betrifft beispielsweise
auch ein automatisches Überführen des
Handschalthebels 2 in die Wählstellung P, sobald eine Unterbrechung
der Zündung
festgestellt wird.
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In
jedem Fall steht mit der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung eine äußerst flexibel nutzbare, an
unterschiedliche Schaltkraft- und Schaltwegverläufe anpassbare Baugruppe zur
Verfügung,
die mit geringem Aufwand unter unterschiedlichen fahrzeugspezifischen
Randbedingungen einsetzbar ist.