DE4217773A1 - Steuervorrichtung für ein automatisches Getriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für ein automatisches Getriebe mit elektronischer Steuerung in einem Kraftfahrzeug, gem. dem Oberbegriff des Patentan­ spruches 1.

Eine derartige Steuervorrichtung zeigt die DE-37 17 675 A1, bei der der Wählhebel der Wählhebeleinrichtung durch sein Umstellen aus der einen Schaltgasse in eine andere Schaltgasse von dem Wählhebel-Unterteil bzw. dem damit verbundenen Schaltgestänge entkuppelbar und mit einer Umschaltervorrichtung mit federverrasteter Mittelstel­ lung zur manuellen Schrittschaltsteuerung des Getriebes kuppelbar ist. Eine derartige Steuervorrichtung bedingt aber einen nicht unbeträchtlichen Konstruktionsaufwand, insbesondere an der Wählhebeleinrichtung, aufgrund der zwei vorgesehenen Schaltgassen und einer entsprechenden Umschaltfähigkeit des Wählhebels (kardanische Lagerung).

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steuervorrichtung der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, daß bei zu­ mindest gleicher ergonomischer Schaltbetätigung der bau­ liche Aufwand vermindert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnen­ den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhaf­ te Weiterbildungen der Erfindung sind den weiteren Pa­ tentansprüchen entnehmbar.

Erfindungsgemäß wird also vorgeschlagen, in herkömmli­ cher Weise eine einzige Wählhebelgasse vorzusehen, in der der Wählhebel entsprechend schwenkbar ist. Ferner ist eine Sperrvorrichtung vorgesehen, die beim Umschal­ ten auf die manuelle Schrittschaltsteuerung den Wählhebel und bevorzugt gern. Anspruch 2 dessen Unterteil - welches ggf. über ein Schaltgestänge mit dem automati­ schen Getriebe verbunden sein kann - bei in Stellung "D" befindlichem Wählhebel sperrt, wobei an dem Wählhebel- Oberteil die zur Schrittschaltsteuerung vorgesehenen Tippschalter angeordnet sind. Über einen separaten Schalter kann die Sperrvorrichtung in Stellung "D" des Wählhebels aktiviert werden, so daß dann der Wählhebel aus der Stellung "D" nicht mehr herausschaltbar ist, aber über die Tippschalter die manuelle Schrittschalt­ steuerung durchführbar ist.

Durch den erfindungsgemäßen Vorschlag kann durch den separaten Schalter auf manuelle Schrittschaltsteuerung oder auf automatischen Fahrbetrieb geschaltet werden, wobei dann ohne jegliches Umschalten des Wählhebels in die eine oder andere Schaltgasse der Fahrbetrieb in der Stellung "D" in der gewünschten Weise durchfürbar ist. Dies ergibt sowohl einen verringerten baulichen Aufwand an der Wählhebeleinrichtung als auch eine einfachere und ergonomisch günstigere Handhabung durch die Bedienungs­ person des Kraftfahrzeuges.

Gemäß den Merkmalen der Patentansprüche 3 und 4 können alternativ die die Schrittschaltsteuerung bewirkenden Tippschalter zwischen dem Wählhebel-Unterteil und dem -Oberteil oder zwischen einem zweiteiligen Wählhebel- Oberteil angeordnet sein.

Der Schalter zum Umschalten von manueller Schrittsteu­ erung auf automatischen Fahrbetrieb kann im Wählhebel integriert sein, z. B. mittels eines auf den Schaltknauf angeordneten Schaltknopfes. Bevorzugt wird jedoch gern. Patentanspruch 5 ein separater Schalter vorgeschlagen, der beispielsweise an der Wählhebelkonsole oder am Ama­ turenbrett des Kraftfahrzeuges angeordnet sein kann.

Die Tippschalter zur Durchführung der manuellen Schritt­ schaltsteuerung können bevorzugt in den Wählhebel zwi­ schen Wählhebel-Unterteil und -Oberteil integriert sein. Dabei kann in baulich besonders günstiger Weise die Wählhebellagerung unmittelbar zur Herstellung der Rela­ tivbeweglichkeit zwischen den beiden Wählhebelteilen dienen.

Besonders vorteilhaft kann die Sperrvorrichtung für das Wählhebel-Unterteil bei manueller Schrittschaltsteuerung eine Baueinheit mit einer bei Kraftfahrzeugen mit auto­ matischen Getrieben an der Wählhebeleinrichtung ohnehin vorhandenen Sperrvorrichtung bilden, welche Sperr- oder Verriegelungseinrichtung in der Parkstellung "P" oder der Neutralstellung "N" des automatischen Getriebes wirksam ist und ein unbeabsichtigtes Herausschalten aus der Parkstellung oder ein unbeabsichtigtes Schalten in einen Fahrbereich vermeiden soll. Eine derartige Sperr­ vorrichtung kann mit baulich geringem Mehraufwand derart erweitert werden, daß sie auch in der Stellung "D" für automatischen Fahrbetrieb wirksam ist und in Verbindung mit den übrigen Maßnahmen die vorgeschlagene manuelle Schrittschaltsteuerung ermöglicht.

Bevorzugt kann dabei die Sperrvorrichtung mit einem el­ ektromagnetisch betätigten Sperrstift ausgeführt sein, der in Ausnehmungen des Wählhebel-Unterteiles eingreift, wobei entsprechende Ausnehmungen auch für die Wählhebel­ stellungen "P" und "N" vorgesehen sein können.

Die Schaltrichtung für das Herauf- oder Herunterschalten der Übersetzungen bei manueller Schrittschaltsteuerung kann am Knauf des Wählhebels angezeigt sein, wobei diese Anzeige bei Bedarf beleuchtet ausgeführt sein kann. Da­ bei kann die Beleuchtung so geschaltet sein, daß bei automatischem Fahrbetrieb in über den Wählhebel ein­ stellbaren Fahrbereichen die dort eingestellten Überset­ zungen wie bekannt an einer Skala am Wählhebelbock ange­ zeigt und bei aktivierter manueller Schrittschaltsteu­ erung die Symbole am Wählhebelknauf angezeigt bzw. be­ leuchtet sind.

Ferner wird vorgeschlagen, das elektronische Steuergerät für das automatische Getriebe derart zu erweitern, daß auch die Signale des den Fahrbetrieb bestimmenden Schal­ ters und der Wählhebelstellung verarbeitet werden und zugleich die Sperrvorrichtung des Wählhebels für die manuelle Schrittschaltsteuerung mitaktiviert werden.

Besonders vorteilhaft wird die Sperre am Wählhebel auto­ matisch aufgehoben, wenn das Kraftfahrzeug stillgesetzt bzw. wenn die Zündung ausgeschaltet wird. Dadurch ist sichergestellt, daß problemlos beim Abstellen des Kraft­ fahrzeuges in die Parkstellung geschaltet werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die schemati­ sche Zeichnung zeigt eine erfindungsgemäße Wählhebelein­ richtung für ein automatisches Getriebe in einem Kraft­ fahrzeug mit einer Sperrvorrichtung für das Wählhebel- Unterteil bei Schrittschaltsteuerung und einem elektron­ ischen Steuergerät.

Eine Wählhebeleinrichtung 10 für ein automatisches Ge­ triebe 36 in einem Kraftfahrzeug weist einen Wählhebel 12 auf, der in einer Konsole 14 über eine Achse 16 schwenkbar gelagert ist.

Der Wählhebel 12 durchdringt eine einzige schlitzförmige Wählhebelgasse 13 in der Konsole 14 und weist an seinem Oberteil 15 eine Rastierung auf, die sich aus einer federnden Klinke 18 und mehreren, entlang der Wählhebel­ gasse 13 vorgesehenen Rasten 22 zusammensetzt, wobei die Rasten 22 die über den Wählhebel 12 schaltbaren Überset­ zungs- oder Neutralstellungen definieren. Der Wählhebel 12 kann somit in eine Parkstellung "P", in eine Rück­ wärtsfahrstellung "R", in eine Neutralstellung "N" und in die Vorwärtsfahrbereiche "D, 3, 2" geschaltet werden, wobei in den Vorwärtsfahrbereichen jeweils ein oder mehrere durch fahrspezifische Daten vorgegebene Überset­ zungen automatisch geschaltet werden.

Das Unterteil 17 des Wählhebels 12 ist über ein Gestänge 32, 34 mit dem automatischen Getriebe 36 verbunden, so daß beispielsweise in der Wählhebelstellung "P" eine mechanische Drehsperre zur Einstellung einer Park­ blockierstellung der Räder des Kraftfahrzeuges ein­ schaltbar ist.

Sowohl das Oberteil 15 als auch das Unterteil 17 des Wählhebels 12 sind über die Achse 16 in der Konsole 14 der Wählhebeleinrichtung schwenkbar gelagert.

Sie sind ferner über eine am Oberteil 15 festgelegte Anschlagtasse 24 und über Schraubendruckfedern 28, 30 in einer federnden Mittelstellung zueinander gehalten, wo­ bei sich die Schraubendruckfedern 28, 30 einerseits an der Anschlagtasse 24 und andererseits an dem Unterteil 17 des Wählhebels 12 abstützten. Zwischen den Schrauben­ druckfedern 30 sind nur einen geringen Ausfederweg zu­ lassende Kontaktstifte 27, 29 vorgesehen, die je einen Tippschalter 31 für die manuelle Schrittschaltsteuerung bilden.

In dem Unterteil 17 des Wählhebels 12 sind neben der An­ lenkung 33 des Schaltgestänges 32, 34 drei Ausnehmungen 50, 52, 54 vorgesehen, die mit einem Sperrstift 56 einer elektromagnetischen Sperrvorrichtung 58 zusammenwirken. Die Sperrvorrichtung 58 ist an der Konsole 14 befestigt und weist ein Gehäuse mit einer elektromagnetischen Wicklung 64 auf, in dem eine Schraubendruckfeder 66 den Sperrstift 56 in seine ausgefahrene Position vorspannt. Der Sperrstift 56 kann im Zusammenwirken mit den Aus­ nehmungen 50, 52, 54 - wie mit den strichpunktierten Lini­ en angedeutet - den Wählhebel 12 in der Parkstellung "P" (Ausnehmung 50), in der Neutralstellung "N" (Ausnehmung 52) und in der Stellung "D" (Ausnehmung 54) für den au­ tomatischen Fahrbetrieb durch Einfahren in diese Aus­ nehmungen sperren.

Zur elektronischen Steuerung des automatischen Getriebes bzw. zur Berechnung und Steuerung der Fahrprogramme ist ein elektronisches Steuergerät 60 vorgesehen, welches in bekannter Weise mit den fahrspezifischen Daten wie Last­ anforderung α Drehzahl n der Brennkraftmaschine, Ge­ schwindigkeit des Kraftfahrzeuges V, Temperatur der Brennkraftmaschine T etc. über entsprechende Sensoren (nicht dargestellt) versorgt wird und welches durch ent­ sprechende Ansteuerung des automatischen Getriebes 36 die entsprechenden Übersetzungsstufen steuert. In das Steuergerät 60 werden ferner in nicht näher dargestell­ ter Weise über eine Leitung 62 die Wählhebelstellungen "P", "R", "N", "D, 3, 2" eingegeben.

Ferner ist an der Konsole 14 ein separater Schalter 61 angeordnet, mittels dem der automatische Fahrbetrieb oder die manuelle Schrittschaltsteuerung einstellbar ist, wobei die gewählte Einstellung über eine Leitung 59 an das Steuergerät 60 gegeben wird.

Des weiteren sind die Tippschalter 31 für die manuelle Schrittschaltsteuerung am Wählhebel 12 über Leitungen 63, 65 mit dem Steuergerät 60 verbunden. Gleiches gilt für die elektromagnetische Sperrvorrichtung 58, die über die Leitung 67 an das Steuergerät 60 angeschlossen ist.

Ein weiterer Eingang "B" des Steuergerätes 60 ist mit einem Bremslichtschalter 46 am Bremspedal 38 der Be­ triebsbremse des Kraftfahrzeuges verbunden, wobei das Bremspedal 38 in bekannter Weise an einer Konsole 14 schwenkbar gelagert ist und über einen nur teilweise dargestellten Stößel 42 mit der Bremshydraulik des Kraftfahrzeuges verbunden ist.

Über den Bremslichtschalter 46 kann bei Betätigung der Betriebsbremse des Kraftfahrzeuges über die Leitung 48 das Bremssignal auch an das Steuergerät 60 abgegeben werden.

Neben der eigentlichen elektronischen Getriebesteuerung, die herkömmlicher und bekannter Ausführung sein kann, sind in dem Steuergerät 60 folgende logische Verknüpfun­ gen vorgesehen:

Befindet sich der Wählhebel 12 in der Parkstellung "P" oder in der Neutralstellung "N", so ist eine der Ausneh­ mungen 50 oder 52 mit dem federbelasteten Sperrstift 56 in Überdeckung und damit der Sperrstift in die Ausneh­ mung eingefahren, so daß der Wählhebel 12 gesperrt ist.

Wird in diesen Wählhebelstellungen die Zündung des Kraftfahrzeuges eingeschaltet und anschließend die Be­ triebsbremse über das Bremspedal 38 betätigt, so wird über das Signal des Bremslichtschalters 46 und über das Steuergerät 60 die Sperrvorrichtung 58 aktiviert bzw. der Verriegelungsstift 56 elektromagnetisch zurückgefah­ ren, so daß aus der Wählhebelstellung "P" oder "N" her­ ausgeschaltet werden kann. In den übrigen Wählhebelstellungen "R", "D", "3", "2", die dem Steuergerät 60 über die Leitung 62 signalisiert werden, ist die Ansteuerung der Sperrvorrichtung 58 unterbunden.

Wird nunmehr der Wählhebel in die Stellung "D" für den automatischen Vorwärtsfahrbereich geschaltet, so wird über das Steuergerät 60 wiederum die elektromagnetische Sperrvorrichtung 58 aktiviert, so daß in Stellung "D" keine Sperrung des Unterteiles 17 des Wählhebels 12 stattfindet, obwohl die Ausnehmung 54 des Wählhebel-Un­ terteiles 17 mit dem Sperrstift 56 in Überdeckung ist bzw. in einer Flucht liegt. Es versteht sich, daß der Elektromagnet 64, 56 dauerbelastbar ausgeführt sein muß. In der Stellung "D" kann nun das automatische Getriebe 36 über das Steuergerät 60 in herkömmlicher Weise im automatischen Fahrbetrieb bzw. in vorgegebenen Fahrpro­ grammen betrieben werden; gleiches gilt für die Fahrbe­ reiche "3" und "2", die jeweils nach oben die höchste Fahrstufe begrenzen.

Wird nunmehr durch die Bedienungsperson des Kraftfahr­ zeuges in der Stellung "D" (die anderen Wählhebelstel­ lungen werden von dem Steuergerät 60 nicht akzeptiert) durch Betätigen des Schalters 61 in die manuelle Schrittschaltsteuerung geschaltet, so wird die elektro­ magnetische Sperrvorrichtung 58 stromlos geschaltet, so daß der Sperrstift 56 federbelastet in die Ausnehmung 54 des Unterteiles 17 des Wählhebels 12 einfährt. Nunmehr ist der Wählhebel 12 hinsichtlich seines Schwenkberei­ ches gesperrt, kann aber in seiner federnden Mittelstel­ lung innerhalb des durch die Kontakte 27,29 der Tipp­ schalter 31 begrenzten Federweges angetippt werden, wobei bei einem Antippen auf der Zeichnung nach links durch entsprechende Ansteuerung des Steuergerätes 60 über die Leitungen 63, 65 ein Heraufschalten in die nächsthöhere Übersetzungsstufe oder bei einem Antippen nach rechts ein Herunterschalten in die nächstniedrigere Übersetzungsstufe gesteuert wird.

Wird die manuelle Schrittschaltsteuerung über die Tipp­ schalter 31 wieder aufgehoben, in dem der separate Schalter 61 entsprechend umgeschaltet wird, so wird über das Steuergerät 60 die elektromagnetische Sperrvorrich­ tung 58 wieder aktiviert und somit die Sperre des Un­ terteiles 17 des Wählhebels 12 aufgehoben. Danach kann in herkömmlicher Weise wieder in sämtliche Wählhebel­ stellungen geschaltet werden.

Das Steuergerät 60 ist so ausgelegt, daß nach dem Still­ setzen des Kraftfahrzeuges - sofern dies aus dem Be­ triebsbereich manuelle Schrittschaltsteuerung erfolgt - selbsttätig die elektromagnetische Sperrvorrichtung 58 aktiviert wird und die Sperre aufhebt, so daß ohne wei­ tere zusätzliche Maßnahme der Wählhebel 12 entsperrt ist und in die Parkstellung "P" geschaltet werden kann.

Auf den Knauf 11 des Wählhebels ist durch ein Plus- und ein Minuszeichen und ggf. der Aufschrift "manuell" ange­ zeigt, in welche Richtung ein Herauf- oder Herunter­ schalten bei manueller Schrittschaltsteuerung durchführ­ bar ist. Diese Anzeige und ggf. eine Anzeigenskala an der Konsole 14 der Wählhebeleinrichtung 10 können je nach eingeschaltetem Betriebsbereich für sich beleuchtet sein.

Die Erfindung ist nicht auf das gezeigte Ausführungs­ beispiel beschränkt. So kann die Sperrvorrichtung für das Unterteil 17 des Wählhebels 12 über ein Gestänge oder einen Seilzug mechanisch unmittelbar über den Schalter 61 betätigt sein. Die federnde Mittenzentrie­ rung des Wählhebels 12 in der manuellen Schrittschalt­ steuerung kann auch durch ein zweiteiliges Oberteil 15 des Wählhebels 12 gebildet sein, in das die Tippschalter 31 in geeigneter Weise integriert sind. Ferner kann die Sperrvorrichtung für das Wählhebel-Unterteil auch mit einer Sperrvorrichtung baulich vereint sein, die in bekannter Weise mit dem Zündschloß des Kraftfahrzeuges verbunden ist und die ein Herausschalten des Wählhebels 12 aus der Parkstellung "P" nur bei eingeschalteter Zündung des Kraftfahrzeuges ermöglicht. Erfindungswe­ sentlich ist, daß der Wählhebel 12 nur eine einzige Schaltgasse 13 aufweist, in der er sowohl in dem her­ kömmlichen automatischen Fahrbetrieb als auch nach Um­ schalten über den separaten Schalter 61 im manuellen Schrittschaltbetrieb betätigbar ist.

Claims (13)

1. Steuervorrichtung für ein automatisches Getriebe mit elektronischer Steuerung in einem Kraftfahrzeug, mit einer Wählhebeleinrichtung zum Vorgeben mehrerer Übersetzungen und einer Wählhebelstellung (z. B. "D") für zumindest ein automatisches Fahrprogramm, wobei die Wählhebeleinrichtung auf eine manuelle Schritt­ schaltsteuerung der Übersetzungen umschaltbar ist, bei der der Wählhebel in einer federnd nachgiebigen Mittelstellung zur Schrittschaltsteuerung durch Betä­ tigen von Tippschaltern gehalten ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Wählhebel (12) in herkömmlicher Weise in einer einzigen Wählhebelgasse (13) geführt ist und in der Wählhebelstellung "D" über einen Schalter (61) sperrbar und auf die Schrittschaltsteu­ erung umschaltbar ist.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine über den Schalter (61) aktivierba­ re Sperrvorrichtung (58) vorgesehen ist, die beim Umschalten auf den manuellen Betrieb das Unterteil (17) des Wählhebels (12) bei in Stellung "D" befind­ lichen Wählhebel (12) sperrt, und daß an dem Oberteil (15) des Wählhebels (12) die zur Schritschaltsteue­ rung vorgesehenen Tippschalter (31) angeordnet sind.

3. Steuervorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, da­ durch gekennzeichnet, daß das Wählhebel-Oberteil (15) und das -Unterteil (17) begrenzt nachgiebig zueinan­ der auf einer Achse (16) gelagert sind, die zugleich die Schwenkachse des Wählhebels (12) bildet.

4. Steuervorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, da­ durch gekennzeichnet, daß das Wählhebel-Oberteil zweiteilig ausgebildet ist, wobei die Tippschalter (31) funktionell dazwischen geschaltet sind.

5. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschalten von manuellen auf automatischen Betrieb über einen separaten Umschalter (61) erfolgt, der bei in Stellung "D" des Wählhebels (12) und bei geschaltetem manuellen Be­ trieb die Sperrvorrichtung (58) des Wählhebel-Unter­ teiles (17) aktiviert.

6. Steuervorrichtung nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Tippschalter (31) in den Wählhebel (12) zwischen Wählhebel-Unterteil (17) und Wählhebel-Oberteil (15) integriert sind.

7. Steuervorrichtung nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrvorrichtung für das Wählhebel-Unterteil (17) elektromagnetisch mit einem Sperrstift (56) ausge­ führt ist.

8. Steuervorrichtung nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrvorrichtung (58) eine Baueinheit mit einer Vor­ richtung zum Verriegeln des Wählhebels (12) in einer Parkstellung "P" und/oder in einer Neutralstellung "N" bildet.

9. Steuervorrichtung nach den Ansprüchen 7 und 8, da­ durch gekennzeichnet, daß der Sperrstift (56) der Sperrvorrichtung (58) bei manuellem Betrieb und in Stellung "D" befindlichen Wählhebel (12) in eine Ausnehmung (54) des Wählhebel-Unterteiles (17) ein­ greift.

10. Steuervorrichtung nach den Ansprüchen 8 und 9, da­ durch gekennzeichnet, daß in dem Wählhebel-Unterteil (17) auch Ausnehmungen (50, 52) vorgesehen sind, in die der Sperrstift (56) bei "P- und/oder N-Stellung" des Wählhebels (12) einfahren kann.

11. Steuervorrichtung nach einem oder mehreren der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltknauf (11) des Wählhebels (12) in an sich bekannter Weise die Herauf- oder Herunterschaltrich­ tung bei manuellem Betrieb anzeigt.

12. Steuervorrichtung nach einem oder mehreren der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über ein einheitliches elektronisches Steuergerät (60) die manuelle und automatische Betriebsweise des Getriebes sowie die elektromagnetische Sperrvorrich­ tung nach Maßgabe fahrrelevanter Daten, der Wählhebelstellung, der Tippschalter-Signale und des Um­ schalters (61) gesteuert werden.

13. Steuervorrichtung nach einem oder mehreren der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperre (58) des Wählhebels (12) bei Außerbetrieb­ setzen des Kraftfahrzeuges (Zündung aus) automatisch aufgehoben ist.