DE60213369T2

DE60213369T2 - Steuerungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE60213369T2
Application number: DE2002613369
Authority: DE
Inventors: Stefan Engström; Frank Johannesson
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2002-05-15
Filing date: 2002-05-15
Publication date: 2006-11-30
Anticipated expiration: 2022-05-16
Also published as: EP1363048B1; EP1363048A1; DE60213369D1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung zum Auswählen von Betriebszuständen eines Getriebes eines Motorfahrzeugs nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
HINTERGRUND
In einem Fahrzeuggetriebe-Steuersystem ist es wünschenswert, eine Steuervorrichtung vorzusehen, die durch einen Fahrzeugführer manövriert wird, die der Fahrer als komfortabel empfindet und die leicht zu handhaben ist. Traditionelle Steuervorrichtungen für Automatikgetriebe sind dazu ausgelegt, in eine Anzahl von Positionen manövriert zu werden, die jeweils einem spezifischen Betriebszustands des Betriebes entsprechen, beispielsweise Parken, Rückwärts, Neutral und Fahren.
US6260432B1 offenbart eine Auswahlvorrichtung mit einem Hebel, der von einer neutralen, aufrechten Position in vier unterschiedlichen Richtungen gekippt werden kann, die jeweils einen Betriebszustand eines Automatikgetriebes entsprechen, d.h. Parken, Rückwärts, Neutral bzw. Fahren.
Ein Nachteil bei bekannten Getriebesteuervorrichtungen ist, dass die große Anzahl möglicher Positionen der Auswahlvorrichtung zu einer großen Komplexität der Getriebesteuervorgänge führt.
EP1146257A2 , welche die Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1 darstellt, offenbart zwei Getriebesteuerknöpfe an einem Lenkrad, wobei das Getriebe von einem neutralen Zustand in einem Vorwärtsfahrzustand umschaltet, wenn einer der Knöpfe gedrückt wird, und das Getriebe schaltet von dem Vorwärtsfahrzustand in den neutralen Zustand um, wenn einer der Knöpfe gedrückt wird.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Umgebung des Fahrers beim Bedienen eines Motorfahrzeugs zu verbessern.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, die beim Steuern eines Fahrzeuggetriebes entstehende Komplexität zu vermindern. Diese Aufgaben werden durch eine Steuervorrichtung der eingangs genannten Art, welche die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 aufweist, erzielt.
Bevorzugt ist die Steuervorrichtung derart ausgelegt, dass wenn das Getriebe in dem neutralen Zustand ist, und wenn die Manövriervorrichtung in die zweite Position bewegt ist, die Steuervorrichtung mindestens ein Signal derart sendet, dass sich das Getriebe in den Rückwärtszustand verändert, und wenn das Getriebe in dem Rückwärtszustand ist, und wenn die Manövriervorrichtung in die erste Position bewegt ist, sendet die Steuervorrichtung zumindest einen Signalwert, damit das Getriebe sich in den neutralen Zustand verändert.
Somit stellt die Erfindung eine Steuervorrichtung bereit, die zum Auswählen von zumindest drei unterschiedlichen Betriebszuständen des Getriebes verwendet werden kann, indem die Steuervorrichtung in nur zwei Positionen bewegt wird. Dies wiederum vermindert für einen Fahrer die Komplexität des Getriebesteuervorganges. Hierdurch kann der Fahrer mehr Konzentration auf andere Fahraspekte verwenden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Nachfolgend wird die Erfindung ausführlicher unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, in denen
1 zeigt schematisch ein Getriebesystem in einem Motorfahrzeug,
2 zeigt eine Steuervorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
3 bis 5 zeigen Flussdiagramme, die Manövriervorgänge der Steuervorrichtung Getriebebetriebszustände zuordnen, und
6 bis 7 zeigen alternative Steuervorrichtungen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
1 zeigt schematisch ein Getriebesystem in einem Motorfahrzeug. Ein Automatikgetriebe 1 in dem Fahrzeugantriebsstrang ist mit einem Getriebesteuermodul (TCM) 2 verbunden, das wiederum mit einer Steuervorrichtung 3 verbunden ist, die dazu ausgelegt ist, durch einen Fahrzeugfahrer betätigt zu werden, der hier auch als Bedienperson bezeichnet wird.
Die Steuervorrichtung 3 umfasst elektrische Schaltungen (nicht gezeigt) und ist dazu ausgelegt, Steuersignale, welche den Betätigungsstatus der Steuervorrichtung 3 wiedergeben, zu senden, um die Betriebszustände des Getriebes 1 über das TCM 2 zu steuern. Das Getriebe 1 ist dazu ausgelegt, einen ersten, einen zweiten, einen dritten und einen vierten Betriebszustand entsprechend einem neutralen Zustand N, einem Fahrzustand D, einem Rückwärtszustand R bzw. einem Parkzustand P einzunehmen, wie in vielen traditionellen Automatikgetrieben. Selbstverständlich kann das Getriebe 1 dazu ausgelegt sein, zusätzliche Zustände einzunehmen, wie einen Zustand für einen niedrigeren Gang.
Wie in 2 zu sehen ist, umfasst die Steuervorrichtung 3 eine Manövriervorrichtung 4 in der Form eines Hebels 4. Diese kann an einer Konsole zwischen dem Fahrersitz und dem Passagiersitz oder an der Lenksäule, ähnlich zu einem traditionellen Lenksäulenganghebel, gelegen sein.
Indem er durch den Fahrer gehandhabt wird, kann der Hebel 4 nach vorne in Bezug auf das Fahrzeug in der Richtung des Pfeils A gekippt werden, so dass er eine erste Position erreicht, die hier auch als A bezeichnet ist. Der Hebel 4 kann ebenso nach hinten in Bezug auf das Fahrzeug in der Richtung des Pfeils B gekippt werden, so dass er eine zweite Position erreicht, die hier ebenso als B bezeichnet ist. Wenn der Hebel 4 durch den Fahrer von einer dieser Positionen freigegeben wird, wird er automatisch, vorgespannt durch eine Federwirkung, in eine dritte Position C bewegt, die sich zwischen der ersten und der zweiten Position A bzw. B befindet. Er wird in der dritten Position bleiben, wenn er keiner Betätigung durch den Fahrer unterworfen ist.
Nimmt man nun Bezug auf 3, ist die Steuervorrichtung 3 derart ausgelegt, dass wenn das Getriebe 1 in dem ersten Betriebszustand, d.h. in dem neutralen Zustand N (Block 101) ist, und wenn der Hebel 4 in der ersten Position A bewegt wird, er zumindest ein Signal derart sendet, dass das Getriebe 1 sich in den zweiten Betriebszustand ändert, d.h. in den Fahrzustand D (Block 102). Sobald der Fahrer den Hebel 4 freigibt, wird er sich automatisch in die in 2 gezeigte Position C zurückbewegen.
Wenn das Getriebe 1 in dem Fahrzustand D (Block 102) ist und wenn der Hebel 4 in die zweite Position B bewegt wird, sendet die Steuervorrichtung 3 mindestens ein Signal derart, dass sich das Getriebe 1 in den neutralen Zustand N (Block 101) ändert. Wenn das Getriebe 1 in dem Fahrzustand D (Block 102) ist, und wenn der Hebel 4 in die erste Position A bewegt wird, werden keine Signale für eine Zustandsveränderung des Getriebes 1 gesendet (Block 103).
Wenn das Getriebe 1 in dem neutralen Zustand N ist (Block 101) und der Hebel 4 in die zweite Position B bewegt wird, sendet die Steuervorrichtung 3 mindestens ein Signal, damit das Getriebe 1 sich in den dritten Betriebszustand verändert, d.h. den Rückwärtszustand R (Block 104). Erneut wird, wenn der Hebel 4 gelöst wird, die Feder zurück in Position C springen.
Wenn das Getriebe 1 in den Rückwärtszustand R ist (Block 104), und wenn der Hebel 4 in die erste Position A bewegt wird, sendet sie mindestens ein Signal derart, damit das Getriebe sich in den neutralen Zustand N verändert (Block 101). Wenn das Getriebe 1 in den Rückwärtszustand R ist (Block 104), und wenn der Hebel 4 in die zweite Position B bewegt wird, werden keine Signale für eine Zustandsveränderung des Getriebes 1 gesendet (Block 103).
Durch die Erfinder durchgeführte Tests haben gezeigt, dass die Zuordnung der Hebelbewegungen zu Getriebezustandsveränderungen gemäß demjenigen, was unter Bezugnahme auf 3 beschrieben wurde, eine einfache Steuerung des Getriebes 1 bereitstellt und mit den Instinkten des Fahrers übereinstimmt, was wiederum dem Fahrer ein ruhiges Gefühl mit der Getriebesteuerung verleiht. Die Entsprechung mit den Instinkten des Fahrers werden durch die Konsistenz der Korrelation zwischen den Bewegungen des Hebels und den Getriebezuständen weiter verbessert. Die Konsistenz wird dadurch bereitgestellt, dass eine Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs stets einer Vorwärtsbewegung des Hebels entspricht, ungeachtet den vorherigen Zuständen des Getriebes. In ähnlicher Weise entspricht eine Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs stets einer Rückwärtsbewegung des Hebels, ungeachtet der vorherigen Zustände des Getriebes.
Selbstverständlich könnte die Steuervorrichtung 3 unterschiedlich ausgelegt sein. Beispielsweise könnte die Zustandsänderung von neutral zu rückwärts des Getriebes durch eine Vorwärtsbewegung des Hebels 4 erzielt werden, wobei die Zustandsveränderung von neutral zu fahren des Getriebes 1 durch eine Rückwärtsbewegung des Hebels 4 erzielt werden könnte.
Als eine weitere Alternative könnte der Hebel 4 dazu ausgelegt sein, in anderen Richtungen als den oben beschriebenen gekippt zu werden, beispielsweise seitlich.
Im allgemeinen sieht diese Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vor, dass die Steuervorrichtung derart ausgelegt ist, dass mindestens drei Zustände des Getriebes durch Bewegen der Manövriervorrichtung in zwei Positionen gesteuert werden können. Dabei wird, wenn das Getriebe in dem ersten Betriebszustand ist und wenn die Manövriervorrichtung in die erste oder die zweite Position bewegt wird, das Getriebe in den zweiten oder in den dritten Getriebezustand umgeschaltet. Wenn das Getriebe in dem zweiten oder in dem dritten Betriebszustand ist, und wenn die Manövriervorrichtung erneut in die erste oder in die zweite Position bewegt wird, wird das Getriebe zurück in den ersten Betriebszustand umgeschaltet.
Wie in 2 gezeigt, umfasst die Steuervorrichtung 3 eine Befehlsvorrichtung 5 in der Form eines Parkzustandschalters 5 vom Druckknopftyp auf der Oberseite des Hebels 4. Der Parkzustandschalter 5 wird verwendet, um das Getriebe 1 in den vierten Betriebszustand umzuschalten, d.h. in den Parkzustand P. Der Parkzustandschalter 5 kann ebenso verwendet werden, um das Getriebe 1 von dem Parkzustand P in einen der anderen Betriebszustände zu bringen.
In 4 ist ein Betätigen des Parkzustandschalters 5 mit CP bezeichnet. Bevorzugt ist die Steuervorrichtung 3 derart ausgelegt, dass ein Betätigen des Parkzustandschalters 5 das Getriebe 1 veranlassen wird, in den Parkzustand umzuschalten (Block 105) wenn es im neutralen Zustand (Block 101), Fahrzustand (Block 102) oder Rückwärtszustand R (Block 104) ist. Ebenso ist bevorzugt die Steuervorrichtung 3 derart ausgelegt, dass wenn das Getriebe 1 in dem Parkzustand P ist (Block 105) ein Bewegen des Hebels 4 in der ersten Position A das Getriebe 1 veranlassen wird, in den Fahrzustand umzuschalten (Block 102). In ähnlicher Weise, wenn das Getriebe 1 in dem Parkzustand P ist (Block 105) wird ein Bewegen des Hebels 4 in die zweite Position B das Getriebe 1 veranlassen, in den Rückwärtszustand umzuschalten (Block 104). Das TCM 2 (1) könnte dazu ausgelegt sein, Signale entsprechend der Aktivierung eines Bremssteuerpedals in dem Fahrzeug zu erhalten, und die Veränderung vom Parkzustand in den Fahrzeugstand oder vom Parkzustand in den Rückwärtszustand könnte unter der Bedingung ausgeführt werden, dass das Bremssteuerpedal niedergedrückt ist.
Als eine weitere Alternative, die in 6 gezeigt ist, kann die Steuervorrichtung 3 derart ausgelegt sein, dass der Parkzustand P nur durch Kippen des Hebels 4 in die zweite Position B erreicht werden kann (siehe 2), wenn das Getriebe in dem Rückwärtszustand R ist (Block 104). Dabei könnte die Steuervorrichtung 3 derart ausgelegt sein, dass der Getriebezustand von Parken P (Block 105) zu Rückwärts R durch erneutes Bewegen des Hebels 4 in die zweite Position B umgeschaltet wird. Hierdurch wird die Notwendigkeit einer separaten Befehlsvorrichtung 5 für den vierten Betriebszustand beseitigt.
Alternativ kann die Steuervorrichtung 3 derart ausgelegt sein, dass der Parkzustand P durch Kippen des Hebels 4 nach rechts oder links oder irgendeiner anderen Richtung, die sich von den oben beschriebenen Richtungen A und B unterscheidet, erreicht werden kann.
6 zeigt eine alternative Steuervorrichtung 3 zum Auswählen von Betriebszuständen eines Getriebes in einem Motorfahrzeug. Die Steuervorrichtung 3 umfasst eine Manövriervorrichtung 4 in der Form eines Kippschalters 4. Die Steuervorrichtung 3 kann an einem Lenkrad des Fahrzeugs gelegen und mit einem Daumen des Fahrers manövrierbar sein, der dabei mit den übrigen Fingern das Lenkrad weiter eingreifen kann. Hierdurch kann die Getriebesteuerbetätigung ausgeführt werden, ohne dass eine der Hände des Fahrers von dem Lenkrad getrennt werden muss, was die Fahrsicherheit verbessert. Die Steuervorrichtung 3 in 6 kann ebenso an einer Konsole zwischen dem Fahrersitz und dem Passagiersitz (Beifahrersitz) gelegen sein.
Der Kippschalter 4 kann durch den Fahrer in irgendeiner von zwei Richtungen gekippt werden, die durch Pfeile A und B angegeben sind, wobei er eine erste bzw. eine zweite Position einnimmt, die hier ebenso als A bzw. B bezeichnet sind. Wenn er nicht durch den Fahrer gehandhabt wird, ist der Kippschalter 4 dazu ausgelegt, eine dritte Position „zwischen" der ersten und der zweiten Position einzunehmen.
Die Steuervorrichtung 3 ist ebenso mit einem Parkzustandschalter 5 vom Druckknopftyp ausgestattet, entsprechend der oben unter Bezugnahme auf 2, 4 und 5 beschriebenen Befehlsvorrichtung 5. Dabei können dieselben Bedienungsschritte wie oben unter Bezugnahme auf 3–5 erzielt werden.
7 zeigt eine weitere alternative Steuervorrichtung 3 zum Auswählen von Betriebszuständen eines Getriebes in einem Motorfahrzeug, wobei die Vorrichtung einen ersten 4A und einen zweiten 4B Manövrierschalter vom Druckknopftyp aufweist, die relativ nahe zueinander gelegen sind. Ähnlich zu der in 6 gezeigten Vorrichtung kann die in 7 gezeigte Vorrichtung an dem Lenkrad oder an einer Konsole zwischen dem Fahrersitz und dem Beifahrersitz gelegen sein. Das Paar von Manövrierschaltern 4A, 4B kann durch die Betätigung eines Fahrers in durch Pfeile A und B gezeigten Richtungen eine erste bzw. eine zweite Position einnehmen, die hier ebenso als A bzw. B bezeichnet sind. Wenn sie nicht durch den Fahrer gehandhabt werden, sind der erste 4A und der zweite 4B Manövrierschalter dazu ausgelegt, eine dritte „ungedrückte" Position einzunehmen. Dabei kann auch die Steuervorrichtung 3 mit einem Parkzustandschalter 5 vom Druckknopftyp ausgestattet sein, entsprechend der oben unter Bezugnahme auf 2, 4 und 5 beschriebenen Befehlsvorrichtung 5. Dabei können dieselben Bedienschritte wie oben unter Bezugnahme auf 3–5 beschrieben erzielt werden.
Die Erfindung wurde oben in Bezug auf ein Automatikgetriebe beschrieben. Allerdings ist die Erfindung ebenso auf jegliche andere Art von Getriebe anwendbar, bei welchem eine Art automatischer Gangsteuerung beteiligt ist, wie einem kontinuierlich variablen Getriebe (CVT).

Claims

Steuervorrichtung (3) zum Auswählen von Betriebszuständen eines Getriebes (1) eines Motorfahrzeugs, – wobei die Steuervorrichtung (3) mit einem Getriebe (1) verbunden ist, das dazu ausgelegt ist, zumindest einen neutralen (101), einen Vorwärtsfahr- (102) und einen Rückwärts- (104) Zustand einzunehmen, – wobei die Steuervorrichtung (3) eine Manövriervorrichtung (4), die dazu ausgelegt ist, eine erste Position (A) oder eine zweite Position (B) einzunehmen, wenn sie durch eine Bedienperson manövriert wird, und eine dritte Position (C) einzunehmen, wenn sie durch die Bedienperson nicht manövriert wird, aufweist, – wobei die Steuervorrichtung (3) dazu ausgelegt ist, dass wenn das Getriebe (1) in dem neutralen Zustand (101) ist, und wenn die Manövriervorrichtung (4, 4A, 4B) in die erste Position (A) bewegt ist, die Steuervorrichtung (3) zumindest ein Signal derart sendet, um das Getriebe (1) in den Vorwärtsfahrzustand (102) zu verändern, und wenn das Getriebe (1) in dem Vorwärtsfahrzustand (102) ist, und wenn die Manövriervorrichtung (4, 4A, 4B) in die zweite Position (B) bewegt ist, sendet die Steuervorrichtung (3) mindestens ein Signal derart, dass sich das Getriebe (1) in den neutralen Zustand (101) verändert, – dadurch gekennzeichnet, dass – die Manövriervorrichtung ein Hebel (4) ist und vorgespannt ist, um automatisch von der ersten (A) oder der zweiten (B) Position in die dritte Position (C) zurückzukehren, – wobei die erste Position (A) einer Neigung des Hebels (4) im wesentlichen vorwärts in Bezug auf das Fahrzeug entspricht, wobei die zweite Position (B) einer Neigung des Hebels (4) im wesentlichen rückwärts in Bezug auf das Fahrzeug entspricht, und wobei die dritte Position (C) einer Lage des Hebels (4) im wesentlichen zwischen der ersten (A) und der zweiten (B) Position entspricht.
Steuervorrichtung (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie dazu ausgelegt ist, dass wenn das Getriebe (1) in dem neutralen Zustand (101) ist, und wenn die Manövriervorrichtung (4, 4A, 4B) in die zweite Position (B) bewegt ist, die Steuervorrichtung (3) zumindest ein Signal derart sendet, dass sich das Getriebe (1) in den Rückwärtszustand (104) verändert, und wenn das Getriebe (1) in dem Rückwärtszustand (104) ist, und wenn die Manövriervorrichtung (4, 4A, 4B) in die erste Position (A) bewegt ist, sendet die Steuervorrichtung (3) zumindest ein Signalwert, damit das Getriebe (1) sich in den neutralen Zustand (101) verändert.
Steuervorrichtung (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, bei welcher die Manövriervorrichtung zwischen einem Fahrersitz und einem Passagiersitz des Fahrzeugs gelegen ist.
Steuervorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend eine Befehlsvorrichtung (5), wobei die Steuervorrichtung (3) dazu ausgelegt ist, mindestens ein Signal derart zu senden, dass sich das Getriebe (1) in einen vierten Betriebszustand (105) bei Aktivierung der Befehlvorrichtung (5) verändert, wobei der vierte Betriebszustand ein Parkzustand ist.
Steuervorrichtung (3) nach Anspruch 4, bei welcher die Befehlsvorrichtung ein Druckknopf ist.