Betätigungsvorrichtung für Kraftfahrzeuggetriebe Actuating device for motor vehicle transmission
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeuggetriebe, insbesondere für ein Automatgetriebe, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an actuating device for a motor vehicle transmission, in particular for an automatic transmission, according to the preamble of patent claim 1.
Gangwechselgetriebe von Kraftfahrzeugen werden üblicherweise mittels einer im Griffbereich des Fahrers angeordneten Betätigungsvorrichtung gesteuert bzw. geschaltet. Häufig kommen hierzu Betätigungselemente wie Schalthebel oder Wählhebel zum Einsatz, die beispielsweise zwischen den Frontsitzen des Kraftfahrzeugs angeordnet sind.Gear change transmissions of motor vehicles are usually controlled or switched by means of an operating device arranged in the grip region of the driver. Often this come to actuators such as shifter or selector lever are used, which are arranged for example between the front seats of the motor vehicle.
Die konstruktiven und ergonomischen Anforderungen an derartige Schalthebel bzw. Wählhebel sind dabei vielfältig. Um beispielsweise dem Fahrer ein realistisches Gefühl der Getriebebetätigung zu vermitteln, wird für gattungsgemäße Betätigungsvorrichtungen gefordert, dass diese der Betätigung einen gewissen Bewegungswiderstand entgegensetzen, wobei jedoch auch eine zügige und glatte Bewegung des Betätigungselements gewünscht ist. Gleichzeitig sollen dem Fahrer jedoch auch klare haptische bzw. taktile Rückmeldungen vermittelt werden, aus denen er bei der Betätigung intuitiv auf den erfolgten Schaltvorgang schließen kann.The design and ergonomic requirements of such shifter or selector lever are manifold. For example, to give the driver a realistic feeling of transmission actuation is required for generic actuators that oppose the operation of a certain resistance to movement, but also a smooth and smooth movement of the actuator is desired. At the same time, however, the driver should also be provided with clear haptic or tactile feedback, from which he can intuitively conclude the shift operation that has taken place.
Ferner ist es wünschenswert, dem Fahrer auch anhand der jeweiligen Momentanposition bzw. Winkelstellung des Betätigungselements, beispielsweise eines
Wählhebels, eine klare optische Rückmeldung über den momentanen Getriebezustand bzw. über die eingelegte Fahrstufe zu vermitteln. Mit diesem Hintergrund wird im Bereich des Schalt- bzw. Wählhebels häufig eine Schaltkulisse angebracht, in deren Gassen sich der Schalt- bzw. Wählhebel bewegen kann, wobei die Schaltkulisse zumeist mit Symbolen oder Ziffern im Sinne einer eindeutigen Anzeige der Fahrstufe versehen ist.Furthermore, it is desirable that the driver also based on the respective instantaneous position or angular position of the actuating element, for example a Selector lever to give a clear visual feedback on the current gear state or on the engaged gear. With this background, a shift gate is frequently mounted in the area of the shift lever or selector lever, in whose lanes the shift lever or selector lever can move, wherein the shift gate is usually provided with symbols or numbers in the sense of a clear indication of the drive level.
Bei der Konstruktion moderner Kraftfahrzeuge wird jedoch zunehmend auch darauf geachtet, dass Betätigungselemente mit einem Minimum an verfügbarem Bauraum auskommen. Damit wird einerseits sowohl Platz für andere Bauelemente geschaffen, und andererseits lässt sich auf diese Weise auch der Bewegungsraum des Fahrers bzw. der Passagiere vergrößern, ohne dass damit eine Erhöhung der Fahrzeugabmaße verbunden ist. Ein weiterer Faktor im Hinblick auf die zunehmende Verkleinerung insbesondere der Betätigungselemente für Fahrzeuggetriebe besteht darin, dass moderne Schaltgetriebe, insbesondere jedoch die aktuellen Generationen der Automatgetriebe bzw. der automatisierten Kraftfahrzeuggetriebe, nur noch geringe Betätigungskräfte erfordern, oder aber sogar komplett aktuatorisch gesteuert werden.In the construction of modern motor vehicles, however, care is increasingly taken to ensure that actuators manage with a minimum of available space. Thus, on the one hand both space for other components created, and on the other hand can be in this way also increase the range of motion of the driver or passengers, without causing an increase in vehicle dimensions is connected. Another factor with regard to the increasing reduction in particular of the actuators for vehicle transmissions is that modern manual transmissions, but in particular the current generations of automatic transmissions or automated motor vehicle transmissions require only low actuation forces, or even be controlled completely actuator.
Hierzu zählen insbesondere die sog. "shift-by-wire"-Getriebe, bei denen zumeist keinerlei mechanische Verbindung zwischen dem Betätigungselement in der Fahrgastzelle und dem Kraftfahrzeuggetriebe selbst mehr vorhanden ist. Vielmehr erfolgt die Übertragung der Schaltbefehle von der Betätigungsvorrichtung zum Kraftfahrzeuggetriebe in Beispielfall der "shift-by-wire"-Getriebe zumeist ausschließlich mittels elektrischer oder elektronischer Signale. Auch von dieser Seite her entfällt somit die Notwendigkeit zur Übertragung nennenswerter Betätigungskräfte oder -momente, womit grundsätzlich auch kein konstruktives Erfordernis nach raumgreifenden, langen Betätigungselementen oder Wählhebeln mehr besteht.These include, in particular, the so-called "shift-by-wire" transmission, in which there is usually no mechanical connection between the actuating element in the passenger compartment and the motor vehicle transmission itself more. Rather, the transmission of switching commands from the actuator to the motor vehicle transmission in the example of the shift-by-wire gearbox is usually exclusively by means of electrical or electronic signals. Also from this side therefore eliminates the need for transmission significant actuation forces or moments, which in principle no constructive requirement for expansive, long actuators or selector levers exists more.
Derartige Entwicklungen führen bezüglich der Konstruktion von Betätigungsvorrichtungen für Kraftfahrzeuggetriebe somit im Ergebnis dazu, dass Betätigungselemente wie Schaltgriffe oder Wählhebel zunehmend mit kleineren
Abmessungen, verringerten Betätigungskräften wie auch mit kleineren Schaltwegen konzipiert werden.As a result, such developments, with respect to the construction of actuators for motor vehicle transmissions, result in actuators such as shift handles or selector levers becoming increasingly smaller Dimensions, reduced operating forces as well as be designed with smaller switching paths.
Dabei führen insbesondere Bauraumverkleinerung und Reduzierung der Schaltwege häufig dazu, dass sich im Sichtbereich eines Schaltgriffs bzw. Wählhebels eine ausgeprägte Gassenkontur bzw. Schaltkulisse nicht mehr ohne weiteres darstellen lässt. Denn aufgrund der verringerten Schaltwege und der zumeist aus Bauraumerwägungen heraus ebenfalls verringerten Hebellänge werden die Bewegungen des Schaltgriffs bzw. Wählhebels im Bereich der Schaltkulisse zwischen zwei benachbarten Schaltstellungen teilweise kleiner als der Durchmesser der Hebelstange.In particular, space reduction and reduction of shift travel often lead to the fact that in the field of view of a shift handle or selector lever a pronounced lane contour or shift gate can no longer be readily represented. Because due to the reduced shift travel and usually also for space considerations out also reduced lever length, the movements of the shift lever or selector lever in the region of the shift gate between two adjacent switch positions are sometimes smaller than the diameter of the lever rod.
Aufgrund der somit insgesamt verringerten Relativbewegungen im Bereich der Betätigungselemente für Kraftfahrzeuggetriebe wird zudem auch eine zuverlässige Sensierung der Momentanposition des Wählhebels zunehmend schwieriger. Ähnliches gilt im Sinne der Haptik und Ergonomie für die Qualität des Kraft-Weg- Verlaufs der Rastierung des Wählhebels, die bei kleineren Abmessungen und Winkelbewegungen des Wählhebels nicht mehr ohne weiteres mit der erforderlichen Güte sichergestellt werden kann.Due to the overall reduced relative movements in the area of the actuators for motor vehicle transmission also a reliable sensing of the instantaneous position of the selector lever is increasingly difficult. The same applies in the sense of haptics and ergonomics for the quality of the force-path course of the detent of the selector lever, which can not be easily ensured with smaller dimensions and angular movements of the selector lever with the required quality.
Mit diesem Hintergrund ist es somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Betätigungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeuggetriebe zu schaffen, mit der die genannten, im Stand der Technik vorhandenen Nachteile überwunden werden. Die Erfindung soll dabei insbesondere ermöglichen, auch bei kleinen Schaltwegen und/oder bei Verringerung des für die Betätigungsvorrichtung zur Verfügung stehenden Bauraums sowohl eine ausgeprägte Gassenkontur bzw. Schaltkulisse darzustellen, als auch eine zuverlässige Sensierung der Wählhebelposition realisieren zu können. Ferner soll trotz verringerter Schaltwege und/oder Verkleinerung des Bauraums ein uneingeschränkt hochwertiger Kraft-Weg-Verlauf im Sinne der zuverlässigen taktilen Rückmeldung von Schaltvorgängen darstellbar sein.
Diese Aufgabe wird durch eine Betäügungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.With this background, it is therefore the object of the present invention to provide an actuating device for a motor vehicle transmission, with which the mentioned, existing in the prior art disadvantages are overcome. The invention is intended in particular to make it possible, even with small switching paths and / or reducing the available space for the actuator installation space, both to represent a pronounced lane contour or shift gate, and to be able to realize a reliable sensing of the selector lever position. Furthermore, in spite of reduced shift travel and / or reduction of the installation space, an unrestrictedly high-quality force-displacement course should be able to be represented in the sense of reliable tactile feedback of switching operations. This object is achieved by a stunning device having the features of patent claim 1.
Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unter ansprüche.Preferred embodiments are the subject of the subclaims.
In für sich genommen zunächst bekannter Weise umfasst die Betätigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung einen Schaltgriff bzw. Wählhebel und eine Übertragungseinrichtung zur Übertragung der Schaltbefehle von der Betätigungsvorrichtung zum Kraftfahrzeuggetriebe. Bei der Übertragungseinrichtung kann es sich beispielsweise, jedoch keineswegs ausschließlich, um ein Gestänge, um einen Seilzug oder um eine Sensorik mit elektrischer bzw. elektronischer Signalübertragung zwischen Betätigungsvorrichtung und Kraftfahrzeuggetriebe handeln. In an sich ebenfalls bekannter Weise umfasst die Betätigungsvorrichtung ferner eine Gelenkeinrichtung zur schaltbeweglichen Lagerung des Schaltgriffs oder Wählhebels innerhalb zumindest einer Wählhebel-Bewegungsebene.In itself initially known manner, the actuating device according to the present invention comprises a selector lever and a transmission device for transmitting the switching commands from the actuating device to the motor vehicle transmission. The transmission device can be, for example, but by no means exclusively, a linkage, a cable pull or a sensor system with electrical or electronic signal transmission between the actuating device and the motor vehicle transmission. In a manner also known per se, the actuating device further comprises a hinge device for the switchable mounting of the control handle or selector lever within at least one selector lever movement plane.
Erfindungsgemäß zeichnet sich die Betätigungsvorrichtung jedoch dadurch aus, dass die Gelenkeinrichtung zumindest ein den Wählhebel beweglich lagerndes Viergelenkgetriebe umfasst. Im Unterschied zum Stand der Technik, bei dem Schaltgriff oder Wählhebel üblicherweise mittels Kugelgelenk oder Kreuzgelenk mit der Fahrzeugstruktur verbunden sind, erfolgt die Verbindung zwischen Wählhebel und Fahrzeugstruktur somit erfindungsgemäß über die Lenker zumindest eines Viergelenkgetriebes.According to the invention, however, the actuating device is characterized in that the joint device comprises at least one four-bar linkage which movably supports the selector lever. In contrast to the prior art, in which shift handle or selector lever are usually connected by means of ball joint or universal joint with the vehicle structure, the connection between selector lever and vehicle structure is thus according to the invention via the handlebar at least one four-bar linkage.
Dies ist zunächst einmal vorteilhaft insofern, als mit dem Einsatz eines Viergelenkgetriebes der Ort des Drehpunkts bzw. der Schwenkachsen des Wählhebels nicht mehr wie beim Stand der Technik innerhalb der Betätigungsvorrichtung selbst angeordnet sein muss, was zu den eingangs beschriebenen Beschränkungen bezüglich der sich daraus ergebenden Kinematik des Wählhebels führt. Vielmehr ermöglicht der Einsatz des Viergelenkgetriebes den Ersatz des reellen Drehpunkts bzw. der reellen
Schwenkachsen des Wählhebels durch, einen virtuellen Drehpunkt bzw. durch eine virtuelle Schwenkachse.This is initially advantageous insofar as with the use of a four-bar linkage the location of the pivot point or the pivot axes of the selector lever must not be arranged as in the prior art within the actuator itself, resulting in the restrictions described above with respect to the resulting kinematics of the selector lever leads. Rather, the use of the four-bar mechanism makes it possible to replace the real pivot point or the real one Pivot axes of the selector lever through, a virtual pivot point or by a virtual pivot axis.
Dabei kann der virtuelle Drehpunkt bzw. die virtuelle Schwenkachse weitestgehend frei im Raum positioniert werden. So ist es beispielsweise durchaus möglich, den virtuellen (vom Bediener jedoch als reell empfundenen) Drehpunkt nicht nur außerhalb der Betätigungsvorrichtung selbst anzuordnen, sondern bei Bedarf zum Beispiel sogar unter den Fahrzeugboden zu verlegen. Die Betätigungsvorrichtung kann dabei - trotz einer solchen fast beliebigen virtuellen Länge des Wählhebels - jedoch unverändert klein und kompakt ausgeführt werden.Here, the virtual pivot point or the virtual pivot axis can be largely freely positioned in space. Thus, it is quite possible, for example, not only to arrange the virtual pivot point (perceived by the operator as real) outside of the actuating device itself, but even to lay it under the vehicle floor if necessary, for example. The actuator can - despite such almost any virtual length of the selector lever - but still be made small and compact.
Dank der somit erfindungsgemäß nahezu beliebig positionierbaren Drehpunkte bzw. Schwenkachsen des Betätigungselements lassen sich bei stark verkleinertem Bauraum einer Betätigungsvorrichtung - wie auch bei verkleinerten Schaltwegen - sowohl Übertragungseinrichtung als auch Rastierung des Betätigungselements, ferner Schaltgassen oder Schaltkulissen am Betätigungselement, mit größerer konstruktiver Freiheit anordnen, bzw. überhaupt erst realisieren.Thanks to the thus inventively almost arbitrarily positionable pivots or pivot axes of the actuator can be arranged with greater constructive freedom at greatly reduced space of an actuator - as well as reduced switching paths - both transmission device and locking the actuator, also shift lanes or shift gates on the actuator, or first realize.
Aufgrund der mit dem Viergelenkgetriebe und dank der damit realisierbaren virtuellen Drehpunkte ermöglichten Kinematik des Betätigungselements, die beispielsweise einen höheren Translationsanteil bei gleichzeitig verringertem Rotationsanteil bei der Bewegung des Wählhebels aufweisen kann, wird ferner auch die vom Bediener wahrgenommen Ergonomie des Betätigungselements verbessert. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass der Bediener den Eindruck hat, einen langen Hebel mit entsprechenden Kraft-Weg-Verläufen in der Hand zu haben, obwohl das tatsächlich viel kürzere Betätigungselement in Wirklichkeit mittels eines Viergelenkgetriebes in einem äußerst kompakten Gehäuse gelagert ist, wobei aber der virtuelle Drehpunkt durchaus weit außerhalb des Gehäuses der Betätigungsvorrichtung liegen kann.Because of the four-link mechanism and thanks to the virtual pivot points that can be realized therewith, the kinematics of the actuating element, which can have, for example, a higher proportion of translation while at the same time reducing the rotational component during the movement of the selector lever, also improves the operator's perceived ergonomics of the actuating element. This means in other words that the operator has the impression of having a long lever with corresponding force-displacement curves in his hand, although the actually much shorter actuator is actually mounted by means of a four-bar mechanism in an extremely compact housing, but the virtual fulcrum can be quite far outside the housing of the actuator.
Die Erfindung lässt sich zunächst einmal unabhängig davon verwirklichen, wie das Viergelenkgetriebe konstruktiv ausgeführt, dimensioniert und angeordnet ist, solange
das Viergelenkgetriebe die Realisierung der gewünschten Kinematik des Betätigungselements erlaubt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist jedoch der Abstand der wählhebelseitigen Gelenkpunkte des Viergelenkgetriebes größer als der Abstand der karosserieseitigen Gelenkpunkte.The invention can first of all realize independently of how the four-bar linkage is constructed, dimensioned and arranged, as long as the four-bar linkage allows the realization of the desired kinematics of the actuator. According to a preferred embodiment of the invention, however, the distance between the selector lever side pivot points of the four-bar linkage is greater than the distance between the body-side pivot points.
Dies führt mit Vorteil zu einer Wählhebelkinematik, bei der der virtuelle Drehpunkt bzw. die virtuelle Schwenkachse des Wählhebels karosserieseitig und wählhebelfern angeordnet ist. Damit entspricht das gefühlte Schaltverhalten einer so ausgeführten Betätigungsvorrichtung im Wesentlichen dem Schaltverhalten der bisherigen, traditionellen Betätigungselemente oder Wählhebel, bei denen der reelle Drehpunkt vergleichsweise niedrig im Bereich des Fahrzeugbodens angeordnet ist.This leads advantageously to a selector lever kinematics, in which the virtual pivot point or the virtual pivot axis of the selector lever is arranged on the body side and selector lever remote. Thus, the felt switching behavior of an actuator so executed substantially corresponds to the switching behavior of the previous, traditional actuators or selector lever, in which the real pivot point is arranged comparatively low in the region of the vehicle floor.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Viergelenkgetriebe zur schaltbeweglichen Lagerung des Wählhebels in zwei zueinander senkrecht stehenden Bewegungsebenen eingerichtet. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass der Wählhebel auf diese Weise mittels des Viergelenkgetriebes nicht nur innerhalb einer Bewegungsebene geschwenkt werden kann. Vielmehr kann das Betätigungselement bzw. der Wählhebel gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung mittels des Viergelenkgetriebes beispielsweise sowohl entlang der Fahrtrichtung bewegt werden, als auch zusätzlich Schaltvorgänge quer zur Fahrtrichtung ausführen. Somit können zum Beispiel beim Automatgetriebe sowohl Fahrstufenwechsel (Hebelbewegung in/gegen Fahrtrichtung) als auch Schaltgassenwechsel (Hebelbewegung quer zur Fahrtrichtung) ausgeführt werden.According to a further embodiment of the invention, the four-bar linkage is arranged for switchable mounting of the selector lever in two mutually perpendicular planes of movement. This means in other words that the selector lever can be pivoted in this way by means of the four-bar mechanism not only within a plane of movement. Rather, the actuating element or the selector lever according to this embodiment of the invention by means of the four-bar mechanism, for example, both be moved along the direction of travel, as well as perform additional switching operations transverse to the direction of travel. Thus, for example, in the automatic transmission both speed level change (lever movement in / against the direction of travel) and shift gate change (lever movement transverse to the direction of travel) can be performed.
Dabei ist es konstruktiv zunächst einmal beliebig, wie die schaltbewegliche Lagerung des Betätigungselements in den beiden zueinander senkrecht stehenden Bewegungsebenen erfolgt. So ist es beispielsweise denkbar, zu diesem Zweck zumindest zwei Viergelenkgetriebe käfigartig anzuordnen und dabei jeweils zwei benachbarte Hebeldrehpunkte der Viergelenkgetriebe auf einer gemeinsamen - senkrecht zur Drehachse der Hebeldrehpunkte positionierten - Schwenkachse anzuordnen. Auf diese Weise erlauben die beiden käfigartig angeordneten
Viergelenkgetriebe Bewegungen des Betätigungselements beispielsweise sowohl entlang der Fahrtrichtung als auch quer zur Fahrtrichtung.It is structurally initially arbitrary, as the switchable mounting of the actuating element takes place in the two mutually perpendicular planes of movement. Thus, it is conceivable, for example, to arrange for this purpose at least two four-bar linkage like a cage and thereby each two adjacent fulcrums of the four-bar linkage on a common - positioned perpendicular to the axis of rotation of the fulcrums - pivot axis. In this way, the two allow cage-like arranged Viergelenkgetriebe movements of the actuator, for example, both along the direction of travel and transverse to the direction of travel.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Gelenkpunkte des Viergelenkgetriebes jedoch als Kugelgelenke ausgebildet. Auf diese Weise ergibt sich, insbesondere bei der käfigartigen Kombination zweier Viergelenkgetriebe, konstruktiv eine besonders einfache Realisierung der schaltbeweglichen Lagerung des Wählhebels in den beiden zueinander senkrecht stehenden Bewegungsebenen.According to a preferred embodiment of the invention, however, the hinge points of the four-bar linkage are designed as ball joints. In this way, in particular in the cage-like combination of two four-bar linkage, constructively results in a particularly simple realization of the shiftable mounting of the selector lever in the two mutually perpendicular planes of movement.
Gemäß weiterer, bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung ist der wählhebelseitige Angriffspunkt der Übertragungsemrichtung oder Sensierung zur Übertragung der Schaltbefehle, bzw. ist die Rastiereinrichtung zur Erzeugung eines definierten Kraft-Weg-Verlaufs am Betätigungselement jeweils im Bereich der karosserieseitigen Gelenkpunkte des Viergelenkgetriebes angeordnet.According to further, preferred embodiments of the invention is the selector lever-side point of the transmission device or sensing for transmitting the switching commands, or the locking device for generating a defined force-displacement curve on the actuating element in each case in the region of the body-side pivot points of the four-bar linkage arranged.
Die Anordnung des Angriffspunkts der Übertragungseinrichtung, bzw. die Anordnung der Rastiereinrichtung des Betätigungselements in der Nähe der karosserieseitigen Gelenkpunkte des Viergelenkgetriebes führt zu einem besonders kompakten Aufbau der Betätigungsvorrichtung, da auf diese Weise auch und gerade der Bauraum im Bereich des karosserieseitigen Endes des Betätigungselements konstruktiv genutzt werden kann.The arrangement of the point of application of the transmission device, or the arrangement of the locking device of the actuating element in the vicinity of the body-side hinge points of the four-bar mechanism leads to a particularly compact design of the actuator, as well as and just the space in the region of the body-side end of the actuator used constructively in this way can be.
Dies ist beim Stand der Technik keineswegs selbstverständlich, insbesondere da bei den aus dem Stand der Technik bekannten Betätigungsvorrichtungen die am Wählhebel abgreifbaren Schaltwege um so kleiner werden, je näher am karosserieseitigen Ende des WäMhebels der Abgriff erfolgt. Beim Stand der Technik ist somit ein zuverlässiger Abgriff für die Übertragungseinrichtung der Schaltbefehle, bzw. die Darstellung eines qualitativ hochwertigen Kraft-Weg-Verlaufs, um so schwieriger, je näher der Abgriff, bzw. die Rastierung, im Bereich des karosserieseitigen Endes des Wählhebels erfolgt.
Da dank der Erfindung, und dank des damit ermöglichten virtuellen Drehpunkts die Bewegungskinematik des Wählhebels vorwiegend translatorisch und weniger rotatorisch ausgelegt werden kann, ist mit der Erfindung jedoch auch eine viel größere konstruktive Freiheit bei der Anordnung des Abgriffs der Übertragungseinrichtung, bzw. bei der Anordnung der Rastierung des Wählhebels gegeben.This is by no means self-evident in the prior art, in particular because in the known from the prior art actuators the switchable on the selector lever switching paths are the smaller, the closer to the body-side end of the heat lever is the tap. In the prior art, therefore, a reliable tap for the transmission device of the switching commands, or the representation of a high-quality force-displacement curve, the more difficult, the closer the tap, or the detent, takes place in the region of the body-side end of the selector lever , Since thanks to the invention, and thanks to the thus enabled virtual pivot point, the movement kinematics of the selector lever can be interpreted predominantly translational and less rotational, but with the invention, a much greater structural freedom in the arrangement of the tap of the transmission device, or in the arrangement of Rastierung of the selector lever given.
Der Abgriff für die Übertragungseinrichtung, bzw. die Rastierungseinrichtung des Betätigungselements, kann dank der Erfindung somit besonders bauraumsparend auch und gerade im Bereich der karosserieseitigen Drehpunkte des Viergelenkgetriebes angeordnet werden.Thanks to the invention, the tap for the transmission device or the detent device of the actuating element can therefore also be arranged in a particularly space-saving manner and in the area of the body-side pivot points of the four-bar linkage.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Diese stellen lediglich Ausführungsbeispiele dar. Es zeigt:In the following the invention will be explained in more detail with reference to drawings. These are merely exemplary embodiments. It shows:
Fig. 1 in schematischer Seitenansicht eine Ausführungsform einer Betätigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;Figure 1 is a schematic side view of an embodiment of an actuating device according to the present invention.
Fig. 2 in einer Fig. 1 entsprechenden Darstellung und Ansicht eine Betätigungsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik; undFig. 2 in a representation corresponding to FIG 1 and view an actuating device according to the prior art. and
Fig. 3 in einer Fig. 1 und 2 entsprechenden Darstellung und Ansicht die Betätigungsvorrichtung gemäß Fig. 1 bei der Betätigung.Fig. 3 in a Fig. 1 and 2 corresponding representation and view of the actuator of FIG. 1 during actuation.
Fig. 1 zeigt in einer schematisierten seitlichen Ansicht eine Ausführungsform für eine erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung. Man erkennt zunächst einmal einen ohne Betätigungsknauf dargestellten Wählhebel 1, sowie ein den Wählhebel 1 lagerndes Viergelenkgetriebe 2, bestehend aus den beiden Schwenkhebeln 3, 4 sowie aus dem zwischen den Schwenkhebeln 3, 4 angeordneten Viergelenk-Verbindungsglied 5. Dabei ist das Verbindungsglied 5 wiederum mit dem Wählhebel 1 verbunden, und führt somit den Wählhebel 1 kinematisch in Übereinstimmung mit den Schwenkbewegungen des Verbindungsglieds 5 des Viergelenkgetriebes 2.
Bei der dargestellten Ausführungsform der Betätigungsvorrichtung besitzen die wählhebelseitigen, also zeichnungsbezogen oberen Gelenkpunkte 6, 7 des Viergelenkgetriebes 2 einen größeren Abstand voneinander als die karosserieseitigen, also zeichnungsbezogen unteren Gelenkpunkte 8, 9 des Viergelenkgetriebes 2. Aufgrund dieser Anordnung der Gelenkpunkte 6, 7, 8, 9 des Viergelenkgetriebes 2 ergibt sich eine in Fig. 1 mittels strichpunktierter Linie 10 angedeutete Kinematik bzw. Lage des virtuellen Drehpunkts 11 des Verbindungsglieds 5 im Viergelenkgetriebe 2 und somit auch des Wählhebels 1.Fig. 1 shows in a schematic side view of an embodiment of an actuating device according to the invention. It can be seen first of all a selector lever 1 shown without actuating knob, and a four-bar mechanism 2 which stores the selector lever 1, consisting of the two pivoting levers 3, 4 and of the four-bar linkage 5 arranged between the pivoting levers 3, 4 connected to the selector lever 1, and thus leads the selector lever 1 kinematically in accordance with the pivotal movements of the connecting member 5 of the four-bar mechanism second In the illustrated embodiment of the actuator, the selector lever side, so drawing related upper pivot points 6, 7 of the four-bar mechanism 2 have a greater distance from each other than the body-side, so drawing related lower pivot points 8, 9 of the four-bar mechanism 2. Due to this arrangement of the hinge points 6, 7, 8, 9 of the four-bar mechanism 2 results in a kinematics or position of the virtual pivot point 11 of the connecting link 5 in the four-bar linkage 2 and thus also of the selector lever 1, indicated by dashed line 10 in FIG.
Dies bedeutet mit anderen Worten, dass sich der virtuelle Drehpunkt 11 des Verbindungsglieds 5 im Viergelenkgetriebe 2 in der dargestellten Lage von Viergelenkgetriebe 2 und Wählhebel 1 im Schnittpunkt der Verbindungslinien 10 durch die Gelenkpunkte der beiden Schwenkhebel 3, 4 des Viergelenkgetxiebes 2 befindet. Der Drehpunkt 11 liegt bei der dargestellten Ausführungsform der Betätigungsvorrichtung zeichnungsbezogen so weit unten, dass der tatsächliche Ort des virtuellen Drehpunkts 11 nicht mehr auf dem Zeichnungsblatt dargestellt werden kann, weshalb die strichpunktierten Verbindungslinien 10 durch die Gelenkpunkte 6, 7, 8, 9 der beiden Schwenkhebel 3, 4 des Viergelenkgetriebes 2 auch entsprechend geknickt dargestellt sind.This means in other words that the virtual pivot point 11 of the link 5 in the four-bar linkage 2 in the illustrated position of four-bar linkage 2 and selector lever 1 is at the intersection of the connecting lines 10 through the hinge points of the two pivot levers 3, 4 of the Viergelenkgetxiebes 2. The pivot point 11 is in the illustrated embodiment of the actuator drawing related so far down that the actual location of the virtual pivot 11 can not be displayed on the drawing sheet, which is why the dash-dotted connecting lines 10 through the hinge points 6, 7, 8, 9 of the two pivot lever 3, 4 of the four-bar mechanism 2 are also shown correspondingly kinked.
Aufgrund der speziellen Kinematik des Viergelenkgetriebes 2 ergibt sich bei der Betätigung des Wählhebels 1 der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung eine Hebelbewegung, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist. Dies bedeutet mit anderen Worten zunächst einmal, dass sich der Wählhebel 1 der dargestellten, erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung für den Bediener so verhält, bewegt und anfühlt, als ob der Wählhebel 1 vergleichsweise lang wäre, und als ob der Drehpunkt 11 des Wählhebels sich zeichnungsbezogen weit unterhalb der Betätigungsvorrichtung, bzw. sogar außerhalb des Zeichnungsblatts befände, wie dies auch anhand der strichpunktierten Verlängerungen 10 der Hebellängsachsen in den beiden Betätigungsstellungen in Fig. 3 angedeutet ist.Due to the special kinematics of the four-bar mechanism 2 results in the operation of the selector lever 1 of the actuating device according to the invention a lever movement, as shown in Fig. 3. This means in other words, first of all, that the selector lever 1 of the illustrated actuator according to the invention for the operator behaves, moves and feels as if the selector lever 1 would be comparatively long, and as if the pivot point 11 of the selector lever is far below the drawing Actuator, or even outside of the drawing sheet would be, as indicated by the dot-dashed extensions 10 of the longitudinal axes of the levers in the two operating positions in Fig. 3.
Damit stimmt die gefühlte Kinematik des Wählhebels 1 der in den Fig. 1 und 3 dargestellten B etätigungs Vorrichtung mit einem konventionellen, allerdings viel längeren Wählhebel
überein. Dieser würde jedoch sehr viel mehr Bauraum im Kraftfahrzeug erfordern, als dies bei der erfindungsgemäß äußerst kompakt ausführbaren Betätigungsvorrichtung gemäß Fig. 1 und 3 der Fall ist.Thus, the perceived kinematics of the selector lever 1 of the B etätigungs device shown in Figs. 1 and 3 is correct with a conventional, but much longer selector lever match. However, this would require much more space in the motor vehicle, as is the case in accordance with the invention extremely compact executable actuator according to FIGS. 1 and 3.
Bei der dargestellten Ausführungsform spielt es dabei zunächst einmal keine Rolle, ob die vorliegend mit der Zeichenblattebene übereinstimmende Bewegungsebene des Wählhebels 1 am Kraftfahrzeug in Fahrzeuglängsrichtung oder in Fahrzeugquerrichtung verläuft. In beiden Fällen kann die jeweils senkrecht zur dargestellten Bewegungsebene verlaufende Hebelbewegung (vorliegend also die Hebelbewegung in die Zeichenebene hinein und aus der Zeichenebene heraus) dann mittels einer konventionellen Gelenklagerung erfolgen, die beispielsweise im Verbindungsglied 5 des Viergelenkgetriebes 2 angeordnet sein kann. Das Viergelenkgetriebe 2 kann jedoch auch so ausgelegt werden, dass sowohl Hebelbewegungen wie dargestellt innerhalb der Zeichnungsebene, als auch Hebelbewegungen senkrecht zur Zeichnungsebene durch entsprechende Bewegungen des Viergelenkgetriebes 2 ausgeführt werden können. In diesem Fall kommen die erfindungsgemäßen Vorteile somit bei Hebelbewegungen sowohl in Fahrzeuglängsrichtung als auch in Fahrzeugquerrichtung zum Tragen.In the illustrated embodiment, it does not matter initially whether the present invention coincides with the plane of the drawing plane of movement of the selector lever 1 on the vehicle in the vehicle longitudinal direction or in the vehicle transverse direction. In both cases, the respectively perpendicular to the plane of movement shown lever movement (in the present case, the lever movement in the plane and out of the plane) then carried out by means of a conventional joint bearing, which may be arranged for example in the connecting member 5 of the four-bar mechanism 2. However, the four-bar mechanism 2 can also be designed so that both lever movements as shown within the plane of the drawing, as well as lever movements perpendicular to the plane of the drawing can be performed by appropriate movements of the four-bar mechanism 2. In this case, the advantages according to the invention thus come into play with lever movements both in the vehicle longitudinal direction and in the vehicle transverse direction.
Wollte man einen konventionellen Wählhebel 12 aus dem Stand der Technik in einem ebenso kompakten Bauraum unterbringen, wie er von der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung in Anspruch genommen wird, so ergäbe sich beispielsweise ein Bild wie in Fig. 2 dargestellt. Zwar wären bei dem konventionellen Wählhebel 12 gemäß Fig. 2 zunächst einmal dieselben Betätigungswege B = A im Bereich des Hebelendes bzw. am (nicht dargestellten) Schaltknauf bei B erzielbar, wie dies bei der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung bei A gemäß Fig. 3 der Fall ist. Jedoch wäre bei dem konventionell gelagerten Wählhebel 12 gemäß Fig. 2 - aufgrund des viel weiter oben liegenden Drehpunkts 13 und der damit starken Rotationskomponente der Hebelbewegung - bereits nicht mehr die erwünschte Kinematik eines langen Hebels gegeben.If one wanted to accommodate a conventional selector lever 12 of the prior art in an equally compact space, as claimed by the actuator according to the invention claimed, as would, for example, a picture as shown in Fig. 2. Although in the conventional selector lever 12 according to FIG. 2, the same actuating travel B = A would be achievable in the region of the lever end or on the shift knob (not shown) at B, as is the case with the actuating device according to the invention at A according to FIG. However, in the conventionally mounted selector lever 12 according to FIG. 2 - due to the much higher pivot point 13 and the strong rotational component of the lever movement - the desired kinematics of a long lever are no longer given.
Ein konventionell aufgebauter Wählhebel 12 andererseits, der eine mit der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung insgesamt vergleichbare Kinematik aufweisen
sollte, würde ein Vielfaches des Bauraums der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung beanspruchen, da der Drehpunkt 13 eines solchen konventionellen Wählhebels 12 sehr viel weiter unten angeordnet werden müsste. Hierzu wird in der Figurendarstellung auf die zeichnerisch bereits verkürzt dargestellte große Entfernung 14 zwischen der Ebene E der (nicht dargestellten) Schaltkulisse und dem virtuellen Hebeldrehpunkt 11 bei der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung verwiesen, im Vergleich zu der kurzen und damit bauraumsparenden Entfernung 15 zwischen der Ebene E und den tatsächlichen unteren Drehpunkten 8, 9 des Viergelenkgetriebes 2.A conventionally constructed selector lever 12 on the other hand, having a total of the actuator according to the invention comparable kinematics should, would claim a multiple of the space of the actuator according to the invention, since the pivot point 13 of such a conventional selector lever 12 would have to be placed much further down. For this purpose, reference is made in the figure to the drawing already shortened long distance 14 between the plane E (not shown) shift gate and the virtual fulcrum 11 in the actuator according to the invention, compared to the short and thus space-saving distance 15 between the plane E and the actual lower pivot points 8, 9 of the four-bar mechanism second
Insbesondere jedoch ließe sich der konventionell gelagerte Wählhebel 12 gemäß Fig. 2 auch kaum noch mit einer visuell ausgeprägten Schaltgasse in Höhe der Ebene E der Schaltungsabdeckung versehen, geschweige denn - ebenfalls in Höhe der Ebene E - mit einer Schaltkulisse ausstatten. Letzteres liegt vor allem darin begründet, dass die bei Schaltbewegungen zurückgelegten Hebelwege des konventionellen Wählhebels 12 in dem in Fig. 2 markierten Bereich B1 bereits viel zu klein sind, um dort, beispielsweise zwischen verschiedenen Schaltebenen des Wählhebels 12, noch die Stege einer Schaltkulisse anordnen zu können; bzw. um dort auch nur eine klare Visualisierung bzw. Beschriftung der unterschiedlichen Wählhebelpositionen anbringen zu können.In particular, however, the conventionally mounted selector lever 12 according to FIG. 2 could hardly be provided with a visually pronounced shift gate at the level E of the circuit cover, let alone - also in the amount of the plane E - equip with a shift gate. The latter is mainly due to the fact that covered in switching movements lever paths of the conventional selector lever 12 in the marked in Fig. 2 area B 1 are already much too small to order there, for example between different switching levels of the selector lever 12, nor the webs of a shift gate to be able to; or to be able to attach there only a clear visualization or labeling of the different selector lever positions.
Zur Verdeutlichung wird hierzu auf eine Zusammenschau der Fig. 2 und 3 verwiesen, dort insbesondere auf einen Vergleich der mit A' bzw. B' gekennzeichneten Abstände der Hebeloberflächen zwischen benachbarten Wählhebelpositionen bzw. Schaltebenen. Man erkennt, dass der Abstand A' bei dem erfindungsgemäß gestalteten Wählhebel 1 gemäß Fig. 3 sehr viel größer ausfällt als der - beim dargestellten Beispiel sogar kleiner Null werdende - entsprechende Abstand B1 bei einem konventionell gelagerten Wählhebel 12 gemäß Fig. 2.For clarity, reference is made to a synopsis of Figs. 2 and 3, there in particular to a comparison of the marked with A 'and B' distances between the lever surfaces between adjacent selector lever positions and switching levels. It can be seen that the distance A 'in the present invention designed selector lever 1 as shown in FIG. 3 is much greater than the - in the example shown even smaller zero expectant - corresponding distance B 1 in a conventionally mounted selector lever 12 of FIG.
Die problemlose Anordnung der Stege einer Schaltkulisse, bzw. die klare Visualisierung und Beschriftung der Wählhebelpositionen und Schaltgassen ist somit bei einem erfindungsgemäß ausgebildeten Wählhebel 1 gemäß der Darstellung in Fig. 3 ohne weiteres gegeben. Denn dank der mit dem Viergelenkgetriebe 2 ermöglichten speziellen Kinematik der
Wählhebelbewegung verbleibt in Höhe der Ebene E einer Schaltungsabdeckung bzw. Schaltkulisse noch ein genügender Abstand zwischen den einzelnen Wählhebelpositionen, um beispielsweise im Zwischenraum A' zwischen zwei Schaltebenen des Wäbihebels den Steg einer Schaltkulisse anordnen zu können.The problem-free arrangement of the webs of a shift gate, or the clear visualization and labeling of the selector lever positions and shift gates is thus given in an inventively designed selector lever 1 as shown in FIG. 3 without further notice. Thanks to the special kinematics enabled by the four-bar linkage 2 Selector lever movement remains in the amount of the level E of a circuit cover or shift gate still a sufficient distance between the individual selector lever positions, for example, to order the web of a shift gate in the space A 'between two switching levels of Wäbihebels.
Schließlich würde der konventionell gelagerte Wählhebel 12 gemäß Fig. 2 auch Probleme bei der Anordnung sowohl der Übertragungseinrichtung bzw. der zuverlässigen Sensierung der Wählhebelposition, als auch bei der Realisierung der Rastierung des Wählhebels 12 mit dem gewünschten Kraft-Weg-Verlauf mit sich bringen. Bei einem konventionell gelagerten Wählhebel 12 sind die Elemente der Übertragungseinrichtung (beispielsweise Bowdenzug, Gestänge oder dgl.) bzw. die Elemente der Sensierung der Wählhebelposition (beispielsweise Hallsensoren, Mikroschalter oder dgl.) ebenso wie die Rastierungseinrichtung üblicherweise auf der dem Wählhebel gegenüberliegenden Seite der Wählhebellagerung angeordnet, in Fig. 2 also etwa in dem mit Buchstabe B" kennzeichneten Bereich. Damit werden auch die für Sensierung bzw. Rastierung zur Verfügung stehenden Wege B" mit fortschreitender Bauraumverkleinerung bzw. mit Verringerung der Wählhebelwege immer kleiner, und die erforderlichen Kräfte gleichzeitig immer größer, je näher die entsprechenden Bauelemente an die Drehachse 13 des Hebels 12 herangerückt werden.Finally, the conventionally mounted selector lever 12 of FIG. 2 would also bring problems in the arrangement of both the transmission device and the reliable sensing of the selector lever position, as well as in the realization of the locking of the selector lever 12 with the desired force-displacement curve with it. In a conventionally mounted selector lever 12, the elements of the transmission device (for example Bowden cable, linkage or the like.) Or the elements of the sensing of the selector lever position (for example Hall sensors, microswitch or the like.) As well as the locking device usually on the selector lever opposite side of the selector lever bearing Thus, the paths B "available for sensing or detenting become smaller and smaller as the space is reduced or the selector lever paths are reduced, and the forces required are always the same larger, the closer the corresponding components are moved to the rotational axis 13 of the lever 12.
Auch diese Probleme treten jedoch bei einem erfindungsgemäß gestalteten Wählhebel 1 gemäß Fig. 1 bzw. 3 nicht auf, vgl. die zur Betätigung der (nicht dargestellten) Übertragungseinrichtung bzw. zur Rastierung der Wählhebelpositionen zur Verfügung stehende Strecke A" bei einem erfindungsgemäßen Wählhebel 1 gemäß Fig. 3 gegenüber der entsprechenden, aber erheblich kleineren Strecke B" bei einem konventionell ausgeführten Wählhebel 12.However, these problems also do not occur in an inventively designed selector lever 1 according to FIGS. 1 and 3, cf. for the operation of the (not shown) transmission device or for locking the selector lever positions available distance A "in a selector lever 1 according to the invention as shown in FIG. 3 against the corresponding, but considerably smaller distance B" in a conventionally designed selector lever 12th
Gleichzeitig bleibt eine gemäß Fig. 1 bzw. 3 erfindungsgemäß ausgeführte Betätigungsvorrichtung mit Wählhebel 1 insgesamt jedoch äußerst kompakt, und es kann somit wertvoller Bauraum im Fahrzeuginneren eingespart, und stattdessen den Passagieren zur Verfügung gestellt bzw. konstruktiv anderweitig verwendet werden.
Im Ergebnis wird somit deutlich, dass mit der Erfindung eine Betätigungsvorrichtung für Kraftfahrzeuggetriebe geschaffen wird, die gegenüber dem Stand der Technik maßgebliche Vorteile bezüglich der Bewältigung der Zielkonflikte zwischen kurzen Schaltwegen und geringem Bauraumbedarf einerseits, sowie zwischen der Realisierung eines qualitativ und ergonomisch hochwertigen Kraft-Weg-Verlaufs und einer sicheren Sensierung bzw. Signalübertragung andererseits aufweist. Ferner lässt sich dank der Erfindung auch bei einer äußerst kompakt und bauraumsparend konzipierten Betätigungsvorrichtung gegebenenfalls ohne weiteres eine ausgeprägte Schaltgassenkontur bzw. eine Schaltkulisse realisieren.At the same time remains according to FIG. 1 or 3 according to the invention running actuator with selector lever 1 overall extremely compact, and thus it can be saved valuable space in the vehicle interior, and instead made available to the passengers or used constructively otherwise. As a result, it is clear that with the invention, an actuating device for motor vehicle transmission is created, the significant advantages over the prior art in terms of coping with the goal conflicts between short switching paths and low space requirements on the one hand, and between the realization of a qualitatively and ergonomically high-quality force-way Run and a safe sensing or signal transmission on the other hand. Furthermore, thanks to the invention, a pronounced shift gate contour or a shift gate can optionally be realized without further ado, even in the case of an extremely compact and space-saving designed actuating device.
Die Erfindung leistet somit einen maßgeblichen Beitrag zur Verbesserung der Ergonomie der Schaltbetätigung, bei gleichzeitiger Verringerung des Bauraumbedarfs, im Bereich der Betätigungsvorrichtungen für Kraftfahrzeuggetriebe, insbesondere im Einsatzfall bei anspruchsvollen Anwendungen im Bereich der der Automatikgetriebe und der automatisierten Schaltgetriebe.
The invention thus makes a significant contribution to improving the ergonomics of the shift operation, while reducing the space requirement, in the field of actuators for motor vehicle transmission, especially in the case of demanding applications in the field of automatic transmission and the automated manual transmission.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Wählhebel1 selector lever
2 Viergelenkgetriebe2 four-bar linkage
3 Schwenkhebel3 pivot lever
4 Schwenkhebel4 pivot lever
5 Verbindungsglied5 link
6, 7 Wählhebelseitiger Gelenkpunkt6, 7 Selector lever side pivot point
8, 9 Karosserieseitiger Gelenkpunkt8, 9 Body-side pivot point
10 Karosserieseitiger Gelenkpunkt10 Body-side pivot point
11 Virtueller Drehpunkt11 Virtual pivot
12 Wählhebel (Stand der Technik)12 selector lever (prior art)
13 Reeller Drehpunkt 14,15 Abstände13 Reeller pivot point 14,15 Distances
E Ebene der Schaltkulisse
E level of the shift gate