DE3717675C2 - Schalteinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit automatischem Getriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit automatischem Getriebe nach dem Ober­ begriff des Hauptanspruchs.

Aus der EP-B 122 014 ist ein Fahrzeuggetriebe bekannt mit einer großen Anzahl von Vorwärts- und Rückwärtsgängen. Das Getriebe ist aufgebaut als ein handschaltbares Vier­ ganggetriebe, dem an der Eingangs- und an der Ausgangs­ seite jeweils Teilgetriebe mit schaltbaren Übersetzungs­ stufen zugeordnet sind. Auf diese Weise lassen sich die vier Gangübersetzungen des Hauptgetriebes vervielfachen.

Das Hauptgetriebe wird über einen Wählhebel mechanisch in herkömmlicher Weise geschaltet. Dabei entspricht die Schaltung der üblichen H-Schaltung. Die Übersetzungs­ stufen der Teilgetriebe werden dagegen hydraulisch betätigt. Zu diesem Zweck verschwenkt der Fahrer den Gangwählhebel von der Neutralstelle in einer hierfür besonders vorgesehene Schaltgasse. Dabei betätigt der Gangwählhebel einen Schalter, der ein Signal an eine elektronische Steuereinheit abgibt. Die Steuereinheit ermittelt die entsprechende Übersetzungsstufe und veranlaßt über elektrohydraulische Ventile und hydraulische Stellglieder das Schalten des Übersetzungs­ verhältnisses.

Aus der DE-OS 34 22 262 ist ein herkömmliches Automatik­ getriebe beschrieben, bei dem der Wählhebel in die üblichen Wählpositionen P, R, N, D usw. schwenkbar ist. Er bewegt sich dabei innerhalb einer Schaltkulisse mit zwei Schaltgassen. Die beiden Schaltgassen sind jeweils einem bestimmten Automatik-Fahrprogrammbereich (E und S) zugeordnet, in welchem Hochschaltbegrenzungs-Automatik­ stufen (3-2) wählbar sind und eine dritte Schaltgasse für die P-Wählposition und die R-Wählposition des Wählhebels vorgesehen ist.

Mit insbesondere aufgrund einer großen Anzahl von Gängen des Getriebes wachsender Anzahl der vorzusehenden Wähl­ position des Wählhebels werden jedoch die Abstände zwischen denselben mehr und mehr verkleinert, wodurch Toleranzprobleme und ein schlechtes Schaltgefühl (Überschalten) herbeigeführt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem herkömmlichen Automatikgetriebe eine Schaltvorrichtung vorzusehen, die es ermöglicht, das Automatikgetriebe sowohl im Automatikbereich als auch im manuellen Bereich zu betreiben. Des weiteren sollen die Anzahl der Wählpositionen des Wählhebels deutlich kleiner als die Anzahl der von dem Wählhebel anwählbaren Schaltstufen sein.

Dies wird gemäß der Erfindung durch das Kennzeichen des Hauptanspruchs erreicht.

Durch die Erfindung ist es möglich, ein Automatikgetriebe sowohl in seinem eigentlichen automatischem Bereich zu betreiben, als auch wie ein Handschaltgetriebe manuell und den Wünschen des Fahrers entsprechend zu schalten.

Der manuellen Bedienung wird vorzugsweise eine Schritt­ schaltsteuerung zugeordnet. Diese wiederum wird in einer bevorzugten Ausführung von einer Umschaltvorrichtung an­ geregt, die mit dem Wählhebel bei seinem Umstellen in die zweite Schaltgasse kuppelbar ist.

Je nach der Betätigung des Wählhebels wird über die Um­ schaltvorrichtung die Schrittschaltsteuerung auf die nächsthöhere oder die nächsttiefere Schaltstufe fortge­ schaltet. Daher können nach der Erfindung mehrere Schaltstufen über die Schrittschaltsteuerung angesteuert werden.

Beispielsweise können über ein entsprechendes Steuerprogramm der Schritt­ schaltsteuerung Hochschaltbegrenzungs-Automatikstufen (3-2-1) geschaltet werden.

Durch die Erfindung ist es jedoch insbesondere auch möglich, das Getriebe über ein entsprechendes Steuerprogramm der Schrittschaltsteuerung gegen­ über der beim Entkuppeln des Wählhebels vom Schaltgestänge jeweils einge­ legten Übersetzungsstufe hoch- bzw. abwärtszuschalten. Hierdurch kann da­ her der Fahrbetrieb von der automatischen Schaltsteuerung auf eine manu­ elle Schaltsteuerung des Getriebes analog zu derjenigen bei einem Schaltge­ triebe umgeschaltet werden, was z. B. bei Winterbetrieb und/oder bei beson­ ders zügiger Fahrweise, die im Automatikbetrieb zu ungewollten Schaltungen führen kann, vorteilhaft ist. Bei dieser Ausführungsform können die automa­ tik-üblichen Grundzüge vollständig erhalten bleiben, wobei aber dem sport­ lich orientierten Fahrer zusätzlich die Möglichkeit einer optimalen manu­ ellen Bedienung des Getriebes angeboten wird.

Die Hochschaltbegrenzungs-Automatikstufen und die manuellen Schaltstufen können über zugeordnete Steuerprogramme auch beide von der Schrittschalt­ steuerung schaltbar sein. In diesem Fall ist die Schrittschaltsteuerung mittels eines gesonderten Schalters, der an dem Wählhebel oder an anderer geeigneter Stelle im Kraftfahrzeug angeordnet ist, von dem einen Steuerpro­ gramm auf das andere Steuerprogramm umschaltbar.

Bevorzugt ist die horizontale oder vertikale Schaltkulisse im Abstand unter dem Drehpunkt des Wählhebels angeordnet. Durch die Anordnung der Schalt­ kulisse unter dem Drehpunkt des Wählhebels kann das Schalthebelunterteil verhältnismäßig lang sein, wodurch die Schaltung unempfindlich gegen Aggregatbewegungen wird. Falls die Kulisse über der Drehachse horizontal liegt, sind wegen der relativ großen Dicke des Wählhebeloberteils entsprechend große Querbewegungen des Wählhebels erforderlich. Durch das Anordnen der Schaltkulisse unter dem Drehpunkt des Wählhebels hingegen kann dessen unteres Ende, welches in die Kulisse eingreift, verhältnismäßig dünn sein, wodurch nur kleine seitliche Wählhebelbewegungen mit dennoch sicheren Anschlägen zugelassen sind, was zu einer "flüssigeren" Bedienung führt. Ferner kann durch das Anordnen der Schaltkulisse unter dem Dreh­ punkt des Wählhebels in Verbindung mit einer zusätzlichen Wählpositionsan­ zeige die Schaltbetätigungsvorrichtung äußerlich so aussehen, wie diejenige eines Schaltgetriebes. Der Durchbruch zum Fahrzeuginnenraum kann wie beim Schaltgetriebe mit einem oder mehreren Bälgen verschlossen werden, was einerseits einer guten Geräuschdämmung entgegenkommt und ande­ rerseits die günstigste Lösung gegen Verschmutzung darstellt.

Da bei einer solchen Anordnung die Kulisse für den Fahrer nicht mehr sicht­ bar ist, ist an geeigneter Stelle im Kraftfahrzeug eine Leuchtpunkt-Wählpo­ sitionsanzeige vorgesehen.

Den Hochschaltbegrenzungs-Automatikstufen und den manuellen Schaltstufen können auch beidseitig der den normalen Automatikstufen zugeordneten Schaltgasse gesonderte Schaltgassen der Schaltkulisse zugeordnet sein, an denen jeweils eine Umschaltervorrichtung zum Fortschalten der Schritt­ schaltsteuerung vorgesehen ist. Deren Umschalten auf das eine oder andere Steuerprogramm kann in diesem Fall davon abhängig gemacht werden, welche der beiden Umschaltervorrichtungen mittels des Wählhebels soeben betätigt wird. In diesem Fall kann ein gesonderter, vom Fahrzeugführer zu betätigender Schalter für das Umschalten der Schrittschaltsteuerung entfal­ len. Es ist auch möglich, jeder Umschaltervorrichtung eine gesonderte Schrittschaltsteuerung zuzuordnen.

Die Erfindung wird im folgenden am Beispiel eines elektrohydraulisch gesteuerten automatischen 4-Gang-Getriebes mit den Programmen "Economy", "Sport" und "Manuell" unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 schematisch die Schaltbetätigungsvorrichtung mit dem Wählhe­ bel,

Fig. 2 eine Leuchtpunkt-Wählpositionsanzeige mit dem Schaltschema und

Fig. 3 einen die Schaltbetätigungsvorrichtung enthaltenden Ausschnitt aus dem Innenraum eines Kraftfahrzeuges.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist der Wählhebel 1 um seinen Drehpunkt 7 kar­ dangelenkartig schwenkbar abgestützt und greift mit einem Zapfen 10, wel­ cher im Abstand unter dem Drehpunkt 7 an seinem unteren Ende ausgebildet ist, in die dort angeordnete horizontale Schaltkulisse 2 ein. Die Schaltkulisse 2 enthält entsprechend Fig. 2, in welcher die Schaltkulisse auf einer Wählpo­ sitionsanzeige 8 wiedergegeben ist, zwei Schaltgassen 3 und 4. In der einen Schaltgasse 3, der Automatik-Schaltgasse, ist die Anordnung der einzelnen Wählhebel-Schaltpositionen automatik-üblich; sie enthält die Schaltpositionen P, R, N, D, 3, 2, 1.

In den Schaltpositionen 3, 2 und 1 werden die möglichen Hochschaltungen begrenzt bzw. nicht zugelassen, wobei in der Position 1 die Kupplung für Kraftübertragung bei Schubbetrieb im ersten Gang geschlossen wird.

Solange sich der Wählhebel 1 in der Automatik-Schaltgasse 3 befindet, ist er über den gegabelten Mitnehmerhebel 9, in dessen Gabel der Wählhebel 1 mit seinem Zapfen 10 eingreift, mit dem Getriebeschaltgestänge 5 mechanisch gekuppelt. Die Manuell-Schaltgasse 4 dient zur Betätigung einer Schritt­ schaltsteuerung über die Umschaltervorrichtung 6 mit federverrasteter Mittelstellung. Die Schaltgasse 4 kann aus der Schaltgasse 3 in der Schaltpo­ sition D des Wählhebels 1 erreicht werden, nachdem eine Raste überfahren wurde. Die Programmwahl "M" erfolgt somit ohne eigens zu betätigenden Schalter durch Verlassen der Automatik-Schaltgasse, wodurch auch die me­ chanische Kupplung zwischen dem Wählhebel 1 und dem Getriebe gelöst wird, weil der Zapfen 10 des Wählhebels 1 beim Überwechseln in die Schalt­ gasse 4 aus der Gabel des Mitnehmerhebels 9 austritt. Gleichzeitig wird der Wählhebel 1 über seinen Zapfen 10 mit dem gegabelten Betätigungsteil der Umschaltervorrichtung 6 gekuppelt.

Ist man durch Überfahren der Raste zwischen D und M im Manuell-Schalt­ programm angelangt, bleibt zunächst die momentane Übersetzungsstufe un­ abhängig von Last und Fahrgeschwindigkeit bestehen, bis durch Vor- bzw. Zu­ rückbewegen des Wählhebels aus der federverrasteten Mittelstellung durch entsprechendes Umschalten der Umschaltervorrichtung das Getriebe über die Schrittschaltsteuerung um einen Gang hoch- bzw. abwärtsgeschaltet wird.

Die elektrische Schrittschaltsteuerung gibt nur Impulse weiter, d. h. das elektronische Steuergerät erhöht bzw. erniedrigt beim Eintreffen eines Sig­ nals die momentane Übersetzung jeweils um eine Stufe. Falls ein Abwärts­ schalten wegen zu hoher Drehzahl unzulässig ist, wird das Signal nicht be­ achtet und gelöscht.

Beim Umstellen des Wählhebels 1 von M nach D wird wieder der dem mo­ mentanen Fahrzustand entsprechende Gang eingelegt (Automatikbetrieb im E-Programm). Das Umschalten zwischen dem E- und S-Programm erfolgt in der dargestellten Ausführungsform mittels eines Tasters 11 im Wählhebel­ knopf.

Da die Schaltkulisse 2 für den Fahrer nicht sichtbar ist, ist eine Wählposi­ tionsanzeige mit Schaltschema entsprechend Fig. 2 vorgesehen. Vorteilhaft ist eine Anzeige 8 in Wählhebelnähe, in der Konsole entsprechend Fig. 3 oder im Kombinationsanzeigefeld, wobei ein Leuchtpunkt entsprechend der Wählhebelbewegungen das Schaltschema abfährt. Der eingelegte Gang (M1 bis M4) im Manuell-Schaltprogramm kann zusätzlich im Kombinationsan­ zeigefeld angezeigt werden.

In einer Variation der beschriebenen Ausführungsform enthält die Automa­ tik-Schaltgasse 3 nur die Positionen P, R, N und D. Die Hochschaltbegren­ zungs-Automatikstufen (4 bis 1) hingegen können wie das Manuell-Schaltpro­ gramm M in der Schaltgasse 4 über die Umschaltervorrichtung 6 und die Schrittschaltsteuerung abgerufen werden. Das Umschalten des Schaltpro­ gramms auf M und zurück auf E bzw. S wird bei dieser Ausführungsvariante über einen gesonderten Umschalter vorgenommen. Für das Anzeigen der je­ weils gewählten Schaltpositionen im Kombinationsanzeigefeld wird hierbei differenziert zwischen den manuell gewählten Gängen M1 bis M4 und den Hochschaltbegrenzungs-Automatikstufen 1 bis D.

Die zuerst beschriebene Ausführungsform hat den Vorteil, daß dem typischen Automatikfahrer die automatik-übliche Bedienbarkeit vollständig erhalten bleibt und zusätzlich dem sportlich orientierten Fahrer ein Manuell-Schalt­ programm geboten wird, welches sich durch optimale Bedienbarkeit aus­ zeichnet. Der Wechsel von D (automatischer Betrieb) zu M erfolgt ohne zu­ sätzlich zu bedienenden Schalter und ein Überschalten im M-Programm ist aufgrund der Schrittschaltsteuerung unmöglich.

Durch die nicht eindeutige Zuordnung von Wählhebelstellung und einzulegen­ der Übersetzungsstufe besteht im M-Programm gegenüber den heutigen Schaltungen der Vorteil, daß nicht mit ungewollten Schaltungen gerechnet werden muß.

Der Vorteil der zweiten Ausführungsvariante oder einer Variante, die zwischen der ersten und der zweiten Ausführungsform liegt, besteht darin, daß bei z. B. einem 4-Gang-Getriebe statt 7 nur minimal 4 Positionen (P, R, N und D) mechanisch in einer Reihe geschaltet werden. Dadurch wird die Schaltung unempfindlich gegen Toleranzen und Getriebebewegungen und es kann ein sehr gutes Schaltgefühl realisiert werden, weil große Abstände zwischen den einzelnen Wählpositionen vorgesehen werden können. Der Vor­ teil der ersten Ausführungsform, die gute Bedienbarkeit im M-Programm, bleibt erhalten, wobei die Programmumschaltung auf M jedoch gesondert vollzogen werden muß.

Claims (8)

1. Schalteinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem automatischen Getriebe, welche einen Wählhebel auf­ weist, der innerhalb einer Schaltgasse einer Schalt­ kulisse in die einzelnen Schaltpositionen P, R, N, D usw. bewegbar und in einer dem automatischem Schalten der Vorwärtsgänge zugeordneten Schalt­ position in eine zweite Schaltgasse umstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Wählhebel (1) in der zweiten Schaltgasse (4) die Vorwärtsgänge des Getriebes manuell schrittweise schaltbar sind.

2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Wählhebel (1) durch sein Umstellen aus der einen Schaltgasse (3) in die andere Schalt­ gasse (4) von einem Schaltgestänge (5) des auto­ matischen Getriebes entkuppelbar ist und beim manuellen Schalten eine Schrittschaltsteuerung in Gang setzt.

3. Schalteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schrittschaltsteuerung von einer Umschaltervorrichtung (6) angeregt wird, wobei der Wählhebel (1) mit der Umschaltervorrichtung (6) mit federverrasteter Mittelstellung kuppelbar ist.

4. Schalteinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß über ein Steuerprogramm der Schritt­ schaltsteuerung Hochschaltbegrenzungs-Automatik­ stufen schaltbar sind.

5. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe über ein Steuerprogramm der Schrittschaltsteuerung gegenüber der beim Entkuppeln des Wählhebels (1) vom Schalt­ gestänge (5) jeweils eingelegten Übersetzungsstufe hoch- bzw. abwärts schaltbar ist (manuelles Fahr­ programm).

6. Schalteinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Rückschaltbefehl bei unzulässig hoher Drehzahl ignoriert und gelöscht wird.

7. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 2 und 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schrittschaltsteuerung von einem Steuerprogramm auf ein anderes umschaltbar ist.

8. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schaltkulisse (2) im Abstand unter dem Drehpunkt (7) des Wählhebels (1) angeordnet ist und daß eine Leuchtpunkt-Wähl­ positionsanzeige (8) vorgesehen ist.