DE10105491A1 - Shift-by-wire Schaltung - Google Patents

Abstract

Eine Schaltvorrichtung für ein Getriebe mit wenigstens einem Vorwärtsgang und einem Rückwärtsgang weist einen manuellen Schrittschaltmodus, in welchem das Getriebe von einem aktuell eingelegten Gang von Hand in den nächsthöheren und/oder nächstniedrigeren Gang schaltbar ist, und einem Automatikschaltmodus auf, in welchem Gangwechsel von einer Getriebesteuerung nach vorbestimmten Regeln automatisch durchgeführt werden. Die Schaltvorrichtung umfasst weiterhin einen bewegbaren Schalthebel zum Auslösen eines Gangwechsels im Schrittschaltmodus, zum Auswählen einer Betriebsstufe im Automatikschaltmodus und zum Wechseln zwischen Schrittschaltmodus und Automatikschaltmodus, sowie wenigstens eine Schaltabsicht-Erkennungsvorrichtung, welche mit der Getriebesteuerung verbunden ist, und welche abhängig von der Bewegung des Schalthebels eine Schaltabsicht des Fahrers erkennt und ein entsprechendes Schaltsignal an die Getriebesteuerung überträgt. Erfindungsgemäß ist der Schalthebel unabhängig vom eingestellten Schaltmodus, von der gewählten Betriebsstufe und vom eingelegten Gang in eine Grundstellung vorgespannt, von der aus der zum Auslösen eines Gangwechsels oder eines Betriebsstufenwechsels oder eines Schaltmoduswechsels in eine Mehrzahl von Richtungen bewegbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung für ein Getriebe mit wenigstens einem Vorwärtsgang und einem Rückwärtsgang, wobei die Schaltvor­ richtung aufweist:

• - einen manuellen Schrittschaltmodus, in welchem das Getriebe von einem aktuell eingelegten Gang von Hand in den nächsthöheren und/oder nächstniedrigeren Gang schaltbar ist, und
• - einen Automatikschaltmodus, in welchem Gangwechsel von einer Ge­ triebesteuerung nach vorbestimmten Regeln automatisch durchgeführt werden, und in welchem wenigstens eine Vorwärtsfahrt-Betriebsstufe, ei­ ne Neutral-Betriebsstufe und eine Rückwärtsfahrt-Betriebsstufe anwähl­ bar sind,

die Schaltvorrichtung weiterhin umfassend:

• - einen bewegbaren Schalthebel zum Auslösen eines Gangwechsels im Schrittschaltmodus, zum Anwählen der Betriebsstufen im Automatik­ schaltmodus und zum Wechseln zwischen Schrittschaltmodus und Au­ tomatikschaltmodus, sowie
• - wenigstens eine Schaltabsicht-Erkennungsvorrichtung, welche mit der Gangwechsel veranlassenden Getriebesteuerung verbunden ist, und welche abhängig von der Bewegung des Schalthebels eine Schaltab­ sicht des Fahrers erkennt und ein entsprechendes Schaltsignal an die Getriebesteuerung überträgt,

Dabei ist mit einem Wechsel zwischen Schrittschaltmodus und Automatikschaft­ modus ist sowohl das Umschalten von dem Schrittschaltmodus in den Automatik­ schaltmodus als auch vom Automatikschaltmodus in den Schrittschaltmodus bezeichnet.

Derartige Schaltvorrichtungen sind in unterschiedlichen Varianten bekannt und in Fahrzeugen eingebaut. Als Beispiel seien genannt die "Speed-Gear"- Schaltvorrichtung des Fiat Punto sowie die Schaltvorrichtung "Sequentronic" im C- Klasse-Sportcoupé von Mercedes Benz.

Die "Speed-Gear"-Schaltvorrichtung weist einen Schrittschaltmodus und einen Automatikschaltmodus auf, wobei jedem Modus eine eigene, in Fahrzeuglängs­ richtung verlaufende Schaltgasse zugeordnet ist und wobei die Schaltgasse im Automatikschaltmodus fünf Rastpositionen für die Betriebsstufen Parken (P), Rückwärts (R), Neutral (N), Vorwärtsfahrt (D = Drive) und niedrige Gänge (L = Low) umfasst.

Als weitere bekannte Schaltvorrichtung sei die Multitronic von AUDI erwähnt, die ebenfalls eine Automatikgasse mit Rastpositionen des Schalthebels für einzelne Betriebsstufen sowie eine parallel zur Automatikgasse vorhandene Schrittschalt­ gasse aufweist.

In allen genannten Schaltvorrichtungen wird der Schalthebel durch eine Schwenk­ bewegung orthogonal zur Automatikgasse oder/und zur Schrittschaltgasse von der einen in die jeweils andere Gasse bewegt.

Die "Sequentronic" weist ebenfalls zwei parallele in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Schaltgassen auf, wobei die eine Schaltgasse dem Schrittschaltmodus zugeordnet ist, und in der anderen Schaltgasse die Betriebsstufen N und R anwählbar sind. Darüber hinaus kann bei der "Sequentronic" durch eine Schwenk­ bewegung des Schalthebels in einer Richtung orthogonal zur Schrittschaltgasse, genauer gesagt: von der Schrittschaltgasse ausgehend in Richtung von der N-R- Gasse weg, ein Automatikschaltmodus gewählt werden, in dem ein Gangwechsel der Vorwärtsfahrt-Gänge automatisch erfolgt. Im Anwählpunkt des Schalthebels für den Automatikschaltmodus ist eine Verrastung vorgesehen, in die der Schalthebel nach Anwählen des Automatikschaltmodus einrastet, bis der Fahrer den Schalthe­ bel von Hand in eine andere Position stellt.

Nachteilig an den bekannten Schaltvorrichtungen des Standes der Technik ist, dass diese Schaltvorrichtungen einen komplizierten Aufbau aufweisen, um die Bewegung des Schalthebels und seine Verrastung in bestimmten Betriebsstufen zu ermöglichen. Durch zwei in der Regel zueinander parallel vorgesehene Schaltgassen sowie durch die zumindest in der Automatikgasse vorgesehenen mehreren Rastpositionen des Schalthebels sind der Fertigungsaufwand und somit die Herstellkosten der Schaltvorrichtungen des Standes der Technik hoch. Darüber hinaus muss der Fahrer bei einigen Schaltvorgängen entlang einer zumindest einfach, z. T. sogar mehrfach abgewinkelten Bewegungslinie bewegen.

Der Vollständigkeit halber sei die von Alfa Romeo eingesetzte Schaltung "Sele­ speed" erwähnt. Bei dieser Schaltung handelt es sich um eine automatisierte manuelle Schaltung, bei der das Ein- und Auskuppeln sowie das Einlegen eines Ganges auf manuelle Gangwechselanweisung des Fahrers hin durch entspre­ chende Vorrichtungen automatisch erfolgt. Die Selespeed-Schaltung umfaßt einen Schalthebel, der aus einer Grundstellung heraus vom Fahrer ausgelenkt wird und nach dem Loslassen in diese selbsttätig zurückkehrt. Die Selespeed-Schaltung weist zwei zueinander parallele Schaltgassen auf, wobei die eine Gasse dem manuellen Schrittschaltmodus für die Vorwärtsfahrt-Gänge zugeordnet ist und in der anderen Gasse manuell ein Leerlauf und der Rückwärtsgang angewählt werden können. Durch Drücken eines vom Schalthebel gesondert ausgebildeten und entfernt angeordneten Schalters kann ein Automatikschaltmodus, in dem die Vorwärtsfahrt-Gänge drehzahlabhängig automatisch gewechselt werden, ein- und ausgeschaltet werden. Die Schaltvorrichtung ist jedoch so eingestellt, dass eine vom Fahrer über den Schalthebel gegebene manuelle Anweisung Vorrang vor den Anweisungen des Automatikschaltmodus hat und diesen beendet. Der Automatik­ schaltmodus weist keine Betriebsstufen auf. Darüber hinaus ist die Schaltung dann, wenn ein Fahrer einen automatischen Schaltbetrieb wünscht, aufgrund des gesondert vorhandenen Schalters sehr umständlich zu bedienen.

Es ist nach dem zuvor Gesagten die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltvorrichtung der eingangs genannten Art, mit vollwertigen Automatik- und Schrittschaltmodi, anzugeben, die einen einfachen Aufbau aufweist, leicht zu bedienen ist und die kostengünstig mit hoher Qualität gefertigt werden kann.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine gattungsgemäße Schaltvorrichtung, bei welcher der Schalthebel unabhängig vom eingestellten Schaltmodus, von der gewählten Betriebsstufe und vom eingelegten Gang in eine Grundstellung vorge­ spannt ist, von der aus er zum Auslösen eines Gangwechsels, eines Betriebsstu­ fenwechsels oder eines Schaltmoduswechsels in eine Mehrzahl von Richtungen bewegbar ist, wobei zumindest einer Richtung aus der Mehrzahl von Richtungen in Abhängigkeit des gewählten Schaltmodus und/oder der angewählten Betriebsstufe unterschiedliche Schaltvorgänge zugeordnet sind.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung ist der Schalthebel in eine Grund­ stellung vorgespannt und befindet sich ohne äußere Krafteinwirkung, beispielswei­ se durch den Fahrer, in dieser Grundstellung. Um einen Gangwechsel durchzufüh­ ren oder um eine andere als die aktuelle Betriebsstufe zu wählen oder um zwi­ schen Automatikschaltmodus und Schrittschaltmodus zu wechseln, bewegt der Fahrer den Schalthebel aus der Grundstellung in die dem gewünschten Schaltvor­ gang zugeordnete Richtung aus der Mehrzahl von Richtungen, in die der Schalt­ hebel bewegbar ist. Es ist dabei auch denkbar, dass der Fahrer den Schalthebel nacheinander in zwei oder mehr Richtungen bewegen muss, um einen ge­ wünschten Schaltvorgang auszulösen. Lässt der Fahrer nach erfolgtem Schaltvor­ gang den Schalthebel los bzw. beendet er das Ausüben einer Kraft auf den Schalthebel, so wird dieser aus seiner ausgelenkten Stellung durch die Vorspan­ nung in die Grundstellung zurückbewegt.

Die Bedienbarkeit der Schaltvorrichtung ist weiter dadurch vereinfacht, dass wenigstens einem Teil der Richtungen, in die der Schalthebel bewegbar ist, je nach gerade eingestelltem Schaltmodus und/oder je nach angewählter Betriebs­ stufe unterschiedliche Schaltvorgänge zugeordnet sind. Dabei ist jedoch einer Bewegungsrichtung des Schalthebels zu jedem Zeitpunkt stets nur ein Schaltvor­ gang zugeordnet. Dieser zugeordnete Schaltvorgang kann jedoch für jeden Schaltmodus oder auch für einen Teil der Schaltmodi ein anderer Schaltvorgang sein.

Somit ist es nicht nötig, für den Schrittschaltmodus und für den Automatikschalt­ modus jeweils getrennte Schaltgassen vorzusehen. Es ist weiterhin nicht nötig, im Automatikschaltmodus neben der Grundstellung weitere Rastpositionen für den Schalthebel vorzusehen. Die Schaltvorrichtung kann daher bezüglich ihres konstruktiven Aufbaus im Vergleich zu den bisher bekannten Schaltvorrichtungen wesentlich einfacher aufgebaut sein.

Durch die veränderliche Zuordnung von Schalthebelbewegungen und Schaltvor­ gängen wird der benötigte Bewegungsfreiheitsgrad des Schalthebels erheblich herabgesetzt. Es reicht daher aus, den Schalthebel in nur wenige Richtungen bewegbar auszuführen. Es ist damit bspw. realisierbar, dass alle in einem Schalt­ modus möglichen Schaltvorgänge durch eine von der Grundstellung ausgehende, vzw. geradlinige, Bewegung oder eine Folge von derartigen Bewegungen durch­ geführt werden kann.

Mit dem Begriff Schaltvorgang ist in dieser Anmeldung sowohl ein Wechsel von einem Gang in einen anderen im Schrittschaltmodus, als auch ein Wechsel von einer Betriebsstufe in eine andere im Automatikmodus bezeichnet.

Mit Getriebesteuerung ist eine Einrichtung bezeichnet, welche von der erfindungs­ gemäßen Schaltvorrichtung entsprechende Schaltsignale erhält und auf Grundlage der erhaltenen Schaltsignale nach vorbestimmten Regeln eine Aktorik ansteuert, um so den vom Fahrer gewünschten Schaltvorgang am Getriebe bzw. an einer Kupplung-Getriebe-Einheit durchzuführen. Die vorbestimmten Regeln können beispielsweise auf Motordrehzahlen basieren.

Es ist nach dem oben gesagten vorstellbar, dass den Richtungen, in die der Schalthebel bewegbar ist, nur in Abhängigkeit des augenblicklich festgelegten Schaltmodus unterschiedliche Schaltvorgänge zugeordnet sind. Beispielsweise könnten im manuellen Schrittschaltmodus einer Richtung ein Gangwechsel zum nächsthöheren Gang, einer weiteren Richtung ein Gangwechsel zum nächstnied­ rigeren Gang und einer dritten Richtung ein Wechsel zum Automatikschaltmodus zugeordnet sein. Weiteren Richtungen, in die der Schalthebel bewegbar ist, ist kein Schaltvorgang zugeordnet. Im Automatikschaltmodus ist dann einer Richtung die Vorwärtsfahrt-Betriebsstufe, einer weiteren die Neutral-Betriebsstufe, noch einer weiteren die Rückwärtsfahrt-Betriebsstufe und schließlich einer vierten Richtung ein Wechsel in den manuellen Schrittschaltmodus zugeordnet sein.

Alternativ oder zusätzlich dazu können die Zuordnungen der Schaltvorgänge zu den Bewegungsrichtungen des Schalthebels auch von der jeweils angewählten Betriebsstufe abhängen. So kann bspw. lediglich durch Vor- und Zurückbewegen des Schalthebels in Fahrzeuglängsrichtung durch alle Betriebsstufen gewechselt werden.

Das von der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung an die Getriebesteuerung übertragene Schaltsignal ist vorteilhafterweise ein elektrisches Schaltsignal. Es kann aber auch daran gedacht sein, ein optisches Signal durch Lichtleiter von der Schaltvorrichtung an die Getriebesteuerung zu übertragen. Im Vergleich zu den bisher bei KFZ-Schaltvorrichtungen üblichen mechanisch, d. h. durch Seilzug, übertragenen Schaltsignalen erlauben die oben genannten nicht-mechanischen Signale bei äußerst geringem baulichen Aufwand ein größeres Verhältnis von der Anzahl an übertragbaren Schaltsignalen zu der Anzahl an unterscheidbaren Bewegungsrichtungen. Mit nicht-mechanischen Schaltsignalen kann bspw. durch mehrfaches Bewegen des Schalthebels in kurzer zeitlicher Folge in der gleichen Richtung ein anderes Schaltsignal übertragen werden als bei lediglich einer einfachen Bewegung.

Es ist jedoch im einfachsten Fall auch vorstellbar, dass das an die Getriebesteue­ rung übertragene Schaltsignal lediglich die Richtung anzeigt, in die der Schalthe­ bel bewegt wurde. Bspw. kann in der Getriebesteuerung eine Zuordnung von Schalthebelbewegung und Schaltvorgang in Abhängigkeit vom gerade vorliegen­ den Schaltmodus und/oder von der gerade angewählten Betriebsstufe hinterlegt sein. Wird der Schaltmodus bzw. die Betriebsstufe gewechselt, so kann z. B. die Schalthebelbewegung-Schaltvorgang-Zuordnung des bisherigen Schaltmodus bzw. der bisherigen Betriebsstufe deaktiviert und die Zuordnung des neuen Schaltmodus bzw. der neuen Betriebsstufe aktiviert werden. So könnte eine veränderliche Zuordnung von Schalthebelbewegungen und Schaltvorgängen auf einfache Weise mit Hilfe der Getriebesteuerung verwirklicht werden.

Die zuvor genannten Betriebsstufen des Automatikschaltmodus stellen eine für einen Betrieb eines Kraftfahrzeugs notwendige Mindestanzahl an Betriebsstufen dar. Der Bedienungskomfort und die Sicherheit des abgestellten Wagens können jedoch weiter erhöht werden, wenn im Automatikschaltmodus zusätzlich zu den genannten Betriebsstufen eine Park-Betriebsstufe wählbar ist.

Die Schaltcharakteristik des Getriebes kann eine bessere Anpassung an die Wünsche des Fahrers oder/und auf die Fahrsituation bieten, wenn im Automatik­ schaltmodus eine Sport-Vorwärtsfahrt-Betriebsstufe und eine Economy- Vorwärtsfahrt-Betriebsstufe, anwählbar sind. Dadurch kann der Fahrer je nach Wunsch die Schaltcharakteristik für eine Vorwärtsfahrt seines Kfz wählen. So können sich Sport- und Economy-Vorwärtsfahrt-Betriebsstufe beispielsweise durch die obere Motorgrenzdrehzahl unterscheiden, bei welcher die Getriebesteuerung einen Gangwechsel in den nächsthöheren Gang durchführt, oder/und sie können sich durch die untere Motorgrenzdrehzahl unterscheiden, bei welcher die Getrie­ besteuerung einen Gangwechsel zum nächstniedrigeren Gang durchführt. Dabei ist die obere Motorgrenzdrehzahl der Sport-Vorwärtsfahrt-Betriebsstufe größer als die der Economy-Vorwärtsfahrt-Betriebsstufe.

Ein übersichtliches, für den Fahrer leicht verständliches Bewegungsschema des Schalthebels, mit dem zwischen den Schaltmodi gewechselt werden kann und mit dem im Automatikschaltmodus alle Betriebsstufen anwählbar und im Schrittschalt­ modus Gangwechsel auslösbar sind, kann erreicht werden, wenn der Schalthebel von seiner Grundstellung ausgehend in vier Richtungen bewegbar ist. Vorzugs­ weise ist der Schalthebel in diese Richtungen ausschließlich geradlinig bewegbar, d. h. verschiebbar oder/und verschwenkbar. Ein besonders übersichtliches Bewegungsschema des Schafthebels ergibt sich dabei, wenn je zwei der vier Bewegungsrichtungen des Schalthebels längs einer gemeinsamen Bewegungs­ achse in entgegengesetzter Richtung verlaufen, wobei die beiden Bewegungsach­ sen vorzugsweise orthogonal zueinander stehen. Dabei entspricht es der gängigen Praxis, dass die eine Bewegungsachse in Fahrzeuglängsrichtung und die andere Bewegungsachse in Fahrzeugquerrichtung verläuft, weshalb eine derartige Konfiguration vom Gesichtspunkt der Eingewöhnung an die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung auch für die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung bevorzugt ist.

Um den Fahrer, der von den Schaltvorrichtungen des Standes der Technik her gewohnt ist, dass eine Bewegung des Schalthebels in Fahrzeugquerrichtung einen Wechsel zwischen Schaltgassen oder/und Schaltmodi bewirkt, während eine Bewegung des Schalthebels in Fahrzeuglängsrichtung einen Gangwechsel oder Betriebsstufenwechsel bewirkt, möglichst schnell mit dem Bewegungsschema des Schalthebels der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung vertraut zu machen, kann die Schaltvorrichtung derart aufgebaut sein, dass eine Bewegung des Schalthe­ bels in Fahrzeuglängsrichtung einen Gangwechsel und/oder einen Betriebsstu­ fenwechsel bewirkt, und dass eine Bewegung des Schalthebels in Fahrzeugquer­ richtung einen Wechsel zwischen Schrittschaltmodus und Automatikschaltmodus und/oder einen Wechsel zwischen einer Sport-Vorwärtsfahrt-Betriebsstufe und einer Economy-Vorwärtsfahrt-Betriebsstufe bewirkt.

Die Schaltabsicht-Erkennungsvorrichtung kann eine Steuereinheit und Sensoren umfassen, wobei die Steuereinheit durch geeignete Sensoren in der Lage ist, eine Bewegung des Schalthebels zu erkennen und entsprechende Schaltsignale an die Getriebesteuerung und gewünschtenfalls weitere Steuersignale an andere Bauelemente des Fahrzeugs auszugeben. Der Vorteil einer eigenen Steuereinheit für der Schaltvorrichtung liegt darin, dass dann, wenn geeignete Kommunikations­ schnittstellen definiert sind, Schaltvorrichtung und Getriebesteuerung, gegebe­ nenfalls Schaltvorrichtung, Getriebesteuerung und Getriebe, voneinander geson­ dert bezogen und eingebaut werden können. Es ist aber auch denkbar, die Funktionalität der Steuereinheit der Schaltvorrichtung in die Getriebesteuerung zu integrieren, um dadurch Bauraum einzusparen. In diesem Fall bildet dann die Getriebesteuerung einen Teil der Schaltabsicht-Erkennungsvorrichtung.

Das Funktionsspektrum der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung kann dadurch erhöht werden, dass die Schaltabsicht-Erkennungsvorrichtung, insbesondere die Steuereinheit oder/und die Getriebesteuerung, bei einer Betätigung des Schalthe­ bels eine Information über die Betätigung wenigstens einer weiteren Betätigungs­ vorrichtung berücksichtigt. Die Betätigungsvorrichtung kann beispielsweise eine mechanische Verriegelungs- oder Entriegelungstaste am Schalthebel und/oder ein Fahrpedal, wie z. B. Gaspedal oder Bremspedal, oder/und ein einfacher elektri­ scher Schalter sein.

Es ist beispielsweise auch denkbar, dass die Betätigungsvorrichtung an der Schaltvorrichtung, insbesondere am Schalthebel, oder am Lenkrad vorgesehen ist. Dann kann ein Gangwechsel, ein Betriebsstufenwechsel oder ein Wechsel zwischen den Schaltmodi oder/und zwischen Sport-Vorwärtsfahrt-Betriebsstufe und Economy-Vorwärtsfahrt-Betriebsstufe durch Bewegen des Schalthebels bewirkt werden, während eine Betätigung der Betätigungsvorrichtung einen Teil der Schalthebelfunktionen zusätzlich zu diesem bewirken kann, etwa ein manuel­ les Hoch- oder Herunterschalten von Gängen. Somit kann die Bedienbarkeit der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung noch weiter verbessert werden. Weiterhin wird durch ein Vorsehen der Betätigungsvorrichtung am Lenkrad die Fahrsicher­ heit erhöht, da bestimmte, vorzugsweise häufig ausgeführte, Schaltvorgänge ausgeführt werden können, ohne dass der Fahrer die Hände vom Lenkrad nehmen muss.

Es ist auch möglich und der Sicherheit des Fahrers und seiner Mitfahrer dienlich, dass die Schaltvorrichtung, insbesondere die Schaltabsicht- Erkennungsvorrichtung, etwa durch die Steuereinheit oder/und die Getriebe­ steuerung, zumindest bei bestimmten Bewegungen des Schalthebels eine Betätigung des Bremspedals berücksichtigt. Dann wäre es beispielsweise möglich, dass ein Betriebsstufenwechsel von der Neutral-Betriebsstufe in eine Vorwärtsfahrt- oder Rückwärtsfahrt-Betriebsstufe nur dann durchgeführt werden kann, wenn während der Bewegung des Schalthebels das Bremspedal niedergedrückt ist, um ein sofortiges Anfahren des Fahrzeugs nach Anwählen der Vorwärtsfahrt- oder Rückwärtsfahrt-Betriebsstufe zu verhindern. Gleiches ist auch für ein Anwählen einer Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt-Betriebsstufe aus der Park-Betriebsstufe vorteilhaft.

Eine an der Schaltvorrichtung, insbesondere am Schalthebel, angeordnete Betätigungsvorrichtung kann zusätzlich oder alternativ zum oben genannten auch dem folgenden Zweck dienen: Die Schaltvorrichtung könnte beispielsweise derart ausgebildet sein, dass der Schalthebel in einem der Schaltmodi: Schrittschaltmo­ dus und Automatikschaltmodus, nur dann bewegbar ist, wenn gleichzeitig die Betätigungsvorrichtung betätigt ist. Die Betätigungsvorrichtung kann dazu mit einer Verriegelungsvorrichtung gekoppelt sein, welche in einem der Modi: Schrittschalt­ modus und Automatikschaltmodus, eine Bewegung des Schalthebels nur bei betätigter Betätigungsvorrichtung gestattet. Dadurch kann dem Fahrer beispiels­ weise angezeigt werden, ob er sich im Schrittschaltmodus oder im Automatik­ schaltmodus befindet. Dies ist vor allem deshalb vorteilhaft, da der Fahrer auf­ grund des in eine Grundstellung vorgespannten Schalthebels durch Betrachtung der Stellung des Schalthebels keine Information über den Schaltzustand der Schaltvorrichtung bzw. des Getriebes erhält. Durch das vorgeschlagene Merkmal kann der Fahrer, ohne seinen Blick von der Fahrbahn abwenden zu müssen, allein aus der Bewegbarkeit des Schalthebels ohne oder mit niedergedrückter Betäti­ gungsvorrichtung erkennen bzw. erfühlen, in welchem Schaltmodus sich die Schaltvorrichtung bzw. das Getriebe befindet. Durch das Vorsehen der Betäti­ gungsvorrichtung am Schalthebel kann der Fahrer mit der Hand, mit der er den Schalthebel bewegt, gleichzeitig die Betätigungsvorrichtung betätigen. Dadurch wird die Bedienung vereinfacht.

Aus Gründen der leichten Erkennbarkeit des Schaltzustands der Schaltvorrichtung bzw. des Getriebes ist es weiterhin vorteilhaft, eine Anzeige für den Fahrer vorzusehen, beispielsweise im Armaturenbrett oder an einer Schaltkulisse der Schaltvorrichtung, welche ihn über den genauen Schaltzustand des Getriebes informiert. Dabei kann es ausreichen, wenn die Anzeigevorrichtung alphanumme­ rische Zeichen verwendet und beispielsweise bei angewähltem Automatikschalt­ modus die gewählte Betriebsstufe oder bei angewähltem Schrittschaltmodus den eingelegten Gang anzeigt. Die Anzeige kann aber darüber hinaus auch die aktuelle Zuordnung von Schalthebelbewegungen und Schaltvorgängen anzeigen.

Die Getriebesteuerung kann vereinfacht ausgeführt sein, wenn bereits die Schalt­ vorrichtung, bspw. die Schaltabsicht-Erkennungsvorrichtung, dabei insbesondere die Steuereinheit, einen Filter aufweist, der nur Schaltsignale für Schaltvorgänge, welche von einer vorbestimmten und in der Schaltvorrichtung hinterlegten Stalt­ logik zugelassen sind, an die Getriebesteuerung überträgt. Für die Getriebesteue­ rung ist es dann ausreichend, für jedes erhaltene Schaltsignal ohne weitere Prüfung den entsprechenden Schaltvorgang durchzuführen.

Alternativ oder zusätzlich zu dem Filter kann die Schaltvorrichtung eine Warnvor­ richtung umfassen, die im Falle einer Fehlbetätigung der Schaltvorrichtung ein akustistes und/oder optisches und/oder fühlbares Signal an den Fahrer ausgibt. Eine derartige Warnung erhöht die Standzeit des Getriebes und senkt das Risiko eines Schadens oder sogar eines Unfalls als Folge einer Fehlschaltung. Das akustische Signal kann ein Warnton oder eine Stimmausgabe sein, als optisches Signal sind dauerhafte oder blinkende Lichtzeichen im Armaturenbrett oder/und an der Schaltvorrichtung denkbar. Ein fühlbares Signal kann beispielsweise eine Schwingungsanregung des Schalthebels sein, welche durch einen im Schalthebel untergebrachten Vibrationsgenerator hervorgerufen werden kann.

Eine Schaltabsicht des Fahrers kann auf einfache Art und Weise dadurch erkannt werden, dass die Schaltabsicht-Erkennungsvorrichtung wenigstens einen Dreh­ winkelgeber aufweist, der mit dem der Schalthebel unmittelbar oder über ein Getriebe gekoppelt ist. Der Drehwinkelgeber kann beispielsweise ein Potentiome­ ter oder ein optischer oder ein magnetischer Drehwinkelgeber sein. Darüber hinaus kann die Schaltabsicht-Erkennungsvorrichtung auch zwei mit Drehwinkelgebern der oben genannten Art versehene Wellen aufweisen, mit welchen der Schalthebel kardanisch zur gemeinsamen Drehung verbunden ist. Dies ermöglicht eine besonders kompakte Ausführung der Schaltvorrichtung, da Schalthebel und Schaltabsicht-Erkennungsvorrichtung als eine aus wenigen Bauteilen bestehende, gegebenenfalls vormontierte Baueinheit eingebaut werden kann.

Alternativ dazu kann die Schaltabsicht-Erkennungsvorrichtung wenigstens einen elektrischen Schalter, vorzugsweise Mikroschalter, umfassen, welchen der Schalthebel bei einer vorbestimmten Bewegung betätigt. Der Hauptunterschied zwischen Drehwinkelgeber und Mikroschalter besteht darin, dass der Drehwinkel­ geber bereits kleine oder sogar kleinste Bewegungen des Schalthebels erfassen kann, während beim Vorsehen eines Mikroschalters ein vorbestimmter Totweg des Schalthebels bis zum Auslösen eines Schaltvorgangs vorhanden ist. Der Kon­ strukteur der Schaltvorrichtung wird je nach der gewünschten Schaltcharakteristik die Schaltabsicht-Erkennungsvorrichtung in der einen oder anderen Art und Weise ausbilden. Es sind auch Mischformen denkbar, beispielsweise in der Art, dass ein Wechsel zwischen den Schaltmodi mit Totweg durch Mikroschalter ausgelöst wird, ein Wechsel der Gänge bzw. Betriebsstufen jedoch ohne Totweg unmittelbar bei geringer Auslenkung des Schalthebels ausgelöst wird. So können beispielsweise für eine oder mehrere Bewegungsrichtungen des Schalthebels sowohl Drehwin­ kelgeber als auch Mikroschalter vorhanden sein, von denen in Abhängigkeit vom festgelegten Schaltmodus und/oder von der angewählten Betriebsstufe nur jeweils einer pro Richtung aktiv ist.

Ein durch den Fahrer ausgelöster Gangwechsel kann mit besonders geringer Belastung und effektivem Energieeinsatz durchgeführt werden, wenn im Schritt­ schaltmodus zwei Schaltpunkte pro Gangwechsel auslösender Bewegungsrich­ tung des Schalthebels vorgesehen sind, wobei ein Gangwechsel erst durch Erreichen des zweiten Schaltpunktes ausgelöst wird. Dann kann beispielsweise am ersten Schaltpunkt ein Gangwechsel vorbereitet werden, etwa durch Ausrüc­ ken einer Kupplung, und bei Erreichen des zweiten Schaltpunktes wird schließlich der Gangwechsel im Getriebe vollzogen.

Die Bewegung des Schalthebels kann eine Verschiebebewegung oder eine Schwenkbewegung oder eine Kombination aus Verschiebebewegung und Schwenkbewegung sein. Beispielsweise kann ein Gangwechsel oder Betriebsstu­ fenwechsel durch eine Schwenkbewegung, vorzugsweise in Fahrzeug­ längsrichtung, bewirkt werden, während ein Schaltmoduswechsel durch Verschie­ ben des Schalthebels, vorzugsweise in Fahrzeugquerrichtung, erfolgen kann.

Um ein sicheres Abstellen des Fahrzeugs in einer sogenannten Nichtfahr- Betriebsstufe (Neutral-Betriebsstufe und/oder Park-Betriebsstufe) gewährleisten zu können, kann die Schaltvorrichtung eine Sperrvorrichtung umfassen, die den Schalthebel in der Neutral-Betriebsstufe und gewünschtenfalls in der Park- Betriebsstufe für eine Bewegung sperrt. Die Sperrvorrichtung kann dann, wie zuvor beschrieben, etwa durch Niederdrücken des Bremspedals gelöst werden. Anstelle des Bremspedals kann auch die Betätigung eines beliebigen Schalters zur Freigabe des Schalthebels aus einer Nichtfahr-Betriebsstufe vorgesehen sein.

Vorteilhafterweise wird die Sperrvorrichtung von der Getriebesteuerung aktiviert, da diese ohnehin über die Information über die aktuell gewählte Betriebsstufe bzw. den aktuellen Schaltzustand des Getriebes verfügt. Falls die Schaltabsicht- Erkennungsvorrichtung über eine eigene Steuereinheit verfügt, kann auch diese zur Aktivierung der Sperrvorrichtung ausgebildet sein. Die Sperrvorrichtung kann mit der oben genannten Verriegelungsvorrichtung identisch oder als gesonderte Vorrichtung ausgebildet sein.

Im Winter bei hoher Schneedecke oder bei nassem, tiefem Gelände tritt immer wieder der Fall ein, dass die Antriebsräder in den Fahrbelag einsinken und das Fahrzeug nur mit größter Mühe aus dieser Situation befreit werden kann. Eine Möglichkeit, ein Fahrzeug mit in den Fahrbelag eingesunkenen Antriebsrädern freizubekommen, liegt darin, das Auto durch rhythmisches Antreiben in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung in eine Schaukelbewegung zu versetzen, und die Bewe­ gungsamplitude allmählich zu erhöhen, bis die Antriebsräder aus der Einsenkung heraustreten. Um dem Fahrer in diesem Falle eine Erleichterung zu bieten, kann die Schaltvorrichtung einen zusätzlichen Schaltmodus aufweisen, bei welchem eine Bewegung des Schalthebels in eine Richtung das Einlegen eines Vorwärts­ gangs auslöst und eine Bewegung des Schalthebels in der entgegengesetzten Richtung das Einlegen des Rückwärtsgangs auslöst. Dieser zusätzliche Schaltmo­ dus kann durch die wenigstens eine zuvor erwähnte Betätigungsvorrichtung, durch eine vorbestimmte Bewegung oder Bewegungsfolge des Schalthebels oder durch eine Kombination aus Bewegungsfolge und Betätigungsvorrichtung eingeschaltet werden.

Grundsätzlich kann die Schaltvorrichtung mit jedem möglichen Getriebe, wie z. B. Automatikgetriebe, automatisiertes Handschaltgetriebe oder CVT-Getriebe, eingesetzt werden. Ein CVT-Getriebe (Continuously Variable Transmission) ist dabei aus zwei Paaren jeweils abstandsveränderlicher Kegelriemenscheiben gebildet, die von einem gemeinsamen Drehmomentübertragungsriemen um­ schlungen sind.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Schaltvorrichtung mit einem automatisierten Handschaltgetriebe verbunden sein, wobei dann die Park- Betriebsstufe auf einfache Weise dadurch realisiert sein kann, dass bei Auswahl der Park-Betriebsstufe der erste Gang eingelegt wird. Zur Erhöhung der Sicherheit kann der Zündschlüssel vorteilhafterweise erst nach erfolgtem Einlegen des ersten Gangs, d. h. nach Realisierung der Park-Betriebsstufe, zum Abziehen freigegeben werden. Dadurch wird sichergestellt, dass der Fahrer im Fahrzeug verbleibt, bis das Fahrzeug in eine sichere Abstellkonfiguration gebracht ist. Zur Freigabe des Zündschlüssels in vorbestimmten Betriebsstufen oder/und Schaltmodi kann die Schaltvorrichtung, insbesondere die Steuereinheit oder die Getriebesteuerung, durch eine Steuerleitung mit einem Freigabeaktuator am Zündschloss versehen sein.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung liegt in der univer­ sellen Möglichkeit zur Anordnung derselben im Fahrzeug. Beispielsweise kann die Schaltvorrichtung in der Mittelkonsole, am Lenkrad oder im Armaturenbrett des Fahrzeugs eingebaut bzw. einbaubar sein.

Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand eines in den beiliegenden Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es stellt dar:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Schaltvor­ richtung mit ihrer Steuereinheit,

Fig. 2 eine Zuordnungstabelle, welche angibt, durch welche Schalthebel­ bewegung, gegebenenfalls unter Berücksichtigung der Betätigung weiterer Schalter, in welchen Schaltmodus bzw. Betriebsstufe ge­ schaltet bzw. ob ein Gangwechsel ausgelöst wird.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Schalthebel 10, der kardanisch an einem Rahmen 12 um zwei Achsen schwenkbar gelagert ist. Der Schalthebel 10 ist mit einer in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden ersten Schwenkwelle 14 verbunden und gemeinsam mit der ersten Schwenkwelle in Richtung der Pfeile V und H, d. h. in Fahrzeuglängsrichtung, schwenkbar. Dazu ist die erste Schwenkwelle 14 drehbar an einem Lagergerüst 16 gelagert. Das Lagergerüst 16 ist wiederum starr mit in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden koaxial angeordneten Schwenkwellen 18 und 20 verbunden, welche in jeweils fahrzeugfesten Drehlagern 22 und 24 um die Fahrzeuglängsachse drehbar gelagert sind. Der Schalthebel ist daher zusätzlich zu den Richtungen der Pfeile V und H in Richtung der Pfeile L und R in Fahr­ zeugquerrichtung schwenkbar.

Der Schalthebel 10 ist weiterhin durch Vorspannvorrichtungen 26 und 28 in die in der Fig. 1 gezeigte Grundstellung vorgespannt. Der Schalthebel 10 ist in einer Kulisse 30 geführt, in der eine Ausnehmung 32 vorgesehen ist, welche eine Schwenkbewegung des Schalthebels 10 in Fahrzeuglängsrichtung führt, und in der eine Ausnehmung 34 vorgesehen ist, welche eine Schwenkbewegung des Schalthebels 10 in Fahrzeugquerrichtung führt. Die erste Schwenkwelle 14 ist an ihrem in Fig. 1 linken Ende mit einem Potentiometer 36 verbunden, an dem in Abhängigkeit des Betrags der Auslenkung des Schalthebels 10 in Richtung der Pfeile V und/oder H ein veränderlicher Spannungswert abgreifbar ist. In dem gezeigten Beispiel nimmt der Betrag der am Potentiometer 36 abgreifbaren Spannung linear mit dem Betrag der Auslenkung des Schalthebels 10 in Richtung V oder/und in Richtung H zu. Dabei ist am Potentiometer 36 eine positive Span­ nung abgreifbar, wenn der Schalthebel 10 in Richtung V ausgelenkt ist, und eine negative Spannung abgreifbar, wenn der Schalthebel 10 in Richtung H ausgelenkt ist. Analog dazu funktioniert der mit dem lagergerüstfernen Ende der Schwenk­ welle 18 verbundene Potentiometer 38. Mit zunehmender Auslenkung des Schalthebels 10 in Richtung L ist am Potentiometer 38 eine linear zunehmende positive Spannung abgreifbar und proportional zur Auslenkung des Schalthebels 10 in Richtung R ist am Potentiometer 38 eine mit der Auslenkung linear veränder­ liche negative Spannung abgreifbar. Die abgreifbaren Spannungen der Potentio­ meter 36 und 38 werden über Datenleitungen 40 und 42 an eine Steuereinheit 44 der Schaltvorrichtung übertragen.

Alle in Fig. 1 gezeigten elektrischen Bauteile werden mittelbar oder unmittelbar von der nicht dargestellten Fahrzeugbatterie mit elektrischem Strom versorgt. Dabei bedeutet eine unmittelbare Versorgung, dass das entsprechende Bauteil ohne Zwischenschaltung weiterer Schaltelemente mit der Fahrzeugbatterie verbunden ist. Eine mittelbare Versorgung ist dann gegeben, wenn zwischen Batterie und dem betreffenden Bauelement weitere Schalteinheiten, wie z. B. Steuergeräte, Transformatoren, Schalter, Relais, Schütze oder dgl., angeordnet sind. Die Wahl, ein Bauelement direkt oder indirekt mit elektrischer Energie zu versorgen, obliegt der Entscheidung des Fachmanns nach Maßgabe der techni­ schen Spezifikation des betreffenden Bauelements und der mit dem Bauelement bzw. der zugeordneten Schaltung bezweckten Wirkung.

Anhand der über die Datenleitungen 40 und 42 an die Steuereinheit 44 übertrage­ nen abgreifbaren Spannungen der Potentiometer 36 und 38 erkennt die Steuer­ einheit 44 anhand des Spannungsbetrages und der Spannungspolarität die Schaltabsicht des Fahrers. Dazu ist in der Steuereinheit 44 ein Kennfeld hinterlegt, in dem einer Bewegung des Schalthebels der dieser Bewegung entsprechende Schaltvorgang am Getriebe 46 zugeordnet ist.

Die Steuereinheit 44 umfasst weiterhin einen Filter 44a, welcher über die Daten­ leitung 48 nur zulässige Schaltbefehle an die Getriebesteuerung 50 überträgt. So ist bspw. ein Schalten von einer Vorwärtsfahrt-Betriebsstufe in eine Rückwärts­ fahrt-Betriebsstufe nicht gestattet, um zu verhindern, dass bei Vorwärtsfahrt der Rückwärtsgang eingelegt oder einzulegen versucht wird.

Die Getriebesteuerung 50 erhält von der Steuereinheit 44 einen Schaltbefehl und steuert die mit der Getriebesteuerung 50 verbundene Aktorik 50a derart an, dass am Getriebe 46 der vom Fahrer gewünschte Schaltvorgang durchgeführt wird.

Das Getriebe 46 ist im dargestellten Beispiel ein automatisiertes Handschaltgetrie­ be, sodass die Aktorik 50a einerseits das Aus- und Einrücken einer nicht darge­ stellten Kupplung als auch die Kopplung von Getriebezahnradpaarungen mit der Getriebeeingangs- bzw. Getriebeausgangswelle bewirkt.

Alternativ zum gezeigten Beispiel kann das Zuordnungskennfeld, in welchem Bewegungen des Schalthebels Schaltvorgänge am Getriebe zugeordnet sind, auch in der Getriebesteuerung 50 hinterlegt sein. In diesem Falle kann die Steuereinheit 44 ausschließlich aus dem Filter 44a bestehen, in dem dann ein Kennfeld hinterlegt ist, in welchem alle möglichen Kombinationen von Eingangs­ signalen in die Steuereinheit 44 gespeichert sind, und in welchem für jede einzelne Kombination eine Zuordnung gespeichert ist, ob die betreffende Kombination ein zulässiges oder unzulässiges Schaltsignal ist. Von der Steuereinheit 44 werden dann nur die als zulässig bewerteten Signalkombinationen als Schaltsignal an die Getriebesteuerung 50 übertragen.

Weiterhin alternativ oder ergänzend dazu kann die Steuereinheit 44 der gezeigten Schaltvorrichtung in der Getriebesteuerung 50 integriert sein. Dies bedeutet, dass die Datenleitung 48 und die Steuerleitung 66 entfallen und die Verarbeitung der an den Potentiometer abgreifbaren Spannungen von der Getriebesteuerung 50 durchgeführt wird.

Um die Sicherheit des Fahrers und den Fahrkomfort zu erhöhen, werden von der Steuereinheit 44 der Schaltvorrichtung die Signale weiterer Schalter berücksichtigt.

Über eine Datenleitung 52 wird erkannt, ob das Bremspedal 54 des Fahrzeugs niedergedrückt ist oder nicht. Dazu ist am Bremspedal 54 ein mit der Datenleitung 52 verbundener, nicht dargestellter Schalter vorgesehen, der bei einer vorbe­ stimmten Bremspedalauslenkung über die Datenleitung 52 ein entsprechendes Signal an die Steuereinheit 44 ausgibt. Die Steuereinheit 44 lässt eine Schaltung des Getriebes von der Neutral- oder Park-Betriebsstufe in eine Vorwärtsfahrt- Betriebsstufe nur dann zu, wenn bei der entsprechenden Betätigung des Schalt­ hebels 10 auch das Bremspedal 54 niedergedrückt ist, sodass ein unbeabsichtig­ tes Anfahren des Fahrzeugs verhindert wird.

Weiterhin verfügt das Fahrzeug über einen am Armaturenbrett vorgesehenen Schalter 56, mit dem ein sogenannter "Wintermodus" als zusätzlicher Schaltmodus eingeschaltet werden kann. Bei Betätigung des Schalters 56 wird über die Daten­ leitung 58 ein entsprechendes Signal an die Steuereinheit 44 übertragen. In diesem Wintermodus bewirkt ein Bewegen des Schalthebels in Richtung des Pfeils V das Einlegen eines Vorwärtsganges, vorzugsweise des ersten oder zweiten Ganges, und ein Bewegen des Schalthebels 10 in Richtung des Pfeils H bewirkt das Einlegen des Rückwärtsganges, sodass der Fahrer durch Vor- und Zurückbe­ wegen des Schalthebels 10 (aus Sicht des Fahrers betrachtet) sein Fahrzeug aus einer im Schnee oder Schlamm durch Einsinken festsitzenden Lage "heraus­ schaukeln" kann.

Weiterhin sind an der Schaltvorrichtung Bremsen 60 und 62 vorgesehen, wobei die Bremse 60 die erste Schwenkwelle 14 stilllegen kann und die zweite Bremse 62 die Schwenkwelle 20 stilllegen kann. Die Stilllegung erfolgt auf elektromagnetischem Wege. Bei Aktivierung der Bremsen 60 und 62 werden Anker von nicht näher dargestellten Elektromagneten derart bewegt, dass schließlich die der jeweiligen Bremse zugeordnete Schwenkwelle durch Reib- oder Formschluss stillgelegt wird, d. h. gegen eine Bewegung gesichert wird. Es sind weitere Alterna­ tiven zur Stilllegung der Schwenkwellen 20 und 14 der Schaltvorrichtung denkbar, wobei die detaillierte Ausgestaltung der Bremsen 60 und 62 dem Fachmann überlassen wird.

Die Bremsen 60 und 62 werden von der Steuereinheit 44 über eine Steuerleitung 64 angesteuert, die sich in eine mit der Bremse 60 verbundene Steuerleitung 64a und in eine mit der Bremse 62 verbundene Steuerleitung 64b verzweigt.

Weiterhin ist die Getriebesteuerung 50 über die Steuerleitung 66 mit der Steuer­ einheit 44 verbunden. Während die Datenleitung 48 dazu dient, Daten von der Steuereinheit 44 an die Gatriebesteuerung 50 zu übertragen, dient die Steuerlei­ tung 66 dazu, Daten von der Getriebesteuerung 50 zur Steuereinheit 44 zu übertragen. Selbstverständlich kann bei Verwendung eines geeigneten Daten­ übertragungsprotokolls zwischen Steuereinheit 44 und Getriebesteuerung 50 nur eine Datenleitung vorgesehen sein, auf der Daten bidirektional übertragen werden.

Erhält die Getriebesteuerung 50 von der Steuereinheit 44 über die Datenleitung 48 ein Schaltsignal, aufgrund dessen in der Getriebesteuerung 50 die Neutral- oder Park-Betriebsstufe des Automatikmodus gewählt wird, erhält die Steuereinheit 44 über die Steuerleitung 66 von der Getriebesteuerung 50 die Information, dass die Neutral- oder Park-Betriebsstufe eingelegt ist, und dass die Bremsen 60 und 62 aktiviert werden sollen. Die Steuereinheit 44 überträgt über die Steuerleitungen 64, 64a und 64b entsprechende Aktivierungsbefehle an die Bremsen 60 und 62. Die Bremsen 60 und 62 werden von der Steuereinheit 44 daraufhin erst dann gelöst, wenn die Steuereinheit 44 über die Datenleitung 52 ein Signal erhält, das das Niederdrücken des Bremspedals 54 anzeigt.

Statt dessen kann die Steuerleitung 66 mit der Steuerleitung 64 identisch sein, wie durch den gestrichelten Linienabschnitt angezeigt ist. Der Steuerbefehl für die Bremsen 60 und 62 geht dann unmittelbar von der Getriebesteuerung 50 aus.

Eine weitere, zusätzlich oder alternativ zu der oben geschilderten Betätigung der Bremsen 60 und 62 stellt sich wie folgt dar:
Am Schalthebel 10, bevorzugt am Schaltknauf (nicht dargestellt), befindet sich ein ebenfalls nicht dargestellter Schalter. Die Betätigung dieses Schalters wird an die Steuereinheit 44 über die Datenleitung 68 übertragen. Da für den Fahrer bei der vorliegenden Schaltvorrichtung durch einen Blick auf den Schalthebel nicht erkennbar ist, in welchem Schaltmodus oder/und in welcher Betriebsstufe oder/und in welchem Gang sich das Getriebe 46 befindet, werden die Bremsen 62 und 60 von der Steuereinheit 44 und der Getriebesteuerung 50 dann aktiviert, wenn sich das Getriebe 46 im Automatikschaltmodus befindet. Der Schalthebel 10 ist dann grundsätzlich gegen eine Bewegung in eine der Richtungen V, H, L und R ge­ sperrt. Durch Betätigen des zuvor erwähnten Schalters am Schalthebel 10 werden über die Steuereinheit 44 die Bremsen 60 und 62 gelöst und der Schalthebel 10 zur Bewegung in die vier Richtungen V, H, L und R freigegeben. Somit kann der Fahrer durch leichten Druck gegen den Schalthebel 10 erfühlen, in welchem Schaltmodus sich das Getriebe befindet, und braucht den Blick dazu nicht von der Fahrbahn zu nehmen. Im Schrittschaltmodus, in dem Schaltvorgänge manuell ausgelöst und der Schalthebel 10 somit pro Zeiteinheit öfter bewegt wird als im Automatikschaltmodus, ist der Schalthebel 10 stets bewegbar.

In dem Schalthebel 10 ist darüber hinaus ein Vibrationsgenerator (nicht dargestellt) vorgesehen, der bei Aktivierung den Schalthebel 10 in Vibrationen versetzt. Der Vibrationsgenerator wird von der Steuereinheit 44 über eine Steuerleitung 70 aktiviert, wenn der Fahrer einen von der Steuereinheit 44 oder/und der Getriebe­ steuerung 50 nicht zugelassenen Schaltvorgang vornimmt. Da der Fahrer zu diesem Zeitpunkt mit einer seiner Hände den Schalthebel 10 berührt, nimmt er die vom Vibrationsgenerator auf den Schalthebel 10 übertragenen Vibrationen sofort wahr und wird so informiert, dass die von ihm gerade ausgeführte Betätigung des Schalthebels unzulässig war bzw. der damit verbundene Schaltvorgang unzulässig war. Statt der oder zusätzlich zur fühlbaren Warnung kann auch ein akustisches oder/und optisches Signal an beliebigen geeigneten Orten im Fahrzeug ausgege­ ben werden.

Zusätzlich kann die Steuereinheit 44 weitere Informationen über Datenleitungen erhalten. So kann über eine in Fig. 1 nicht dargestellte Datenleitung der Steuer­ einheit 44 angezeigt werden, ob der Motor des Fahrzeugs eingeschaltet oder ausgeschaltet ist oder/und ob das Fahrzeug sich in Bewegung befindet, d. h. ob die Fahrzeuggeschwindigkeit größer als null ist.

Alternativ kann die Steuereinheit 44 der gezeigten Schaltvorrichtung in der Getriebesteuerung 50 integriert sein. Dies bedeutet, dass die Datenleitung 48 und die Steuerleitung 66 entfallen, alle gezeigten Datenleitungen zur Getriebesteue­ rung 50 laufen und alle Steuerleitungen von dieser ausgehen. Die gesamte Datenverarbeitung findet dann in der Getriebesteuerung 50 statt.

In Fig. 2 ist ein tabellarisches Kennfeld dargestellt, aus dem hervorgeht, durch welche Schaltbewegung in Abhängigkeit von der gewählten Betriebsstufe und vom Betätigungszustand des Bremspedals welcher Schaltvorgang im Getriebe ausge­ löst wird. Die Betriebsstufen P, R und N bezeichnen dabei die Park-, die Rück­ wärtsfahrt- und die Neutral-Betriebsstufe. D bezeichnet eine Vorwärtsfahrt- Betriebsstufe, die im vorliegenden Beispiel durch die zusätzlichen Klassen A, M und S qualifiziert ist. D/A bezeichnet dabei eine Economy-Vorwärtsfahrt- Betriebsstufe im Automatikschaltmodus, D/S eine Sport-Vorwärtsfahrt- Betriebsstufe im Automatikschaltmodus und D/M eine manuell geschaltete Vorwärtsfahrt-Betriebsstufe, d. h. eine Vorwärtsfahrt-Betriebsstufe im Schrittschalt­ modus. Economy- und Sport-Vorwärtsfahrt-Betriebsstufe unterscheiden sich dabei durch die für sie geltenden oberen und unteren Drehzahlgrenzen, bei der von der Getriebesteuerung automatisch in den nächsthöheren bzw. nächstniedrigeren Gang geschalten wird. Beispielsweise ist die obere Drehzahlgrenze, bei welcher die Getriebesteuerung einen Schaltvorgang in den nächsthöheren Gang veran­ lasst, in der Sport-Vorwärtsfahrt-Betriebsstufe höher als in der Economy- Vorwärtsfahrt-Betriebsstufe, sodass der Fahrer den Motor in höhere Drehzahlbe­ reiche drehen kann, bevor ein automatischer Schaltvorgang erfolgt. Das Kennfeld der Fig. 2 ist dabei wie folgt zu lesen:
Befindet sich das Getriebe z. B. in der Sport-Vorwärtsfahrt-Betriebsstufe, so geben die Zeilen 1 und 2 des Kennfelds in Fig. 2 an, welche Schaltbewegungen zu welchen Schaltvorgängen führen. Wird die Bremse nicht niedergedrückt (Zeile 1) und der Schalthebel nach vorne ausgelenkt (Spalte 8), so wird ausgehend vom aktuell gewählten Gang in den nächsthöheren Gang (G + 1) geschaltet und automatisch in den Schrittschaltmodus gewechselt (M). Das Schalten in den nächsthöheren Gang ist im gesamten Kennfeld mit G + 1, das Schalten in den nächstniedrigeren Gang mit G - 1 bezeichnet. Bewegt man den Schalthebel ohne Bremsbetätigung (Zeile 1) nach hinten (Spalte 9) in Richtung des Pfeiles H der Fig. 1, so wird in den nächstniedrigeren Gang geschaltet (G - 1) und ebenfalls in den Schrittschaltmodus gewechselt (M). Bei Auslenken des Schalthebels in Richtung des Pfeiles L in Fig. 1 (Zeile 1 und 2, Spalte 10) wird ein Warnsignal aktiviert, beispielsweise eine Vibration des Schalthebels. Bei Verschwenken des Schalthebels in Richtung des Pfeils R (Zeile 1 und 2, Spalte 11) wird in den Economy-Vorwärtsfahrmodus (D/A) gewechselt.

Befindet man sich in der Sport-Vorwärtsfahrt-Betriebsstufe und betätigt man die Bremse (Zeile 2), so erreicht man durch Verschwenken des Schalthebels in Richtung des Pfeiles V (Spalte 8) die Neutral-Betriebsstufe N.

Die in Fig. 2 gezeigte Schaltlogik ist zur leichten Eingewöhnung für den Fahrer an die Schaltfolge P-R-N-D angelehnt, die in den Schaltvorrichtungen des Standes der Technik bekannt und weit verbreitet ist. Bei dieser Schaltfolge werden ausge­ hend von der Park-Betriebsstufe P durch wiederholte Bewegung des Schalthebels in Richtung des Pfeiles H in Fig. 1 jeweils nacheinander die Betriebsstufen R, N und D angewählt. Umgekehrt werden ausgehend von der Vorwärtsfahrt- Betriebsstufe D im Automatikschaltmodus durch mehrmaliges Verschwenken des Schalthebels in Richtung des Pfeiles V in Fig. 1 nacheinander die Betriebsstufen N, R und P angewählt. Dabei ist weiterhin berücksichtigt, dass aus der P- und der N-Betriebsstufe eine andere Betriebsstufe nur unter gleichzeitigem Niederdrücken des Bremspedals gewählt werden kann.

Wie aus dem Kennfeld in Fig. 2 hervorgeht, kann mit der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung durch Verschwenken des Schalthebels, gegebenenfalls unter Berücksichtigung des Niederdrückens des Bremspedals, ausgehend von einer beliebigen Betriebsstufe, gegebenenfalls über Zwischenschalten einer weiteren Betriebsstufe, jede andere Betriebsstufe angewählt werden. Beispielsweise kann von der manuell geschalteten Vorwärtsfahrt-Betriebsstufe (D/M), der Economy- Vorwärtsfahrt-Betriebsstufe (D/A) und der Sport-Vorwärtsfahrt-Betriebsstufe (D/S) die Park-Betriebsstufe (P) nur über die Neutral-Betriebsstufe (N) und die Rück­ wärtsfahrt-Betriebsstufe (R) erreicht werden. Dies ist der Fahrer jedoch bereits von den Schaltvorrichtungen des Standes der Technik so gewöhnt, weshalb er sich mit der in Fig. 2 gezeigten erfindungsgemäßen Schaltlogik schnell zurechtfinden dürfte.

Daneben kann mit der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung durch Verschwenken des Schalthebels, gegebenenfalls unter Berücksichtigung des Niederdrückens des Bremspedals, zwischen dem manuellen Schrittschaltmodus und dem Automatik­ schaltmodus gewechselt werden. Weiterhin ist es möglich, in der D/M- Betriebsstufe mit der Schaltvorrichtung manuelle Gangwechsel in den nächsthöhe­ ren oder nächstniedrigeren Gang auszulösen.

Es wäre darüber hinaus denkbar, eine augenblicklich in Fig. 2 mit dem Auslösen eines Warnsignals verbundene Schalthebelbewegung oder eine Kombination von mehreren Schalthebelbewegungen mit dem zuvor beschriebenen Wintermodus als Sonderform des manuellen Schrittschaltmodus zu belegen.

Die in Fig. 2 gezeigte Schaltlogik stellt lediglich ein mögliches Beispiel einer Zuordnung von Schalthebelbewegungen zu Schaltvorgängen dar. Es sind beliebi­ ge weitere Verknüpfungen denkbar, die je nach Gusto oder Philosophie des betreffenden Herstellers ebenso möglich sind.

Beispielsweise ist eine Schaltlogik denkbar, bei der die Nichtfahr-Betriebsstufen P und N durch Verschwenken des Schalthebels in Richtung des Pfeiles V in Fig. 1 und die Fahr-Betriebsstufen D und R durch Verschwenken des Schalthebels in Richtung des Pfeiles H in Fig. 1 erreicht werden. Die Schaltlogik kann so aufge­ baut sein, dass ausgehend von einer Fahr-Betriebsstufe, D oder R, durch Ver­ schwenken des Schalthebels nach vorne in Richtung des Pfeiles V die Neutral- Betriebsstufe und durch ein erneutes Verschwenken nach vorne die Park- Betriebsstufe erreicht wird. Ebenso kann ausgehend von einer Nichtfahr- Betriebsstufe, N oder P, durch Verschwenken des Schalthebels nach hinten in Richtung des Pfeiles H eine Vorwärtsfahrt-Betriebsstufe, vorzugsweise die automatisch geschaltete Economy-Vorwärtsfahrt-Betriebsstufe D/A, und durch ein erneutes Verschwenken nach hinten die Rückwärtsfahrt-Betriebsstufe R erreicht werden. Es kann darüber hinaus daran gedacht sein, dass ein Anwählen einer Betriebsstufe aus einer Nichtfahrt-Betriebsstufe heraus nur unter gleichzeitigem Niederdrücken des Bremspedals möglich ist. Ein Wechsel zwischen manuellem Schrittschaltmodus und Automatikschaltmodus oder/und zwischen Economy- Vorwärtsfahrt-Betriebsstufe und Sport-Vorwärtsfahrt-Betriebsstufe ist dann durch Verschwenken des Schalthebels in Fahrzeugquerrichtung, d. h. in Richtung der Pfeile L und R möglich.

Es ist in jedem Falle möglich, eine erfindungsgemäße Schaltvorrichtung so aufzubauen, dass nur durch die Schalthebelbewegung der jeweils andere Schalt­ modus sowie ausgehend von einer Betriebsstufe im Automatikschaltmodus jede andere Betriebsstufe wählbar ist und im Schrittschaltmodus ein Gangwechsel von Hand auslösbar ist. Dazu können beispielsweise zusätzlich zu den vier Bewe­ gungsrichtungen weitere Bewegungsrichtungen des Schalthebels vorgesehen sein oder/und es kann ein Mehrfachauslenken des Schalthebels in einer oder mehr Richtungen zugelassen sein (ähnlich dem bekannten doppelten Mausklick am Computer) oder/und die Schaltinformation ist abhängig vom Auslenkungsweg des Schalthebels. Sind beispielsweise pro Richtung, in die der Schalthebel auslenkbar ist, zwei Schaltpunkte unterschiedlichen Auslenkungswegs vorgesehen, so sind bei vier Bewegungsrichtungen acht unterscheidbare Schaltvorgänge direkt anwählbar.

Claims (26)

1. Schaltvorrichtung für ein Getriebe (46) mit wenigstens einem Vorwärtsgang und einem Rückwärtsgang, wobei die Schaltvorrichtung aufweist:
einen manuellen Schrittschaltmodus, in welchem das Getriebe (46) von einem aktuell eingelegten Gang von Hand in den nächsthöheren und/oder nächstniedrigeren Gang schaltbar ist, und
einen Automatikschaltmodus, in welchem Gangwechsel von einer Ge­ triebesteuerung (50, 50a) nach vorbestimmten Regeln automatisch durchgeführt werden, und in welchem wenigstens eine Vorwärtsfahrt- Betriebsstufe (D), eine Neutral-Betriebsstufe (N) und eine Rückwärts­ fahrt-Betriebsstufe (R) anwählbar sind,
die Schaltvorrichtung weiterhin umfassend:
einen bewegbaren Schalthebel (10) zum Auslösen eines Gangwechsels im Schrittschaltmodus, zum Anwählen einer Betriebsstufe im Automatik­ schaltmodus und zum Wechseln zwischen Schrittschaltmodus und Au­ tomatikschaltmodus, sowie
wenigstens eine Schaltabsicht-Erkennungsvorrichtung (36, 38, 44, 44a), welche mit der Gangwechsel veranlassenden Getriebesteuerung (50, 50a) verbunden ist, und welche abhängig von der Bewegung des Schalt­ hebels (10) eine Schaltabsicht des Fahrers erkennt und ein entspre­ chendes Schaltsignal an die Getriebesteuerung (50, 50a) überträgt,
dadurch gekennzeichnet, dass der Schalthebel (10) unabhängig vom eingestellten Schaltmodus, von der gewählten Betriebsstufe und vom ein­ gelegten Gang in eine Grundstellung vorgespannt ist, von der aus er zum Auslösen eines Gangwechsels, eines Betriebsstufenwechsels oder eines Schaltmoduswechsels in eine Mehrzahl von Richtungen (V, H, L, R) be­ wegbar ist, wobei zumindest einer Richtung (V, H, L, R) aus der Mehrzahl von Richtungen (V, H, L, R) in Abhängigkeit des gewählten Schaltmodus und/oder der angewählten Betriebsstufe unterschiedliche Schaltvorgänge zugeordnet sind.

2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das an die Getriebesteuerung (50, 50a) übertragene Schaltsignal ein elektrisches oder optisches Schaltsignal ist.

3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Automatikschaltmodus der Schaltvor­ richtung eine Park-Betriebsstufe als weitere Betriebsstufe wählbar ist.

4. Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Automatikschaltmodus eine Sport- Vorwärtsfahrt-Betriebsstufe (D/S) und eine Economy-Voiwärtsfahrt- Betriebsstufe (D/A) aufweist.

5. Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalthebel (10) von seiner Grund­ stellung ausgehend in vier Richtungen (V, H, L, R) bewegbar ist, vorzugs­ weise ausschließlich geradlinig bewegbar ist.

6. Schaltvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass je zwei Bewegungsrichtungen (V und H, L und R) des Schalthebels (10) längs einer gemeinsamen Bewegungsachse verlaufen und entgegengesetzt gerichtet sind, wobei die beiden Bewe­ gungsachsen vorzugsweise orthogonal zueinander stehen und wobei be­ sonders bevorzugt die eine Bewegungsachse in Fahrzeuglängsrichtung und die andere Bewegungsachse in Fahrzeugquerrichtung verläuft.

7. Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bewegung des Schalthebels (10) in Fahrzeuglängsrichtung einen Gangwechsel und/oder einen Betriebsstufen­ wechsel bewirkt, und dass eine Bewegung des Schalthebels (10) in Fahr­ zeugquerrichtung einen Wechsel zwischen Schrittschaltmodus und Automatikschaltmodus und/oder einen Wechsel zwischen einer Sport- Vorwärtsfahrt-Betriebsstufe (D/S) und einer Economy-Vorwärtsfahrt- Betriebsstufe (D/A) bewirkt.

8. Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Schaltabsicht- Erkennungsvorrichtung (36, 38, 44, 44a) eine Steuereinheit (44, 44a) aufweist, die mit der Getriebesteuerung (50, 50a) verbunden ist.

9. Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltabsicht-Erkennungsvorrichtung (36, 38, 44, 44a) bei einer Betätigung des Schalthebels (10) eine Informa­ tion über die Betätigung wenigstens einer weiteren Betätigungsvorrichtung (54, 56) berücksichtigt.

10. Schaltvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine weitere Betätigungs­ vorrichtung (54) das Bremspedal (54) ist.

11. Schaltvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Betätigungsvorrich­ tung (56) ein Schalter (56), vorzugsweise ein am Schalthebel angeordneter Schalter ist.

12. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung (54) mit einer Verriegelungsvorrichtung (60, 62) gekoppelt ist, welche in einem der Modi: Schrittschaltmodus und Automatikschaltmodus, nur bei betätigter Betäti­ gungsvorrichtung (54) eine Bewegung des Schalthebels (10) gestattet.

13. Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Filter (44a) aufweist, der nur Schaltsignale für von einer vorbestimmten Schaltlogik zugelassene Schalt­ vorgänge an die Getriebesteuerung (50, 50a) überträgt.

14. Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Warnvorrichtung umfasst, die im Falle einer Fehlbetätigung der Schaltvorrichtung ein akustisches und/oder optisches und/oder fühlbares Signal an den Fahrer ausgibt.

15. Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltabsicht-Erkennungsvorrichtung (36, 38, 44, 44a) wenigstens einen Drehwinkelgeber (36, 38) aufweist, mit dem der Schalthebel (10) gekoppelt ist.

16. Schaltvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltabsicht-Erkennungsvorrichtung (36, 38, 44, 44a) zwei Drehwinkelgeberwellen (14, 18) aufweist, mit wel­ chen der Schalthebel (10) kardanisch zur gemeinsamen Drehung verbun­ den ist.

17. Schaltvorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Drehwinkelgeber (36, 38) ein Potentiometer (36, 38) ist.

18. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltabsicht-Erkennungsvorrichtung wenigstens einen elektrischen Schalter, vorzugsweise Mikroschalter, um­ fasst, welchen der Schalthebel bei einer vorbestimmten Bewegung betätigt.

19. Schaltvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass im Schrittschaltmodus zwei Schaltpunkte pro Bewegungsrichtung des Schalthebels (10) vorgesehen sind, wobei ein Gangwechsel erst durch Erreichen des zweiten Schaltpunktes ausgelöst wird.

20. Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des Schalthebels (10) eine Verschiebebewegung oder eine Schwenkbewegung oder eine Kombination aus Verschiebebewegung und Schwenkbewegung ist.

21. Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Sperrvorrichtung (60, 62) umfasst, die den Schalthebel (10) in der Neutral-Betriebsstufe (N) und gewünsch­ tenfalls in der Park-Betriebsstufe (P) für eine Bewegung sperrt.

22. Schaltvorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrvorrichtung (60, 62) von der Getriebesteuerung (50, 50a) aktiviert wird.

23. Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen zusätzlichen Schaltmodus aufweist, bei welchem eine Bewegung des Schalthebels (10) in eine Rich­ tung (V) das Einlegen eines Vorwärtsgangs auslöst und eine Bewegung des Schalthebels (10) in der entgegengesetzten Richtung (H) das Einlegen des Rückwärtsgangs auslöst.

24. Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (46) ein Automatikgetriebe, ein automatisiertes Handschaltgetriebe oder ein CVT-Getriebe ist.

25. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (46) ein automatisiertes Handschaltgetriebe ist, und bei Auswahl der Park-Betriebsstufe der erste Gang eingelegt und nach erfolgtem Einlegen des ersten Gangs der Zünd­ schlüssel zum Abziehen freigegeben wird.

26. Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltvorrichtung in der Mittelkonsole, am Lenkrad oder im Armaturenbrett des Fahrzeugs einbaubar ist.