Elektrische Schalteinrichtung für ein Kraftfahrzeug

Die Erfindung betrifft eine elektrische Schalteinrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einem Schalthebel und mit einer zumindest eine erste Schaltgasse aufweisenden Schaltbegrenzungskulisse, wobei der Schalthebel um eine senkrecht zu der Schaltgasse verlaufende Achse drehbar gelagert und in der Schaltgasse in verschiedene Schaltstellungen bringbar ist.

Derartige Schalteinrichtungen werden bei Kraftfahrzeugen eingesetzt, die mit einem automatisierten Schaltgetriebe ausgerüstet sind. Dabei wird der eigentliche Schaltvorgang elektrohydraulisch oder elektromotorisch vorgenommen, während der jeweilige Schaltwunsch des Fahrers elektrisch oder elektronisch erfasst wird. Dem Fahrer stehen bei einem solchen automatisierten Schaltgetriebe die elektrische Schalteinrichtung mit einem Schalthebel und gegebenenfalls zusätzlichen, etwa am Lenkrad angeordneten Wippschaltern zum Herauf- und Herunterschalten zur Verfügung.

Der Schalthebel einer solchen Schalteinrichtung kann multistabil oder auch monostabil ausgeführt sein, dass heißt er kann entweder in mehrere feste Positionen einstellbar sein oder er besitzt, ähnlich einem Joystick nur eine stabile Ruheposition, in die der Schalthebel aus mehreren instabilen Stellpositionen immer wieder zurückfällt.

Die Schaltbegrenzungskulisse dient dabei der Führung des Schalthebels und der Begrenzung seiner Bewegung auf eine oder zwei parallel zueinander verlaufende Schaltgassen, wobei der Schalthebel im Falle zweier Schaltgassen zum Wechsel zwischen den beiden Schaltgassen längs eines diese verbindenden und senkrecht zu ihrem Verlauf ausgerichteten Verbindungskanals verstellt wird.

Durch die DE 102 06 985 A1 ist eine Schalteinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt geworden. Der Schalthebel ist bei dieser Einrichtung monostabil nach Art eines Joystick ausgelegt, d.h. er ist um zwei zueinander senkrechte Achsen verschwenkbar, und dadurch in zwei zueinander parallelen Schaltgassen bewegbar, wobei er nach Wegfall der Betätigungskraft jeweils wieder in ein und dieselbe Grundstellung zurückfällt.

Die elektrische Schalteinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeichnet sich gegenüber dieser vorbekannten Einrichtung dadurch aus, dass das untere Ende des Schalthebels mit einer einen federbelasteten Raststößel sowie eine mit diesem kooperierende, mit einer parallel zueinander verlaufende erste und zweite Rastkurvenbahnen aufweisenden Rastkontur umfassenden Rasteinrichtung verbunden ist, wobei durch die erste Rastkurvenbahn rastende und/oder tastende Schaltstellungen des Schalthebels definiert sind, und die Rastkontur insgesamt durch einen Aktuator quer zu der Schaltgasse verschiebbar ist.

Die zweite Rastkurvenbahn der Rastkontur ist vorzugsweise so beschaffen, dass sie einen eine Rückstellung des Schalthebels in eine Grundstellung oder eine Sperrung des Schalthebels in bestimmten Schaltstellungen bewirkenden Verlauf hat.

Eine Schalteinrichtung mit erweiterten Schaltmöglichkeiten ergibt sich dadurch, dass in der Schaltbegrenzungskulisse eine parallel zu der ersten Schaltgasse verlaufende zweite Schaltgasse sowie ein senkrecht zum Verlauf der Schaltgassen ausgerichteter Verbindungskanal vorhanden sind, und dass die Rastkontur eine parallel zu den ersten und zweiten Rastkurvenbahnen verlaufende weitere Rastkurvenbahn aufweist, durch welche rastende und/oder tastende Schaltstellungen des Schalthebels definiert sind.

In der letzteren Ausführung kann der Schalthebel zweckmäßigerweise in Richtung des Verbindungskanals verschiebbar gelagert sein, und zwar in der Art und Weise, dass die Lagerung des Schalthebels in eine Linearlagerung und eine Drehlagerung unterteilt ist, wobei die Linearlagerung bevorzugt durch zwei Säulenachsen erfolgt, welche gemeinsam um eine weitere Achse drehbar gelagert sind.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung werden anhand des in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 einen Längsschnitt durch die erste Schaltgasse mit dem darin befindlichen Schalthebel

Figur 2 eine schematische Darstellung der Rastkontur mit der darüberliegenden Schaltbegrenzungskulisse a) in der Grundstellung b) in der verschobenen Stellung

Figur 3 die Lagerung des Schalthebels

Wie in Fig. 1 und 2 zu sehen, ist der Schalthebel 1 der elektrischen Schalteinrichtung in einer Schaltbegrenzungskulisse 2 geführt. Durch die Schaltbegrenzungskulisse 2 ist die Bewegung des Schalthebels 1 auf zwei parallel zueinander verlaufende Schaltgassen 3, 4 sowie einen diese verbindenden und senkrecht zu deren Verlauf ausgerichteten Verbindungskanal 5 begrenzt. Zum Wechsel zwischen den beiden Schaltgassen 3, 4 wird der Schalthebel 1 längs des Verbindungskanals 5

verstellt. Um die Verstellbarkeit des Schalthebels 1 in der Schaltbegrenzungskulisse 2 zu ermöglichen, ist dieser in Richtung des Verbindungskanals 5 parallel verschiebbar und um eine parallel zu dem Verbindungskanal 5 verlaufende Achse 6 drehbar gelagert. Die Lagerung des Schalthebels 1 umfasst, wie in Fig. 3 gezeigt, eine Linearlagerung auf zwei parallel zu dem Verbindungskanal 5 ausgerichteten Säulenachsen 11 , 12, auf denen der Schalthebel 1 verschiebbar gelagert ist. Die beiden Säulenachsen 11 , 12 sind an ihren Enden durch zwei Verbindungsbleche 13 miteinander verbunden, wobei die Verbindungsbleche 13 etwa in ihrer Mitte wiederum selbst auf einer weiteren, zu den Säulenachsen 11 , 12 parallel ausgerichteten Achse 6 gelagert und um diese Achse 6 drehbar sind. Der Schalthebel 1 ist dadurch entlang des Verbindungskanals 5 verschiebbar und innerhalb der Schaltgassen 3, 4 verschwenkbar gelagert.

Der Schalthebel 1 ist mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten elektrischen oder elektronischen Schaltpositionserfassungseinrichtung verbunden, durch die die jeweils eingenommene Schaltposition und damit der jeweilige Schaltwunsch des Fahrers elektrisch oder elektronisch erfasst wird. Es kann sich hierbei z.B. um elektromechanische Kontakte oder auch um berührungslos arbeitende Schaltpositionserfassungseinrichtungen etwa auf der Basis von magnetfeldempfindlichen oder optischen Sensoren handeln. Der dem Schaltwunsch entsprechende eigentliche Schaltvorgang wird dann in einem automatisierten Schaltgetriebe elektrohydraulisch oder elektromotorisch vorgenommen.

Zur Realisierung rastender und tastender Schaltstellungen des Schalthebels 1 ist dieser an seinem unteren Ende mit einer Rasteinrichtung verbunden. Diese Rasteinrichtung umfasst, wie in Fig. 1 und 2 schematisch gezeigt, einen federbelasteten Raststößel 7 sowie eine mit diesem kooperierende Rastkontur 10. Die Rastkontur 10 weist dabei drei parallel zueinander verlaufende

Rastkurvenbahnen 8, 9 und 15 auf. Die beiden Rastkurvenbahnen 8, 9 sind durch eine quer zu diesen verlaufende Verbindungsbahn 14 miteinander verbunden, und die Rastkurvenbahn 15 ist mit der Rastkurvenbahn 9 an ihren vorderen und hinteren Enden durch weitere Verbindungsbahnen 16, 17 verbunden.

Die gesamte Rastkontur 10 ist mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten Aktuator verbunden, durch den sie in ihrer Gesamtheit parallel zu dem die Schaltgassen 3, 4 verbindenden Verbindungskanal 5 verstellt werden kann. Als Aktuator kann hierbei beispielsweise ein Elektromotor oder ein Hubmagnet eingesetzt werden.

In der Grundstellung der Schalteinrichtung ist die Rastkontur 10 bezüglich der Schaltbegrenzungskulisse 2 so ausgerichtet, dass die Rastkurvenbahnen 8, 9 unterhalb der ersten und zweiten Schaltgassen 3, 4 liegen, so dass der Schalthebel 1 innerhalb dieser Schaltgassen 3, 4 bewegbar ist und dort die durch die Rastkurvenbahnen 8, 9 definierten rastenden oder tastenden Schaltstellungen einnehmen kann.

Diese Situation ist schematisch durch die Fig. 2a verdeutlicht, wobei die durchgezogenen Linien die Rastkontur 10 darstellen und die gestrichelte Linie die darüberliegende Schaltbegrenzungskulisse 2 darstellt. Die Pfeile geben die Richtung der jeweils auf den Schalthebel 1 einwirkenden Rückstellkraft an der jeweiligen Position an. In der ersten Schaltgasse 3 ist der Schalthebel 1 nur tastend nach vorne und nach hinten bewegbar und fällt immer wieder in die Mittenstellung zwischen diesen Richtungen zurück. Dies dient bei einem Gangwahlhebel etwa einem manuellen Gangwechsel auf und ab. Längs der Verbindungsbahn 5 ist der Schalthebel 1 rastend in die rückseitige Endstellung der zweiten Schaltgasse 4 bzw. der darunterliegenden Rastkurvenbahn 9 verstellbar. Bei einem Gangwahlhebel entspricht diese

Stellung der normalen Fahrstellung „D". Längs dieser Rastkurvenbahn 9 kann der Schalthebel 1 dann in drei weitere Schaltstellungen, also etwa die Stellungen für Neutral, Rückwärts und Parken gebracht werden, in denen er jeweils einrastet. In seiner vorderen Stellung innerhalb der zweiten Schaltgasse 4 befindet sich der Schalthebel 1 in der sogenannten Parkposition, in der ein Fahrzeug abgestellt wird. Ein Wechsel der Schaltstellung in dieser Schaltgasse 4 erfordert also jeweils eine nach vorwärts oder rückwärts gerichtete Betätigung des Schalthebels 1.

Zur Rückstellung des Schalthebels 1 aus einer beliebigen Stellung in diese Grundstellung oder Parkposition wird die Rastkontur 10 durch einen Aktuator, wie beispielsweise einen Elektromotor relativ zu der

Schaltbegrenzungskulisse 2 verschoben. Die Verschiebung der Rastkontur 10 gegenüber der Schaltbegrenzungskulisse erfolgt dabei in dem hier gezeigten Beispiel quer, insbesondere senkrecht zum Verlauf der Schaltgassen 3, 4, und zwar so, dass diese zueinander eine wie in Fig. 2b gezeigte Position einnehmen. Durch die auf den Schalthebel 1 einwirkenden Rückstellkräfte wird dieser aus jeder beliebigen Position in die vordere Stellung innerhalb der zweiten Schaltgasse 4 verstellt, so dass er sich in der Parkposition befindet. Diese Verstellung kann beispielsweise beim Abstellen des Motors oder beim Abziehen des Zündschlüssels automatisch erfolgen.