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Betätigungsvorrichtung mit einer Eingabeeinheit zur Aufnahme von Eingabedaten - Dokument DE10136426A1
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE10136426A1 27.02.2003
Titel Betätigungsvorrichtung mit einer Eingabeeinheit zur Aufnahme von Eingabedaten
Anmelder DaimlerChrysler AG, 70567 Stuttgart, DE
Erfinder Kropla, Oliver, Dr.-Ing., 21224 Rosengarten, DE;
Paaske, Jens, Dr.-Ing., 25436 Tornesch, DE
DE-Anmeldedatum 26.07.2001
DE-Aktenzeichen 10136426
Offenlegungstag 27.02.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.02.2003
IPC-Hauptklasse B60K 20/00
IPC-Nebenklasse B60K 20/06   
Zusammenfassung Betätigungsvorrichtung mit einer Eingabeeinheit zur Aufnahme von Eingabedaten, die über zumindest eine Datenleitung mit einem Steuergerät verbunden ist, über das eine Aktuatoreinheit zur Einstellung eines Getriebes steuerbar ist, insbesondere eines Automatikgetriebes eines Kraftfahrzeugs.
Es wird vorgeschlagen, daß die Eingabeeinheit eine mechanische Sperreinheit aufweist, über die die Eingabeeinheit sperrbar ist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung mit einer Eingabeeinheit zur Aufnahme von Eingabedaten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Anforderungen an Betätigungsvorrichtungen bezüglich Komfort, Zuverlässigkeit, Bauraum, Gewicht und hinsichtlich der Unterstützung eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs werden bei modernen Kraftfahrzeugen immer höher. Ein vorteilhafter Effekt kann häufig erreicht werden, indem mechanische Bauteile oder Baugruppen durch elektronische Bauteile und Baugruppen ersetzt werden.

Es sind Betätigungsvorrichtungen mit einer Eingabeeinheit zur Aufnahme von Eingabedaten bekannt, die über zumindest eine Datenleitung mit einem Steuergerät verbunden sind, über das eine Aktuatoreinheit zur Einstellung eines Getriebes steuerbar ist, und zwar können über die Eingabeeinheit verschiedene Betriebsstellungen gewählt werden, wie beispielsweise eine Parkstellung "P", eine Rückwärtsfahrstellung "R", eine Leerlaufstellung "N", eine Fahrstellung "D", in der Gänge automatisch geschaltet werden, oder eine Fahrstellung "T", in der Gänge durch eine Tippbewegung an der Eingabeeinheit geschaltet werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsbildende Betätigungsvorrichtung bereitzustellen, bei der eine Synchronität zum Getriebe stets sichergestellt werden kann. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung geht aus von einer Betätigungsvorrichtung mit einer Eingabeeinheit zur Aufnahme von Eingabedaten, die über zumindest eine Datenleitung mit einem Steuergerät verbunden ist, über das eine Aktuatoreinheit zur Einstellung eines Getriebes steuerbar ist, insbesondere eines Automatikgetriebes eines Kraftfahrzeugs.

Es wird vorgeschlagen, daß die Eingabeeinheit eine mechanische Sperreinheit aufweist, über die die Eingabeeinheit sperrbar ist. Eine unbeabsichtigte Betätigung der Eingabeeinheit bei mit abgeschalteter Zündung abgestelltem Kraftfahrzeug kann sicher vermieden und eine Synchronität zwischen der Eingabeeinheit und dem Getriebe kann stets sichergestellt werden.

Um ein sicheres Bedienen der Eingabeeinheit zu ermöglichen, ist es sinnvoll, die Eingabeeinheit in einem Bereich anzuordnen, der sich in unmittelbarer Nähe eines Lenkrads des Kraftfahrzeugs befindet, wie z. B. an einem Armaturenbrett usw. Besonders vorteilhaft ist die Eingabeeinheit jedoch in eine Lenkeinheit integriert. Es ist ein sicheres Bedienen der Eingabeeinheit erreichbar, bei dem ein Lösen einer Hand vom Lenkrad vermeidbar ist, so daß das Kraftfahrzeug jederzeit sicher mit beiden Händen geführt werden kann.

Vorteilhaft weist die Eingabeeinheit ein Gehäuse auf, das zumindest teilweise einstückig mit einem Gehäuse einer weiteren Einheit ausgeführt ist. Die Betätigungsvorrichtung kann in bestehende Module, die verschiedene Steuerungseinheiten, wie z. B. eine Sprachsteuerungseinheit, eine Einheit mit einem Lenkwinkelsensor, eine Steuereinheit für Radio, Klimaanlage, Bordcomputer usw., beinhalten, integriert und vorteilhaft mit diesen kombiniert werden, wie insbesondere in ein sogenanntes Mantelrohrmodul. Es können Bauteile und Bauraum eingespart und eine Beeinflussung eines Crash-Wegs des Lenkrads kann vorteilhaft vermieden werden.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das Gehäuse an einem eine Lenkspindel tragenden Mittel befestigt ist. Bedienkräfte, die beim Betätigen der Eingabeeinheit über einen Schalt- und Wählhebel auf das Gehäuse wirken, können vorteilhaft am tragenden Mittel abgestützt werden.

Ferner wird vorgeschlagen, daß die Sperreinheit über einen elektromagnetischen Aktuator betätigbar ist. Ein elektromagnetischer Aktuator kann platzsparend und konstruktiv einfach integriert und die Sperreinheit kann konstruktiv einfach mit einer Zündung eines Kraftfahrzeugs kombiniert werden, so daß beim Ausschalten der Zündung die Synchronität zwischen der Eingabeeinheit und dem Getriebe, unabhängig von den vorliegenden Eingabestellungen, stets gewährleistet ist. Die mechanische Sperreinheit kann jedoch auch durch andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Stellelemente betätigt werden, wie z. B. durch hydraulische, elektrische und/oder pneumatische Stellelemente usw.

Vorteilhaft weist die Sperreinheit eine Sperrscheibe mit einem angeformten Rastelement auf, und zwar insbesondere zur Erzielung von definierten Stellungen "P", "R", "N", "D" und "T". Zusätzliche Bauteile, Bauraum, Montageaufwand und Kosten können eingespart werden.

Ist die Sperrscheibe mit einer Schaltwelle drehfest verbunden, ist ein Bauteil erreichbar, das von mehreren Seiten gut zugänglich ist, und die Sperrscheibe kann konstruktiv einfach für eine Rasteinheit genutzt werden.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Sperreinheit einen schwenkbar gelagerten Sperrbolzen aufweist. Ein Aktuator zur Betätigung des Sperrbolzens kann in der Eingabeeinheit besonders flexibel angeordnet werden, und es ist eine besonders vorteilhafte Ausnutzung des Bauraums erreichbar.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Ausschnitt einer schematisch dargestellten Lenkeinheit eines Kraftfahrzeugs,

Fig. 2 eine Eingabeeinheit mit einer mechanischen Sperreinheit in einer ersten perspektivischen Darstellung,

Fig. 3 die Eingabeeinheit aus Fig. 2 in einer zweiten perspektivischen Darstellung,

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 2 und

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 3.

Fig. 1 zeigt eine Lenkeinheit 12 eines nicht dargestellten Kraftfahrzeugs, mit einer Betätigungsvorrichtung, die eine Eingabeeinheit 10 zur Aufnahme von Eingabedaten aufweist. Die Eingabeeinheit 10 besitzt hierfür einen Schalt- und Wählhebel 33, der in verschiedene Eingabestellungen "P", "R", "N", "D" und "T" führbar ist, wobei "P" für eine Parkstellung, "R" für eine Rückwärtsfahrstellung, "N" für eine Leerlaufstellung, "D" für eine Vorwärtsfahrstellung und "T" für eine Tippstellung steht. Die Eingabeeinheit 10 ist über Datenleitungen mit einem nicht näher dargestellten Steuergerät verbunden, über das eine Aktuatoreinheit zur Einstellung eines Automatikgetriebes steuerbar ist.

Die Eingabeeinheit 10 weist ein Gehäuse 13 auf, das einstückig mit einem Gehäuse einer von der Eingabeeinheit 10 getrennten Einheit 14 ausgeführt ist, und zwar wird das Gehäuse 13 von einem sogenannten Mantelrohrmodul gebildet. Das Gehäuse 13 der Eingabeeinheit 10 ist an einem eine Lenkspindel 15 tragenden rohrförmigen Mittel 16 befestigt. Um einen hohen Komfort zu erreichen, ist der Schalt- und Wählhebel 33 in unmittelbarer Nähe eines Lenkrads 23 angeordnet, so daß ein Bediener, ohne die Hand vom Lenkrad 23 zu lösen, den Schalt- und Wählhebel 33 bedienen kann.

Die Eingabeeinheit 10 weist erfindungsgemäß eine mechanische Sperreinheit 11 auf, die über einen elektromagnetischen Aktuator 17 betätigbar ist (Fig. 2 bis 5)

Der elektromagnetische Aktuator 17 ist über einen Sperrhebel 24 mit einem schwenkbar gelagerten Sperrbolzen 21 verbunden, der formschlüssig in eine Verzahnung 25 einer Sperrscheibe 18 geführt werden kann, die an einer ersten, vorderen Stirnseite der Sperrscheibe 18 angeformt ist.

An der Sperrscheibe 18 ist an einer zweiten, der ersten Stirnseite gegenüberliegenden hinteren Stirnseite eine Rastkontur 26 einer Rasteinheit 19 angeformt (Fig. 3 bis Fig. 5). In die Rastkontur 26 greift formschlüssig ein Rastelement 27 ein, das über eine Blattfeder 28 in Richtung der Sperrscheibe 18 belastet ist und die Sperrscheibe 18 in ihren entsprechenden Eingabestellungen "P", "R", "N", "D" und "T" hält.

Die Sperrscheibe 18 ist drehfest auf einer Schaltwelle 20 der Eingabeeinheit 10 gelagert, die an einem vom elektromagnetischen Aktuator 17 abgewandten Ende einen Sensor 29 aufweist (Fig. 2 und 3).

Die Schaltwelle 20 weist einen rechteckigen Bereich 30 auf, auf dem der Schalt- und Wählhebel 33 mit einem gabelförmigen Bereich 31 in Umfangsrichtung der Schaltwelle 20 formschlüssig gehalten ist.

Der Schalt- und Wählhebel 33 ist auf der Schaltwelle 20 um eine erste Schwenkachse 34 und auf einem Schwenkbolzen 22 um eine senkrecht zur ersten Schwenkachse 34 verlaufende zweite Schwenkachse 35 schwenkbar gelagert (Fig. 2 und Fig. 3). Durch ein Schwenken des Schalt- und Wählhebels 33 um die erste Schwenkachse 34 ist ein Wechsel der Eingabestellungen "P", "R", "N", "D" und "T" erreichbar. Über den Sensor 29 werden die Eingabestellungen "P", "R", "N", "D" und "T" des Schalt- und Wählhebels 33 erfaßt und können an das nicht näher dargestellte Steuergerät weitergeleitet werden, über das die Aktuatoreinheit zur Einstellung des Getriebes steuerbar ist.

Befindet sich der Sensor 29 bzw. die Sperrscheibe 18 in der Eingabestellung "T", kann der Schalt- und Wählhebel 33 zusätzlich um die zweite Schwenkachse 35 geschwenkt werden, und es ist über eine Tippgabel 36 ein Signal an das Steuergerät zum Hoch- und Herunterschalten von einzelnen Gängen des Getriebes übertragbar. Beim Schwenken des Schalt- und Wählhebels 33 um die zweite Schwenkachse 35 wird der Schalt- und Wählhebel 33 entgegen einer Federkraft einer Schenkelfeder 37 ausgelenkt. Die Schenkelfeder 37 drückt den Schalt- und Wählhebel 33 bei einer fehlenden Belastung durch einen Bediener wieder in seine Ausgangslage zurück, und zwar in eine Mittelposition.

Bei ausgeschalteter Zündung des Kraftfahrzeugs ist die Sperrscheibe 18 der Eingabeeinheit 10 über den Sperrbolzen 21 arretiert, und ein Schwenken des Schalt- und Wählhebels 33 um die erste Schwenkachse 34 und eine damit verbundene Veränderung der vorliegenden Eingabestellung "P", "R", "N", "D" oder "T" wird verhindert.

Wird die Zündung durch den Bediener eingeschaltet, schwenkt der elektromagnetische Aktuator 17 über den Sperrhebel 24 den Sperrbolzen 21 entgegen einer Federkraft einer im Aktuator 17 angeordneten Feder in seine Freigabestellung, und die Sperrscheibe 18 ist freigegeben. Der Bediener kann den Schalt- und Wählhebel 33 in die Eingabestellungen "P", "R", "N", "D" und "T" um die erste Schwenkachse 34 schwenken.

Wird die Zündung ausgeschaltet, schwenkt die Feder im Aktuator 17 über den Sperrhebel 24 den Sperrbolzen 21 in seine Sperrposition. Unabhängig von der Eingabestellung "P", "R", "N", "D" und "T" ist der Schalt- und Wählhebel 33 über die Sperrscheibe 18 blockiert. Ein Verstellen der vorliegenden Eingabestellung "P", "R", "N", "D" oder "T" wird vermieden, und eine Synchronität zwischen dem Getriebe und der Eingabeeinheit 10 ist gewährleistet. Bezugszeichen 10 Eingabeeinheit

11 Sperreinheit

12 Lenkeinheit

13 Gehäuse

14 Einheit

15 Lenkspindel

16 Mittel

17 Aktuator

18 Sperrscheibe

19 Rasteinheit

20 Schaltwelle

21 Sperrbolzen

22 Schwenkbolzen

23 Lenkrad

24 Sperrhebel

25 Verzahnung

26 Rastkontur

27 Rastelement

28 Blattfeder

29 Sensor

30 Bereich

31 Gabel

32 Bereich

33 Schalt- und Wählhebel

34 Schwenkachse

35 Schwenkachse

36 Tippgabel

37 Schenkelfeder


Anspruch[de]
  1. 1. Betätigungsvorrichtung mit einer Eingabeeinheit zur Aufnahme von Eingabedaten, die über zumindest eine Datenleitung mit einem Steuergerät verbunden ist, über das eine Aktuatoreinheit zur Einstellung eines Getriebes steuerbar ist, insbesondere eines Automatikgetriebes eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabeeinheit (10) eine mechanische Sperreinheit (11) aufweist, über die die Eingabeeinheit sperrbar ist.
  2. 2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabeeinheit (10) in einer Lenkeinheit (12) integriert ist.
  3. 3. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabeeinheit (10) ein Gehäuse (13) aufweist, das zumindest teilweise einstückig mit einem Gehäuse einer weiteren Einheit (14) ausgeführt ist.
  4. 4. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (13) an einem eine Lenkspindel (15) tragenden Mittel (16) befestigt ist.
  5. 5. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperreinheit (11) über einen elektromagnetischen Aktuator (17) betätigbar ist.
  6. 6. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperreinheit (11) eine Sperrscheibe (18) mit einem angeformten Rastelement (26) aufweist.
  7. 7. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrscheibe (18) mit einer Schaltwelle (20) drehfest verbunden ist.
  8. 8. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperreinheit (11) einen schwenkbar gelagerten Sperrbolzen (21) aufweist.






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