DE102006000178A1

DE102006000178A1 - Steuerungsvorrichtung für eine fahrzeugseitige Komponente

Info

Publication number: DE102006000178A1
Application number: DE102006000178A
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Kariya Kimura; Masashi Nishio Hori; Haruki Kariya Matsuzaki
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 2005-04-15
Filing date: 2006-04-13
Publication date: 2007-02-22
Anticipated expiration: 2026-04-14
Also published as: JP4592482B2; US20060232393A1; DE102006000178B4; JP2006298011A; US7377192B2

Abstract

In einer Steuerungsvorrichtung für eine fahrzeugseitige Komponente erfasst eine Schaltpositionserfassungseinrichtung (8) eine wirksame Schaltposition eines Automatikgetriebes (2). Eine Schaltpositionsschalteinheit (3) schaltet die wirksame Schaltposition des Automatikgetriebes (2). Eine Parkschalteinheit (4) verriegelt die Ausgangswelle des Automatikgetriebes (2) mechanisch, wenn die wirksame Schaltposition eine Parkposition ist. Eine Schaltpositionsschaltsteuerungseinrichtung (9), die nicht gespeist wird, wenn die Brennkraftmaschine gestoppt ist, steuert die Schaltpositionsschalteinheit (3). Eine Speichereinrichtung (92) speichert die wirksame Schaltposition zu einem Zeitpunkt, wenn die Speisung der Schaltpositionsschaltsteuerungseinrichtung (9) gestoppt wird. Eine Einrichtung zur Steuerung der an dem Fahrzeug angebrachten Komponente (91) unterbindet eine Bedienung einer an dem Fahrzeug angebrachten Komponente, wenn die wirksame Schaltposition in der Speichereinrichtung (92) nicht die Parkposition ist, während die Stromzufuhr zu der Schaltpositionsschaltsteuerungseinrichtung (9) gestoppt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung für eine fahrzeugseitige Komponente (in einem Fahrzeug eingebaute bzw. an einem Fahrzeug angebrachte Komponente) wie ein Türschloss, eine elektrische Schiebetür, ein Kofferraumdeckel, eine fremdkraftbetätigte Heckklappe, ein Kraftstoffeinfülldeckel usw., die das Sicherheitsverhalten eines Fahrzeugs verbessern können.

Es ist wünschenswert, dass fahrzeugseitige Komponenten wie Fahrzeugtüren lediglich dann betätigt werden, wenn das Fahrzeug sicher geparkt ist, selbst wenn eine Brennkraftmaschine des Fahrzeugs gestoppt ist. Um den Betrieb der fahrzeugseitigen Komponenten lediglich dann zu ermöglichen, wenn eine wirksame Schaltposition sich in einer Parkposition in einem Fahrzeug mit Automatikgetriebe befindet, ist es notwendig, die Zufuhr von Energie zu einer Betätigungsgliedsteuerungsvorrichtung zur Steuerung eines Betätigungsglieds beizubehalten, selbst während das Fahrzeug geparkt ist und die Brennkraftmaschine gestoppt ist. Dies dient zur Erfassung der wirksamen Schaltposition, die immer durch das Betätigungsglied über die Betätigungsgliedsteuerungsvorrichtung angetrieben wird. In dieser Hinsicht ist die Parkposition einer Schaltposition, in der es keine Übertragung zwischen einer Eingangsseite und einer Ausgangsseite des Automatikgetriebes gibt, und eine Ausgangswelle des Automatikgetriebes mechanisch verriegelt ist.

Eine Kapazität einer fahrzeugseitigen (im Fahrzeug eingebauten) Batterie ist begrenzt. Somit ist es wünschenswert, eine wirksame Schaltposition ohne den Verbrauch von Energie oder lediglich mit einem kleinen Energieverbrauch zu erfassen, während das Fahrzeug geparkt ist, um ein Leerwerden der Batterie zu verhindern.

Die Steuerungsvorrichtung für eine fahrzeugseitige Komponente weist ein Automatikgetriebe, eine Schaltpositionserfassungseinrichtung, eine Schaltpositionsschalteinheit, eine Parkeinheit, eine Schaltpositionsschaltsteuerungseinrichtung, eine Speichereinrichtung und eine Steuerungseinrichtung für die fahrzeugseitige Komponente auf. Das Automatikgetriebe reduziert eine Rotation einer Brennkraftmaschine und gibt die Rotation an einer Ausgangswelle aus. Die Schaltpositionserfassungseinrichtung erfasst eine wirksame Schaltposition des Automatikgetriebes. Die Schaltpositionsschalteinheit schaltet die wirksame Schaltposition des Automatikgetriebes. Die Parkschalteinheit verriegelt mechanisch die Ausgangswelle des Automatikgetriebes, wenn die Schaltpositionsschalteinheit die wirksame Schaltposition in eine Parkposition schaltet. Die Schaltpositionsschaltsteuerungseinrichtung steuert die Schaltpositionsschalteinheit. Die Stromzufuhr zu der Schaltpositionsschaltsteuerungseinrichtung wird im Wesentlichen gestoppt, wenn die Brennkraftmaschine gestoppt wird. Die Speichereinrichtung speichert die wirksame Schaltposition zu dem Zeitpunkt, wenn die Speisung der Schaltpositionsschaltsteuerungseinrichtung gestoppt wird. Die (nachstehend als Komponentensteuerungseinrichtung bezeichnete) Steuerungseinrichtung für die fahrzeugseitige Komponente unterbindet einen Betrieb einer fahrzeugseitigen Komponente, wenn die in der Speichereinrichtung gespeicherte wirksame Schaltposition nicht die Parkposition ist, während die Stromzufuhr zu der Schaltpositionsschaltsteuerungseinrichtung gestoppt wird.

Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die vorstehend beschriebenen Punkte umgesetzt, und weist die Aufgabe auf, eine Steuerungsvorrichtung für eine fahrzeugseitige (am Fahrzeug angebrachte oder im Fahrzeug eingebaute) Komponente bereitzustellen, die einen Betrieb einer fahrzeugseitigen Komponente lediglich dann zulässt, wenn eine wirksame Schaltposition eines Automatikgetriebes die Parkposition ist, wobei keine Energie verbraucht wird oder lediglich eine geringe Energiemenge verbraucht wird, selbst wenn die Maschine des Fahrzeugs gestoppt ist, indem ein Aufbau des Automatikgetriebes verwendet wird, das die wirksame Schaltposition hält, während eine Stromzufuhr zu einer Betätigungsgliedsteuerungsvorrichtung eines Betätigungsglieds des Automatikgetriebes gestoppt ist.

Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden wie die Betriebsverfahren und Funktion der betreffenden Teile anhand der nachstehenden ausführlichen Beschreibung, der beigefügten Ansprüche und der Zeichnungen deutlich, die alle Teil dieser Anmeldung bilden. Es zeigen:
1 ein Blockschaltbild eines Aufbaus einer Steuerungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
2A ein Flussdiagramm eines Prozesses zum Speichern der wirksamen Schaltposition durch die Steuerungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
2B ein Flussdiagramm eines Verriegelungs-/Entriegelungsprozesses durch die Steuerungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
3 eine Querschnittsdarstellung einer Schaltpositionsschalteinheit der Steuerungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
4 eine perspektivische Darstellung der Schaltpositionsschalteinheit der Steuerungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
5 eine schematische Darstellung eines elektrischen Motors der Steuerungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
6 ein schematisches Schaltbild einer Energieversorgungsschaltung des elektrischen Motors der Steuerungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
7 eine perspektivische Vorderansicht eines Reduziergetriebes der Steuerungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
8 eine perspektivische Rückansicht des Reduziergetriebes des Steuerungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
9 eine auseinandergezogene perspektivische Vorderansicht der Reduziergetriebe in der Steuerungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
10A eine Vorderansicht eines Magneten und dessen Magnetisierungszustands in der Steuerungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
10B eine Querschnittsdarstellung des Magneten in der Steuerungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
11 eine Querschnittsdarstellung eines Rotors mit dem Magneten in der Steuerungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
12 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung des Rotors und des Magneten der Steuerungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
13 eine Vorderansicht einer Anordnung von Hall-ICs in dem elektrischen Motor der Steuerungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
14A eine Signalverlaufsdarstellung von Ausgangssignalen einer A-Phase, einer B-Phase und einer Z-Phase des elektrischen Motors der Steuerungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, wenn der Rotor in Rückwärtsrichtung dreht,
14B eine Signalverlaufdarstellung von Ausgangssignalen der A-Phase, der B-Phase und der Z-Phase des elektrischen Motors der Steuerungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, wenn der Rotor in eine Vorwärtsrichtung dreht,
15 eine Seitenansicht eines Winkelsensors der Steuerungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
16 eine Seitenansicht eines Linearausgangs-Hall-ICs der Steuerungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
17 eine Seitenansicht des Linearausgangs-Hall-ICs der Steuerungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, die in einer Richtung des Pfeils XII von 16 gesehen ist,
18 einen Graphen, der eine Beziehung zwischen einem Magnetfluss und einer Ausgangsspannung des Linearausgangs-Hall-ICs der Steuerungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
19A ein schematisches Schaltbild eines elektrischen Motors der Steuerungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
19B einen Graphen, der Speisungsbedingungen von Erregungsspulen des elektrischen Motors der Steuerungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt, und
20 ein Blockschaltbild eines Aufbaus einer Steuerungsvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Erstes Ausführungsbeispiel
Eine Steuerungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf 1 bis 19 beschrieben. Zunächst ist nachstehend eine Schaltpositionsschalteinheit der Steuerungsvorrichtung beschrieben. Die Schaltpositionsschalteinheit schaltet ein Schalten eines Schaltpositionsschaltmechanismus 3 und eines Parkschaltmechanismus 4 (vgl. 4), die in einem Automatikgetriebe 2 (vgl. 1) eines Fahrzeugs eingebaut sind, unter Verwendung eines Betätigungsglieds 1 (vgl. 1). Das Betätigungsglied 1 ist ein Servomechanismus, der den Schaltpositionsschaltmechanismus betätigt. Das Betätigungsglied 1 weist auf: einen elektrischen Synchronmotor 5, ein Reduziergetriebe 6, die die Drehzahl des elektrischen Motors 5 zum Antrieb des Schaltpositionsschaltmechanismus 3 herabsetzt, einen Impulsgeber (Codierer) 7, der einen Rotationswinkel des elektrischen Motors 5 erfasst, eine Ausgangswinkelerfassungseinrichtung 8, die einen Ausgangswinkel des Reduziergetriebes 6 erfasst, d.h. einen Ausgangswinkel einer Ausgangswelle 17 oder eine wirksame Schaltposition, die nachstehend beschrieben sind. Die Ausgangswinkelerfassungseinrichtung 8 ist ein Beispiel für die Winkelerfassungseinrichtung und eine Schaltpositionserfassungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Eine Motorsteuerungseinrichtung 9 steuert die Rotation des elektrischen Motors 5, der den Schaltpositionsschaltmechanismus 3 über das Reduziergetriebe 6 antreibt.
Das heißt, dass in der Schaltpositionsschalteinheit die Motorsteuerungseinrichtung 9 die Rotationsrichtung, die Drehzahl, die Anzahl der Umdrehungen und den Rotationswinkel des elektrischen Motors 5 steuert, um den Schaltpositionsschaltmechanismus 3 und den Parkschaltmechanismus 4 über das Reduziergetriebe 6 zu schalten. Die Schaltpositionsschalteinheit schaltet die wirksame Schaltposition des Automatikgetriebes 2 und eine Parkverriegelung, d.h. eine Verriegelung einer Ausgangswelle des Automatikgetriebes 2.
Nachstehend wird die rechte Seite der 3 als die Vorderseite bezeichnet, und wird die linke Seite in 3 als die Rückseite bezeichnet.
Der elektrische Motor 5 ist nachstehend ausführlich unter Bezugnahme auf 3 und 5 beschrieben. Der elektrische Motor 5 ist ein geschalteter Kommutator-Reluktanzmotor (bürstenloser geschalteter Reluktanzmotor, SR-Motor), der keinen Permanentmagneten aufweist. Der elektrische Motor 5 weist einen Rotor 11, der drehbar gestützt ist, und einen Stator 12 auf, der koaxial zu dem Rotationszentrum des Rotors 11 angeordnet ist.
Der Rotor 11 weist eine Rotorwelle 13 und einen Rotorkern 14 auf. Die Rotorwelle 13 wird drehbar durch Wälzlager, d.h. ein vorderes Wälzlager 15 und ein hinteres Wälzlager 16 gestützt. Das vordere Wälzlager 15 ist an einem vorderen Ende der Rotorwelle 13 vorgesehen, und das hintere Wälzlager 16 ist an einem hinteren Ende der Rotorwelle 13 vorgesehen.
Das vordere Wälzlager 15 ist an einer inneren umlaufenden Fläche einer Ausgangswelle 17 des Reduziergetriebes 6 angepasst und befestigt. Die Ausgangswelle 17 des Reduziergetriebes 6 ist drehbar durch ein Metalllager 19 gestützt, das an dem inneren Umlauf eines vorderen Gehäuses 18 angeordnet ist. Insbesondere ist das vordere Ende der Rotorwelle 13 über das vordere Wälzlager 15 und die Ausgangswelle 17 durch das Metalllager 19 gestützt. Das hintere Wälzlager 16 ist an dem äußeren Umfang des hinteren Endes der Rotorwelle 13 pressgepasst und befestigt, und wird durch ein hinteres Gehäuse 20 gestützt.
Der Stator 12 weist einen festen Statorkern 21 und Mehrphasen-Erregungsspulen 22 auf, die bei Speisung ein Magnetfeld erzeugen. Der Statorkern 21 ist durch Stapeln einer Anzahl von dünnen Blechen geformt und ist an dem hinteren Gehäuse 20 befestigt. Der Statorkern 21 ist mit Statorzähnen 23 versehen, die nach innen gerichtete ausgeprägte Pole sind, die radial nach innen zu dem Rotorkern 14 alle 30° in Rotationsrichtung des elektrischen Motors 5 vorspringen. Spulen U, V und W (U-Phasen-Spulen U-1, U-2, U-3 und U-4, V-Phasen-Spulen V-1, V-2, V-3 und V-4 sowie W-Phasen-Spulen W-1, W-2, W-3 und W-4) sind jeweils um die Statorzähne 23 gewickelt, um eine Magnetkraft zu erzeugen.
Die Erregungsspulen 22 sind nachstehend unter Bezugnahme auf 5 und 6 ausführlich beschrieben. Wie es in 6 gezeigt ist, sind die Erregungsspulen 22 durch eine Sternschaltung der Spulen U, V und W geschaltet, die elektrisch unabhängig voneinander gewickelt sind. Insbesondere sind die Spulen U, V und W jeweils auf den Statorzähnen 23 platziert, die in Rotationsrichtung des elektrischen Motors 5 aufeinanderfolgend ausgerichtet sind. Die Erregungsspulen 22 sind abwechselnd als Nord- und Südmagnetpole in Rotationsrichtung bei Speisung magnetisiert. Beispielsweise sind, wenn die inneren Enden der Spulen U-1, W-1, V-2, U-3, W-3 und V-4 als Nordpole magnetisiert sind, die inneren Enden der Spulen V-1, U-2, W-2, V-3, U-4 und W-4, die benachbart zu den Spulen U-1, W-1, V-2, U-3, W-3 und V-4 sind, als Südmagnetpole magnetisiert. Dementsprechend sind, wenn die Spulen U-1, U-2, U-3 und U-4 gespeist werden, beispielsweise radial innere Abschnitte der radial gegenüberliegenden zwei Spulen U-1 und U-3 als Nordmagnetpole magnetisiert, und sind radial innere Abschnitte der anderen radial gegenüberliegenden zwei Spulen U-2 und U-4, die gegenüber den Spulen U-1 und U-3 in Rotationsrichtung des elektrischen Motors 5 um 90° verschoben sind, Südpole.
Der Rotorkern 14 ist durch Stapeln einer Anzahl von dünnen Platten geformt und an die Rotorwelle 13 pressgepasst und befestigt. Der Rotorkern 14 ist mit Rotorzähnen 24 versehen, die nach außen gerichtete ausgeprägte Pole sind, die radial nach außerhalb des Statorkerns 21 bei jeweils 45° in Rotationsrichtung des elektrischen Motors 5 vorspringt. Der Rotor 11 wird in normaler oder Rückwärtsrichtung gedreht, indem die Speisungspositionen und Speisungsrichtungen jeder der Spulen U, V und W zum aufeinanderfolgenden Schalten der Statorzähne 23 geschaltet werden, die magnetisch die Rotorzähne 24 anziehen.
Das Reduziergetriebe 6 ist nachstehend unter Bezugnahme auf 3 und 7 bis 9 beschrieben. Das Reduziergetriebe 6 weist beispielsweise zykloidische Zahnräder auf. Das Reduziergetriebe 6 ist eine Bauart eines Planetengetriebes, das einen einbeschriebenen Planetengetriebereduziermechanismus (Innen-Planetengetriebereduziermechanismus, inscribed planetary gear reduction mechanism) aufbaut. Das Reduziergetriebe 6 weist ein Sonnenrad 26, d. h. ein inneres Zahnrad oder ein externes Zahnrad, ein Ringzahnrad 27, d. h. ein äußeres Zahnrad oder ein inneres Zahnrad, und eine Übertragungseinrichtung 28 auf. Das Sonnenrad 26 wird durch einen exzentrischen Abschnitt 25 der Rotorwelle 13 gestützt, um exzentrisch in Bezug auf die Rotorwelle 13 zu rotieren. Ein innerer Umlauf des Ringzahnrads 27 steht in Eingriff mit einem äußeren Umlauf des Sonnenrads 26. Die Übertragungseinrichtung 28 überträgt lediglich eine Rotationskomponente des Sonnenrads 26 auf dessen Achse zu der Ausgangswelle 17.
Der exzentrische Abschnitt 25 ist eine Welle, die exzentrisch um das Rotationszentrum der Rotorwelle 13 rotiert, um das Sonnenrad 26 entlang eines Orbitalpfads zu oszillieren und zu drehen. Der exzentrische Abschnitt 25 stützt drehbar das Sonnenrad 26 über ein Sonnenradlager 31, das an einem äußeren Umlauf des exzentrischen Abschnitts 25 angeordnet ist. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, wird das Sonnenrad 26 drehbar über das Sonnenradlager 31 durch den exzentrischen Abschnitt 25 der Rotorwelle 13 gestützt, so dass die Rotation des exzentrischen Abschnitts 25 das Sonnenrad 26 dreht, um das Sonnenrad 26 auf den inneren Umlauf des Ringzahnrads 27 zu drücken. Das Ringzahnrad 27 ist an dem vorderen Gehäuse 18 befestigt.
Eine Vielzahl innerer Stiftöffnungen 34 sind konzentrisch an einem Flansch 33 geformt, der an einem hinteren Ende der Ausgangswelle 17 geformt ist, um einstückig mit der Ausgangswelle 17 zu drehen. Der Flansch 33 ist an dem hinteren Ende der Ausgangswelle 17 angeordnet. Eine Vielzahl innerer Stifte 35 sind an dem Sonnenrad 26 geformt, um lose mit den inneren Stiftöffnungen 34 des Flansches 33 in Eingriff zu stehen. Die inneren Stiftöffnungen 34 und die inneren Stifte 35 dienen als die Übertragungseinrichtung 28. Die inneren Stifte 35 springen über eine Vorderfläche des Sonnenrads 26 vor. Eingriffe zwischen den inneren Stiften 35 und den inneren Stiftöffnungen 34 übertragen die Rotationskomponente des Sonnenrads 26 auf dessen Achse auf die Ausgangswelle 17. In dieser Struktur dreht die Rotation der Rotorwelle 13 exzentrisch das Sonnenrad 26, so dass das Sonnenrad sich mit einer Drehzahl dreht, die gegenüber derjenigen der Rotorwelle 13 reduziert ist. Die reduzierte Drehzahl des Sonnenrads 26 wird auf die Ausgangswelle 17 übertragen. Die Ausgangswelle 17 ist mit einer Steuerungsstange 45 des Schaltpositionsschaltmechanismus 3 verbunden, der in 4 gezeigt ist und nachstehend beschrieben ist.
Die Übertragungseinrichtung 38 kann derart modifiziert werden, dass im Gegensatz zu der vorstehend beschriebenen Struktur das Sonnenrad 26 die inneren Stiftöffnungen 34 aufweist und der Flansch 33 die inneren Stifte 35 aufweist.
Der Schaltpositionsschaltmechanismus 3 und der Parkschaltmechanismus 4 sind nachstehend ausführlich unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. Die vorstehend beschriebene Ausgangswelle 17 des Reduziergetriebes 6 bewegt den Schaltpositionsschaltmechanismus 3, um die wirksame Schaltposition des Automatikgetriebes 2 zu schalten. Ein manuelles Steuerventil (manual spool valve) 42 eines Hydraulikventilkörpers 41 wird zu geeigneten Positionen verschoben und versetzt, um die Hydraulikdruckzufuhrdurchlässe zu schalten, die mit einer (nicht gezeigten) Hydraulikkupplung des Automatikgetriebes 2 kommunizieren. Die Eingriffsbedingung der Hydraulikkupplung wird auf diese Weise zum Schalten der Schaltpositionen wie P, R, N und D in dem Automatikgetriebe 2 gesteuert.
Der Parkschaltmechanismus 4 ist mit dem Schaltpositionsschaltmechanismus 3 verriegelt bzw. verzahnt. Die Ausgangswelle des Automatikgetriebes 2 ist mechanisch verriegelt, wenn die wirksame Schaltposition der Parkbereich (P) ist. Der Parkschaltmechanismus 4 verriegelt und entriegelt die Ausgangswellen des Automatikgetriebes 2 entsprechend einem Eingriff und einem Nichteingriff zwischen einer Vertiefung 43a eines Parkzahnrads 43 und einem Vorsprung 44a des Parkstabs 44. Das Parkzahnrad 43 ist über eine (nicht gezeigte) Antriebswelle und ein (nicht gezeigtes) Differentialgetriebe mit der Ausgangswelle des Automatikgetriebes 2 gekoppelt. Eine Rotationsbeschränkung des Parkzahnrads 43 verriegelt eine Ausgangswelle des Getriebes auf der Seite des Antriebsrads des Fahrzeugs, um das Fahrzeug in den Parkzustand zu versetzen.
Eine Arretierungsplatte 46 ist an die durch das Reduziergetriebe 6 angetriebene Steuerungsstange 45 unter Verwendung eines (nicht gezeigten) Federstifts und dergleichen befestigt. Die Arretierungsplatte 46 ist in einer wesentlichen ausschnittsförmigen Form geformt und weist eine Vielzahl von Aussparungen 46a an einem radialen peripheren Abschnitt davon auf, d. h. entlang eines Bogenabschnitts der Sektorform. Eine Arretierungsfeder 47 ist an dem Hydraulikventilkörper 41 befestigt. Die Arretierungsfeder 47 weist einen Hakabschnitt 47a an einem führenden Ende der Arretierungsfeder 47 auf, und hakt an einer der Aussparungen 46a der Arretierungsplatte 46, um die geschaltete Schaltposition zu halten.
Ein Stift 48 ist an der Arretierungsplatte 46 befestigt, um das manuelle Steuerungsventil 42 zu betätigen. Der Stift 48 steht in Eingriff mit einer Nut 49, die an einem Endabschnitt des manuellen Steuerventils 42 geformt ist. Wenn die Arretierungsplatte 46 durch die Steuerungsstange 45 gedreht wird, bewegt sich der Stift 48 entlang eines bogenförmigen Pfades, so dass das manuelle Steuerventil 42, das mit dem Stift 48 in Eingriff steht, sich linear in dem Hydraulikventilkörper 41 bewegt.
Wenn sich die Steuerungsstange 45 im Uhrzeigersinn aus der durch den Pfeil A in 4 gezeigten Richtung betrachtet dreht, drückt der Stift 48 das manuelle Steuerventil 42 in den Hydraulikventilkörper 41 über die Arretierungsplatte 46 ein, um die Hydraulikdurchlässe in dem Hydraulikventilkörper 41 in der Reihenfolge der D-, N-, R- und P-Positionen zu schalten. Das heißt, dass die Schaltpositionen des Automatikgetriebes 2 in der Reihenfolge der D-, N-, R- und P-Positionen geschaltet werden. Wenn die Steuerungsstange 45 in Rückwärtsrichtung gedreht wird, zieht der Stift 48 das manuelle Steuerventil 42 aus dem Hydraulikventilkörper 41 heraus, um die Hydraulikdurchlässe in dem Hydraulikventilkörper 41 in der Reihenfolge der P-, R-, N- und D-Positionen zu schalten. Das heißt, dass die Schaltposition des Automatikgetriebes 2 in der Reihenfolge der P-, R-, N- und D-Positionen geschaltet werden.
Eine Parkstange 51 ist mit der Arretierungsplatte 46 zur Betätigung des Parkstabs 44 gekoppelt. Die Parkstange 51 weist einen konischen Abschnitt 52 an dessen führenden Ende auf. Der konische Abschnitt 52 ist zwischen einen Vorsprung 53 des Gehäuses des Automatikgetriebes 2 und dem Parkstab 44 angeordnet. Wenn die Steuerungsstange 45 in der Richtung des Pfeils A in 4 im Uhrzeigersinn gedreht wird, d. h. von dem R-Bereich zu dem P-Bereich, wird die Parkstange 51 durch die Arretierungsplatte 46 zu einer Seite versetzt, die durch den Pfeil B in 4 angegeben ist. Somit hebt der konische Abschnitt 52 den Parkstab 44 an, so dass der Parkstab 44 sich um die Welle 44b in einer durch den Pfeil C in 4 gezeigten Rotationsrichtung dreht. Dann greift der Vorsprung 44a des Parkstabs 44 in die Vertiefung 43a des Parkzahnrads 43 ein, um den Parkschaltmechanismus 4 in eine verriegelte Bedingung zu versetzen.
Wenn die Steuerungsstange 45 gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird, d. h, von dem P-Bereich zu dem R-Bereich, wird die Parkstange 51 zu einer Seite zurückgezogen, die dem Pfeil B in 4 entgegengesetzt ist, so dass der konische Abschnitt 52 das Anheben des Parkstabs 44 stoppt. Der Parkstab 44 wird normalerweise (regulär) durch eine (nicht gezeigte) Feder in eine Rotationsrichtung gedrängt, die dem Pfeil C in 4 entgegengesetzt ist, so dass der Vorsprung 44a des Parkstabs 44 von der Vertiefung 43a des Parkzahnrads 43 getrennt wird. In dieser Bedingung ist das Parkzahnrad 43 frei von dem Parkstab 44, um den Parkschaltmechanismus 4 in einen entriegelten Zustand zu versetzen.
Ein Impulsgeber (Codierer, Encoder) 7 des Betätigungsglieds 1 ist nachstehend ausführlich unter Bezugnahme auf 3 und 10A bis 14B beschrieben. In dem Gehäuse des Betätigungsglieds 1, das aus einem vorderen Gehäuse 18 und einem hinteren Gehäuse 20 gebildet ist, ist der Impulsgeber 7 untergebracht, der den Rotationswinkel des Rotors 11 erfasst. Der Impulsgeber 7 entspricht der Rotationswinkelerfassungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Ein Schaltbetrieb einer Stromzufuhr der Erregungsspulen 22 entsprechend dem Rotationswinkel des Rotors 11, der durch Verwendung des Impulsgebers 7 erfasst wird, kann den elektrischen Motor 5 mit hoher Drehzahl drehen, ohne dass der Verlust der Synchronisation bewirkt wird.
Der Impulsgeber 7 ist ein Inkrementalgeber, der einen Magneten 61 und ein Hall-IC 62 aufweist. Der Magnet 61 dreht einstückig mit dem Rotor 11. Das Hall-IC 62 ist in dem hinteren Gehäuse 20 zur Erfassung von Magnetismus eingebaut. Wie es in 13 gezeigt ist, weist das Hall-IC 62 ein erstes Winkel-Hall-IC 62A, ein zweites Winkel-Hall-IC 62B und ein Index-Hall-IC 62Z auf. Das Hall-IC 62 ist durch ein Substrat 63 gestützt, das in dem hinteren Gehäuse 20 eingebaut ist, wie es in 3 gezeigt ist.
Wie es in 10A bis 12 gezeigt ist, ist der Magnet 61 in einer wesentlichen ringförmigen Scheibenform geformt, die koaxial zu der Rotorwelle 13 angeordnet ist und an einer axialen Endfläche an der hinteren Seite des Rotorkerns 14 befestigt ist. Wie es in 12 gezeigt ist, weist die hintere Fläche des Rotorkerns 14 eine Vielzahl von Ausrichtungsöffnungen 14a zur Ausrichtung des Magneten 61 auf. Der Magnet 61 weist eine Vielzahl von Vorsprüngen 61a an dessen dem Rotorkern 14 zugewandten Flächen derart auf, dass sie den Ausrichtungsöffnungen 14a entsprechen. Die Vorsprünge 61a des Magneten 61 werden in die entsprechenden Ausrichtungsöffnungen 14a des Rotorkerns 14 eingesetzt, um den Magneten 61 an den Rotorkern 14 anzubringen, um den Magneten 61 mit dem Rotationszentrum des Rotorkerns 14 auszurichten. Wie es in 11 gezeigt ist, weist der Magnet 61 die hintere Seite auf, die dem Hall-IC 62 zugewandt ist. Die hintere Fläche des Magneten 61 wird zur Erzeugung von Magnetismus in Axialrichtung des Magneten 61 magnetisiert, um den Rotationswinkel und Indexe zu erfassen.
Die Magnetisierung der hinteren Fläche des Magneten 61, die dem Hall-IC 62 zugewandt ist, ist nachstehend unter Bezugnahme auf 10A und 10B beschrieben. Der Magnet 61 weist einen winkelförmigen magnetisierten Abschnitt α entlang einem äußeren Umlauf an dessen hinterer Oberfläche auf. Der winkelförmig magnetisierte Abschnitt α weist mehrpolig magnetisierte Abschnitte entlang dessen Rotationsrichtung auf, um Rotationswinkelsignale zu erzeugen und zu beenden. Magnetisierte Indexabschnitte β und nichtmagnetisierte Indexabschnitte β' sind derart vorgesehen, dass sie an dem inneren Umlauf des winkelförmigen magnetisierten Abschnitts α entlang der Rotationsrichtung des Magneten 61 benachbart sind. Die magnetisierten Indexabschnitte β erzeugen und beenden die Indexsignale. Die nichtmagnetisierten Indexabschnitte β' führen keinen Vorgang zur Erzeugung der Indexsignale durch.
Der winkelförmig magnetisierte Abschnitt α weist mehrpolige magnetisierte Abschnitte entlang dessen Rotationsrichtung auf, um Rotationswinkelsignale zu erzeugen, die A-Phasensignale und B-Phasensignale aufweisen. In der Struktur des in 10A gezeigten winkelförmig magnetisierten Abschnitts α sind Nordpolabschnitte, die Nordpolmagnetismus erzeugen, und Südpolabschnitte, die Südpolmagnetismus erzeugen, abwechselnd bei Intervallen von 7,5° in Rotationsrichtung des elektrischen Motors 5 angeordnet. Das heißt, dass der winkelförmig magnetisierte Abschnitt α 48 Pole von A-Phasenerfassungsabschnitten und B-Phasenerfassungsabschnitten aufweist.
Die magnetisierten Indexabschnitte β erzeugen jeweils Indexsignale, die nachstehend als Z-Phasensignale bezeichnet sind, bei Intervallen von 45°. Die Erregungsspulen 22 der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase werden jeweils bei Intervallen von 45° gespeist. Jede der magnetisierten Indexabschnitte β weist einen Nordpolabschnitt, der sich über 7,5° erstreckt, um ein Z-Phasensignal-Nordpolmagnetismus zu erzeugen, und zwei Südpolabschnitte an beiden Seiten des Nordpolabschnitts auf. Die nichtmagnetisierten Indexabschnitte β' sind zwischen zwei magnetisierten Indexabschnitten β in Rotationsrichtung des elektrischen Motors 5 angeordnet, die nicht magnetisiert sind und die Z-Phasesignale nicht erzeugen.
Das Substrat 63 stützt die ersten und zweiten Winkel-Hall-ICs 62a und 62b derart, dass sie dem winkelförmig magnetisierten Abschnitt α in axialer Richtung des elektrischen Motors 5 zugewandt sind. Das Substrat 63 stützt das Index-Hall-IC 62z, um den magnetisierten Indexabschnitten β und den nichtmagnetisierten Indexabschnitten β' in axialer Richtung des elektrischen Motors 5 zugewandt sind. Wie es in 14a und 14b gezeigt ist, sind die ersten und zweiten Winkel-Hall-ICs 62a und 62b derart angeordnet, dass das A-Phasensignal und das B-Phasensignal eine Phasenverzögerung von 3,75° dazwischen erzeugen, d.h. 90° im elektrischen Winkel.
Ein Hall-Element und ein Ein-Aus-Signalerzeugungs-IC sind in jedem der ersten und zweiten Winkel-Hall-ICs 62a und 62b und dem Index-Hall-IC 62z eingebaut. Das Hall-Element erzeugt ein Signal entsprechend der Größe des dadurch hindurchgelangenden Magnetflusses. Wenn ein Nordpolmagnetfluss, der dem Hall-Element zugeführt wird, größer als ein Schwellwert wird, schaltet das Ein-Aus-Signalerzeugungs-IC die Winkelsignale, d.h. die A-Phasensignale, die B-Phasensignale und die Z-Phasensignale ein. Wenn ein Südpolmagnetfluss, das dem Hall-Element zugeführt wird, größer als ein Schwellwert wird, schaltet das Ein-Aus-Signalerzeugungs-IC die Winkelsignale, d.h. die A-Phasensignale, die B-Phasensignale und die Z-Phasensignale aus.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sind das Hall-Element und die Ein-Aus-Signalerzeugungsschaltung in jedem der Hall-ICs, d.h., dem ersten und dem zweiten Winkel-Hall-IC 62a und 62b sowie dem Index-Hall-IC 62z als Beispiel eingebaut. Jedoch kann das Hall-Element unabhängig von der Ein-Aus-Signalerzeugungsschaltung vorgesehen werden. Insbesondere kann die Ein-Aus-Signalerzeugungsschaltung getrennt von dem Hall-Element an dem Substrat 63 eingebaut werden. Die Ein-Aus-Signalerzeugungsschaltung kann in die Motorsteuerungseinrichtung 9 eingebaut werden.
Ausgangssignalverläufe der A-Phasensignale, der B-Phasensignale und der Z-Phasensignale aus dem Impulsgeber 7 sind nachstehend unter Bezugnahme auf 14a und 14b beschrieben. Eine Phasendifferenz zwischen dem A-Phasensignal und dem B-Phasensignal beträgt beispielsweise 3,75°, was 90° im elektrischen Winkel entspricht. Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wird alle 15° der Drehung des Rotors 11 eine Periode des A-Phasensignals und eine Periode des B-Phasensignals erzeugt. Alle 45° der Rotation des Rotors 11 wird ein Z-Phasensignal erzeugt, um den Speisungszustand des elektrischen Motors 5 zu schalten. Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist das Z-Phasensignal ein Ein-Signal. Das Z-Phasensignal bestimmt eine Speisungsphase des elektrischen Motors 5 und eine relative Position der A-Phase und der B-Phase.
Das Substrat 63 stützt die ersten und zweiten Winkel-Hall-ICs 62a und 62b derart, dass sie dem winkelförmig magnetisierten Abschnitt α in axialer Richtung des elektrischen Motors 5 zugewandt sind. Das Substrat 63 stützt das Index-Hall-IC 62z derart, dass es dem magnetisierten Indexabschnitten β und dem nichtmagnetisierten Indexabschnitten β' in axialer Richtung des elektrischen Motors 5 zugewandt ist. Das Substrat 63 ist an den hinteren Seitenflächen der Erregungsspulen 62 angebracht und in dem Gehäuse 20 eingebaut.
Nachstehend ist die Ausgangswinkelerfassungseinrichtung 8 unter Bezugnahme auf 3 und 15 bis 18 beschrieben.
Das Betätigungsglied 1 ist mit der Ausgangswinkelerfassungseinrichtung 8 versehen, die einen Rotationswinkel der Ausgangswelle 17 erfasst. Die Motorsteuerungseinrichtung 9 erfasst die wirksame Schaltposition wie P, R, N, D usw., die praktisch durch den Schaltpositionsschaltmechanismus 3 eingestellt wird, durch Verwendung des Rotationswinkel der Ausgangswelle 17, der durch die Ausgangswinkelerfassungseinrichtung 8 erfasst wird.
Die Ausgangswinkelerfassungseinrichtung 8 erfasst den Ausgangswinkel der Ausgangswelle 17 als eine kontinuierliche Größe. Die Ausgangswinkelerfassungseinrichtung 8 weist einen Magneten 71, der an eine vordere Fläche des Flansches 33 befestigt ist, der einstückig mit der Ausgangswelle 17 rotiert, und ein Linearausgangs-Hall-IC 72 auf.
Wie es in 17 gezeigt ist, weist der Magnet 71 eine angenäherte abfallende Form auf, wenn er in axialer Richtung des elektrischen Motors 5 betrachtet wird, und ist durch ein Harz 73 vergossen. Der Magnet 71 ist derart magnetisiert, dass der Magnetfluss das Linearausgangs-Hall-IC 72 in der Richtung des Pfeils VII in 17 schneidet. Die durch das Linearausgangs-Hall-IC 72 verlaufende Magnetflussdichte verändert sich entsprechend einer Variation des Abstands zwischen dem Magneten 71 und dem Linearausgangs-Hall-IC 72 innerhalb eines Rotationsbereichs der Ausgangswelle 17, d.h., innerhalb des Laufbereichs der wirksamen Schaltposition.
Insbesondere ist gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Abstand zwischen dem Magneten 71 und dem Linearausgangs-Hall-IC 72 maximal, d.h., dass die durch das Linearausgangs-Hall-IC 72 hindurchgelangende Magnetflussdichte minimal ist, wenn die Ausgangswelle 17 sich an einem Rotationswinkel befindet, bei der die wirksame Schaltposition auf D eingestellt ist. Der Abstand zwischen dem Magneten 71 und dem Linearausgangs-Hall-IC 72 ist auf einem Minimum, d.h., die durch das Linearausgangs-Hall-IC 72 gelangende Magnetflussdichte ist maximal, wenn die Ausgangswelle 17 sich an einem Rotationswinkel befindet, bei dem die effektive Schaltposition auf P eingestellt ist.
Das Linearausgangs-Hall-IC 72 ist in einem Verbinder (Stecker) 74 eingebaut, der aus Harz geformt ist. Das Linearausgangs-Hall-IC 72 ist mit einem Hall-Element versehen, das eine Ausgangsspannung entsprechend der durch das Linearausgangs-Hall-IC 72 gelangenden Magnetflussdichte erzeugt. Wie es in 18 gezeigt ist, erzeugt das Linearausgangs-Hall-IC eine größere Ausgangsspannung, wenn die durch das Linearausgangs-Hall-IC 72 gelangende Magnetflussdichte ansteigt. Auf diese Weise werden der Rotationswinkel der Ausgangswelle 17 und die wirksame Schaltposition unter Verwendung der Ausgangsspannung des Linearausgangs-Hall-ICs 72 erfasst.
Die Motorsteuerungseinrichtung 9 ist nachstehend unter Bezugnahme auf 1 ausführlich beschrieben. Die Motorsteuerungseinrichtung 9, die die Speisungssteuerung des elektrischen Motors 5 durchführt, wird durch einen herkömmlichen Mikrocomputer mit einer CPU zur Durchführung von Steuerungs- und Berechnungsverarbeitungen, einer ersten Speichereinrichtung 81, in der jeweils Programme und Daten gespeichert sind, einer Eingangsschaltung, einer Ausgangsschaltung, einer Energieversorgungsschaltung usw. bedient.
In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 82 einen Aktivierungsschalter wie einen Zündschalter oder einen Hilfseinrichtungsschalter des Fahrzeugs, bezeichnet das Bezugszeichen 83 eine in dem Fahrzeug angebrachte Batterie, bezeichnet das Bezugszeichen 84 eine Hydraulikdrucksteuerungseinrichtung des Automatikgetriebes 2, die einen Eingriffszustand einer Hydraulikkupplung steuert, bezeichnet das Bezugszeichen 85 eine Anzeigeeinrichtung und/oder eine Warneinrichtung wie Anzeigeeinrichtungen, Warnlampen, Warnsprachausgaben usw., die einem Zustand des Automatikgetriebes 2 wie die wirksame Schaltposition und dergleichen mitteilen, bezeichnet das Bezugszeichen 86 einen Spulenantriebsstrom des elektrischen Motors 5, bezeichnet das Bezugszeichen 87 einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, bezeichnet das Bezugszeichen 88 einen anderen Sensor, der die anderen Zustände des Fahrzeugs erfasst, einschließlich eines Einstellschalters oder eines Erfassungssensors eines Schaltpositionswählhebels, der durch einen Fahrer bedient wird.
Die Speisung der Motorsteuerungseinrichtung 9 durch die Batterie 83 beginnt, wenn der Aktivierungsschalter 82 eingeschaltet wird, die Motorsteuerungseinrichtung 9 führt jeweilige Berechnungsprozesse bzw. -verarbeitungen durch, und deren Speisung durch die Batterie 83 stoppt, nachdem ein Energieabschaltungsprozess durchgeführt wird, wenn der Aktivierungsschalter 82 ausgeschaltet wird. Das heißt, dass die Stromversorgung zu der Motorsteuerungseinrichtung 9 durch Einschalten des Aktivierungsschalters 82 gestartet wird, und durch Ausschalten des Aktivierungsschalters 82 gestoppt wird.
Die Spulenantriebsschaltung 86 ist nachstehend unter Bezugnahme auf 6 ausführlich beschrieben. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, weist der elektrische Motor 5 eine Sternschaltung der Spulen U, V und W auf. Die Spulenantriebsschaltung 86 weist ein Schaltelement 89 auf, das eine Speisungssteuerung für jeweils die U-Phasenspulen, die V-Phasenspulen und die W-Phasenspulen durchführt. Die Motorsteuerungseinrichtung 9 schaltet das Schaltelement 89 zur Änderung des Speisungszustands der Spulen U, V und W ein und aus.
Wie es in 19 gezeigt ist, schaltet die Motorsteuerungseinrichtung 9 das Schaltelement 89 auf der Grundlage von Korrekturtermen wie dem Rotationswinkel, einer Erregungsverzögerung usw. des Rotors 11, die durch den Impulsgeber 7 erfasst werden, und/oder in einigen Fällen durch eine offene Steuerung ein und aus, um den Rotor 11 zu drehen.
Die Motorsteuerungseinrichtung 9 weist jeweilige Steuerungsprogramme wie ein Rotorwinkelbestimmungsprogramm, ein Ausgangswinkelbestimmungsprogramm, ein Motorsteuerungsprogramm usw. auf. Das Rotorwinkelbestimmungsprogramm dient zur Bestimmung der Rotationsrichtung, der Drehzahl, der Anzahl der Umdrehungen und des Rotationswinkels des Rotors 11 unter Verwendung des Ausgangs des Impulsgebers 7, der Ausgänge der ersten und zweiten Winkel-Hall-ICs 62a und 62b sowie des Index-Hall-ICs 62z aufweist. Das Ausgangswinkelbestimmungsprogramm dient zur Bestimmung des Ausgangswinkels der Ausgangswelle 17, d.h., der wirksamen Schaltposition, durch Verwendung des Ausgangs der Ausgangswinkelerfassungseinrichtung 8, der den Ausgang des Linearausgangs-Hall-ICs 72 aufweist. Das Motorsteuerungsprogramm dient zur Steuerung des elektrischen Motors 5, um die wirksame Schaltposition, die unter Verwendung des Ausgangswinkelbestimmungsprogramms erfasst wird, auf die durch den Schaltpositionswählhebel ausgewählten Schaltposition einzustellen.
Die Motorsteuerungseinrichtung wird durch ein Motorsteuerungsprogramm bedient. Wenn die wirksame Schaltposition, die durch die Ausgangswinkelerfassungseinrichtung 8 erfasst wird, d.h. die durch die Motorsteuerungseinrichtung 9 erfasste wirksame Schaltposition sich von einer Soll-Schaltposition unterscheidet, die durch ein Schaltpositionsschaltbefehl der Schaltpositionseinstelleinrichtung eingestellt wird, steuert das Motorsteuerungsprogramm den elektrischen Motor 5, um die wirksame Schaltposition auf die Soll-Schaltposition zu justieren. Insbesondere steuert das Motorsteuerungsprogramm die Stromzufuhr der Erregungsspulen 22 der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase, um die Rotationsrichtung, die Drehzahl, die Anzahl der Umdrehungen und den Rotationswinkel des elektrischen Motors 5 zu bestimmen. Die Stromzufuhr zu den Erregungsspulen 22 wird auf der Grundlage einer Differenz zwischen der Soll-Schaltposition und der wirksamen Schaltposition gesteuert.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist eine Fahrzeugtür an dem Fahrzeug angebracht. Die Fahrzeugtür ist beispielsweise eine Fahrzeugseitentür, ein Kofferraumdeckel, eine fremdkraftbetätigte Heckklappe, ein Tankdeckel usw.. Eine Fahrzeugtürsteuerungseinrichtung 91, die in 1 gezeigt ist, steuert Verriegelungs- und Entriegelungsvorgänge der Fahrzeugtür. Die Fahrzeugtürsteuerungseinrichtung 91 arbeitet durch Speisen der Batterie 83, selbst wenn die Brennkraftmaschine nicht läuft, um zumindest einen Öffnungsvorgang der Fahrzeugtür zu unterbinden.
Es ist wünschenswert, dass die Öffnungsvorgänge der Fahrzeugtüren lediglich dann durchgeführt werden, wenn das Fahrzeug sicher geparkt ist, selbst falls die Brennkraftmaschine des Fahrzeugs gestoppt ist. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, muss die Motorsteuerungseinrichtung 9 kontinuierlich gespeist werden, selbst wenn das Fahrzeug geparkt ist und die Brennkraftmaschine gestoppt ist, um die wirksame Schaltposition stets zu erfassen, so dass in dem Fahrzeug, in dem das Betätigungsglied 1 die wirksame Schaltposition des Automatikgetriebes 2 schaltet, die Fahrzeugsteuerungseinrichtung 91 die Bedienung der fahrzeugseitigen (am Fahrzeug angebrachten) Ausrüstung lediglich dann zulässt, wenn die wirksame Schaltposition auf die P-Position eingestellt ist. Jedoch ist die Kapazität der Batterie 83, die in dem Fahrzeug eingebaut ist, begrenzt. Dementsprechend wird die Batterie 83 leer, falls diese kontinuierlich die Motorsteuerungseinrichtung 9 speist, um die wirksame Schaltposition zu erfassen, wenn die Brennkraftmaschine gestoppt ist.
Die Steuerungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist mit den folgenden Konfigurationen zum Lösen der vorstehend beschriebenen Punkte versehen.

(1) Ein Selbststromzufuhrstopprozess, der in der Motorsteuerungseinrichtung (9) vorgesehen ist, um die Stromzufuhr zu der Motorsteuerungseinrichtung 9 automatisch zu stoppen, wenn das Fahrzeug geparkt ist und die Brennkraftmaschine gestoppt ist.
(2) Eine zweite Speichereinrichtung 92, die eine Speichereinrichtung wie ein RAM, ein EEPROM, ein SRAM usw. aufweist, die in der Fahrzeugtürsteuerungseinrichtung 91 vorgesehen ist, um Daten darin zu speichern.
(3) Ein Prozess zum Speichern der wirksamen Schaltposition, der die wirksame Schaltposition, die zu einem Zeitpunkt erfasst wird, wenn die Stromzufuhr zu der Motorsteuerungseinrichtung 9 gestoppt wird, in der zweiten Speichereinrichtung 92 speichert.
(4) Ein Fahrzeugtürverriegelungs-/-entriegelungsprozess, der in der Fahrzeugtürsteuerungseinrichtung 91 vorgesehen ist, um eine Bedienung der am Fahrzeug eingebauten Ausrüstung wie ein Öffnungsvorgang bzw. eine Öffnungsbedienung einer Fahrzeugtür unterbindet, wenn die in der zweiten Speichereinrichtung 92 gespeicherte wirksame Schaltposition von der P-Position abweicht, selbst wenn die Stromzufuhr zu der Motorsteuerungseinrichtung 9 gestoppt ist.

Ein Beispiel für einen Prozess zum Speichern der wirksamen Schaltposition ist nachstehend ausführlich unter Bezugnahme auf ein in 2A gezeigtes Flussdiagramm beschrieben. Zunächst bestimmt die Fahrzeugtürsteuerungseinrichtung 91 in Schritt S1, ob der Aktivierungsschalter 82 ausgeschaltet ist oder nicht. Bei einem NEIN in Schritt S1, d.h., falls der Aktivierungsschalter 82 eingeschaltet ist, geht der Prozess zu Schritt S1 zurück. Bei einem JA in Schritt S1, d.h., falls der Aktivierungsschalter 82 ausgeschaltet ist, speichert die Motorspeicherungseinrichtung 9 (1) ein Vorhandensein eines Fehlers oder ein Nichtvorhandensein eines Fehlers der Ausgangswinkelerfassungseinrichtung 8 und (2) die durch die Ausgangswinkelerfassungseinrichtung 8 erfasste wirksame Schaltposition in der ersten Speichereinrichtung 81 in Schritt S2. Insbesondere speichert die Motorsteuerungseinrichtung 9 den von der Ausgangswinkelerfassungseinrichtung 8 erfassten Rotationswinkel, der der wirksamen Schaltposition entspricht. Dann sendet die Motorsteuerungseinrichtung 9 die durch die Ausgangswinkelerfassungseinrichtung 8 erfasste wirksame Schaltposition zu der Fahrzeugtürsteuerungseinrichtung 91 und speichert die wirksame Schaltposition, die zu einem Zeitpunkt erfasst wird, wenn der Aktivierungsschalter 82 ausgeschaltet wird, in der zweiten Speichereinrichtung 92 in der Fahrzeugtürsteuerungseinrichtung 91 in Schritt S3. Weiterhin wird in Schritt S4 sie Speisung der Motorsteuerungseinrichtung 9 gestoppt, woraufhin der Prozess zum Speichern der wirksamen Schaltposition endet.
Nachstehend ist eine Erfassung des vorstehend beschriebenen Fehlers der Ausgangswinkelerfassungseinrichtung 8 beschrieben. Die Motorsteuerungseinrichtung 9 weist eine Funktion einer Fehlererfassungseinrichtung zur Erfassung des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins eines Fehlers der Ausgangswinkelerfassungseinrichtung 8 auf. Die Fehlererfassungseinrichtung erfasst das Vorhandensein eines Fehlers der Ausgangswinkelerfassungseinrichtung 8, wenn eine Ausgangsspannung des Linearausgangs-Hall-ICs 72 der Ausgangswinkelerfassungseinrichtung 8 sich nicht in einem vorbestimmten Bereich befindet, wenn die Ausgangsspannung des Linearausgangs-Hall-ICs 72 sich nicht entsprechend einer Stromzufuhrsteuerung zu dem elektrischen Motor 5 bei der Steuerung des elektrischen Motors 5 ändert, wenn die Ausgangsspannung des Linearausgangs-Hall-ICs 72 aus dem vorbestimmten Bereich geändert wird, selbst wenn der elektrische Motor 5 nicht angetrieben wird usw.. Die Fehlererfassungseinrichtung setzt ein Flag, wenn sie das Vorhandensein eines Fehlers der Ausgangswinkelerfassungseinrichtung 8 erfasst und speichert dann das Vorhandensein des Fehlers der Ausgangswinkelerfassungseinrichtung 8 in der ersten Speichereinrichtung 81 der Motorsteuerungseinrichtung 9.
Ein Beispiel für den Fahrzeugtürverriegelungs-/-entriegelungsprozess ist nachstehend unter Bezugnahme auf ein in 2B gezeigtes Flussdiagramm beschrieben. Zunächst bestimmt die Fahrzeugtürsteuerungseinrichtung 91 in Schritt S11, ob (i) die Motorsteuerungseinrichtung nicht gespeist wird und (ii) ob die in der Fahrzeugtürsteuerungseinrichtung 91 gespeicherte wirksame Schaltposition die P-Position ist. Bei einem JA in Schritt S11 wird in Schritt S12 bestimmt, dass die Brennkraftmaschine des Fahrzeugs stoppt und dass das Fahrzeug sicher geparkt ist, so dass die Fahrzeugtürsteuerungseinrichtung 91 eine Bedienung der am Fahrzeug angebrachten Ausrüstung zulässt, die eine Öffnungsbedienung der Fahrzeugtür umfasst, woraufhin der Fahrzeugtürverriegelungs-/-entriegelungsprozess bzw. der Prozess zur Verriegelung bzw. Entriegeln der fahrzeugseitigen Ausrüstung endet. Bei einem NEIN in Schritt S11 wird bestimmt, dass das Fahrzeug nicht sicher geparkt ist, so dass die Fahrzeugtürsteuerungseinrichtung 91 in Schritt S13 die Bedienung der fahrzeugseitigen Ausrüstung unterbindet, die die Öffnungsbedienung der Fahrzeugtür umfasst, woraufhin der Prozess endet.
Der vorstehend beschriebene Aufbau der Steuerungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel erzielt die nachstehend beschriebenen Wirkungen.
Es ist möglich, die wirksame Schaltposition ohne Speisung der Motorsteuerungsvorrichtung 9 zu erfassen, wenn die Brennkraftmaschine stoppt, so dass es möglich ist, den Energieverbrauch der Batterie 83 bei Stoppen des Fahrzeugs zu verringern.
Die Motorsteuerungseinrichtung 9 wird nicht gespeist und das Betätigungsglied 1 zum Schalten der wirksamen Schaltposition arbeitet nicht, während das Fahrzeug geparkt ist und die Brennkraftmaschine stoppt. Somit stimmt die in der zweiten Speichereinrichtung 92 gespeicherte wirksame Schaltposition, während das Fahrzeug geparkt ist, mit der wirksamen Schaltposition überein, während das Fahrzeug geparkt ist.
Falls die wirksame Schaltposition, die in der zweiten Speichereinrichtung 92 gespeichert ist, während das Fahrzeug geparkt ist und die Brennkraftmaschine gestoppt ist, sich von der Parkposition unterscheidet, unterbindet die Fahrzeugtürsteuerungseinrichtung 91 die Öffnungsbedienung der Fahrzeugtür, um das Sicherheitsverhalten des Fahrzeugs zu gewährleisten. Das heißt, dass die Steuerungsvorrichtung für die fahrzeugseitige Komponente gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel das Sicherheitsverhalten des Fahrzeugs mit geringem Energieverbrauch gewährleisten kann, während das Fahrzeug geparkt ist.
Zweites Ausführungsbeispiel
Nachstehend ist unter Bezugnahme auf 20 eine Steuerungsvorrichtung für eine fahrzeugseitige Komponente gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. In der nachfolgenden Beschreibung weisen die Elemente, denen dieselben Bezugszeichen wie diejenigen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zugeordnet sind, im Wesentlichen dieselben Funktionen wie diejenigen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel auf.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel speichert die Motorsteuerungseinrichtung 9 die wirksame Schaltposition zu dem Zeitpunkt, wenn die Stromzufuhr zu der Motorsteuerungseinrichtung 9 gestoppt wird, in die zweite Speichereinrichtung 92 der Fahrzeugtürsteuerungseinrichtung 91. Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel speichert die Motorsteuerungseinrichtung 9 die wirksame Schaltposition zu dem Zeitpunkt, wenn die Stromzufuhr zu der Motorsteuerungseinrichtung 9 gestoppt wird, in die erste Speichereinrichtung 81 der Motorsteuerungseinrichtung 9. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, wird die Stromzufuhr zu der Motorsteuerungseinrichtung 9 gestoppt, während das Fahrzeug geparkt ist, um den elektrischen Energieverbrauch zu verringern. Somit wird für die erste Speichereinrichtung 81 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ein EEPROM und/oder ein SRAM zum Speichern der wirksamen Schaltposition verwendet, während das Fahrzeug geparkt ist.
EEPROMs sind Speichereinrichtungen, die Daten darin gespeichert halten können, selbst wenn eine Stromzufuhr vollständig gestoppt ist. SRAMs sind Speichereinrichtungen, die Daten darin gespeichert halten können, indem ihnen nur eine geringe Energiemenge zugeführt wird. Wenn ein EEPROM für die erste Speichereinrichtung 81 zum Speichern der wirksamen Schaltposition verwendet wird, ist es möglich, die Stromzufuhr zu der Motorsteuerungseinrichtung 9 vollständig zu stoppen, während das Fahrzeug geparkt ist. Wenn ein SRAM für die erste Speichereinrichtung zum Speichern der wirksamen Schaltposition verwendet wird, wird eine geringe Menge elektrischer Energie der Motorsteuerungseinrichtung 9 zugeführt, während das Fahrzeug geparkt ist, um die wirksame Schaltposition in der ersten Speichereinrichtung 81 gespeichert zu halten.
Durch Speichern der wirksamen Schaltposition in das EEPROM und/oder das SRAM der Motorsteuerungseinrichtung 9 während des Parkens des Fahrzeugs wie gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, ist es möglich, die Stromzufuhr zu der ersten Speichereinrichtung 81 zu stoppen oder den elektrischen Energieverbrauch der ersten Speichereinrichtung 81 auf eine minimale Energie zu verringern, um den elektrischen Energieverbrauch zu verringern, während die Brennkraftmaschine gestoppt ist. Somit ist es möglich, die zweite Speichereinrichtung 92 der Fahrzeugtürsteuerungseinrichtung 91 zu beseitigen, um die Herstellungskosten der Steuerungsvorrichtung der fahrzeugseitigen Komponente zu verringern.
Modifizierte Ausführungsbeispiele
Gemäß den vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsbeispielen verhindert die Steuerungsvorrichtung für die fahrzeugseitige Komponente die Öffnungsbedienung der Fahrzeugtür lediglich dann, wenn die wirksame Schaltposition von der Parkposition abweicht, während das Fahrzeug geparkt ist und die Brennkraftmaschine gestoppt ist. Alternativ dazu kann die Steuerungsvorrichtung für die fahrzeugseitige Komponente gemäß der vorliegenden Erfindung eine Anzeige-/Warneinrichtung 85 aufweisen, um dem Fahrer und/oder dem Passagier den Grund mitzuteilen, warum die Fahrzeugtürsteuerungseinrichtung 91 die Öffnungsbedienung der Fahrzeugtür unterbindet, wenn der Fahrer und/oder der Passagier versucht, die Fahrzeugtür zu öffnen.
Gemäß den vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsbeispielen verwendet die Steuerungsvorrichtung für die fahrzeugseitige Komponente den Impulsgeber 7. Alternativ dazu kann die Drehrichtung, die Drehzahl, die Anzahl der Umdrehungen und der Rotationswinkel des Rotors 11 durch Zählen der Anzahl der Stromzufuhr (Anzahl der Stromzufuhrimpulse) zu den Erregungsspulen 22 ohne Verwendung des Impulsgebers 7 gesteuert werden.
Die vorstehend beschriebene Steuerungsvorrichtung verwendet den SR-Motor als ein Beispiel für den elektrischen Motor 5. Alternativ dazu können für den elektrischen Motor 5 andere Reduktanzmotoren wie Synchron-Reduktanzmotoren, Permanentmagnet-Synchronmotoren wie Synchronmotoren mit Oberflächenpermanentmagenten (SPM, surface permanent magnetic), Synchronmotoren mit inneren Permanentmagneten (IPM) und andere Motorenarten verwendet werden.
Gemäß den vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsbeispielen ist das Reduziergetriebe 6 ein zyklodisches Getriebe (ein Planetenreduziergetriebe mit Einschreibungseingriff (inscription engagement planet reduction gears)). Alternativ dazu kann das Reduziergetriebe 6 ein Planetenreduziergetriebe sein, das aus einem durch die Rotorwelle 13 angetriebenen Sonnenrad 26, einer Vielzahl von Planetenritzeln, die um das Sonnenrad 26 bei konstanten Intervallen angeordnet sind, einem Ringzahnrad, das in Eingriff mit den Umläufen der Planetenritzel steht, usw. gebildet sein.
Gemäß den vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsbeispielen ist das Reduziergetriebe 6 ein zykloidisches Getriebe (ein Planetenreduziergetriebe mit Einschreibungseingriff (inscription engagement planet reduction gears)). Alternativ dazu kann das Reduziergetriebe aus einer Kombination eines von der Rotorwelle 13 angetriebenen Sonnenrads 26, einer Vielzahl von Zahnrädern usw. gebildet sein, die mit dem Sonnenrad 26 in Eingriff stehen.
Gemäß den vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsbeispielen sind der elektrische Motor 5 und das Reduziergetriebe 6 kombiniert. Alternativ dazu kann ein Ausgang des elektrischen Motors 5 direkt eine fahrzeugseitige Komponente antreiben.
Die Beschreibung der Erfindung dient lediglich als Beispiel, weshalb Variationen, die nicht von dem Umfang der Erfindung abweichen, als Inhalt des Umfangs der Erfindung zu betrachten sind. Derartige Variationen sollen nicht als Abweichung von dem Geist und dem Umfang der Erfindung betrachtet werden.
In einer Steuerungsvorrichtung für eine an einem Fahrzeug angebrachten Komponente erfasst eine Schaltpositionserfassungseinrichtung 8 eine wirksame Schaltposition eines Automatikgetriebes 2. Eine Schaltpositionsschalteinheit 3 schaltet die wirksame Schaltposition des Automatikgetriebes 2. Eine Parkschalteinheit 4 verriegelt die Ausgangswelle des Automatikgetriebes 2 mechanisch, wenn die wirksame Schaltposition eine Parkposition ist. Eine Schaltpositionsschaltsteuerungseinrichtung 9, die nicht gespeist wird, wenn die Brennkraftmaschine gestoppt ist, steuert die Schaltpositionsschalteinheit 3. Eine Speichereinrichtung 92 speichert die wirksame Schaltposition zu einem Zeitpunkt, wenn die Speisung der Schaltpositionsschaltsteuerungseinrichtung 9 gestoppt wird. Eine Einrichtung zur Steuerung der an dem Fahrzeug angebrachten Komponente 91 unterbindet eine Bedienung einer an dem Fahrzeug angebrachten Komponente, wenn die wirksame Schaltposition in der Speichereinrichtung 92 nicht die Parkposition ist, während die Stromzufuhr zu der Schaltpositionsschaltsteuerungseinrichtung 9 gestoppt ist.

Claims

Steuerungsvorrichtung für eine fahrzeugseitige Komponente mit einem Automatikgetriebe (2), das eine Rotation einer Brennkraftmaschine reduziert und die Rotation an eine Ausgangswelle abgibt, eine Schaltpositionserfassungseinrichtung (8), die eine wirksame Schaltposition des Automatikgetriebes (2) erfasst, eine Schaltpositionsschalteinheit (3), die die wirksame Schaltposition des Automatikgetriebes (2) schaltet, eine Parkschalteinheit 84), die mechanisch die Ausgangswelle des Automatikgetriebes (2) verriegelt, wenn die Schaltpositionsschalteinheit (3) die wirksame Schaltposition in eine Parkposition schaltet, und eine Schaltpositionsschaltsteuerungseinrichtung (9), die die Schaltpositionsschalteinheit (3) steuert, wobei eine Stromzufuhr dazu im Wesentlichen gestoppt wird, wenn die Brennkraftmaschine gestoppt wird, eine Speichereinrichtung (81, 92), die die wirksame Schaltposition zu einem Zeitpunkt speichert, wenn die Speisung der Schaltpositionsschaltsteuerungseinrichtung (9) gestoppt wird, und eine Einrichtung zur Steuerung einer fahrzeugseitigen Komponente (91), die eine Bedienung einer fahrzeugseitigen Komponente unterbindet, wenn die in der Speichereinrichtung (81, 92) gespeicherte wirksame Schaltposition nicht die Parkposition ist, während die Stromzufuhr zu der Schaltpositionsschaltsteuerungseinrichtung (β) gestoppt ist.
Steuerungsvorrichtung für eine fahrzeugseitige Komponente nach Anspruch 1, wobei die an dem Fahrzeug angebrachte Komponente eine Fahrzeugtür ist, und die Einrichtung zur Steuerung der fahrzeugseitigen Komponente (91) eine Öffnungsbedienung der Fahrzeugtür unterbindet, wenn die in der Speichereinrichtung (81, 92) gespeicherte wirksame Schaltposition nicht die Parkposition ist, während die Stromzufuhr zu der Schaltpositionsschaltsteuerungseinrichtung (9) gestoppt ist.
Steuerungsvorrichtung für eine fahrzeugseitige Komponente nach Anspruch 1, wobei die Speichereinrichtung (92) in die Einrichtung zur Steuerung der an dem Fahrzeug angebrachten Komponente (91) eingebaut ist.
Steuerungsvorrichtung für eine fahrzeugseitige Komponente nach Anspruch 1, wobei die Speichereinrichtung (81) ein EEPROM und/oder ein SRAM ist, und in der Schaltpositionsschaltsteuerungseinrichtung (9) enthalten ist.
Steuerungsvorrichtung für eine fahrzeugseitige Komponente nach Anspruch 1, wobei die Schaltpositionsschalteinheit (3) einen elektrischen Motor (5) zum Schalten der wirksamen Schaltposition des Automatikgetriebes (2) aufweist, die Schaltpositionserfassungseinrichtung (8) ein Winkelsensor ist, der einen Rotationswinkel eines Rotors und/oder einer Ausgangswelle (17) des Elektromotors (5) erfasst, und die Schaltpositionsschaltsteuerungseinrichtung (9) einen Betrieb des elektrischen Motors zum Schalten der wirksamen Schaltposition des Automatikgetriebes (2) auf der Grundlage des von dem Winkelsensor (8) erfassten Rotationswinkels steuert.