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Die
vorliegende Patentanmeldung beansprucht Priorität für die japanische Patentanmeldung Nr.
2005-244344, auf deren Inhalt hierin durch Verweis Bezug genommen
wird.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug-Automatikgetriebesteuerungssystem.
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Gemäß der offengelegten
japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 2002-349701 (JP-2002-349701) ist ein Shift-By-Wire-Fahrzeug-Automatikgetriebesteuerungssystem
bekannt, gemäß dem zwischen
Schaltbereichen des Fahrzeug-Automatikgetriebes umgeschaltet werden kann.
Zum Umschalten zwischen den Schaltbereichen steuert das Shift-By-Wire-Automatikgetriebesteuerungssystem
ein Stellglied durch ein elektrisches Signal an, das einen ausgewählten Bereich
einer Schaltbereichauswahleinrichtung darstellt, die einen der Schaltbereiche
betrieblich auswählt.
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Außerdem ist
gemäß der offengelegten
japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 2004-161063 (JP-2004-161063) eine elektrisch betätigte Parkbremsvorrichtung
oder eine Servo-Parkbremsvorrichtung
zum Ansteuern eines Stellglieds zum Ausüben einer Bremskraft auf ein
Fahrzeugrad bekannt.
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Gemäß der JP-2002-349701
weist das Shift-By-Wire-Automatikgetriebesteuerungssystem ein
eigenes Stellglied auf. Gemäß der JP-2004-161063
weist auch die Servo-Parkbremsvorrichtung
ein eigenes Stellglied auf. Eine derartige Konfiguration, bei der
für das
Automatikgetriebesteuerungssystem und die Servo-Parkbremsvorrichtung jeweils
ein eigenes Stellglied bereitgestellt wird, führte zu einer erhöhten Anzahl
von Teilen oder Komponenten und erhöhten Kosten.
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Normalerweise
müssen
Schaltbereiche eines Automatikgetriebes nur dann geschaltet werden, wenn
das Fahrzeug fährt.
Während
das Fahrzeug parkt, müssen
Schaltbereiche nicht geschaltet werden. Ähnlicherweise muss im Allgemeinen
nur dann durch die Parkbremsvorrichtung eine Bremskraft auf ein
Rad eines Fahrzeugs ausgeübt
werden, während das
Fahrzeug parkt, und es muss keine Bremskraft ausgeübt werden,
wenn das Fahrzeug fährt.
Daher haben die vorliegenden Erfinder versucht, die vorstehenden
Probleme dadurch zu lösen,
dass ein Stellglied zum Schalten der Schaltbereiche eines Fahrzeug-Automatikgetriebes
auch als Stellglied für
die Parkbremsvorrichtung verwendet werden kann.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrzeug-Automatikgetriebesteuerungssystem
bereitzustellen, das nicht nur als Automatikgetriebesteuerungssystem
und Servo-Parkbremsvorrichtung dient, sondern in dem darüber hinaus auch
die Anzahl von Teilen und Komponenten vermindert und die Kosten
gesenkt werden können.
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Die
vorstehenden Aufgaben werden durch ein gemäß den beigefügten Patentansprüchen definiertes
Fahrzeug-Automatikgetriebesteuerungssystem gelöst.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann ein Fahrzeug-Automatikgetriebesteuerungssystem
derart konstruiert und angeordnet sein, dass es ein Stellglied zum
selektiven Aktivieren eines Automatikgetriebes oder einer Parkbremsvorrichtung
aufweist. Durch Verwendung des gleichen Stellglieds sowohl für das Automatikgetriebe
als auch für
die Parkbremse funktioniert das Automatikgetriebesteuerungssystem
nicht nur sowohl als Automatikgetriebesteuerungssystem und Servo-Parkbremsvorrichtung,
sondern darüber
hinaus können
auch die Anzahl von Teilen und Komponenten vermindert und die Kosten
gesenkt werden.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeug-Automatikgetriebesteuerungssystem
bereitgestellt, das eine Steuereinrichtung aufweisen kann, die eine
elektromagnetische Kupplung steuert und ein rückt, um einen Schaltbereichschaltvorgang
auszuführen,
und außerdem
eine elektromagnetische Kupplung steuert und ausrückt, um
eine Parkbremse zu deaktivieren, wenn durch eine Schaltbereichauswahleinrichtung ein
vom Parkbereich verschiedener Schaltbereich ausgewählt wird.
Dadurch wird ein mechanischer Kraftübertragungsweg für einen
Schaltbereichschaltvorgang eines Fahrzeug-Automatikgetriebes eingerichtet
oder aktiviert, der durch den Antrieb eines Stellglieds gesteuert
wird, während
ein mechanischer Kraftübertragungsweg
für die
Parkbremse deaktiviert wird.
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Außerdem steuert
die Steuereinrichtung, wenn durch die Schaltbereichauswahleinrichtung
der Parkbereich ausgewählt
wird, die elektromagnetische Kupplung für den Schaltbereichschaltvorgang, um
sie auszurücken,
und steuert außerdem
die elektromagnetische Kupplung für die Parkbremse, um sie einzurücken. Dadurch
wird der mechanische Kraftübertragungsweg
für den
Schaltbereichschaltvorgang deaktiviert, während der mechanische Kraftübertragungsweg
für die
Parkbremse aktiviert wird, um die Parkbremsenvorrichtung durch einen
Antrieb des Stellglieds zu aktivieren. Dadurch können Fehlfunktionen einer Servo-Parkbremsvorrichtung,
während das
Fahrzeug fährt,
sowie Fehlfunktionen eines Automatikgetriebes, während das Fahrzeug parkt, verhindert
werden.
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Weitere
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
anhand der folgenden ausführlichen
Beschreibung in Verbindung mit den Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen
erläutert;
es zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht einer exemplarischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrzeug-Automatikgetriebesteuerungssystems;
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2 eine
rechte Seitenansicht einer Antriebseinheit der exemplarischen Ausführungsform;
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3 eine
Querschnittansicht entlang der Linie III-III in 2;
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4 eine
Querschnittansicht entlang der Linie IV-IV in 2;
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5 eine
Querschnittansicht entlang der Linie V-V in
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2;
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6 eine
Querschnittansicht entlang der Linie VI-VI in 2;
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7 eine
Querschnittansicht entlang der Linie VII-VII in 2;
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8 eine
Querschnittansicht entlang der Linie VIII-VIII in 2; und
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9 eine
Vorderansicht eines Sperrklinkenmechanismus.
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Jedes
der vorstehend und nachstehend dargestellten weiteren Merkmale und
Arbeitsschritte kann separat oder in Verbindung mit anderen Merkmalen
und Arbeitsschritten verwendet werden, um ein verbessertes Fahrzeug-Automatikgetriebesteuerungssystem
bereitzustellen. Exemplarische Beispiele der vorliegenden Erfindung,
in denen viele dieser weiteren Merkmale und Arbeitsschritte sowohl
separat als auch in Kombination verwendet werden, werden nachstehend
unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben. Die folgende ausführliche Beschreibung
soll es lediglich Fachleuten ermöglichen,
weitere Details zum Umsetzen bevorzugter Aspekte der vorliegenden
Erfindung in die Praxis zu erläutern
und soll den Schutzumfang der Erfindung nicht einschränken, die
allein durch die beigefügten Patentansprüche definiert
sind. Daher sind im weitesten Sinne Kombinationen von Merkmalen
und Arbeitsschritten, die in der folgenden ausführlichen Beschreibung erläutert sind,
möglicherweise
nicht erforderlich, um die Erfindung zu implementieren, sondern
diese Kombinationen dienen lediglich dazu, exemplarische Ausführungsformen
der Erfindung näher zu
erläutern.
Außerdem
können
verschiedenartige Merkmale der exemplarischen Ausführungsformen und
der unabhängigen
Patentansprüche
auf Weisen kombiniert werden, die nicht spezifisch angegeben sind,
um weitere nützliche
Ausführungsformen
der Erfindung bereitzustellen.
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Nachstehend
werden exemplarische Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung anhand von Beispielen beschrieben.
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Nachstehend
wird eine exemplarische Ausführungsform
der Erfindung beschrieben. 1 zeigt eine
schematische Ansicht zum Darstellen eines exemplarischen Fahrzeug-Automatikgetriebesteuerungssystems.
Wie in 1 dargestellt ist, ist das Fahrzeug-Automatikgetriebesteuerungssystem
derart konfiguriert, dass ein Elektromotor 3 einer Antriebseinheit 2 basierend
auf einem Signal angetrieben wird, das einen ausgewählten Bereich
einer Schalthebelvorrichtung 1 darstellt, die betätigt werden
kann, um einen Schaltbereich auszuwählen, um eine Schaltsteuerung
des Schaltbereichs eines Fahrzeug-Automatikgetriebes 5 auszuführen. Außerdem ist
der Elektromotor 3 der Antriebseinheit 2 derart
angeordnet, dass er auch als Stellglied der Parkbremsvorrichtungen 9 verwendbar
ist, um Bremskräfte
auf die Fahrzeugräder 7 auszuüben.
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Die
Schalthebelvorrichtung 1 weist eine Basis 11 und
einen Schalthebel 13 auf. Die Basis 11 ist auf
einem Befestigungselement im Inneren einer Konsole auf einem Boden,
einem Armaturenbrett oder einem ähnlichen
Element eines Fahrzeugs (nicht dargestellt) mit einem Fahrzeug Automatikgetriebe
(nachstehend als Automatikgetriebe 5 bezeichnet) angeordnet.
Der Schalthebel 13 weist einen Schaltknopf 14 auf,
der durch die Basis 11 verschiebbar oder verstellbar gehalten
wird. Der (auch als Schaltstellung) bezeichnete Schaltbereich des Automatikgetriebes 5 wird
durch einen Verstellvorgang des Schalthebels 13 selektiv
geschaltet. Beispiele der Schaltbereiche eines Automatikgetriebes 5 sind
ein "P- (Park) Bereich", ein "R- (Rückwärtsfahr) Bereich", ein "D- (Fahr) Bereich", ein "2. (zweiter) Gangbereich" und ein "L- (niedriger) Gangbereich". Außerdem weist
die Schalthebelvorrichtung 1 einen Schaltstellungssensor 16 auf.
Der Schaltstellungssensor 16 erfasst den durch den Schalthebel 13 ausgewählten Schaltbereich,
um ein entsprechendes Signal an eine (nachstehend als ECU 18 bezeichnete) elektronische
Steuereinheit 18 auszugeben. Die Schalthebelvorrichtung 1 kann
als "Schaltbereichauswahleinrichtung" bezeichnet werden.
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Auf
einem Armaturenbrett, einer Steuerkonsole oder einem ähnlichen
Element des Fahrzeugs (nicht dargestellt) ist ein durch den Fahrzeugführer betätigbarer
Parkbremsenschalter 20 angeordnet. Das Ausgangssignal des
Parkbremsenschalters 20 wird an die ECU 18 ausgegeben.
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Die
ECU 18 besteht hauptsächlich
aus einem Mikrocomputer mit einer CPU, einem ROM-Speicher, einem
RAM-Speicher und ähnlichen Elementen
(nicht dargestellt). Die ECU 18 steuert den Elektromotor 3 und
zwei elektromagnetische Kupplungen 22 der Antriebseinheit 2,
wie später
beschrieben wird. Die ECU 18 wird auch als "Steuereinrichtung" bezeichnet.
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Die
Antriebseinheit 2 treibt den Elektromotor 3 an,
um eine Schaltbereichschaltvorgangsteuerung des Automatikgetriebes 5 auszuführen, sowie
die Parkbremsenvorrichtungen 9 zu aktivieren und zu deaktivieren.
Der Schaltbereich des Automatikgetriebes 5 wird durch Zug-Druck-Operationen
eines durch die Antriebseinheit 2 betätigten Schaltkabels 24 selektiv
geschaltet.
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Die
Parkbremsenvorrichtungen 9 sind jeweils auf den Rädern 7 an
der linken und der rechten Seite des Fahrzeugs, z.B. an den Hinterrädern, angeordnet.
Die Parkbremsenvorrichtungen 9 üben durch Anziehen der Bremskabel 26 durch
die Antriebseinheit 2 Bremskräfte auf die Räder 7 aus.
Die Bremskabel 26 werden von einem Sperrklinkermechanismus 84 in
einem angezogenen Zustand gehalten. Die Bremskabel 26 geben
die auf die Räder 7 ausgeübten Bremskräfte frei,
indem sie sich zurück
bewegen, sobald der angezogene Zustand freigegeben wird.
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Die
Bremskabel 26 sind mit einer Ausgleicheinrichtung 28 verbunden,
die die Bremsenbetätigungskraft
der Antriebseinheit 2 auf die beiden Räder 7 auf der linken
und der rechten Seite verteilt. Daher weisen die Bremskabel 26 ein
Hauptkabel 26a und zwei Unterkabel 26b auf. Ein
Ende des Hauptkabels 26a ist mit der Antriebseinheit 2 verbunden,
während das
andere Ende mit dem Mittenabschnitt der Ausgleicheinrichtung 28 verbunden
ist. Außerdem
ist ein Ende jedes Unterkabels 26b mit jeweils einem Ende der
Ausgleicheinrichtung 28 verbunden, während das andere Ende mit einer
entsprechenden der Parkbremsvorrichtungen 9 verbunden ist.
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Nachstehend
wird die Antriebseinheit 2 unter Bezug auf die 2 bis 8 beschrieben.
In den 2 bis 8 sind zur vereinfachenden Beschreibung
Azimutrichtungen, d.h. oben, unten, rechts, links, vorne und hinten,
der Antriebseinheit 2 definiert.
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Wie
in 2 dargestellt ist, ist ein Gehäuse 30 der Antriebseinheit 2 allgemein
in einer kastenförmigen
Struktur konstruiert, die eine vordere Wand 31, eine hintere
Wand 32, eine obere Wand 33, eine untere Wand 34 und
eine rechte Seitenwand 35 (in 2 zur vereinfachenden
Erläuterung
nicht dargestellt, aber in den 3 bis 8 sichtbar)
aufweist. Das Gehäuse 30 weist
eine Öffnung
an der linken Seite auf. Wie in den 3 bis 8 dargestellt
ist, ist die linke Seite des Gehäuses 30 durch
eine Abdeckplatte 100 geschlossen, die als linke Seitenwand des
Gehäuses 30 konstruiert
ist. Wie in 2 dargestellt ist, ist der Innenraum
des Gehäuses 30 durch eine
Trennwand 36 in einen vorderen Innenraum 30a und
einen hinteren Innenraum 30b geteilt. Außerdem ist
ein hervorstehender Wandabschnitt 31a bezüglich der
Auf-Ab-Richtung
allgemein in der Mitte der vorderen Wand 31 ausgebildet.
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Wie
in 2 dargestellt ist, ist der Elektromotor 2 an
der Vorderseite des hervorstehenden Wandabschnitts 31a der
vorderen Wand 31 angeordnet. Der Motor 3 weist
eine Motorausgangswelle 3a auf, die sich nach hinten und
durch den hervorstehenden Wandabschnitt 31a in den vorderen
Innenraum 30a erstreckt. Wie in 3 verdeutlicht
ist, ist ein Ausgangszahnrad 38 auf der Motorausgangswelle 3a angeordnet,
die in den vorderen Innenraum 30a hineinragt. Der Elektromotor 3 kann
auch als "Stellglied" bezeichnet werden.
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Wie
in 2 dargestellt ist, sind ein Kupplungspaar, das
aus einer oberen und einer unteren elektromagnetischen Kupplung 22 besteht,
im vorderen Innenraum 30a des Gehäuses 30 angeordnet. Die
obere und die untere elektromagnetische Kupplung 22 werden
durch die ECU 18 derart gesteuert, dass an der Vorderseite
der Kupplungen 22 angeordnete Hauptgetriebezahnräder 41 mit
an der Rückseite
der Kupplungen 22 angeordneten Untergetriebezahnrädern 43 in
Eingriff oder außer
Eingriff kommen. Jedes der Hauptgetriebezahnräder 41 weist über die
entsprechende Kupplung 22 eine gemeinsame Drehachse mit
dem entsprechenden Untergetriebezahnrad 43 auf. Außerdem weist
jedes der Hauptgetriebezahnräder 41 an
der Vorderseite der Kupplungen 22, wie in 2 dargestellt,
jeweils eine Drehachse auf, und jedes der Hauptgetriebezahnräder 41 wird
durch Lager oder ähnliche
Einrichtungen (die hierin nicht durch Bezugszeichen bezeichnet sind)
an der Rückseite
des hervorstehenden Wandabschnitts 31a bezüglich der
vorderen Wand 31 des Gehäuses 30 drehbar gehalten.
Jedes der Hauptgetriebezahnräder 41 steht
außerdem
mit dem Ausgangszahnrad 38 in Eingriff. Ähnlicherweise
weist jedes der Untergetriebezahnräder 43 auf der Rückseite
der Kupplungen 22, wie in 2 dargestellt,
jeweils eine Drehachse auf, und jedes der Untergetriebezahnräder 43 wird
durch Lager oder ähnliche
Einrichtungen (die hierin nicht durch Bezugszeichen bezeichnet sind)
an der Vorderseite der Trennwand 36 des Gehäuses 30 drehbar
gehalten. Die untere elektromagnetische Kupplung 22 ist
durch das Bezugszeichen 22-1 bezeichnet und derart konfiguriert,
dass sie als erste elektromagnetische Kupplung für einen Schaltbereichschaltvorgang
dient. Die obere elektromagnetische Kupplung 22 ist durch
das Bezugszeichen 22-2 bezeichnet und derart konfiguriert,
dass sie als zweite elektromagnetische Kupplung für die Parkbremse dient.
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Wie
in 2 dargestellt ist, sind ein Wellenpaar, das aus
einer oberen und einer unteren Schraubenwelle 45 gebildet
wird, die parallel zueinander angeordnet sind, im Gehäuse 30 derart
vertikal symmetrisch angeordnet, dass beide Schraubenwellen 45 sich
horizontal durch die Trennwand 36 erstrecken. Beide Schraubenwellen 45 weisen
außerdem
jeweils eine Drehachse auf und werden durch Lager oder ähnliche
Einrichtungen (die hierin nicht durch Bezugszeichen bezeichnet sind),
die an der vorderen Wand 31, der Trennwand 36 und
der hinteren Wand 32 des Gehäuses 30 angeordnet
sind, drehbar gehalten. Außerdem
sind, wie in 4 verdeutlicht ist, angetriebene
Zahnräder 47,
d.h. ein oberes angetriebenes Zahnrad und ein unteres angetriebenes
Zahnrad, auf Wellenabschnitten beider Schraubenwellen 45 im
vorderen Innenraum 30a des Gehäuses 30 montiert,
um die Untergetriebezahnräder 43 der
ersten und zweiten elektromagnetischen Kupplungen 22 in
Eingriff zu bringen. Die vorderen Wellenabschnitte beider Schraubenwellen 45 im
vorderen Innenraum 30a sind ohne Gewinde ausgebildet.
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Wie
in 2 dargestellt ist, stehen Mutternelemente 50 über (nicht
dargestellte) Kugellager mit den hinteren Wellenabschnitten beider
Schraubenwellen 45 innerhalb des hinteren Innenraums 30b des
Gehäuses 30 in
Eingriff. Daher bewegt sich während
einer Drehbewegung, d.h. einer normalen oder einer Rückwärtsdrehbewegung,
der Schraubenwelle 45 um die Drehachse das entsprechende
Mutternelement 50 in der axialen Richtung, d.h. nach vorne
oder hinten. Auf diese Weise bilden die Schraubenwellen 45,
die Mutternelemente 50 bzw. Kugellager (nicht dargestellt)
einen Kugelumlaufspindelmechanismus 52. Das untere Mutternelement 50 wird
zur Vereinfachung auch als erstes Mutternelement 50-1 bezeichnet,
während
das obere Mutternelement 50 auch als zweites Mutternelement 50-2 bezeichnet
wird. Ähnlicherweise
wird, wie in den 1 und 2 dargestellt
ist, der dem ersten Mutternelement 50-1 entsprechende Kugelumlaufspindelmechanismus 52 auch
als erster Kugelumlaufspindelmechanismus 52-1 bezeichnet,
während
der dem zweiten Mutternelement 50-2 entsprechende Kugelumlaufspindelmechanismus 52 auch
als zweiter Kugelumlaufspindelmechanismus 52-2 bezeichnet
wird.
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Nachstehend
wird das erste Mutternelement 50-1 beschrieben. Wie in 5 verdeutlicht
ist, weist das erste Mutternelement 50-1 einen Kabelverbindungsstift 54 auf,
dessen Längsachse
entlang einer Linie ausgerichtet ist, die sich nicht nur normal
zu einer Ebene erstreckt, die die Achse des ersten Mutternelements 50-1 einschließt (d.h.
einer Linie in Rechts-Links-Richtung), sondern auch unterhalb der Achse
des ersten Mutternelement 50-1 angeordnet ist. Bezüglich des
Gehäuses 30 weist
eine Innenfläche
der rechten Seitenwand 35, die dem Ende des Kabelverbindungsstifts 54 gegenüberliegt,
ein daran fixiertes Plattenpaar auf, das aus einer oberen und einer
unteren Führungsplatte 56 besteht,
die parallel zueinander ausgerichtet sind. Das Ende des Kabelverbindungsstifts 54 steht
mit einer Nut zwischen der oberen und der unteren Führungsplatte 56 in
Vorwärts-Rückwärts-Richtung in Gleiteingriff.
Dadurch können
sich das erste Mutternelement 50-1 und der Kabelverbindungsstift 54 zusammen
nach vorne und hinten bewegen, während
ihre Drehbewegung um die Achse des ersten Mutternelements 50-1 verhindert
wird.
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Wie
in 6 verdeutlicht ist, ist das Schaltkabel 24 mit
dem Kabelverbindungsstift 54 verbunden. Daher wird, wenn
das erste Mutternelement 50-1 sich nach vorne bewegt, d.h.
in 6 nach rechts, das Schaltkabel 24 gedrückt. Ähnlicherweise wird,
wenn sich das erste Mutternelement 50-1 nach hinten bewegt,
d.h. in 6 nach links, das Schaltkabel 24 gezogen.
Dadurch werden die Schaltstellungen des Automatikgetriebes 5 (vgl. 1)
durch Zug-Druckoperationen geschaltet. Das Schaltkabel 24 ist
durch die vordere Wand 31 und die Trennwand 36 des
Gehäuses 30 geführt. Wie
in 2 dargestellt ist, besteht das Schaltkabel 24 aus
einem inneren Kabel, das ein Druck-Zug-Kabel 60 darstellt,
während
das äußere Kabel 61 des
Druck-Zug-Kabels 60 durch die die vordere Wand 31 des
Gehäuses 30 gehalten
wird.
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Nachstehend
wird das zweite Mutternelement 50-2 beschrieben. Wie in 5 dargestellt
ist, weist das zweite Mutternelement 50-2 ein Verriegelungselement 63 auf.
Das Verriegelungselement 63 weist ein Stiftpaar auf, das
aus einem linken und einem rechten Sicherungsstift 64 besteht,
deren Längsachsen
entlang einer Linie ausgerichtet sind, die sich derart senkrecht
zur Achse der Schraubenwelle 45 erstreckt (d.h. zu einer
Linie in Links-Rechts-Richtung), dass die Sicherungsstifte 64 nach
links und rechts hervorstehen. Außerdem werden die oberen Abschnitte
eines Armpaars, das aus einem linken und einem rechten Verbindungsarm 66 besteht,
durch beide Sicherungsstifte 64 drehbar gehalten. Daher
bewegen sich beide Verbindungsarme 66 synchron miteinander.
Wie in 2 dargestellt ist, weist jeder Verbindungsarm 66 in
seinem unteren Abschnitt einen Schlitz 67 auf.
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Gemäß 2 ist
ein Halteelement 70 auf einer Innenfläche der hinteren Wand 32 des
Gehäuses 30 derart
montiert, dass es im Allgemeinen in der Mitte zwischen der oberen
und der unteren Schraubenwelle 45 angeordnet ist. Wie in 7 verdeutlicht
ist, weist das Halteelement 70 ein Halteteilpaar auf, das aus
einem linken und einem rechten Halteteil 70a besteht, die
jeweils nach vorne, d.h. in 7 nach rechts,
vom Halteelement 70 hervorstehen. Eine Drehachse 73 erstreckt
sich zwischen dem linken und dem rechten Halteteil 70a und
wird dazwischen gehalten. Die Drehachse 73 ist entlang
einer Linie angeordnet, die sich in die Links-Rechts-Richtung erstreckt.
Die vorstehend erwähnten
Schlitze 67 der Verbindungsarme 66 wirken mit
der Drehachse 73 zusammen, so dass die Schlitze 67 sich
um die Drehachse 73 drehen und außerdem entlang der Längsrichtung
der Schlitze 67 bezüglich
der Drehachse 73 gleiten können.
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Dadurch
kann sich das zweite Mutternelement 50-2 nach vorne und
hinten bewegen, während eine
Drehbewegung des zweiten Mutternelements 50-2 um seine
Achse verhindert wird. Basierend auf der Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung des zweiten Mutternelements 50-2 können sich
die Verbindungsarme 66 sowohl in einer Drehbewegung als
auch vertikal bezüglich
der mit den Schlitzen 67 in Eingriff stehenden Drehachse 73 bewegen.
Das zweite Mutternelement 50-2 kann sich aufgrund der Kombination der
Drehbewegungen und der vertikalen Bewegungen horizontal bewegen.
Außerdem
ist, wie in den 5 und 7 dargestellt
ist, ein Ringelement 75 zwischen beiden Verbindungsarmen 66 angeordnet, während Scheibenelemente 76 jeweils
zwischen jedem Verbindungsarm 66 und dem entsprechenden Halteteil 70a angeordnet
sind, das außerhalb
des Verbindungsarms 66 angeordnet ist.
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Wie
in 5 dargestellt ist, ist im Allgemeinen ein Verbindungselement 77 in
Längsrichtung
in der Mitte jedes Verbindungsarms 66 angeordnet. Das Verbindungselement 77 weist
ein Stiftpaar auf, das aus einem linken und einem rechten Haltestift 78 besteht,
die von der linken bzw. der rechten Seite des Verbindungselements 77 hervorstehen.
Der linke und der rechte Haltestift 78 werden durch beide
Verbindungsarme 66 drehbar gehalten. Dadurch kann sich das
Verbindungselement 77 frei nach vorne und hinten bewegen,
während
das Verbindungselement 77 in einer geeignet ausgerichteten
Position gehalten wird, obwohl sich die Verbindungsarme 66 um
die Drehachse 73 drehen.
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Wie
in 8 dargestellt ist, ist das Hauptkabel 26a des
Bremskabels 26 (vgl. 1) mit dem Verbindungselement 77 verbunden.
Dadurch wird, wenn das zweite Mutternelement 50-2 sich
von der durch die durchgezogenen Linien in 2 dargestellten
hinteren Position nach vorne bewegt, das Hauptbremskabel 26a gezogen.
Dadurch werden durch die Parkbremsen 9 (vgl. 1)
Bremskräfte auf
beide Fahrzeugräder 7 ausgeübt. Ähnlicherweise wird
das Hauptbremskabel 26a gedrückt, wenn sich das zweite Mutternelement 50-2 von
der in 2 durch Phantomlinien dargestellten vorderen Position nach
hinten bewegt. Dadurch werden die durch die Parkbremsen 9 bereits
auf die Fahrzeugräder 7 ausgeübten Bremskräfte freigegeben.
Das Hauptbremskabel 26a ist durch die hintere Wand 32 des
Gehäuses 30 geführt. Außerdem ist,
wie in 8 dargestellt ist, ein Anschlagelement 79 auf
einer Innenfläche
der hinteren Wand 32 des Gehäuses 30 angeordnet.
Das Anschlagelement 79 bestimmt die hintere Position der
Verbindungsarme 66.
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Gemäß den 1 und 2 wird
ein Übertragungsweg
zum Übertragen
der Druck-Zug-Bewegungen des durch den Elektromotor 3 angetriebenen Schaltkabels 24 als
erster mechanischer Kraftübertragungsweg 80 für den Schaltbereich-Schaltvorgang
bezeichnet. Der erste mechanische Kraftübertragungsweg 80 weist
die erste elektromagnetische Kupplung 22-1, den ersten Kugelumlaufspindelmechanismus 52-1 mit
dem ersten Mutternelement 50-1 und ähnliche Elemente auf.
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Ähnlicherweise
wird ein Übertragungsweg zum Übertragen
der Zug-Bewegungen des durch den Elektromotor 3 angetriebenen
Bremskabels 26 als zweiter mechanischer Kraftübertragungsweg 82 bezeichnet.
Der zweite mechanische Kraftübertragungsweg 82 weist
die zweite elektromagnetische Kupplung 22-2, den zweiten
Kugelumlaufspindelmechanismus 52-2 mit dem zweiten Mutternelement 50-2 und ähnliche
Elemente auf. Das Ausgangszahnrad 38, das Hauptgetriebezahnrad 41,
das Untergetriebezahnrad 43 und das angetriebene Zahnrad 47 bilden
einen Untersetzungsgetriebemechanismus des ersten oder des zweiten
mechanischen Kraftübertragungswegs 80 bzw. 82.
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Nachstehend
wird der Sperrklinkenmechanismus 84 beschrieben. Wie in 2 dargestellt
ist, weist die Antriebseinheit 2 den Sperrklinkenmechanismus 84 auf,
der die Bremskabel 26 in einem gezogenen Zustand hält, um die
Parkbremsvorrichtungen 9 in einem Bremszustand zu halten.
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Wie
in 9 dargestellt ist, weist der Sperrklinkenmechanismus 84 ein
Sperrklinkenrad 85, einen Sperrklinkenarm 86 und
eine Torsionsfeder 87 auf. Das Sperrklinkenrad 85 hat
die gleiche Drehachse wie das obere angetriebene Zahnrad 47.
Außerdem
ist das Sperrklinkenrad 85 vor dem oberen angetriebenen
Zahnrad 47 angeordnet (d.h. in 9 an der
Vorderseite). Das Sperrklinkenrad 85 weist Sperrklinkenzähne 85a um
seinen Außenumfang auf.
Der Sperrklinkenarm 86 wird um eine Drehachse 37a oszillierend
gehalten, die auf einem Vorsprung 37 angeordnet ist, der
an einer zwischen der oberen Wand 33 und der rechten Wand 35 der
vorderen Wand 31 des Gehäuses 30 definierten
Ecke ausgebildet ist. Der Sperrklinkenarm 86 weist eine
Sperrklinkenklaue 86a auf, die mit dem Sperrklinkenzahn 85a des
Sperrklinkenrades 85 an einem Ende des Sperrklinkenarms 86 in
Eingriff kommen kann.
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Außerdem ist
die Torsionsfeder 87 um die Drehachse 37a gewickelt.
Ein sich vom Wicklungskörper
der Torsionsfeder 87 erstreckender Schenkel liegt am Gehäuse 30 an,
während
der andere Schenkel der Torsionsfeder 87 am Sperrklinkenarm 86 eingehakt
ist. Die Torsionsfeder 87 übt eine Vorspannkraft auf den
Sperrklinkenarm 86 aus, so dass die Sperrklinkenklaue 86a permanent
in Eingriff mit dem Sperrklinkenzahn 85a des Sperrklinkenrades 85 gezwungen
wird. Der Sperrklinkenarm 86 weist an seinem anderen Ende
einen Auslösehebel 88 auf.
Der Auslösehebel 88 steht
nach oben durch eine Öffnung 89 hervor,
die in der oberen Wand 33 des Gehäuses 30 ausgebildet
ist. Wenn der Auslösehebel 88 betätigt wird,
so dass er sich gegen die Vorspannkraft der Torsionsfeder 87 dreht,
kann die Sperrklinkenklaue 86a des Sperrklinkenarms 86 vom
Sperrklinkenzahn 85a des Sperrklinkenrades 85 außer Eingriff
gebracht werden.
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Nachstehend
wird unter Bezug auf die 1 und 2 die Arbeitsweise
des vorstehend erwähnten
Fahrzeug-Automatikgetriebesteuerungssystems beschrieben.
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Zunächst werden
Schaltbereichschaltvorgänge
für den
Fall beschrieben, dass die Schalthebelvorrichtung 1 und
das Automatikgetriebe 5 auf einen vom Parkbereich verschiedenen
Schaltbereich eingestellt sind, d.h. auf einen der Schaltbereiche
R, N, D, 2 und L. Basierend auf einem Signal vom Schaltstellungssensor 16 der
Schalthebelvorrichtung 1 steuert die ECU 18 die
elektromagnetische Kupplung 22-1, um sie einzurücken, während die
ECU 18 gleichzeitig die zweite elektromagnetische Kupplung 22-2 steuert,
um sie auszurücken.
Dadurch wird der erste mechanische Kraftübertragungsweg 80 aktiviert,
während
der zweite mechanische Kraftübertragungsweg 82 gleichzeitig
deaktiviert wird. In diesem Zustand treibt die ECU 18,
wenn der Fahrzeugführer den
Schalthebel 13 der Schalthebelvorrichtung 1 auf einen
vom Parkbereich verschiedenen Schaltbereich einstellt, d.h. auf
einen der Schaltbereiche R, N, D, 2 und L, den Elektromotor 3 basierend
auf einem Signal vom Schaltstellungssensor 16 an. Dann
wird die Antriebskraft des Elektromotors 3 über den
ersten mechanischen Kraftübertragungsweg 80 zum
ersten Kugelumlaufspindelmechanismus 52-1 übertragen. Gemäß der Drehbewegung
(Vorwärts-
oder Rückwärtsdrehbewegung)
der Schraubenwelle 45 des ersten Kugelumlaufspindelmechanismus 52-1 bewegt
sich das erste Mutternelement 50-1 nach vorne oder hinten.
Dadurch wird das Schaltkabel 24 gedrückt oder gezogen. Infolgedessen
wird der Schaltbereich des Automatikgetriebes 5 selektiv
geschaltet. Auch wenn der Elektromotor 3 angetrieben wird,
wird die Antriebskraft nicht zum zweiten Kugelumlaufspindelmechanismus 52-2 übertragen,
weil der zweite mechanische Kraftübertragungsweg 82 deaktiviert ist.
Daher werden beide Parkbremsvorrichtungen 9 in diesem Zustand
nicht über
das Bremskabel 26 aktiviert.
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Nachstehend
werden Parkbremsoperationen beschrieben. Wenn der Fahrzeugführer den Schalthebel 13 der
Schalthebelvorrichtung 1 ausgehend von irgendeinem der
Schaltbereiche R, N, D, 2 und L auf den Parkbereich einstellt, treibt
die ECU 18 den Elektromotor 3 basierend auf einem
Signal vom Schaltstellungssensor 16 an. Die Antriebskraft
des Elektromotors 3 wird dann über den ersten mechanischen
Kraftübertragungsweg 80 auf
den ersten Kugelumlaufspindelmechanismus 52-1 übertragen,
so dass das erste Mutternelement 50-1 sich nach hinten bewegt.
Dadurch wird das Schaltkabel 24 gezogen. Dadurch wird der
Schaltbereich des Automatikgetriebes 5 auf den Parkbereich
geschaltet.
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Anschließend steuert
die ECU 18 basierend auf einem Signal vom Schaltstellungssensor 16 der Schalthebelvorrichtung 1 die
erste elektromagnetische Kupplung 22-1, um sie auszurücken, während die
ECU 18 gleichzeitig die zweite elektromagnetische Kupplung 22-2 steuert,
um sie einzurücken.
Dadurch wird der erste mechanische Kraftübertragungsweg 80 deaktiviert,
während
der zweite mechanische Kraftübertragungsweg 82 gleichzeitig
aktiviert wird. In diesem Zustand treibt die ECU 18, wenn
der Fahrzeugführer
den Parkbremsenschalter 20 betätigt, um ihn einzuschalten,
den Elektromotor 3 basierend auf einem Signal vom Schalter 20 an.
Dann wird die Antriebskraft des Elektromotors 3 über den
zweiten mechanischen Kraftübertragungsweg 82 zum zweiten
Kugelumlaufspindelmechanismus 52-2 übertragen. Gemäß der Drehbewegung
(Vorwärtsdrehbewegung)
der Schraubenwelle 45 des zweiten Kugelumlaufspindelmechanismus 52-2 bewegt
sich das zweite Mut ternelement 50-2 nach vorne. Dadurch dreht
sich der Verbindungsarm 66 in 2 im Uhrzeigersinn,
so dass das Bremskabel 26 gezogen wird. Dadurch werden
beide Parkbremsvorrichtungen 9 betätigt, um Bremskräfte auf
beide Räder 7 auszuüben. Auch
wenn der Elektromotor 3 angetrieben wird, wird die Antriebskraft
nicht zum ersten Kugelumlaufspindelmechanismus 52-1 übertragen,
weil der erste mechanische Kraftübertragungsweg 80 deaktiviert ist.
Daher kann in diesem Zustand das Automatikgetriebe 5 durch
das Schaltkabel 24 nicht auf einen vom Parkbremsbereich
verschiedenen Bereich geschaltet werden.
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Wie
in 9 ersichtlich ist, dreht sich das Sperrklinkenrad 85 gemäß der Drehbewegung
der Schraubenwelle 45 des zweiten Kugelumlaufspindelmechanismus 52-2.
Während
der Drehbewegung des Sperrklinkenrades 85 führt der
Sperrklinkenarm 86 gegen die Vorspannkraft der Torsionsfeder 87 eine
oszillierende Schwenkbewegung um die Drehachse 37a aus,
so dass die Sperrklinkenklaue 86a schrittweise mit dem
Sperrklinkenzahn 85a des Sperrklinkenrades 85 in
Eingriff kommt. Die ECU 18 stoppt dann den Antrieb des
Elektromotors 3, wenn durch beide Parkbremsenvorrichtungen 9 die
Bremskräfte
auf die Räder 7 ausgeübt werden.
Zu diesem Zeitpunkt bleibt die Sperrklinkenklaue 86a des
Sperrklinkenarms 86 mit dem Sperrklinkenzahn 85a des Sperrklinkenrades
derart in Eingriff, dass das Bremskabel 26 durch den Sperrklinkenmechanismus 84 in einem
angezogenen Zustand gehalten wird. Dadurch bleiben beide Parkbremsvorrichtungen 9 in
einem Bremszustand.
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Anschließend muss,
wenn das Fahrzeug anfahren soll, der Fahrzeugführer die durch beide Parkbremsvorrichtungen 9 auf
die Räder 7 ausgeübten Bremskräfte freigeben.
Um die Bremskräfte
freizugeben, kann der Fahrzeugführer
eine Betätigungskraft auf
den Auslösehebel 88 des
Sperrklinkenarms 86 ausüben,
um den Auslösehebel 88 in
eine der Vorspannkraft der Torsionsfeder 87 entgegengesetzte Richtung
zu drehen. Durch diese Drehbewegung wird die Sperrklinkenklaue 86a des
Sperrklinkenarms 86 vom Sperrklinkenzahn 85a des
Sperrklinkenrades 85 außer Eingriff gebracht. Die
Drehbewegung des Auslösehebels 88 kann
durch eine Antriebskraft eines elektromagnetischen Solenoids, eines
Elektromotors oder einer ähnlichen
Einrichtung (nicht dargestellt) ausgeführt werden.
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Dann
wird durch eine elastische Rückstellungswirkung
einer geeigneten Federeinrichtung, z.B. einer eingebauten Rückstellfeder
oder einer separat bereitgestellten Rückstellfeder (nicht dargestellt),
eine Rückstellkraft
auf das Bremskabel 26 ausgeübt. Dadurch werden die durch
beide Parkbremsvorrichtungen 9 auf beide Räder 7 ausgeübten Bremskräfte freigegeben,
so dass die Verbindungsarme 66 durch die Rückstellkraft
des Bremskabels 26 auf ihre in 2 durch
durchgezogene Linien dargestellte Ausgangsposition zurückgestellt
werden. Gleichzeitig bewegt sich das Mutternelement 50-2 zu seiner
Ausgangsposition, die ebenfalls in 2 durch
durchgezogene Linien dargestellt ist. Der Fahrzeugführer kann
nun die auf den Auslösehebel 88 des
Sperrklinkenarms 86 ausgeübte Betätigungskraft freigeben. Die
Rückstellkraft
des Bremskabels 26 kann durch eine Rückwärtsdrehbewegung des Elektromotors 3 betrieblich
unterstützt
werden.
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Wie
vorstehend beschrieben wurde, kann, wenn die durch beide Parkbremsvorrichtungen 9 auf beide
Räder 7 ausgeübten Bremskräfte freigegeben wurden,
der Schalthebel 13 der Schalthebelvorrichtung 1 vom
Parkbereich auf irgendeinen der vom Parkbereich verschiedenen Schaltbereiche
verstellt werden. Durch diese Operation kann der Schaltstellungssensor 16 der
Schalthebelvorrichtung 1 ein Signal an die ECU 18 ausgeben.
Basierend auf diesem Signal steuert die ECU 18, wie vorstehend
beschrieben wurde, die erste elektromagnetische Kupplung 22-1,
um sie einzurücken,
während
die ECU 18 gleichzeitig die zweite elektromagnetische Kupplung 22-2 steuert,
um sie auszurücken.
Dadurch wird das Automatikgetriebe 5 gesteuert, ohne dass
die Parkbremsvorrichtungen 9 aktiviert werden, wenn der Schalthebel 13 der
Schalthebelvorrichtung 1 betätigt wird.
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Gemäß dem vorstehend
erwähnten
Fahrzeug-Automatikgetriebesteuerungssystem wird der Elektromotor 3 zum
Schalten der Schaltbereiche des Fahrzeug-Automatikgetriebes 5 auch
als Stellglied der Parkbremsvorrichtung 9 zum Ausüben von Bremskräften auf
die Fahrzeugräder 7 verwendet. Durch
die Verwendung des Elektromotors 3 sowohl für das Automatikgetriebe
als auch für
die Parkbremse kann das Fahrzeug-Automatikgetriebesteuerungssystem
nicht nur sowohl als Automatikgetriebesteuerungssystem als auch
als Servo-Parkbremsvorrichtung dienen, sondern darüber hinaus
können
die Anzahl der Teile oder Komponenten reduziert und die Kosten gesenkt
werden.
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Außerdem steuert
die ECU 18, wenn die Schalthebelvorrichtung 1 einen
vom Parkbereich verschiedenen Bereich auswählt, die erste elektromagnetische
Kupplung 22-1, um sie einzurücken, und steuert gleichzeitig
die zweite elektromagnetische Kupplung 22-2, um sie auszurücken. Dadurch
wird der erste mechanische Kraftübertragungsweg 80 aktiviert,
um den Schaltbereich des Fahrzeug-Automatikgetriebes 5 durch
eine Antriebsoperation des Elektromotors 3 zu schalten,
während
der zweite mechanische Kraftübertragungsweg 82 deaktiviert
wird.
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Außerdem steuert
die ECU 18, wenn die Schalthebelvorrichtung 1 den
Parkbereich auswählt, die
erste elektromagnetische Kupplung 22-1, um sie auszurücken, und
steuert gleichzeitig die zweite elektromagnetische Kupplung 22-2,
um sie einzurücken. Dadurch
wird der erste mechanische Kraftübertragungsweg 80 deaktiviert,
während
der zweite mechanische Kraftübertragungsweg 82 aktiviert
wird, um beide Parkbremsvorrichtungen 9 durch eine Antriebsbewegung
des Elektromotors 3 zu aktivieren. Dadurch können Fehlfunktionen
der Servo-Parkbremsvorrichtung, während das Fahrzeug fährt, sowie
Fehlfunktionen des Automatikgetriebes 5, während das
Fahrzeug parkt, verhindert werden.
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Außerdem ist
der zweite mechanische Kraftübertragungsweg 82 derart
konstruiert und angeordnet, dass, wenn das Mutternelement 50-2 sich
nach hinten bewegt, die Verbindungsarme 66 sich um die Drehachse 73 drehen,
die mit den Schlitzen 67 der Verbindungsarme 66 zusammenwirkt.
Dann wird das Hauptkabel 26a des Bremskabels 26 gezogen,
das mit dem Verbindungselement 77 verbunden ist, das im
wesentlichen in Längsrichtung
in der Mitte der Verbindungsarme 66 angeordnet ist. Weil
für die
Bewegung der Verbindungsarme 66 das Hebelprinzip genutzt
wird, bewegt sich das Mutternelement 50-2 zwar mittels
einer kleinen Kraft, kann jedoch das Bremskabel 26 mit
einer großen
Kraft ziehen.
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Die
vorliegende Erfindung ist unter besonderem Bezug auf spezifische
bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben worden, die vorliegende Erfindung ist
allerdings nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Innerhalb des
Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung sind verschiedenartige Änderungen
und Modifikationen möglich.
Beispielsweise kann das erfindungsgemäße Fahrzeug-Automatikgetriebesteuerungssystem
auf ein Automatikgetriebe mit einer sequenziellen Schaltung oder
einem manuellen Wechselschaltgetriebemodus angewendet werden. Außerdem kann
an Stelle des Schaltstellungssensors 16 eine Schalteinrichtung
verwendet werden, um einen durch den Schalthebel 13 der
Schalthebelvorrichtung 1 ausgewählten Schaltbereich zu erfassen
und ein entsprechendes Signal auszugeben. Darüber hinaus kann an Stelle der
Schalthebelvorrichtung 1 als Schaltbereichauswahleinrichtung
eine Schaltvorrichtung verwendet werden, durch die der Fahrzeugführer einen Schaltbereich
manuell auswählen
kann. In diesem Fall kann die Schaltvorrichtung ein durch den Fahrzeugführer ausgewähltes Schaltsignal
ausgeben, so dass keine Erfassungseinrichtung, wie beispielsweise
der Schaltstellungssensor 16, zum Erfassen des Schaltbereichs
erforderlich ist. Außerdem
kann für das
Schaltkabel 24 und/oder das Bremskabel 26 ein Mechanismus
mit einer Stange, einem Verbindungsstück, einem Arm, oder einem ähnlichen
Element verwendet werden. Darüber
hinaus kann an Stelle des Kugelumlaufspindelmechanismus 52 ein Schraubenmechanismus
ohne Kugellager verwendet werden.