DE102006030270A1

DE102006030270A1 - Fahrzeugsteuerungssystem

Info

Publication number: DE102006030270A1
Application number: DE102006030270A
Authority: DE
Inventors: Haruki Kariya Matsuzaki; Tomoyuki Kariya Kashiwagi; Masaaki Kariya Shinojima; Takuya Kariya Tamaru; Masashi Nishio Hori
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 2005-06-30
Filing date: 2006-06-30
Publication date: 2007-01-04
Anticipated expiration: 2026-07-01
Also published as: JP2007010042A; DE102006030270B4; US20070017310A1

Abstract

Ein Fahrzeugsteuerungssystem (60) wird für ein Automatikgetriebe (80) verwendet, das in Übereinstimmung mit einer durch einen Passagier geschalteten Schaltbereichsstellung betrieben wird. Das Fahrzeugsteuerungssystem (60) weist einen Steller (10) und eine Steuerschaltung auf. Der Steller (10) betätigt die Schaltbereichsstellung. Die Steuerschaltung steuert den Steller (10) so, dass die Schaltbereichsstellung mit einer durch den Passagier bereitgestellten Anweisung übereinstimmt. Der Steller (10) und die Steuerschaltung sind integriert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeugsteuerungssystem.

Im Allgemeinen weist ein Shift-by-Wire-System einen Steller wie etwa einen Elektromotor zum Antreiben eines Schaltbereichsumschaltventils zum Umschalten einer Schaltbereichsstellung eines Automatikgetriebes auf. In einem solchen Shift-by-Wire-System kann eine Schaltbereichsstellung dann nicht umgeschaltet werden, wenn ein Steller oder eine Steuerschaltung zum Steuern des Stellers eine Fehlfunktion verursacht. Gemäß sowohl der US 5,094,115 (JP-A-3-255252) als auch der US 6,230,576 (JP-A-2000-170905) weist ein Shift-by-Wire-System ein redundantes zweites System auf, in welchem Komponenten teilweise oder vollständig verdoppelt sind.

Gemäß der US '115 weist eine Betätigungsvorrichtung (Shift-by-Wire-System) doppelte Steller und Steuerschaltungen auf, sodass das Shift-by-Wire-System in der Lage ist, eine Schaltbereichsstellung auch dann umzuschalten, wenn entweder der Steller oder die Steuerschaltung eine Fehlfunktion verursacht. Gemäß der US '576 weist eine Schaltbereichsumschaltvorrichtung (Shift-by-Wire-System) doppelte Spulen und Treiberschaltungen auf, sodass das Shift-by-Wire-System in der Lage ist, eine Schaltbereichsstellung auch dann umzuschalten, wenn eine der Treiberschaltungen eine Fehlfunktion verursacht. Bei den vorgenannten Aufbauweisen der Shift-by-Wire-Systeme kann jedoch die Anzahl der Komponenten erhöht sein. Demzufolge werden die Shift-by-Wire-Systeme aufgrund der Erhöhung der Anzahl der Komponenten in ihren Abmessungen vergrößert.

Im Allgemeinen werden Steller und Steuerschaltungen allgemein so ausgelegt, dass sie Spielräume hinsichtlich Last, Spannung und elektrischem Strom aufweisen. Demgemäß verursacht eine Fehlfunktion eines Stellers und einer Steuerschaltung selbst weniger häufig, dass ein Betrieb unmöglich wird.

Ein Hauptfaktor, der einen ernsten Betriebsfehler verursacht, ist ein Problem, das in einem Leiter oder einem Verbinder verursacht wird, welche den Steller mit der Steuerschaltung elektrisch verbinden.

12 ist eine schematische Ansicht, welche ein vergleichendes Beispiel eines Shift-by-Wire-Systems 90 zeigt. Ein Steller 91 ist über einen Kabelbaum 93 als einen Leiter mit einer Steuerschaltung 92 verbunden. Eine Fehlfunktion kann hauptsächlich aufgrund von Fehlern in Kontakt und Passung eines Verbinders in dem Shift-by-Wire-System 90 verursacht werden. Der Verbinder kann den Steller 91 mit dem Kabelbaum 93 verbinden oder kann die Steuerschaltung 92 mit dem Kabelbaum 93 verbinden. Eine Fehlfunktion kann aber auch hauptsächlich aufgrund eines Bruchs oder Kurzschlusses hervorgerufen werden, die in dem Kabelbaum 93 auftreten, wenn Komponenten des Fahrzeugs den Kabelbaum 93 hierzwischen quetschen.

Zusätzlich sind Zusammenbauarbeiten zum Verbinden eines Stellers mit einer Steuerschaltung über einen Leiter und zum Verlegen des Leiters erforderlich. Demgemäß können Änderungen in der Herstellungsqualität hervorgerufen werden.

In Anbetracht der vorstehend genannten und anderer Probleme besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Fahrzeugsteuerungssystem zu schalten, das eine hohe Zuverlässigkeit aufweist.

Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung weist ein für ein Automatikgetriebe vorgesehenes Fahrzeugsteuerungssystem einen Steller auf, der das Automatikgetriebe hinsichtlich eines Schattens bzw. Wechselns einer Schaltbereichsstellung des Automatikgetriebes manipuliert. Das Fahrzeugsteuerungssystem weist ferner eine Steuerschaltung auf, die den Steller derart steuert, dass die Schaltbereichsstellung mit einer durch einen Passagier bereitgestellten Anweisung übereinstimmt. Der Steller und die Steuerschaltung sind integriert.

Ersatzweise weist ein Automatikgetriebesystem für ein Fahrzeug ein Automatikgetriebe auf. Das Automatikgetriebesystem weist ferner einen Steller auf, der eine Schaltbereichsstellung des Automatikgetriebes betätigt. Das Automatikgetriebesystem weist ferner eine Steuerschaltung auf, die den Steller derart steuert, dass die Schaltbereichsstellung mit einer durch einen Passagier bereitgestellten Anweisung übereinstimmt. Der Steller weist ein Gehäuse auf, welches die Steuerschaltung aufnimmt.

Die vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden genauen Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen angefertigt wurde, ersichtlicher werden. In den Zeichnungen:

ist 1 eine schematische Querschnittsansicht, welche einen Elektromotor gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt;

ist 2A eine schematische Ansicht, welche einen Rotorkern und einen Statorkern des Elektromotors zeigt, und ist 2B eine Draufsicht, welche den Rotorkern und den Statorkern zeigt;

ist 3 eine schematische Ansicht, welche ein Inneres eines Gehäuses des Elektromotors zeigt;

ist 4 eine schematische Ansicht, welche Schaltbauteile in dem Gehäuse darstellt;

ist 5 eine schematische Seitenansicht, welche ein Shift-by-Wire-System zeigt, das den Elektromotor und ein Automatikgetriebe aufweist;

ist 6 eine schematische, perspektivische Ansicht, welche das Shift-by-Wire-System und den Elektromotor zeigt;

ist 7 eine schematische Schnittansicht, welche einen Elektromotor gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt;

ist 8 eine schematische Schnittansicht, welche einen Elektromotor gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt;

ist 9 eine schematische Schnittansicht, welche einen Elektromotor gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt;

ist 10 eine schematische Schnittansicht, welche einen Elektromotor gemäß einer fünften Ausführungsform zeigt;

ist 11 eine schematische Schnittansicht, die einen Elektromotor gemäß einer sechsten Ausführungsform zeigt; und

ist 12 eine schematische Seitenansicht, die ein Shift-by-Wire-System gemäß einem Vergleichsbeispiel zeigt.

(Erste Ausführungsform)
Gemäß der Darstellung in 1 weist ein Elektromotor 10 ein Gehäuse 11 auf. Das Gehäuse 11 nimmt wenigstens eine elektronische Steuerschaltung auf. Diese wenigstens eine elektronische Steuerschaltung bildet eine elektronische Steuereinheit (ECU).
Die wenigstens eine elektronische Steuerschaltung weist eine Shift-by-Wire-Steuerschaltung (SBW-Steuerschaltung) 12 auf. Insbesondere ist die Shift-by-Wire-Steuerschaltung 12 an der Innenwand des Gehäuses 11 befestigt. Die SBW-Steuerschaltung 12 dient als eine Steuerschaltung. Bei diesem Aufbau sind der Elektromotor 10 und die SBW-Steuerschaltung 12 integral miteinander hergestellt.
Das Gehäuse 11 ist teilweise oder insgesamt aus einem leitfähigen Material wie etwa Eisen hergestellt, sodass Einflüsse von Störungen von außen reduziert werden können. Somit kann ein fehlerhafter Betrieb der SBW-Steuerschaltung 12, der durch Störungen von außen hervorgerufen wird, zuverlässig eingeschränkt werden. Andererseits kann die Möglichkeit eingeschränkt werden, dass Störungen, die innerhalb des Gehäuses 11 erzeugt werden, nach außen dringen, sodass auch die Möglichkeit eingeschränkt werden kann, dass externe Gerätschaften außerhalb des Gehäuses 11 einen fehlerhaften Betrieb hervorrufen. Eine Schnittstelleneinheit 13 ist integral mit dem Gehäuse 11 hergestellt, um die SBW-Steuerschaltung 12 mit einem äußeren Leiter zu verbinden.
Der Elektromotor 10 ist beispielsweise ein bürstenloser Schaltreluktanzmotor (Switched-Reluctance-Motor bzw. SR-Motor), der keine Permanentmagneten verwendet. Gemäß der Darstellung in 2A, 2B weist der Elektromotor 10 einen Rotorkern 50, einen Statorkern 51 und mehrere Spulen 55U, 55V, 55W auf. Der Rotorkern 50 ist mittig in dem Elektromotor 10 angebracht. Der Statorkern 51 umgibt den äußeren Rand des Rotorkerns 50. Die Spulen 55U, 55V, 55W sind um den Statorkern 51 herum gewickelt. Auf dem Rotorkern 50 sind entlang der Drehrichtung hiervon mehrere Rotorzähne 56 vorgesehen. Die Rotorzähne 56 ragen jeweils auf der äußeren Randseite in Richtung des Statorkerns 51 hervor. Zusätzlich ist der Rotorkern 50 mit einer Abtriebswelle 57 versehen, die entlang der Drehachse des Rotorkerns 50 hervorragt. Auf dem Statorkern 51 sind entlang einer Drehrichtung hiervon mehrere Statorkernzähne 54 vorgesehen. Die Statorkernzähne 54 ragen jeweils auf der inneren Randseite in Richtung des Rotorkerns 50 hervor. Die Spulen 55U, 55V, 55W sind um die jeweiligen Statorkernzähne 54 herum gewickelt. Der Elektromotor 10 kann ferner einen Reduktions- bzw. Untersetzungsmechanismus aufweisen, der die Antriebskraft zum Drehen der Abtriebswelle 57 des Elektromotors 10 erhöht.
2B zeigt insgesamt zwölf Spulen 55U, 55V, 55W. In 3 sind jedoch aus Gründen der Einfachheit nur sechs Spulen dargestellt. Die SBW- Steuerschaltung 12 bewirkt, dass Schaltbauteile 21, 22, 23 Zustände von ON (Ein) oder OFF (Aus) annehmen, um hierdurch eine Zufuhr elektrischen Stroms an die Spulen 55U, 55V, 55W zu steuern. Die SBW-Steuerschaltung 12 schaltet nacheinander eine Zufuhr elektrischen Stroms an die Spulen 55U, 55V, 55W einer U-Phase, einer V-Phase und einer W-Phase, sodass der magnetische Zustand jeweiliger Magnetpole der Statorkernzähne 54 auf der Seite des Rotorkerns 50 nacheinander umgeschaltet bzw. durchgeschaltet werden. Hierdurch werden die den Statorkernzähnen 54 gegenüberliegenden Rotorzähne 56 durch die Statorkernzähne 54 angezogen, sodass der Rotorkern 50 gedreht wird. Die Richtung, in welcher der Rotorkern 50 gedreht wird, wird in Übereinstimmung mit einer Reihenfolge, in welcher elektrischer Strom den Spulen 55U der U-Phase, den Spulen 55V der V-Phase und den Spulen 55W der W-Phase zugeführt wird, bestimmt. Z.B. wird der Rotorkern 50 in einer Vorwärtsrichtung gedreht, wenn die Zufuhr elektrischen Stroms in der Reihenfolge U-Phase, V-Phase und W-Phase umgeschaltet wird. Im Gegensatz dazu wird der Rotorkern 50 z.B. in einer Rückwärtsrichtung gedreht, wenn die Zufuhr elektrischen Stroms in der Reihenfolge W-Phase, V-Phase und U-Phase umgeschaltet wird. Der Steller ist nicht auf den bürstenlosen SR-Motor beschränkt. Der Steller kann einen Motor mit einer Bürste oder einen anderen Motor als einen SR-Motor enthalten.
Gemäß der Darstellung in 3 weist die SBW-Steuerschaltung 12 ein Substrat 25, ein Steuerbauteil 24, ein Kommunikationssteuerungsbauteil 26 und Schaltbauteile 21, 22, 23 auf. Das Steuerbauteil 24 ist ein Mikrocomputer. Das Kommunikationssteuerungsbauteil 26 steuert eine Kommunikation mit anderen Einrichtungen beispielsweise über ein fahrzeuginternes LAN. Die SBW-Steuerschaltung 12 weist ferner Verbindungsanschlüsse 29a, 29b, 29c und einen Stromanschluss 30 auf. Jeder der Verbindungsanschlüsse 29a, 29b, 29c dient der elektrischen Verbindung jeder der Spulen 55U, 55V, 55W mit dem entsprechenden Schaltbauteil 21, 22, 23. Der Stromanschluss 30 dient der elektrischen Verbindung der jeweiligen Spulen 55U, 55V, 55W mit einer elektrischen Energie- bzw. Stromquelle. Die SBW-Steuerschaltung 12 dient als eine Steuerschaltung.
Die SBW-Steuerschaltung 12 weist ferner Verbinderanschlüsse 27, 28 auf. Der Verbinderanschluss 27 dient der elektrischen Verbindung des Kommunikationssteuerungsbauteils 26 mit dem fahrzeuginternen LAN. Der Verbinderanschluss 28 dient der elektrischen Verbindung der elektrischen Stromquelle mit dem Substrat 25. Der Verbinderanschluss 27 und der Verbinderanschluss 28 sind jeweils z.B. durch Drahtbonden mit Verbinderstiften 13a, 13b verbunden. Die Verbinderstifte 13a, 13b sind auf der Schnittstelleneinheit 13 vorgesehen.
Nachstehend wird ein Leiter zur elektrischen Verbindung der SBW-Steuerschaltung 12 mit dem Elektromotor 10 beschrieben. Gemäß der Darstellung in 3 ist eine Elektrode der Spule 55U über einen Leiter 31 mit dem Verbindungsanschluss 29a verbunden. Die andere Elektrode der Spule 55U ist über einen Leiter 32 mit dem Stromanschluss 30 verbunden. Eine Elektrode der Spule 55V ist über einen Leiter 33 mit dem Verbindungsanschluss 29b verbunden. Die andere Elektrode der Spule 55V ist über den Leiter 32 mit dem Stromanschluss 30 verbunden. Eine Elektrode der Spule 55W ist über einen Leiter 34 mit dem Verbindungsanschluss 29c verbunden. Die andere Elektrode der Spule 55W ist über den Leiter 32 mit dem Stromanschluss 30 verbunden.
Insbesondere weisen die Leiter 31 bis 34 beispielsweise eine Busschiene auf. Die Busschiene kann ein plattenförmiger Leiter sein, der aus einem leitfähigen Material wie etwa Metall ausgebildet ist, und kann schwer zu brechen sein. Demgemäß kann die Anwendung der Busschiene für die Leiter 31 bis 34 die Zuverlässigkeit hiervon verbessern. Gemäß der Darstellung in 1 erstrecken sich die jeweiligen Busschienen in die Nähe des Substrats 25. Gemäß der Darstellung in 3 sind die Busschienen über einen Bonddraht 38 (1) mit den Verbindungsanschlüssen 29a, 29b, 29c und dem Stromanschluss 30 verbunden.
Gemäß der Darstellung in 1 weist ein Kodierer 30 mehrere Magneten 30a und ein Hall-Element 30b auf. Die Magneten 30a sind entlang der Drehrichtung des Rotorkerns 50 angebracht. Das Hall-Element 30b ist z.B. auf dem Substrat 25 so vorgesehen, dass es den Magneten 30a gegenüberliegt, um einen Magnetismus zu erfassen.
Das Hall-Element 30b dient als ein Sensor oder Fühler. In dieser Ausführungsform ist der Kodierer 30 ein Digitalkodierer, welcher Addition und Subtraktion der Anzahl von Impulsen entsprechend einem Drehwinkel des Rotorkerns 50 durchführt. Das Hall-Element 30b ist auf dem Substrat 25 so vorgesehen, dass auf ein spezielles Substrat für das Hall-Element 30b verzichtet werden kann. Somit kann die Anzahl von Komponenten reduziert werden. Zusätzlich muss, da auf ein eigenes Substrat für das Hall-Element 30b verzichtet wird, kein zusätzlicher Verbinder zur elektrischen Verbindung des eigenen Substrats des Hall-Elements 30b mit dem Substrat 25 vorgesehen werden. Hierdurch kann die Zuverlässigkeit weiter verbessert werden.
Als Nächstes wird eine Abstrahlungsstruktur eines Wärme abstrahlenden Bauteils (kurz: "Wärmeabstrahlungsbauteils") beschrieben. Als ein Beispiel des Wärmeabstrahlungsbauteils wird ein Schaltbauteil beschrieben.
In 4 sind zum leichten Verständnis die Schaltbauteile 21, 22, 23 stark vergrößert dargestellt. Ferner sind in 4 Komponenten wie andere Bauteile auf der SBW-Steuerschaltung 12 als die Schaltbauteile 21, 22, 23 nicht dargestellt. Auch der Rotorkern 50 ist in 4 nicht dargestellt.
Die Schaltbauteile 21, 22, 23 stellen jeweils über metallische Bauteile 35, 36, 37 einen Kontakt mit dem Gehäuse 11 her. Bei diesem Aufbau wird Wärme der Schaltbauteile 21, 22, 23 über die metallischen Bauteile 35, 36, 37 an das Gehäuse 11 abgegeben. Hierdurch können auf den jeweiligen Schaltbauteilen angebrachte Kühlrippen reduziert oder verkleinert werden. Wenn aber Kühlrippen vorgesehen werden und die Kühlrippen von gleicher Größe sind, kann ein preiswerteres Wärmeabstrahlungsbauteil eingesetzt werden, da Wärme an das Gehäuse 11 abgegeben werden kann, wodurch die Abstrahlungseffizienz verbessert werden kann.
Bei diesem beispielhaften Aufbau werden die jeweiligen Schaltbauteile über die metallischen Bauteile in Kontakt mit dem Gehäuse 11 gebracht. Die jeweiligen Schaltbauteile können über die metallischen Bauteile mit dem Statorkern 51 des Elektromotors 10 in Kontakt gebracht werden. Die jeweiligen Schaltbauteile können anstelle der metallischen Bauteile über ein Abstrahlungsbauteil oder das Substrat mit dem Gehäuse 11 oder dem Elektromotor 10 in Kontakt gebracht werden. Die jeweiligen Schaltbauteile können nahe an dem Gehäuse 11 und den Komponenten des Elektromotors 10 angeordnet sein, statt mit diesen in Kontakt gebracht zu werden. Jedes der Schaltbauteile 21, 22, 23 ist ein Beispiel für ein Wärmeabstrahlungsbauteil. Das Wärmeabstrahlungsbauteil kann das Steuerbauteil 24 beinhalten.
Nachstehend wird ein Shift-by-Wire-System beschrieben. Das Shift-by-Wire-System weist den Elektromotor 10 und die SBW-Steuerschaltung 12 auf. Das Shift-by-Wire-System kann als ein Fahrzeugsteuerungssystem dienen.
Gemäß der Darstellung in 5, 6 weist ein Automatikgetriebe 80 mehrere Reibungseingriffbauteile bzw. Reibschlusselemente (nicht näher dargestellt) auf, die in jedem der Schaltbereiche angeklemmt sind.
Ein Automatikgetriebe-Steuergerät steuert das Automatikgetriebe 80. Das Automatikgetriebe-Steuergerät weist mehrere Elektromagnetventile (nicht näher dargestellt), einen Handwählschieber (manuelles Ventil) 85 und eine Automatikgetriebe-Steuerschaltung (AT-Steuerschaltung) 82 auf.
Diese AT-Steuerschaltung 82 ist in der wenigstens einen die ECU bildenden elektronischen Steuerschaltung enthalten. Diese AT-Steuerschaltung dient auch als eine Steuerschaltung. Die Elektromagnetventile (nicht näher dargestellt) sind in einer Ölwanne 84 zum Steuern eines an die Reibschlusselemente angelegten Hydraulikdrucks untergebracht.
Das Shift-by-Wire-System 60 ist mit einem Automatikgetriebe verbunden. Gemäß der Darstellung in 6 ist eine Spule bzw. Spindel 81 beweglich auf dem Handwählschieber (manuelles Ventil) 85 vorgesehen. Das Automatikgetriebe 80 weist Fahrbereiche wie etwa einen Vorwärts-(D)-Bereich, einen Rückwärts-(R)-Bereich, einen Park-(P)-Bereich und einen Neutral-(N)-Bereich auf. Der Park-(P)-Bereich und der Neutral-(N)-Bereich dienen als Standbereiche (Nicht-Fahr-Bereiche). Wenn die Spule 81 axial bewegt wird, wird das Automatikgetriebe 80 in eine Schaltbereichsstellung gemäß der Stellung der Spule 81 umgeschaltet. Die AT-Steuerschaltung 82 dient einer elektrischen Steuerung der jeweiligen Elektromagnetventile, um den an die Reibschlusselemente angelegten Hydraulikdruck zu erhöhen oder zu erniedrigen, wodurch die Reibschlusselemente zwischen Eingriff und Lösen (Nicht-Eingriff) umgeschaltet werden. Durch das Umschalten der Reibschlusselemente zwischen Eingriff und Lösen wird das Automatikgetriebe 80 in den Schaltbereich umgeschaltet.
Das Shift-by-Wire-System 60 weist den Elektromotor 10, einen Wandlermechanismus 61 und einen Bereichsdetektor (nicht näher dargestellt) auf. Der Elektromotor 10 ist integral mit der SBW-Steuerschaltung 12 hergestellt. Der Wandlermechanismus 61 wandelt eine rotatorische Antriebskraft des Elektromotors 10 in eine linare Antriebskraft um, um die Spule 81 axial zu bewegen. Der Bereichsdetektor (nicht näher dargestellt) erfasst eine gegenwärtige Schaltbereichsstellung des Automatikgetriebes 80. Die SBW-Steuerschaltung 12 ist mit einem Bereichswähler 67 verbunden. Ein Fahrzeugpassagier wählt einen Schaltbereich über den Bereichswähler 67 aus. Der Bereichswähler 67 gibt eine Schaltbereichsumschaltanweisung an die SBW-Steuerschaltung 12 aus, um ein Umschalten in einen angewiesenen Schaltbereich, der durch den Fahrzeugpassagier ausgewählt worden ist, anzuweisen. Der Bereichswähler 67 ist mit der AT-Steuerschaltung 82 so verbunden, dass die AT-Steuerschaltung 82 in der Lage ist, die Schaltbe reichsanweisung an die SBW-Steuerschaltung 12 auszugeben. Die Schaltbereichsanweisung steht für den durch den Fahrzeugpassagier ausgewählten Schaltbereich.
Der Wandlermechanismus 61 weist eine Steuerstange 62, eine Rastenplatte (Arretierungsplatte) 63, eine Arretierungsfeder (Federstift) 64 und eine Rolle 65 auf. Die Steuerstange 62 befindet sich im Wesentlichen senkrecht zu der Achse der Spule 81. Ein Ende der Steuerstange 62 bezüglich der axialen Richtung hiervon ist mit dem Elektromotor 10 verbunden. Die Rastenplatte 63 ist an der Steuerstange 62 befestigt, um sich zusammen mit der Steuerstange 62 zu drehen. Die Arretierungsfeder 64 ist eine Blattfeder, die durch eine Auskragung an einer vorbestimmten Befestigungsposition gestützt wird. Die Arretierungsfeder 64 spannt die Rolle 65 in Richtung der Rastenplatte 63 vor. Die Rolle 65 ist an einem Spitzenende der Arretierungsfeder 64 angebracht. Die Spule 81 befindet sich mit der Rastenplatte 63 im Eingriff. Die Spule 81 bewegt sich axial, wenn sich die Rastenplatte 63 dreht. Die Rastenplatte 63 ist ein Bauteil in der Form einer im Wesentlichen bogenförmig gestalteten Platte. Die Rastenplatte 63 weist mehrere auf dem bogenförmigen äußeren Rand hiervon ausgebildete Ausnehmungen (Rasten) 66 auf. Jede der Ausnehmungen 66 entspricht einer der Schaltbereichsstellungen des Automatikgetriebes 80. Wenn die Spule 81 bewegt wird, wird die Schaltbereichsstellung des Automatikgetriebes 80 entsprechend der Stellung der Spule 81 umgeschaltet. Zu dieser Zeit befinden sich eine der Ausnehmungen 66, die der Schaltbereichsstellung entspricht, und die Rolle 65 so miteinander im Eingriff, dass eine Drehung der Rastenplatte 63 gehemmt wird.
Nachstehend wird die Betriebsweise des Shift-by-Wire-Systems 60 beschrieben.
Der Bereichswähler 67 gibt Schaltbereichsumschaltanweisungen aus, sodass die SBW-Steuerschaltung 12 in Übereinstimmung mit mit der Anzahl der Impulszählwerte, die der durch den Kodierer 30 ausgegebenen Anzahl von Impulsen entspricht, die Drehung des Elektromotors 10 steuert. Insbe sondere dreht die SBW-Steuerschaltung 12 den Elektromotor 10, während sie auf die Anzahl des Impulszählers zurückgreift, die dem Drehwinkel des Rotorkerns 50 entspricht. Die SBW-Steuerschaltung 12 beendet die Drehung des Elektromotors 10, wenn eine Sollanzahl des Impulszählwerts erreicht ist. Somit dreht die SBW-Steuerschaltung 12 die Rastenplatte 63 auf der Grundlage der Schaltbereichsumschaltanweisungen in eine Stellung, die dem Schaltbereich (dem angewiesenen Schaltbereich) entspricht.
Wenn der Elektromotor 10 sich innerhalb eines Bereichs einer vorbestimmten Anzahl des Impulszählers, in welchem die Sollanzahl des Impulszählers enthalten ist, dreht, evaluiert die SBW-Steuerschaltung 12, ob ein Schaltbereichserfassungssignal des Schaltbereichsdetektors sich in den Zustand entsprechend dem angewiesenen Schaltbereich ändert. Wenn sich das Schaltbereichserfassungssignal in den dem angewiesenen Schaltbereich entsprechenden Zustand ändert, bestimmt die SBW-Steuerschaltung 12, dass eine Umschaltung in die angewiesene Schaltbereichsstellung vorgenommen wurde, und beendet die Stromzufuhr an den Elektromotor 10.
Mit dem Shift-by-Wire-System 60 gemäß dieser Ausführungsform ist die SBW-Steuerschaltung 12 an dem Gehäuse 11 befestigt, wodurch der Elektromotor 10 und die SBW-Steuerschaltung 12 integral miteinander hergestellt sind. Wenn z.B. der Elektromotor 10 und die SBW-Steuerschaltung 12 unabhängig voneinander hergestellt sind, wird ein zusätzlicher Verbinder zur elektrischen Verbindung des Elektromotors 10 mit der SBW-Steuerschaltung 12 über einen leitfähigen Draht erforderlich. Im Gegensatz dazu sind bei dem vorstehenden Aufbau der Elektromotor 10 und die SBW-Steuerschaltung 12 integral miteinander hergestellt, sodass der Elektromotor 10 über einen leitfähigen Draht direkt mit der SBW-Steuerschaltung 12 verbunden werden kann. Somit muss ein zusätzlicher Verbinder nicht vorgesehen werden. Demzufolge kann die Anzahl an Verbindern, die eine hohe Ausfallrate aufweisen, reduziert werden, sodass das Shift-by-Wire-System 60 hinsichtlich der Zuverlässigkeit verbessert werden kann.
Da der Elektromotor 10 und die SBW-Steuerschaltung 12 integral miteinander hergestellt sind, kann ferner eine Herstellungsarbeit zur elektrischen Verbindung des Elektromotors 10 mit der SBW-Steuerschaltung 12 vereinfacht werden. Eine Herstellungsarbeit zum Verlegen eines Kabelbaums oder dergleichen kann verringert werden, sodass die Montagequalität und die Zusammenbauqualität verbessert werden können.
Des weiteren sind der Elektromotor 10 und die SBW-Steuerschaltung 12 durch Reduzieren der Anzahl an Verbindern hinsichtlich der Zuverlässigkeit verbessert, sodass der Aufbau des Elektromotors 10 und der SBW-Steuerschaltung 12 vereinfacht werden kann. Daher ist die Anzahl der Komponenten nicht erhöht und kann die Zuverlässigkeit des Shift-by-Wire-Systems 60 verbessert werden bei gleichzeitiger Verringerung der Abmessungen des Shift-by-Wire-Systems 60. Daher wird das Shift-by-Wire-System 60 klein in den Abmessungen, hoch in der Zuverlässigkeit und ausgezeichnet in der Montagequalität.
Ferner ist die SBW-Steuerschaltung 12 in dem Gehäuse 11 des Shift-by-Wire-Systems 60 so untergebracht, dass die Leitung nicht nach außerhalb des Gehäuses 11 geführt werden muss. Daher kann eine Quetschung des Leiters durch das Fahrzeug aufbauende Komponenten eingeschränkt werden, sodass die Verursachung von Bruch und Kurzschluss durch den Leiter eingeschränkt werden kann. Somit kann die Zuverlässigkeit des Shift-by-Wire-Systems 60 verbessert werden.
Ferner sind der Elektromotor 10 und die SBW-Steuerschaltung 12 in dem Shift-by-Wire-System 60 integral miteinander hergestellt, sodass der Leiter verkürzt werden kann. Der Leiter kann eine Antenne werden, die Störungen empfängt. Bei diesem Aufbau kann der Leiter verkürzt werden, sodass ein fehlerhafter Betrieb der SBW-Steuerschaltung 12 aufgrund eines Einflusses von Störungen reduziert werden kann. Somit kann die Zuverlässigkeit der SBW-Steuerschaltung 12 verbessert werden.
Ferner sind der Elektromotor 10 und die SBW-Steuerschaltung 12 integral miteinander hergestellt, um einen Abstand zwischen dem Elektromotor 10 und der SBW-Steuerschaltung 12 zu verringern. Daher kann ein elektrischer Widerstand des Leiters verringert werden, sodass das Shift-by-Wire-System 60 insgesamt hinsichtlich der Energieeffizienz verbessert werden kann.
Ein Beispiel des Leiters ist die Busschiene. Der Leiter kann einen Kabelbaum aufweisen.
(Zweite Ausführungsform)
Gemäß der Darstellung in 7 sind in der zweiten Ausführungsform die Spulen 55U, 55V, 55W des Elektromotors 10 über einen Kabelbaum 75 als einen Leiter elektrisch mit der SBW-Steuerschaltung 12 verbunden. Der Kabelbaum 75 ist z.B. durch Kleben an der inneren Wandseite des Gehäuses 11 befestigt. Bei diesem Aufbau kann eine Quetschung des Kabelbaums 75 durch eine in dem Gehäuse 11 untergebrachte Komponente eingeschränkt werden, sodass die Möglichkeit eingeschränkt wird, dass der den Kabelbaum 75 einen Bruch oder Kurzschluss verursacht. Somit kann die Zuverlässigkeit des Shift-by-Wire-Systems 60 verbessert werden.
In dieser beispielhaften Struktur ist der Kabelbaum 75 als ein Leiter befestigt. Es kann aber auch eine Busschiene befestigt sein, wenn die Busschiene den Leiter bildet.
Wenn das Hall-Element 30b auf einem das Substrat 25 ausschließenden Gebiet vorgesehen ist, ist der Leiter zusätzlich vorzugsweise an der inneren Wandfläche des Gehäuses 11 so befestigt, dass der Leiter das Hall-Element 30b mit der SBW-Steuerschaltung 12 verbindet. Bei diesem Aufbau kann die Möglichkeit eingeschränkt werden, dass der das Hall-Element 30b mit der SBW-Steuerschaltung 12 verbindende Leiter Bruch oder Kurzschluss aufgrund einer Quetschung durch eine andere Komponente verursacht.
(Dritte Ausführungsform)
Gemäß der Darstellung in 8 sind in der dritten Ausführungsform der Elektromotor 10 und die SBW-Steuerschaltung 12 über einen Kabelbaum 76 als einen Leiter miteinander verbunden. Der Kabelbaum 76 ist durch z.B. durch Einsatzgießen in dem Gehäuse 11 eingebettet. Bei diesem Aufbau kann die Möglichkeit eingeschränkt werden, dass der Kabelbaums 76 aufgrund Quetschung durch andere in dem Gehäuse 11 untergebrachte Komponenten einen Bruch oder Kurzschluss verursacht. Somit kann die Zuverlässigkeit des Shift-by-Wire-Systems 60 verbessert werden.
Bei diesem beispielhaften Aufbau ist als ein Leiter der Kabelbaum 76 in dem Gehäuse 11 eingebettet. In einem Aufbau, bei welchem eine Busschiene den Leiter bildet, kann aber auch die Busschiene in dem Gehäuse 11 eingebettet sein.
Zusätzlich ist dann, wenn das Hall-Element 30b auf einem Gebiet ausschließlich des Substrats 25 vorgesehen ist, der Leiter, der das Hall-Element 30b mit der SBW-Steuerschaltung 12 verbindert, vorzugsweise gleichermaßen in dem Gehäuse 11 eingebettet. Bei diesem Aufbau kann eine Möglichkeit eingeschränkt werden, dass der das Hall-Element 30b mit der SBW-Steuerschaltung 12 verbindende Leiter aufgrund einer Quetschung durch andere Komponenten einen Bruch oder Kurzschluss verursacht.
(Vierte Ausführungsform)
Bei der vierten Ausführungsform sind gemäß der Darstellung in 9 Spulen 55U, 55V, 55W des Elektromotors 10 über einen auf einem Substrat 77 ausgebildeten Leiterdraht 12a elektrisch mit der SBW-Steuerschaltung 12 verbunden. Der Leiterdraht 12a ist beispielsweise eine gedruckte Schaltung. Bei diesem Aufbau kann eine Möglichkeit eingeschränkt werden, dass der Leiterdraht 12a aufgrund einer Quetschung durch andere in dem Gehäuse 11 untergebrachte Komponenten einen Bruch oder Kurzschluss verursacht.
(Fünfte Ausführungsform)
Bei der fünften Ausführungsform sind gemäß der Darstellung in 10 das Hall-Element 30b und die SBW-Steuerschaltung 12 über einen Kabelbaum 175 als einen Leiter miteinander verbunden. Der Kabelbaum 175 ist z.B. durch Kleben an der inneren Wandfläche des Gehäuses 11 befestigt. Bei diesem Aufbau kann die Möglichkeit einer Quetschung des Kabelbaums 175 durch eine in dem Gehäuse 11 untergebrachte Komponente eingeschränkt werden, sodass auch die Möglichkeit eingeschränkt werden kann, dass der Kabelbaum 175 einen Bruch oder Kurzschluss verursacht, ähnlich wie es in der Struktur in der zweiten Ausführungsform der Fall ist. Somit kann die Zuverlässigkeit des Shift-by-Wire-Systems 60 verbessert werden.
Der Kabelbaum 175 in der fünften Ausführungsform kann an dem Elektromotor 10 so vorgesehen sein, dass der Kabelbaum 175 als ein Leiter an dem Gehäuse 11 befestigt ist.
(Sechste Ausführungsform)
Bei der sechsten Ausführungsform sind gemäß der Darstellung in 11 das Hall-Element 30b und die SBW-Steuerschaltung 12 über einen Kabelbaum 176 als einen Leiter miteinander verbunden. Der Kabelbaum 176 ist z.B. durch Einsatzgießen in dem Gehäuse 11 eingebettet. Bei diesem Aufbau kann wie bei dem Aufbau in der dritten Ausführungsform die Möglichkeit eingeschränkt werden, dass der Kabelbaum 176 aufgrund Quetschung durch eine andere in dem Gehäuse 11 untergebrachte Komponente einen Bruch oder Kurzschluss verursacht. Somit kann die Zuverlässigkeit des Shift-by-Wire-Systems 60 verbessert werden.
Der Kabelbaum 76 in der dritten Ausführungsform kann an dem Elektromotor 10 so vorgesehen sein, dass der Kabelbaum 76 als ein Leiter in dem Gehäuse 11 eingebettet ist.
In den vorstehenden Ausführungsformen wird das Shift-by-Wire-System (Fahrzeugsteuerungssystem) für das in Übereinstimmung mit der durch den Passagier geschalteten Schaltbereichsstellung betätigte Automatikgetriebe 80 verwendet. Das Fahrzeugsteuerungssystem 60 weist den Steller und die Steuerschaltung 12 auf. Der Steller manipuliert die Schaltbereichsstellung. Die Steuerschaltung 12 steuert den Steller so, dass die Schaltbereichsstellung mit einer durch den Passagier bereitgestellten Anweisung zusammenfällt. Der Steller und die Steuerschaltung (12) sind intergriert.
Die vorstehend beschriebenen Aufbauformen können nach Bedarf kombiniert werden.
An den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen können vielfältige Abwandlungen und Abänderungen vorgenommen werden, ohne den Gegenstand und Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Gemäß vorstehender Beschreibung wird ein Fahrzeugsteuerungssystem (60) für ein Automatikgetriebe (80) verwendet, das in Übereinstimmung mit mit einer durch einen Passagier geschalteten Schaltbereichsstellung betrieben wird. Das Fahrzeugsteuerungssystem (60) weist einen Steller (10) und eine Steuerschaltung (12) auf. Der Steller (10) betätigt die Schaltbereichsstellung. Die Steuerschaltung (12) steuert den Steller (10) so, dass die Schaltbereichsstellung mit einer durch den Passagier bereitgestellten Anweisung übereinstimmt. Der Steller (10) und die Steuerschaltung (12) sind integriert.

Claims

Fahrzeugsteuerungssystem (60) für ein Automatikgetriebe (80), wobei das Fahrzeugsteuerungssystem (60) aufweist: einen Steller (10), der das Automatikgetriebe (80) manipuliert, um eine Schaltbereichsstellung des Automatikgetriebes (80) zu schalten; und eine Steuerschaltung (12), die den Steller (10) so steuert, dass die Schaltbereichsstellung mit einer durch den Passagier bereitgestellten Anweisung übereinstimmt, wobei der Steller (10) und die Steuerschaltung (12) integriert sind.
Fahrzeugsteuerungssystem (60) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steller (10) ein Gehäuse (11) aufweist.
Fahrzeugsteuerungssystem (60) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (11) die Steuerschaltung (12) aufnimmt.
Fahrzeugsteuerungssystem (60) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (11) leitend ist.
Fahrzeugsteuerungssystem (60) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, weiter gekennzeichnet durch einen an dem Gehäuse (11) befestigten Leiter (31, 32, 33, 34, 75) zum elektrischen Verbinden des Stellers (10) mit der Steuerschaltung (12).
Fahrzeugsteuerungssystem (60) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, weiter gekennzeichnet durch einen in dem Gehäuse (11) eingebetteten Leiter (76) zum elektrischen Verbinden des Stellers (10) mit der Steuerschaltung (12).
Fahrzeugsteuerungssystem (60) gemäß einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (12) ein Substrat (77) und einen Leiterdraht (12a) aufweist, der Leiterdraht (12a) auf dem Substrat (77) angeordnet ist, und der Steller (10) über den Leiterdraht (12a) elektrisch mit der Steuerschaltung (12) verbunden ist.
Fahrzeugsteuerungssystem (60) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (12) ein Wärmeabstrahlungsbauteil (21, 22, 23) aufweist, der Steller (10) wenigstens eine Komponente (11, 35, 36, 37) zum Abstrahlen von Wärme aus dem Wärmeabstrahlungsbauteil (21, 22, 23) aufweist, und das Wärmeabstrahlungsbauteil (21, 22, 23) sich in Kontakt mit oder in der Nähe der wenigstens einen Komponente befindet.
Fahrzeugsteuerungssystem (60) gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Komponente (11, 35, 36, 37) ein Gehäuse (11) aufweist, welches die Steuerschaltung (12) aufnimmt.
Fahrzeugsteuerungssystem (60) gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Komponente (11, 35, 36, 37) ein metallisches Bauteil (35, 36, 37) aufweist, welches das Wärmeabstrahlungsbauteil (21, 22, 23) mit dem Gehäuse (11) verbindet.
Fahrzeugsteuerungssystem (60) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, weiter gekennzeichnet durch einen Sensor (30b), der einen Zustand des Stellers (10) erfasst, wobei der Sensor (30b) ein Erfassungssignal in Übereinstimmung mit dem Zustand des Stellers (10) an die Steuerschaltung (12) ausgibt, wobei die Steuerschaltung (12) den Steller (10) auf der Grundlage des Erfassungssignals des Sensors (30b) steuert.
Fahrzeugsteuerungssystem (60) gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Steller (10) ein Gehäuse (11) aufweist.
Fahrzeugsteuerungssystem (60) gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (11) die Steuerschaltung (12) und den Sensor (30b) aufnimmt.
Fahrzeugsteuerungssystem (60) gemäß Anspruch 12, weiter gekennzeichnet durch einen an dem Gehäuse (11) befestigten Leiter (175) zum elektrischen Verbinden des Sensors (30b) mit der Steuerschaltung (12).
Fahrzeugsteuerungssystem (60) gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, weiter gekennzeichnet durch einen in dem Gehäuse (11) eingebetten Leiter (176) zum elektrischen Verbinden des Sensors (30b) mit der Steuerschaltung (12).
Fahrzeugsteuerungssystem (60) gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (12) ein Substrat (25, 77) aufweist, und der Sensor (30b) auf dem Substrat (25, 77) vorgesehen ist.
Fahrzeugsteuerungssystem (60) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Steller (10) einen im Wesentlichen scheibenförmigen Rotor (50) aufweist, wobei der Rotor (50) eine flache Seite aufweist, und die Steuerschaltung (12) ein Substrat (25, 77) aufweist, das sich im Wesentlichen parallel zu der flachen Seite des Rotors (50) befindet.
Fahrzeugsteuerungssystem (60) gemäß Anspruch 17, weiter gekennzeichnet durch einen auf dem Substrat (25, 77) vorgesehenen Sensor (30b) zum Erfassen einer Drehung des Rotors (50), wobei der Sensor (30b) einem vorbestimmten Abschnitt des Rotors (50) gegenüberliegt.
Automatikgetriebesystem für ein Fahrzeug, wobei das Automatikgetriebesystem aufweist: ein Automatikgetriebe (80); einen Steller (10), welcher eine Schaltbereichsstellung des Automatikgetriebes (80) betätigt; und eine Steuerschaltung (12), welche den Steller (10) so steuert, dass die Schaltbereichsstellung mit einer durch einen Passagier bereitgestellten Anweisung übereinstimmt, wobei der Steller (10) ein die Steuerschaltung (12) aufnehmendes Gehäuse (11) aufweist.
Automatikgetriebesystem gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Steller (10) ferner einen Rotorkern 50 und eine Spule (55) aufweist, das Gehäuse (11) den Rotorkern 50 und die Spule (55) aufnimmt, und der Rotorkern 50 durch Zuführen von Elektrizität an die Spule (55) gedreht wird, wodurch das Automatikgetriebe (80) betätigt wird.
Automatikgetriebesystem gemäß Anspruch 20, weiter gekennzeichnet durch einen in dem Gehäuse (11) aufgenommenen Leiter (31, 32, 33, 34, 7, 76, 12A), der die Steuerschaltung (12) mit der Spule (55) elektrisch verbindet.