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Die
Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Schaltpositionswechselvorrichtung
bzw. Schaltpositionsänderungsvorrichtung
und ein Verfahren für
ein Automatikgetriebe, das Schaltpositionen (Gangbereiche) eines
Automatikgetriebes unter Verwendung eines Aktuators, beispielsweise
eines Motors, ändert. Genauer
gesagt betrifft die Erfindung eine Schaltpositionswechselvorrichtung
und ein Verfahren für
ein Automatikgetriebe, die einen kontinuierlichen sicheren Betrieb
eines Fahrzeugs sogar dann ermöglichen,
wenn ein Aktuator der Schaltpositionswechselvorrichtung eine Fehlfunktion
aufweist.
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Automatikgetriebe
für Fahrzeuge
werden in Mehrfachgeschwindigkeitsautomatikgetriebe und kontinuierlich
veränderliche
bzw. stufenlose Automatikgetriebe gruppiert. Ein Mehrfachgeschwindigkeitsautomatikgetriebe
enthält
im Allgemeinen eine Fluidkupplung, beispielsweise einen Drehmomentwandler,
und einen Geschwindigkeitswechselgetriebemechanismus. Ein kontinuierlich
veränderliches
Automatikgetriebe beinhaltet zwei Riemenscheiben, von denen die
Riemenscheibendurchmesser durch einen hydraulischen Druck geändert werden,
und einen Metallriemen, der über
diese Riemenscheiben gelegt bzw. geschleift ist.
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Ein
Mehrfachgeschwindigkeitsautomatikgetriebe ist mit einem Motor über eine
Fluidkupplung, beispielsweise einen Drehmomentwandler, gekoppelt.
Das Mehrfachgeschwindigkeitsautomatikgetriebe enthält einen
Geschwindigkeitswechselgetriebemechanismus, bei dem mehrere Leistungsübertragungspfade
ausgebildet sein können.
Das Mehrfachgeschwindigkeitsautomatikgetriebe ist derart strukturiert,
dass der optimale Leistungsübertragungspfad
automatisch ausgebildet wird, d.h. das optimale Übersetzungsverhältnis (Gang)
automatisch entsprechend dem Gaspedalbetätigungsgrad und der Fahrzeuggeschwindigkeit
ausgewählt
wird. In dem Mehrfachgeschwindigkeitsautomatikgetriebe werden Kupplungen,
Bremsen und Freilaufkupplungen, die sämtlich Reibungseingriffs elemente
sind, auf eine vorbestimmte Weise gegriffen bzw. freigegeben, um
einen geeigneten Gang auszuwählen.
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Ein
kontinuierlich veränderliches
Automatikgetriebe ist ebenfalls mit einem Motor über eine Fluidkupplung, beispielsweise
einen Drehmomentwandler, verbunden. Beispielsweise beinhaltet ein
kontinuierlich veränderliches
Automatikgetriebe vom Riementyp einen endlosen Metallriemen und
zwei Riemenscheiben und erzeugt kontinuierliche Übersetzungsverhältnisse
durch kontinuierliches Verändern der
Riemendurchmesser unter Verwendung eines hydraulischen Drucks. Genauer
gesagt ist der endlose Metallriemen über die Eingangsriemenscheibe, die
an die Eingangswelle des Automatikgetriebes angepasst ist, und die
Ausgangsriemenscheibe, die an die Ausgangswelle des Automatikgetriebes
angepasst ist, geschleift. Die Eingangsriemenscheibe und die Ausgangsriemenscheibe
beinhalten jeweils zwei Antriebsscheiben. Die Breite einer Nut,
die zwischen diesen Antriebsscheiben ausgebildet ist, wird kontinuierlich
verändert.
Somit wird der Durchmesser jeder der Schleifen, die durch den endlosen
Metallriemen ausgebildet werden, der über die Eingangsriemenscheibe
und die Ausgangsriemenscheibe geschleift ist, kontinuierlich verändert. Als
Ergebnis wird das Drehgeschwindigkeitsverhältnis zwischen der Eingangswelle
und der Ausgangswelle, d.h. das Geschwindigkeitsverhältnis bzw. Übersetzungsverhältnis kontinuierlich
verändert.
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Ein
Fahrzeug, das ein oben beschriebenes Automatikgetriebe enthält, ist
gewöhnlicherweise
mit einem Gleitschalthebel versehen, der in eine Schaltposition
gleitet, die durch einen Fahrer unter mehreren Schaltpositionen
ausgewählt
wird (Rückwärts, Leerlauf,
Dauerfahrt, etc.).
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Vor
kurzem wurde nicht nur eine derartige Schaltpositionswechselvorrichtung,
die mit einem Gleitschalthebel versehen ist, sondern ebenfalls eine so
genannte "Shift-by-Wire"-Schaltpositionswechselvorrichtung
(elektrisches Schalten) verwendet. Eine derartige Shift-by-Wire-Schaltpositionswechselvorrichtung
erfasst einen Schaltbetrieb, der durch einen Fahrer durchgeführt wird,
unter Verwendung von Sensoren und Schaltern (Sensoren, etc.) und
wählt eine
Schaltposition unter mehreren Schaltpositionen auf der Grundlage
von Erfassungssignalen von diesen Sensoren und Schaltern aus. Eine
Wähleinrichtung
für eine
derartige Shift-by-Wire-Schaltpositionswechselvorrichtung ist nicht
auf einen Gleitschalthebel begrenzt. Anstelle eines Gleitschalthebels
können
Betriebselemente wie z. B. ein sogenannter Joystick oder ein Druckknopf
verwendet werden. In dem Falle einer Schaltpositionswechselvorrichtung,
die mit einem Joystick versehen ist, kippt der Fahrer einen Hebel
nach rechts/links und nach vorne/nach hinten, wodurch die Schaltpositionen
geändert
werden.
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Die
japanische Patentoffenlegungsschrift Nr.
JP-03-219165 beschreibt eine Shift-by-Wire-Schaltpositionswechselvorrichtung
für ein
Automatikgetriebe. Diese Schaltpositionswechselvorrichtung ändert erzwungenermaßen die
Schaltposition in Parken oder Leerlauf, um ein Fahrzeug in den Stillstand
zu bringen, wenn bestimmt wird, dass die Schaltposition und die
angewiesene Schaltposition, die beide durch Signale angezeigt werden,
nicht miteinander übereinstimmen,
nachdem ein Aktuator der Schaltpositionswechselvorrichtung für ein Automatikgetriebe
betrieben wird. Nachdem eine derartige Fehlfunktion korrigiert ist
und nicht länger
vorhanden ist, wird eine normale Schaltpositionswechselsteuerung
erneut ausgeführt.
Die Schaltpositionswechselvorrichtung für ein Automatikgetriebe beinhaltet:
eine Schaltpositionssteuerung, die eine Betriebsanweisung an den Aktuator
als Antwort auf eine Schaltpositionswechselanweisung von einer Betriebseinheit
ausgibt; den Aktuator, der die Schaltpositionen des Automatikgetriebes
als Antwort auf die Betriebsanweisung ändert bzw. wechselt; eine Schaltpositionserfassungseinheit,
die die Schaltposition erfasst; und eine Bestimmungseinheit, die
bestimmt, ob die Schaltposition mit der angewiesenen Schaltposition übereinstimmt. Wenn
die Bestimmungseinheit ein Signal ausgibt, das angibt, dass die
Schaltposition nicht mit der angewiesenen Schaltposition übereinstimmt,
nachdem der Aktuator betrieben wird, wird die Schaltposition erzwungenermaßen in Parken
oder Leerlauf geändert.
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Wenn
bestimmt wird, dass die Schaltposition nicht mit der angewiesenen
Schaltposition übereinstimmt,
nachdem der Aktuator betrieben wird, ändert die Schaltpositionswechselvorrichtung
für ein
Automatikgetriebe erzwungenermaßen
die Schaltposition in die Parkstellung oder Leerlaufstellung, um
das Fahrzeug in einen Stillstand zu bringen. Dementsprechend wird
die Beendigung der Schaltpositionswechselsteuerung aufgrund beispielsweise
einer zeitweiligen Fehlfunktion in der Schaltpositionserfassungseinheit
unterdrückt.
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Wenn
bestimmt wird, dass die Schaltposition mit der angewiesenen Schaltposition
nicht übereinstimmt,
nachdem der Aktuator betrieben wird, ändert die Schaltpositionswechselvorrichtung
für ein
Automatikgetriebe, die in der
JP-A-03-219165 beschrieben
ist, erzwungenermaßen
die Schaltposition in die Parkstellung oder Leerlaufstellung unter
Verwendung des Aktuators.
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Wenn
der Aktuator selbst eine Fehlfunktion aufweist, ist es, obwohl es
möglich
ist zu bestimmen, ob die Schaltposition mit der angewiesenen Schaltposition übereinstimmt,
nicht möglich,
die Schaltposition erzwungenermaßen in die Parkstellung oder Leerlaufstellung
zu ändern,
und zwar sogar dann nicht, wenn bestimmt wird, dass die Schaltposition nicht
mit der angewiesenen Schaltposition übereinstimmt. In einem derartigen
Fall werden die Schaltpositionen nicht geeignet geändert. Demzufolge
kann eine Schaltposition, die nicht geeignet die Absicht des Fahrer
reflektiert, in unerwünschter
Weise ausgewählt
werden.
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Die
Erfindung schafft eine Schaltpositionswechselvorrichtung und ein
Verfahren für
ein Automatikgetriebe gemäß den unabhängigen Ansprüchen, die
einen kontinuierlichen sicheren Betrieb eines Fahrzeugs sogar dann
ermöglichen,
wenn ein Aktuator der Schaltpositionswechselvorrichtung eine Fehlfunktion
aufweist. Die abhängigen
Ansprüche sind
auf bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung gerichtet.
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Eine
Schaltpositionswechselvorrichtung gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ändert die Schaltpositionen
eines Automatikgetriebes, das in einem Fahrzeug angebracht ist.
Die Schaltpositionswechselvorrichtung enthält (a) eine Schaltpositionswechseleinrichtung
zum Bewegen eines mechanischen Elementes unter Verwendung eines
Aktuators als Antwort auf eine Operation zum Ändern einer Schaltposition
in eine andere Schaltposition, die durch die Operation angewiesen
wird, unter mehreren Schaltpositionen; und (b) ein Einstellelement,
das das mechanische Element innerhalb eines vorbestimmten Bereiches
unabhängig
von dem Betriebszustand des Aktuators platziert.
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Die
Schaltpositionswechseleinrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung
dreht eine manuelle Welle, die als das mechanische Element des Automatikgetriebes
dient, unter Verwendung des Aktuators, um die Schaltposition in
eine andere Schaltposition, die durch die Operation angewiesen wird, unter
den Schaltpositionen zu ändern.
Das Einstellelement platziert das mechanische Element innerhalb des
vorbestimmten Bereiches unabhängig
von dem Betriebszustand des Aktuators. Das Einstellelement platziert
beispielsweise das mechanische Element innerhalb des vorbestimmten
Bereiches, wenn der Aktuator eine Fehlfunktion aufweist. Demzufolge
ist es möglich
zu verhindern, dass die Schaltposition in unerwünschter Weise in eine Schaltposition
geändert wird,
die nicht geeignet den Schaltbetrieb des Fahrers reflektiert.
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Wenn
sich beispielsweise das Fahrzeug im Stillstand befindet und es nicht
möglich
ist, die Schaltpositionen unter Verwendung des Aktuators zu ändern, platziert
das Einstellelement das mechanische Element innerhalb des vorbestimmten
Bereiches, um eine Änderung
der Schaltposition in eine Nicht-Parkstellung zu verhindern, wodurch
die Schaltposition in der Parkstellung aufrechterhalten wird. Wenn
sich das Fahrzeug vorwärts
bewegt und es nicht möglich
ist, die Schaltpositionen unter Verwendung des Aktuators zu ändern, platziert
das Einstellelement das mechanische Element innerhalb des vorbestimmten
Bereiches, um eine Änderung
der Schaltposition in die Parkstellung zu verhindern, wodurch die
Schaltposition in der Nicht-Parkstellung (Dauerfahrt in diesem Fall)
aufrechterhalten wird. Demzufolge ist es möglich, eine Schaltpositionswechselvorrichtung
für ein
Automatikgetriebe zu schaffen, die einen kontinuierlichen sicheren
Betrieb des Fahrzeugs sogar dann ermöglicht, wenn der Aktuator der
Schaltpositionswechselvorrichtung eine Fehlfunktion aufweist.
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In
dem ersten Aspekt der Erfindung kann die Schaltpositionswechseleinrichtung
das mechanische Element unter Verwendung des Aktuators drehen, um
die Schaltposition in eine andere Schaltposition, die durch die
Operation angewiesen wird, unter den Schaltpositionen zu ändern. Außerdem kann
das Einstellelement ermöglichen,
dass sich das mechanische Element nur in einer Richtung dreht.
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Mit
der oben beschriebenen Struktur wird die Schaltposition in die andere
Schaltposition, die durch die Operation angewiesen wird, unter mehreren Schaltpositionen
durch Drehen der manuellen Welle, die als das mechanische Element
dient, unter Verwendung eines Motors, der als der Aktuator dient,
geändert.
Mit der Schaltpositionswechselvorrichtung, die eine derartige Struktur
aufweist, ist es möglich, den
kontinuierlichen sicheren Betrieb des Fahrzeugs unabhängig von
dem Betriebszustand des Aktuators zu ermöglichen. Beispielsweise ist
es möglich,
den kontinuierlichen sicheren Betrieb des Fahrzeugs sogar dann zu
ermöglichen,
wenn der Aktuator eine Fehlfunktion aufweist.
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In
dem ersten Aspekt der Erfindung kann das Einstellelement das mechanische
Element innerhalb des vorbestimmten Bereiches platzieren, wenn eine Geschwindigkeit
eines Fahrzeugs gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.
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In
dem ersten Aspekt der Erfindung kann das Einstellelement enthalten:
einen Eingriffsabschnitt, der an dem Umfang des mechanischen Elementes angeordnet
ist; und ein Element, das in der Nähe des mechanischen Elementes
angeordnet ist und das in den Eingriffsabschnitt eingreift, um das
mechanische Element innerhalb des vorbestimmten Bereiches zu platzieren.
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Mit
der oben beschriebenen Struktur wird die Schaltposition durch Drehen
der manuellen Welle in der normalen Richtung (in diesem Fall die
Richtung im Uhrzeigersinn) in die Parkstellung geändert und durch
Drehen der manuellen Welle in die Umkehrrichtung (in diesem Fall
die Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn) in die Nicht-Parkstellung
geändert. Mit
der Schaltpositionswechselvorrichtung, die eine derartige Struktur
aufweist, greift der Eingriffsabschnitt in das Einstellelement ein,
und die manuelle Welle ist innerhalb des vorbestimmten Bereiches platziert.
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In
dem ersten Aspekt der Erfindung kann das Einstellelement das mechanische
Element innerhalb des vorbestimmten Bereiches platzieren, um die Schaltposition
in die Parkstellung zu ändern.
Die Schaltpositionswechselvorrichtung für ein Automatikgetriebe gemäß dem ersten
Aspekt der Erfindung kann außerdem
eine Einrichtung zum Verriegeln einer Antriebswelle eines Fahrzeugs
zu demselben Zeitpunkt, zu dem die Schaltposition in die Parkstellung
geändert
wird, enthalten.
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Mit
der oben beschriebenen Struktur platziert, wenn sich das Fahrzeug
im Stillstand befindet und es nicht möglich ist, die Schaltpositionen
unter Verwendung des Aktuators zu ändern, das Einstellelement
das mechanische Element innerhalb des vorbestimmten Bereiches, um
eine Änderung
der Schaltposition in die Nicht-Parkstellung zu verhindern, wodurch
die Schaltposition in der Parkstellung aufrechterhalten wird. Da
außerdem
die Antriebsräder
des Fahrzeugs durch Ändern
der Schaltposition in die Parkstellung blockiert werden, ist es
möglich, die
Schaltposition in der Parkstellung aufrecht zu erhalten, in der
der kontinuierliche sichere Betrieb des Fahrzeugs möglich ist.
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In
dem ersten Aspekt der Erfindung kann das Einstellelement das mechanische
Element innerhalb des vorbestimmten Bereiches platzieren, um die Schaltposition
in irgendeine andere Schaltposition als die Parkstellung zu ändern.
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Mit
der oben beschriebenen Struktur platziert, wenn sich das Fahrzeug
vorwärts
bewegt und es nicht möglich
ist, die Schaltpositionen unter Verwendung des Aktuators zu ändern, das
Einstellelement das mechanische Element innerhalb des vorbestimmten
Bereiches, um eine Änderung
der Schaltposition in die Parkstellung zu verhindern, wodurch die
Schaltposition in einer Nicht-Parkstellung (in diesem Fall Dauerfahrtstellung)
aufrechterhalten wird.
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In
dem ersten Aspekt der Erfindung kann sogar in dem Zustand, in dem
der Aktuator eine Fehlfunktion aufweist, das Einstellelement das
mechanische Element innerhalb des vorbestimmten Bereiches unter
Verwendung einer Antriebsenergiequelle platzieren, die sogar dann
betriebsbereit ist, wenn der Aktuator eine Fehlfunktion aufweist.
Das Einstellelement kann das mechanische Element innerhalb des vorbestimmten
Bereiches unter Verwendung einer Operation, die durch den Fahrer
anstelle oder zusätzlich
zu einer Antriebsenergiequelle durchgeführt wird, platzieren, die sogar
dann betriebsbereit ist, wenn der Aktuator eine Fehlfunktion aufweist.
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In
vielen Fällen
wird ein Elektromotor als der Aktuator verwendet. Gemäß dem ersten
Aspekt der Erfindung wird sogar dann, wenn die Zufuhr der elektrischen
Energie zum Aktuator ausgeschaltet ist (d.h. sogar in dem Zustand,
in dem der Aktuator eine Fehlfunktion aufweist), die Schaltposition,
bei der ein kontinuierlicher sicherer Betrieb des Fahrzeugs möglich ist,
aufrechterhalten.
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Die
Schaltpositionswechselvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung
kann außerdem
enthalten: einen Stromsensor, der die Zufuhr der elektrischen Energie
zur Schaltpositionswechselvorrichtung für ein Automatikgetriebe überwacht;
und eine Fehlfunktionsbestimmungseinrichtung zum Bestimmen, ob der
Aktuator eine Fehlfunktion aufweist, auf der Grundlage eines Signals,
das von dem Stromsensor ausgegeben wird.
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In
dem ersten Aspekt der Erfindung kann das Einstellelement das mechanische
Element innerhalb des vorbestimmten Bereiches unter Verwendung einer
Kraft, die durch eine elektrische Energie, die durch eine Zufuhrleitung
für eine
elektrische Energie, die von einer Zufuhrleitung für eine elektrische
Energie für
den Aktuator getrennt ist, zugeführt
wird, erzeugt wird, und/oder einer mechanischen Kraft, die ohne
Verwendung elektrischer Energie erhalten wird, unabhängig von
dem Betriebszustand des Aktuators platzieren.
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Mit
der oben beschriebenen Struktur ist es möglich, eine Schaltposition
aufrecht zu halten, bei der der kontinuierliche sichere Betrieb
des Fahrzeugs möglich
ist, und zwar unter Verwendung einer Kraft, die durch die elektrische
Energie erzeugt wird, die durch die Zufuhrleitung für elektrische
Energie zugeführt
wird, die von der Zufuhrleitung für eine elektrische Energie
für den
Aktuator getrennt ist. Alternativ ist es möglich, eine Schaltposition
unter Verwendung der mechanischen Kraft, die ohne Verwendung einer
elektrischen Energie (beispielsweise die Kraft, mit der der Fahrer
den Griff zieht) erhalten wird, aufrecht zu halten, bei der der
kontinuierliche sichere Betrieb des Fahrzeugs möglich ist.
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Die
Schaltpositionswechselvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung
kann außerdem
eine Halteeinrichtung zum Halten des Einstellelementes innerhalb
eines vorbestimmten Bereiches beinhalten, in dem das Einstellelement
eine Änderung
der Schaltpositionen nicht störend
beeinflusst, wenn das Einstellelement nicht betrieben wird.
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Gemäß dem ersten
Aspekt der Erfindung wird das Einstellelement in dem Zustand betrieben,
in dem beispielsweise der Aktuator eine Fehlfunktion aufweist. In
anderen Zuständen
(d.h. wenn das Einstellelement nicht betrieben wird), stört das Einstellelement
die Änderung
der Schaltpositionen nicht. Dementsprechend werden die Schaltpositionen durch
Ausführen
einer normalen Wechselsteuerung in dem normalen Zustand geändert.
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Die
Halteeinrichtung kann durch zumindest eines aus den folgenden angetrieben
werden: elektrische Energie, elastische Kraft, Druck und magnetische
Kraft.
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Mit
der oben beschriebenen Struktur wird die Einstelleinrichtung innerhalb
des vorbestimmten Bereiches, in dem das Einstellelement die Änderung
der Schaltpositionen nicht störend
beeinflusst, unter Verwendung mindestens eines aus den folgenden
gehalten: einem Elektromotor (elektrische Energie), einer Feder
oder einem Gummielement (elastische Kraft), einem hydraulischen
oder pneumatischen Druck (Druck) und einer magnetischen Kraft.
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Die
Schaltpositionswechselvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung
kann außerdem
eine Aufrechterhalteeinrichtung zum Aufrechterhalten des mechanischen
Elementes innerhalb des vorbestimmten Bereiches enthalten, nachdem
ein Betrieb des Einstellelementes beendet ist.
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Die
Aufrechterhalteeinrichtung kann durch mindestens eines aus den folgenden
angesteuert werden: elektrische Energie, elastische Kraft, Druck und
magnetische Kraft.
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Ein
zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Schaltpositionswechselverfahren,
gemäß dem Schaltpositionen
eines Automatikgetriebes, das in einem Fahrzeug angebracht ist,
geändert
werden. Gemäß dem Schaltpositionswechselverfahren
wird (a) ein mechanisches Element durch einen Aktuator als Antwort
auf eine Operation zum Ändern
bzw. Wechseln einer Schaltposition in eine andere Schaltposition,
die durch die Operation angewiesen wird, unter mehreren Schaltpositionen
bewegt, (b) das mechanische Element innerhalb eines vorbestimmten
Bereiches platziert, wenn der Aktuator eine Fehlfunktion aufweist.
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Die
vorhergehenden und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden
anhand der folgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen
mit Bezug auf die zugehörigen
Zeichnungen verdeutlicht, wobei dieselben oder entsprechenden Abschnitte
mit denselben Bezugszeichen bezeichnet werden. Es zeigen:
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1 ein
Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Schaltpositionssteuersystems
gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung zeigt,
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2 eine
Ansicht, die die Struktur des Schaltpositionssteuermechanismus der 1 zeigt,
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3 eine
Ansicht, die den Betrieb eines Notfallfahrzeugimmobilisierungsaktuators
zeigt,
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4 ein
Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Gangspositionssteuersystems
gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung zeigt,
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5 eine
Ansicht, die die Struktur eines Schaltpositionssteuermechanismus
der 4 zeigt,
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6 ein
Flussdiagramm, das die Routine, die von einer SBW-ECU der 4 ausgeführt wird, zeigt,
und
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7 eine
Ansicht, die den Betrieb eines Notfallfahrzeugimmobilisierungsaktuators
gemäß der dritten
Ausführungsform
der Erfindung zeigt.
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Im
Folgenden werden Ausführungsformen der
Erfindung mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben.
In der folgenden Beschreibung werden dieselben oder entsprechenden
Komponenten mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Die Funktionen
und die Namen der Komponenten, die dieselben Bezugszeichen aufweisen,
sind demzufolge dieselben. Dementsprechend erfolgt eine genauere
Beschreibung der Komponenten, die dieselben Bezugszeichen aufweisen,
nur ein Mal.
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1 zeigt
die Konfiguration eines Schaltpositionssteuersystems 10,
das eine Schaltpositionswechselvorrichtung für ein Automatikgetriebe gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung enthält. Wenn
eine Fehlfunktion aufgetreten ist, ändert bzw. wechselt die Schaltpositionswechselvorrichtung
für ein
Au tomatikgetriebe die Schaltposition von einer anderen Schaltposition
als der Parkstellung (im Folgenden als Nicht-P bezeichnet) in die
Parkstellung (im Folgenden als P bezeichnet) als Antwort auf die Operation,
die durch einen Fahrer durchgeführt
wird.
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Das
Schaltpositionssteuersystem 10 wird verwendet, um die Schaltpositionen
für ein
Fahrzeug zu ändern.
Das Schaltpositionssteuersystem 10 beinhaltet einen P-Schalter 20,
einen Gangschalter 26, einen Fahrzeugenergieversorgungsschalter 28,
eine Fahrzeugsteuereinheit (im folgenden als eine "EFI-ECU" bezeichnet) 30,
eine Parksteuereinheit (im folgenden als eine "SBW (Shift-by-Wire)-ECU" bezeichnet) 40,
einen Aktuator (Motor) 42, einen Kodierer 46,
einen Schaltpositionssteuermechanismus 48, eine Anzeigeeinheit 50,
eine Messeinrichtung 52 und einen Antriebsmechanismus 60.
Das Schaltpositionssteuersystem 10 dient als eine Shift-by-Wire-Schaltpositionswechselvorrichtung,
die die Schaltpositionen unter einer elektrischen Steuerung ändert. Genauer
gesagt wird der Schaltpositionssteuermechanismus 48 durch
den Aktuator 42 angesteuert bzw. angetrieben, um die Schaltpositionen
zu ändern.
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Der
Fahrzeugenergieversorgungsschalter 28 wird verwendet, um
den eingeschalteten bzw. ausgeschalteten Zustand einer elektrischen
Energieversorgung für
ein Fahrzeug zu ändern.
Ein beliebiger Typ eines Schalters, beispielsweise ein Zündschalter,
kann als der Fahrzeugenergieversorgungsschalter 28 verwendet
werden. Eine Anweisung, die der Fahrzeugenergieversorgungsschalter 28 von
beispielsweise dem Fahrer empfängt,
wird an die EFI-ECU 30 übertragen.
Wenn beispielsweise der Fahrzeugenergieversorgungsschalter 28 eingeschaltet
wird, wird elektrische Energie von einer Hilfsbatterie (nicht gezeigt)
zugeführt,
wodurch das Schaltpositionssteuersystem 10 betrieben wird.
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Der
P-Schalter 20 wird verwendet, um die Schaltposition zwischen
P und Nicht-P (Nicht-Parkstellung)
zu ändern.
Der P-Schalter 20 enthält
einen Anzeiger 22, der die derzeitige Schaltposition (P
oder Nicht-P) dem Fahrer anzeigt, und eine Eingabeeinheit 24,
die eine Anweisung von dem Fahrer empfängt. Der Fahrer gibt eine Anweisung
zum Ändern der
Schaltposition in P in den P-Schalter 20 durch die Eingabeeinheit 24 ein.
Die Eingabeeinheit 24 kann ein Momentschalter sein. Die
Anweisung von dem Fahrer, die von der Eingabeeinheit 24 empfangen wird,
wird an die EFI-ECU 30 und ebenfalls durch die EFI-ECU 30 an
die SBW-ECU 40 übertragen.
Eine andere Komponente als der P-Schalter 20 kann verwendet
werden, um die Schaltposition von Nicht-P in P zu ändern.
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Die
SBW-ECU 40 steuert den Aktuator 42, der den Schaltpositionssteuermechanismus 48 antreibt,
um die Schaltposition zwischen P und Nicht-P zu ändern. Die SBW-ECU 40 bewirkt,
dass der Anzeiger 22 die derzeitige Schaltposition (P oder Nicht-P)
anzeigt. Wenn der Fahrer die Eingabeeinheit 24 drückt, wenn
die Schaltposition Nicht-P ist, ändert
die SBW-ECU 40 die Schaltposition in P und bewirkt, dass
der Anzeiger 22 anzeigt, dass die derzeitige Schaltposition
P ist.
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Der
Aktuator 42 wird aus einem geschalteten Reluktanzmotor
(im Folgenden als ein "SR-Motor" bezeichnet) ausgebildet
und treibt den Schaltpositionssteuermechanismus 48 entsprechend
einer Anweisung von der SBW-ECU 40 an. Der Kodierer 46 dreht
sich zusammen mit dem Aktuator 42 und erfasst den Drehzustand
des SR-Motors. Der Kodierer 46 ist ein Drehkodierer, der
ein A-Phasensignal,
ein B-Phasensignal und ein Z-Phasensignal ausgibt. Die SBW-ECU 40 empfängt ein
Signal von dem Kodierer 46, um den Drehzustand des SR-Motors
zu bestimmen, und steuert die Zufuhr elektrischer Energie, die verwendet
wird, um den SR-Motor anzusteuern.
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Der
Gangschalter 46 wird verwendet, um die Schaltposition in
die Dauerfahrtstellung (im Folgenden als D bezeichnet), Rückwärtsstellung
(im Folgenden als R bezeichnet), Leerlaufstellung (im Folgenden
als N bezeichnet) oder Bremsstellung (im folgenden als B bezeichnet)
zu ändern.
Wenn sich die Schaltposition in der P befindet, wird der Gangschalter 26 verwendet,
um die Schaltposition von P zu Nicht-P zu ändern. Eine Anweisung von dem
Fahrer, die von dem Gangschalter 26 empfangen wird, wird an
die EFI-ECU 30 übertragen.
Die EFI-ECU 30 führt die
Steuerung aus, um die Schaltpositionen in dem Antriebsmechanismus 60 entsprechend
der Anweisung von dem Fahrer zu ändern,
und bewirkt, dass die Messeinrichtung 52 die Schaltposition
anzeigt. In der ersten Ausführungsform
der Erfindung ist der Antriebsmechanismus 60 aus einem
kontinuierlich veränderlichen
Geschwindigkeitswechselmechanismus ausgebildet. Alternativ kann
der Antriebsmechanismus 60 aus einem Mehrfachgeschwindigkeitswechselmechanismus
ausgebildet sein.
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Die
EFI-ECU 30 steuert global den Betrieb des Schaltpositionssteuersystems 10.
Die Anzeigeeinheit 50 zeigt eine Anweisung, einen Alarm,
etc., die/der von der EFI-ECU 30 oder der SBW-ECU 40 bereitgestellt
wird, dem Fahrer an. Die Messeinrichtung 52 zeigt die Bedingungen
der Fahrzeugkomponenten und der derzeitigen Schaltposition an.
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2 zeigt
die Struktur des Schaltpositionssteuermechanismus 48. Die
Schaltpositionen beinhalten P und Nicht-P einschließlich R,
N und D. Nicht-P kann zusätzlich
zu D auch D1, bei der der erste Gang stets ausgewählt wird,
und D2, bei der stets der erste oder der zweite Gang (oder nur der zweite
Gang) ausgewählt
wird, enthalten.
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Der
Schaltpositionssteuermechanismus 48 beinhaltet eine manuelle
Welle 102, die durch den Aktuator 42 gedreht wird,
eine Arretierplatte 100, die sich zusammen mit der manuellen
Welle 102 dreht, eine Stange 104, die entsprechend
der Drehung der Arretierplatte 100 betrieben wird, ein
Parkritzel 108, das an der Ausgangswelle eines Getriebes
(nicht gezeigt) befestigt ist, eine Parkritzelverriegelungsklinke 106,
die verwendet wird, um das Parkritzel 108 zu verriegeln,
eine Arretierfeder 110, die die Drehung der Arretierplatte 100 beschränkt, um
die Schaltposition an einer vorbestimmten Schaltposition festzulegen,
und eine Walze 112. Die manuelle Welle 102 dient
als ein erfindungsgemäßes mechanisches
Element.
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Die
Arretierplatte 100 wird durch den Aktuator 42 angetrieben,
um die Schaltpositionen zu ändern.
Die manuelle Welle 102, die Arretierplatte 100, die
Stange 104, die Arretierfeder 110 und die Walze 112 dienen
in Kombination als ein Schaltpositionswechselmechanismus. Der Kodierer 46 erhält einen diskreten
Wert entsprechend dem Betrag, um den sich der Aktuator 42 dreht.
Der Schaltpositionswechselmechanismus funktioniert als eine erfindungsgemäße Schaltpositionswechseleinrichtung
oder Schaltpositionswechseleinheit.
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In
der perspektivischen Ansicht der 2 sind nur
zwei der Vertiefungen, die in der Arretierplatte 100 ausgebildet
sind (eine Vertiefung 124 entspricht P und eine Vertiefung 120 entspricht
einer Stellung aus Nicht-P) gezeigt. Die Arretierplatte 100 weist
jedoch tatsächlich
vier Vertiefungen, die D, N, R und P ent sprechen, auf, wie es in
der vergrößerten Draufsicht
der Arretierplatte 100 der 2 gezeigt ist.
Die Änderung
bzw. der Wechsel der Schaltposition zwischen P und Nicht-P wird
im Folgenden beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Änderung
der Schaltposition zwischen P und Nicht-P beschränkt.
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2 zeigt
den Zustand, in dem die Schaltposition die Nicht-P-Stellung ist.
In diesem Zustand wird die Drehung der Antriebswelle des Fahrzeugs nicht
störend
beeinflusst, da die Parkritzelverriegelungsklinke 106 das
Parkritzel 108 nicht verriegelt. Wenn die manuelle Welle 102 dann
im Uhrzeigersinn in Richtung des Pfeils C gesehen durch den Aktuator 42 gedreht
wird, wird die Stange 104 über die Arretierplatte 100 in
Richtung des Pfeils A der 2 gedrückt, wodurch
die Parkritzelverriegelungsklinke 106 in Richtung des Pfeils
B der 2 durch einen kegelförmigen Abschnitt, der an der
Spitze der Stange 104 vorgesehen ist, aufwärts gestoßen wird.
Da sich die Arretierplatte 100 dreht, steigt die Walze 112 der
Arretierfeder 110, die an einer der vier Vertiefungen,
die an dem oberen Abschnitt der Arretierplatte 100 ausgebildet
sind, d.h. der Vertiefung 120, die Nicht-P entspricht, über einen
Gipfel 122 und bewegt sich in die andere Vertiefung, d.h.
die Vertiefung 124, die P entspricht. Die Walze 112 ist
derart in die Arretierfeder 110 eingepasst, dass sie um
ihre Achse drehen kann. Wenn sich die Arretierplatte 100 dreht,
bis die Walze 112 die Vertiefung 124, die P entspricht,
erreicht, wird die Parkritzelverriegelungsklinke 106 bis zu
einer Position aufwärts
gestoßen,
bei der die Parkritzelverriegelungsklinke 106 in das Parkritzel 108 eingreift.
Somit ist die Antriebswelle des Fahrzeugs mechanisch fixiert, und
die Schaltposition ändert
sich in P.
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In
dem Schaltpositionssteuersystem 10 steuert die SBW-ECU 40 den
Betrag, um den sich der Aktuator 42 dreht, so dass der
Stoß,
der verursacht wird, wenn die Walze 112 der Arretierfeder 112 in eine
Vertiefung nach dem Übersteigen
des Gipfels 122 fällt,
verringert wird, um die Last zu verringern, die auf den Schaltpositionswechselmechanismus einwirkt,
der die Arretierplatte 100, die Arretierfeder 110 und
die manuelle Welle 102 enthält.
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Der
Schaltpositionsmechanismus 48 ist mit einem Notfallfahrzeugimmobilisierungsaktuator 72 versehen,
der einen von dem Fahrer betätigten
Mechanismus aufweist. Mit dem Notfallfahrzeugimmobilisierungsaktuator 72 ist
es möglich,
die Schaltpositionen sogar dann zu ändern, wenn die elektrische
Energiezufuhr zum Schaltpositionssteuersystem 10 aufgrund
einer Fehlfunktion in einem Energieversorgungssystem für das Fahrzeug
ausgeschaltet ist, wenn sich das Fahrzeug im Stillstand befindet.
Der Notfallfahrzeugimmobilisierungsaktuator 72 dient als ein
erfindungsgemäßes Einstellelement.
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Der
Notfallfahrzeugimmobilisierungsaktuator 72 enthält einen
Griff 72A, der von dem Fahrer vorgezogen wird, eine Stange 72B,
die die Kraft, mit der der Griff 72A gegen eine Federkraft
vorgezogen wird, auf eine Platte 72C überträgt, und einen Ansatz 72D, der
an die manuelle Welle 102 gepasst ist und der sich nach
Bedarf im Eingriff mit der Platte 72C befindet, um die
manuelle Welle 102 zu drehen. Wie es in 2 gezeigt
ist, ändert
das Ziehen des Griffes 72A die Schaltposition von Nicht-P
in die Parkstellung P.
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Der
Ansatz 72D steht von der Umfangsfläche der manuellen Welle 102 vor
und weist beispielsweise eine flache Plattengestalt auf. Wie es
in 3 gezeigt ist, wird die Position, bei der der
Ansatz 72D vorgesehen ist, auf der Grundlage der Position,
die der Parkstellung P entspricht, und der Position, die der Nicht-P-Stellung (D in 3)
entspricht, eingestellt. In 3 ist die
Position der Platte 72C, die erreicht wird, wenn die Stange 72B abwärts bis
zum vollständigen
Ausmaß betätigt wird,
als die "Bezugsposition" durch die abwechselnd
lang und kurz gestrichelten Linien gezeigt, und die Position der
Platte 72C, die erreicht wird, wenn die Stange 72B aufwärts in vollem
Ausmaß betätigt wird,
ist als die "Betriebsposition" durch die durchgezogenen
Linien gezeigt. Die Stange 72B ist nicht auf ein lineares
Element begrenzt.
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Wenn
sich die Platte 72C i der Bezugsposition befindet, die
erreicht wird, wenn die Stange 72B abwärts in vollem Ausmaß betätigt wird,
wird die manuelle Welle 102 durch die Antriebskraft des
Aktuators 42 gedreht, und es kann entweder Nicht-P oder P
ausgewählt
werden. Wenn sich die Platte 72C in der Betriebsposition
befindet, die erreicht wird, wenn die Stange 72B aufwärts in vollem
Ausmaß betätigt wird,
wird sogar dann, wenn der Aktuator 42 angesteuert wird,
die Drehung der manuellen Welle 102 durch die Platte 72C beschränkt, und
die Schaltposition kann nicht von P in Nicht-P geändert werden. Wie
es durch den Pfeil P angegeben ist, ändert die Bewegung der Platte 72C von
der Bezugsposition, bei der die Stange 726 in vollem Ausmaß abwärts betätigt wird,
in die Betriebsposition, bei der die Stange 72B in vollem
Ausmaß aufwärts betätigt wird,
die Schaltposition erzwungenermaßen von D zu P. Wenn sich die
Platte 72C in der Betriebsposition befindet, die erreicht
wird, wenn die Stange 72B aufwärts in vollem Ausmaß betätigt wird,
befindet sich der Notfallfahrzeugimmobilisierungsaktuator 72 in
dem Betriebszustand, d.h. der Notfallfahrzeugimmobilisierungsaktuator 72 wurde
von dem Fahrer gezogen.
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Wenn
sich der Notfallfahrzeugimmobilisierungsaktuator 72 in
dem Betriebszustand befindet, wurde der Griff 72A von dem
Fahrer gegen die Federkraft gezogen. Wenn dementsprechend der Fahrer
das Ziehen beendet und den Griff 72A freigibt, wird die
Platte 72C durch die Federkraft in die Bezugsposition bewegt,
und der Notfallfahrzeugimmobilisierungsaktuator befindet sich nicht
länger
in dem Betriebszustand. Die Schaltposition wird jedoch in P aufrechterhalten.
Eine Komponente, die eine Kraft auf die Platte 72C ausübt, ist
nicht auf eine Feder beschränkt.
Eine derartige Kraft kann eine elektrische Kraft, eine elastische
Kraft, die durch eine andere Komponente als eine Feder erzeugt wird,
einen Druck, eine magnetische Kraft, etc. erzeugt werden. Wenn sich
die Platte 72C in der Bezugsposition befindet, können die
Schaltpositionen in gewöhnlicher Weise
geändert
werden. Eine Kraft zum Halten der Schaltposition in P kann ebenfalls
eine Federkraft, eine elektrische Kraft, eine elastische Kraft,
die durch eine andere Komponente als eine Feder erzeugt wird, einen
Druck, eine magnetische Kraft oder ähnliches erzeugt werden.
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Der
Betrieb des so strukturierten Schaltpositionssteuersystems 10 wird
im Folgenden beschrieben. Wenn sich das Fahrzeug im Stillstand befindet, wenn
beispielsweise eine Fehlfunktion in dem Energieversorgungssystem
aufgetreten ist, wenn ein Anzeiger einer Instrumentenkonsole vollständig ausgeschaltet
ist, obwohl der Zündschalter
nicht ausgeschaltet ist, kann das Shift-by-Wire-Schaltpositionssteuersystem 10 die
Schaltposition von Nicht-P in P nicht ändern. In einem Fahrzeug, das
eine elektrische Parkbremse anstatt einer manuellen Parkbremse enthält, kann
die Parkbremse ebenfalls eine Fehlfunktion aufweisen.
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In
einem derartigen Fall zieht der Fahrer den Griff 72A, um
den Notfallfahrzeugimmobilisierungsaktuator 72 in den Betriebszustand
zu bringen, um die Schaltposition von Nicht-P in P zu ändern. Wenn der
Griff 72A gezogen wird, wird die Schaltposition in P geändert, wie
es in 3 gezeigt ist. Wenn der Fahrer den Griff 72A danach
freigibt, wird die Stange 726 durch die Federkraft abwärts bewegt
und die Platte 72C kehrt in die Bezugsposition zurück. Die Schaltposition
wird jedoch bei P aufrechterhalten.
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Wie
es oben beschrieben ist, wird bei dem Schaltpositionssteuersystem 10,
das die Schaltpositionssteuervorrichtung enthält, sogar dann, wenn eine Fehlfunktion
in dem elektrischen System des Fahrzeugs, das mit der "Shift-by-Wire"-Schaltpositionswechselvorrichtung
ausgerüstet
ist, die Schaltposition auf zuverlässige Weise von Nicht-P in
P geändert.
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Wenn
sich der Notfallfahrzeugimmobilisierungsaktuator 72 in
dem Betriebszustand befindet, kann die Schaltposition von Nicht-P
in P geändert und
bei P aufrechterhalten werden. Alternativ kann die Schaltposition
von P in Nicht-P geändert
und bei Nicht-P aufrechterhalten werden.
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4 zeigt
ein Schaltpositionswechselsystem 1000, das eine Schaltpositionswechselvorrichtung
für ein
Automatikgetriebe gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung enthält.
Das Schaltpositionssteuersystem 10, das die Schaltpositionswechselvorrichtung
für ein
Automatikgetriebe gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung enthält, ändert die
Schaltposition von Nicht-P in P als Antwort auf den Betrieb bzw.
eine Operation des Fahrers. Im Gegensatz dazu wird gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung die Schaltposition durch eine elektrische Antriebsenergiequelle
in P geändert.
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Das
Steuersystem 1000, das in 4 gezeigt
ist, weist im Wesentlichen dieselbe Struktur wie das in 1 gezeigte
Schaltpositionssteuersystem 10 auf, mit der Ausnahme jedoch,
dass das Steuersystem 1000 außerdem eine Schaltsystemenergieversorgungsfehlfunktionsbestimmungseinheit 70 enthält. Die Schaltsystemenergieversorgungsfehlfunktionsbestimmungseinheit 70 bestimmt,
ob eine Fehlfunktion in einer Energieversorgung für ein Schaltsystem
aufgetreten ist und überträgt, wenn
sie bestimmt, dass ein Fehlfunktion aufgetreten ist, ein Signal,
das das Auftreten einer Fehlfunktion angibt, an die SBW-ECU 40.
Das Schaltpositionssteuersystem 1000 enthält das Schaltpositionssteuersystem 10 und
bestimmt, ob eine Fehlfunktion in der Energieversorgung, die dem
Schaltpositionssteuermechanismus 48 elektrische Energie
zuführt,
aufgetreten ist. Wie es oben beschrieben ist, wird das Schaltpositionssteuer system 10 betätigt, indem
ihm elektrische Energie von der Hilfsbatterie zugeführt wird.
Ein Stromsensor (nicht gezeigt) ist an einer elektrischen Energieversorgungsleitung
vorgesehen, durch die elektrische Energie dem Schaltpositionssteuermechanismus 48 zugeführt wird,
um einen Stromwert zu überwachen, wodurch
bestimmt wird, ob eine Fehlfunktion in der Energieversorgung aufgetreten
ist.
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Das
Schaltpositionssteuersystem 1000, das in 4 gezeigt
ist, ist mit einem Notfallfahrzeugimmobilisierungsaktuator 720 versehen,
der entsprechend der später
beschriebenen Routine, die von der SBW-ECU 40 ausgeführt wird,
gesteuert wird, wenn die Schaltsystemenergieversorgungsfehlfunktionsbestimmungseinheit 70 eine
Fehlfunktion in der Energieversorgung erfasst. Der Notfallfahrzeugimmobilisierungsaktuator 720 wird
nicht durch die Kraft, die durch den Fahrer ausgeübt wird,
sondern durch einen Motor, der durch eine elektrische Energieversorgungsschaltung,
die von der elektrischen Energieversorgungsschaltung (Hilfsbatterie)
des Aktuators 42 getrennt ist, angesteuert wird, angetrieben.
Alternativ kann der Notfallfahrzeugimmobilisierungsaktuator 720 durch
einen Druck wie z. B. einen pneumatischen oder hydraulischen Druck,
der von einer Druckquelle (beispielsweise einer Pumpe) zugeführt wird,
die durch eine elektrische Energieversorgungsschaltung angetrieben
wird, die von der elektrischen Energieversorgungsschaltung (Hilfsbatterie)
des Aktuators 42 getrennt ist, angetrieben werden.
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D.
h., der Notfallfahrzeugimmobilisierungsaktuator 72 platziert
die manuelle Welle 102, die verwendet wird, um die Schaltposition
auszuwählen,
in eine vorbestimmte Drehposition. Der Notfallfahrzeugimmobilisierungsaktuator 720 platziert
beispielsweise die manuelle Welle 102 in eine vorbestimmte Drehposition
derart, dass die Schaltposition von Nicht-P in P geändert und
dort aufrechterhalten wird, oder die Schaltposition von P in Nicht-P
geändert
und dort aufrechterhalten wird. Die Art der Antriebsenergiequelle
zum Ändern
der Schaltpositionen und zum Aufrechthalten der Schaltposition sind
nicht auf die elektrischen Energieversorgungsquellen und mechanischen
Energieversorgungsquellen (pneumatischer Druck, hydraulischer Druck,
Feder, magnetische Kraft, etc.) beschränkt, so lange wie die Energieversorgungsquelle
von der Antriebsenergiequelle (Hilfsbatterie) für den Aktuator 42 getrennt
ist.
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Genauer
gesagt weist der Notfallfahrzeugimmobilisierungsaktuator 720 die
in 5 gezeigte Struktur auf. In der folgenden Beschreibung
ist die Antriebsenergiequelle für
den Noffallfahrzeugimmobilisierungsaktuator 720 ein Elektromotor,
und die elektrische Energieversorgungsschaltung für den Elektromotor
ist von der elektrischen Energieversorgungsschaltung (Hilfsbatterie)
für den
Aktuator 42 getrennt.
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Der
Noffallfahrzeugimmobilisierungsaktuator 720 enthält einen
Elektromotor 720A, die Stange 72B, die die Antriebskraft,
die durch den Elektromotor 720A erzeugt wird, auf die Platte 72C überträgt, und
den Ansatz 72D, der an die manuelle Welle 102 gepasst
ist und nach Bedarf in die Platte 72C eingreift, um die
manuelle Welle 102 zu drehen. Der Elektromotor 720A bewegt
graduell den Noffallfahrzeugimmobilisierungsaktuator 720 aufwärts in Richtung
des Pfeils P, in der die Schaltposition in P geändert wird, oder bewegt den
Notfallfahrzeugimmobilisierungsaktuator 720 abwärts in Richtung
des Pfeils Nicht-P, in der die Schaltposition in Nicht-P geändert wird.
Der Elektromotor 720A erzeugt die Antriebskraft, die verwendet
wird, um den Notfallfahrzeugimmobilisierungsaktuator 720 anzutreiben,
anstelle der Betätigungskraft,
die durch den Fahrer ausgeübt wird.
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Gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung wird ebenfalls, wenn der Elektromotor 720A nicht
betrieben wird, die Platte 72C durch die Federkraft an
der Bezugsposition gehalten, und der Noffallfahrzeugimmobilisierungsaktuator 720 befindet
sich nicht länger
im Betriebszustand.
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Die
Routine, die durch die SBW-ECU 40 der 4 ausgeführt wird,
wird mit Bezug auf 6 beschrieben. Die Routine wird
periodisch zu vorbestimmten Zeitintervallen ausgeführt.
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Im
Schritt (im Folgenden auch einfach als "S" bezeichnet)
S100 überwacht
die SBW-ECU 40 die elektrische Energieversorgung in dem
Schaltsystem unter Verwendung einer Schaltsystemenergieversorgungsfehlfunktionsbestimmungseinheit.
D.h. die SBW-ECU 40 überwacht, ob
die elektrische Energie richtig dem Schaltpositionssteuermechanismus 48 des
Schaltpositionssteuersystems 10 zugeführt wird.
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Im
Schritt S200 bestimmt die SBW-ECU 40, ob eine Fehlfunktion
in der elektrischen Energieversorgung in dem Schaltsystem vorliegt.
Wenn bestimmt wird, dass eine Fehlfunktion in der elektrischen Energieversorgung
in dem Schaltsystem vorliegt ("JA" in S200), wird der
Schritt S300 ausgeführt. Wenn
andererseits bestimmt wird, dass keine Fehlfunktion vorliegt ("NEIN" in S200), wird die
Routine beendet.
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In
Schritt S300 bestimmt die SBW-ECU 40, ob die aktuelle Schaltposition
Nicht-P ist. Die Bestimmung erfolgt auf der Grundlage eines Signals
von dem Schaltpositionssensor. Wenn bestimmt wird, dass die Schaltposition
Nicht-P ist ("JA" in S300), wird der
Schritt S400 ausgeführt.
Wenn andererseits bestimmt wird, dass die Schaltposition P ist ("NEIN" in S300), wird die
Routine beendet.
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Im
Schritt S400 erfasst die SBW-ECU 40 die Fahrzeuggeschwindigkeit
V. Im Schritt S500 bestimmt die SBW-ECU 40, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit
V gleich oder kleiner als der Schwellenwert V(TH) ist. Der Schwellenwert
V(TH) wird beispielsweise auf einen Wert eingestellt, der nahe bei
Null liegt. Wenn bestimmt wird, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit
V gleich oder kleiner als der Schwellenwert V(TH) ist ("JA" in S500), wird der
Schritt S600 ausgeführt.
Wenn andererseits bestimmt wird, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit
V größer als
der Schwellenwert V(TH) ist ("NEIN" in S500), wird die Routine
beendet.
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In
Schritt S600 gibt die SBW-ECU 40 eine Betriebsanweisung
an den Notfallfahrzeugimmobilisierungsaktuator 720 aus.
Danach wird, wie es in 5 gezeigt ist, die Stange 72B aufwärts bewegt, und
die Platte 72C wird von der Bezugsposition aufwärts in die
Betriebsposition bewegt. Zu diesem Zeitpunkt greift die Platte 72C,
die in 3 gezeigt ist, in den Ansatz 72D, der
durch die abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie gezeigt ist,
ein und dreht die manuelle Welle 102 in Richtung des Pfeils
P (Uhrzeigersinn), bis der Ansatz 72D die Position erreicht,
die durch die durchgezogene Linie angegeben ist.
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Der
Betrieb des Schaltpositionssteuersystems 1000, das die
oben beschriebene Struktur aufweist und die oben beschriebene Routine
ausführt, wird
im Folgenden beschrieben.
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Die
elektrische Energieversorgung in dem Schaltsystem wird überwacht
(S100). Wenn bestimmt wird, dass eine Fehlfunktion aufgetreten ist ("JA" in S200), sich die
Schaltposition in Nicht-P befindet ("JA" in
S300) und sich das Fahrzeug im Stillstand befindet ("JA" in S500), wird der
Notfallfahrzeugimmobilisierungsaktuator 720 betätigt (S600).
Zu diesem Zeitpunkt wird der Notfallfahrzeugimmobilisierungsaktuator 720 betrieben,
um die Schaltposition von Nicht-P in P zu ändern. D.h., der Elektromotor 720A wird
derart gesteuert, dass die Stange 72B aufwärts bewegt
wird.
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Mit
dem Schaltpositionssteuersystem 1000, das die Schaltpositionssteuervorrichtung
enthält, wird
sogar dann, wenn eine Fehlfunktion in dem elektrischen System (der
Hilfsbatterie) des Aktuators 42 aufgetreten ist, der die
manuelle Welle 102 in dem Fahrzeug dreht, das die Shift-by-Wire-Schaltpositionswechselvorrichtung
enthält,
die Schaltposition auf zuverlässige
Weise von Nicht-P in P geändert.
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Im
Folgenden wird ein modifiziertes Beispiel der zweiten Ausführungsform
der Erfindung beschrieben.
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Gemäß dem modifizierten
Beispiel der zweiten Ausführungsform
der Erfindung werden die folgenden Schritte zusätzlich zu den Schritten der
in der 6 gezeigten Routine ausgeführt. Wenn bestimmt wird, dass
die Fehlfunktion in der elektrischen Energieversorgung in dem Schaltsystem
korrigiert ist und nicht länger
vorhanden ist, nachdem der Schritt S600 beendet ist ("NEIN" in S200), gibt die
SBW-ECU 40 eine Betriebsanweisung an den Noffallfahrzeugimmobilisierungsaktuator 720 (eine
Betriebsanweisung zum Bewegen der Platte 72C von der Betriebsposition
in die Bezugsposition) aus. Zu diesem Zeitpunkt wird, wie es in 3 gezeigt,
die Stange 72B in der Richtung entgegengesetzt zur Richtung
des Pfeils P bewegt, und die Platte 72C kehrt von der Betriebsposition
abwärts
in die Bezugsposition zurück.
Zu diesem Zeitpunkt dreht die Platte 72C die manuelle Welle 102 nicht,
da die Platte 72C in den Ansatz 72D eingreift.
Es kann jedoch entweder Nicht-P oder P durch Drehen der manuellen
Welle 102 unter Verwendung des Aktuators 42 ausgewählt werden.
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Das
Schaltpositionssteuersystem 1000 gemäß dem modifizierten Beispiel
der zweiten Ausführungsform
der Erfindung kann derart aufgebaut sein, dass eine Federkraft nicht
notwendig ist.
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Wenn
bestimmt wird, dass eine Fehlfunktion in der elektrischen Energieversorgung
in dem Schaltsystem vorhanden ist ("JA" in
S200), und wenn bestimmt wird, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit
größer als
der Schwellenwert V(TH) ist ("NEIN" in S500), betätigt die
SBW-ECU 40 den Notfallfahrzeugimmobilisierungsaktuator 720,
um die Platte 72C von der Betriebsposition abwärts in die
Bezugsposition zu bewegen. D.h. die Platte 72C wird in
der Bezugsposition gehalten. Somit wird sogar dann, wenn es unmöglich wird,
die manuelle Welle 102 unter Verwendung des Aktuators 42 zu
drehen, während
sich das Fahrzeug bewegt, die Platte 72C in der Bezugsposition
gehalten.
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In
dem modifizierten Beispiel ist die Antriebskraft, die verwendet
wird, um die Platte 72C in der Bezugsposition zu halten,
nicht auf die Kraft begrenzt, die durch den Elektromotor erzeugt
wird. Eine derartige Antriebskraft kann eine mechanisch ausgeübte Kraft,
ein Druck, wie z. B. ein pneumatischer oder ein hydraulischer Druck,
eine magnetische Kraft oder eine Federkraft wie in der ersten Ausführungsform
der Erfindung sein.
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7 zeigt
eine dritte Ausführungsform
der Erfindung. Die dritte Ausführungsform
der Erfindung kann entweder für
den Notfallfahrzeugimmobilisierungsaktuator 72 gemäß der ersten
Ausführungsform der
Erfindung oder den Notfallfahrzeugimmobilisierungsaktuator 720 gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung verwendet werden. Gemäß der dritten Ausführungsform
der Erfindung wird die Antriebskraft, die durch den Fahrer ausgeübt wird,
oder die Antriebskraft, die durch den Elektromotor erzeugt wird,
verwendet, um ein bogenförmiges
Element 1720B, das derart angeordnet ist, dass es teilweise die
manuelle Welle 102 umgibt, um die Achse der manuellen Welle 102 von
der Position, die D entspricht, in die Position, die P entspricht,
zu drehen.
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In
der Bezugsposition, die erreicht wird, wenn das bogenförmige Element 1720B entgegen dem
Uhrzeigersinn in vollem Ausmaß gedreht
wird, kann entweder Nicht-P oder P durch Drehen der manuellen Welle 102 unter
Verwendung der Antriebskraft des Aktuators 42 ausgewählt werden.
In der Betriebs position, die erreicht wird, wenn das bogenförmige Element 1720B im
Uhrzeigersinn in vollem Ausmaß gedreht
wird, ist die Drehung der manuellen Welle 102 sogar dann
begrenzt, wenn der Aktuator 42 angetrieben wird, und die
Schaltposition kann nicht von P in Nicht-P geändert werden.
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Wenn
das bogenförmige
Element 1720B im Uhrzeigersinn (die Richtung des Pfeils
P) gedreht wird, wird die Schaltposition erzwungenermaßen von D
in P geändert.
Ein Ansatz 1720D steht von der Umfangsfläche der
manuellen Welle 102 vor und weist eine flache Plattengestalt
auf. Wie es in 5 gezeigt ist, wird die Position,
bei der der Ansatz 1720D vorgesehen ist, auf der Grundlage
der Position, die P entspricht, und der Position, die Nicht-P (D
in 7) entspricht, bestimmt.
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Wenn
eine Fehlfunktion aufgetreten ist, ändert das bogenförmige Element 17208,
das als ein Aktuator dient, die Schaltposition von Nicht-P in P
als Antwort auf die Operation des Fahrers wie in der ersten Ausführungsform
der Erfindung, oder unter Verwendung des Elektromotors wie in der
zweiten Ausführungsform
der Erfindung.
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Die
Schaltpositionswechselvorrichtung gemäß der Erfindung kann für irgendein
Automatikgetriebe, das eine Schaltsteuerung ausführt, bei der der Gang entsprechend
der Schaltposition, die von dem Fahrer ausgewählt wird, verwendet wird, oder
ein Automatikgetriebe, das eine Gangbereichssteuerung ausführt, bei
der der Gang entsprechend der Schaltposition, die von dem Fahrer
ausgewählt
wird, und die Gänge,
die kleiner als der ausgewählte
Gang sind, verwendet werden, verwendet werden.
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Während die
Erfindung mit Bezug auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, ist
es selbstverständlich,
dass die Erfindung nicht auf die beispielhaften Ausführungsformen
oder Konstruktionen beschränkt
ist. Im Gegensatz deckt die Erfindung ebenfalls verschiedene Modifikationen
und äquivalente
Anordnungen ab. Während
die verschiedenen Elemente der beispielhaften Ausführungsformen
in verschiedenen Kombinationen und Konfigurationen gezeigt sind,
die nur beispielhaft sind, liegen andere Kombinationen und Konfigurationen
einschließlich
mehr, weniger oder nur einem einzelnen Element e benfalls innerhalb
des Bereiches der Erfindung, der durch die Ansprüche der Erfindung angegeben
ist.