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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein leitungsgebundenes Schaltsystem
(shift by wire Schaltsystem), das einen Schaltbereich eines automatischen
Getriebes eines Fahrzeugs umschaltet.
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In
vergangenen Jahren wurden in dem Gebiet der Fahrzeugsteuerungstechnik
vermehrt leitungsgebundene Systeme eingesetzt. Allgemein steuert
ein leitungsgebundenes System elektronisch ein elektrisches Stellglied,
das einen entsprechenden Betriebszustand des Fahrzeugs ausgehend
von einem Befehl eines Fahrzeuginsassen umschaltet. Zum Beispiel
ist ein leitungsgebundenes Schaltsystem bekannt, das einen Schaltbereich
eines automatischen Getriebes des Fahrzeugs ausgehend von einem
Befehl des Fahrzeuginsassen umschaltet (siehe zum Beispiel ungeprüfte
japanische Patentveröffentlichung
Nr. 2001-271917 und
japanische
ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2004-513307 ,
die dem
US-Patent 6752036 entspricht).
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Es
ist erforderlich, ein sicheres Parken des Fahrzeugs und ein Abschleppen
des Fahrzeugs zu einer Zeit sicherzustellen, bei der in dem Fahrzeug eine
Abnormalität auftritt. In dem Fall des vorhandenen Fahrzeugs
kann das Fahrzeug durch das Umschalten des Schaltbereichs des automatischen
Getriebes auf den P-Bereich oder durch den Einsatz einer Parkbremse
geparkt werden. Darüber hinaus kann das Fahrzeug einfach
durch das Umschalten des Schaltbereichs des automatischen Getriebes von
dem P-Bereich zu einem anderen Bereich abgeschleppt werden.
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In
dem Fall des Fahrzeugs, das ein leitungsgebundenes Schaltsystem
aufweist, wird der Schaltbereich des automatischen Getriebes elektrisch
umgeschaltet. Deswegen wird es schwierig, den Schaltbereich des
automatischen Getriebes zu umschalten, wenn zum Beispiel eine Anomalität
einer Elektrischen Energiequelle oder eines elektrischen Energieversorgungssystems
auftritt (zum Beispiel eine Erschöpfung der Batterie, ein
Bruch einer Leitung). Darüber hinaus wurde in den vergangenen
Jahren die Parkbremse ebenfalls elektronisch betätigt.
Somit kann es vorkommen, dass ein sicheres Parken des Fahrzeugs
nicht möglich ist, wenn die Anomalität der elektrischen
Energiequelle oder dem Zufuhrsystem der elektrischen Energie auftritt.
Wenn darüber hinaus der Schaltbereich in den P-Bereich
umgeschaltet ist, kann das Freigeben des P-Bereichs möglicherweise
schwierig werden, und dabei das Abschleppen des Fahrzeugs ebenfalls
schwierig werden.
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Somit
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein leitungsgebundenes
Schaltsystem bereitzustellen, das ein sicheres Parken des Fahrzeugs und
ein leichtes Ändern der Position des Fahrzeugs sogar ermöglicht,
wenn eine Anomalität in einer elektrischen Energiequelle
oder einem elektrischen Energieversorgungssystem des Fahrzeugs auftritt.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird durch ein leitungsgebundenes Schaltsystem
nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen
werden gemäß der abhängigen Ansprüche
ausgeführt.
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Gemäß der
Erfindung ist ein leitungsgebundenes Schaltsystem bereitgestellt,
das ein automatisches Getriebe, eine Bereichspositionsumschalteinrichtung,
eine Bereichssteuerungseinrichtung, einen Kondensator und eine manuelle
P-Bereich-Freigabeeinrichtung hat. Das automatische Getriebe gibt
ein von einer Antriebskraftquelle empfangenes Moment auf eine Änderung
einer Drehzahl hin ab. Die Bereichspositionsumschalteinrichtung
dient zum Umschalten eines Schaltbereichs des automatischen Getriebes
in einen Bereich einer Vielzahl von Bereichen. Darunter befinden
sich ein P-Bereich, ein R-Bereich, ein N-Bereich und ein D-Bereich.
Die Bereichspositionsumschalteinrichtung wird durch einen Elektromotor
angetrieben. Die Bereichssteuerungseinrichtung dient zum Steuern
einer elektrischen Energie, die von einer elektrischen Energiequelle
zu dem Elektromotor zugeführt wird, und dient zum Steuern
des Schaltbereichs des automatischen Getriebes in einem der Vielzahl
von Bereichen. Der Kondensator speichert eine elektrische Energie,
die zu der Bereichspositionsumschalteinrichtung und der Bereichssteuerungseinrichtung
zuzuführen ist. Die manuelle P-Bereich-Freigabeeinrichtung
dient zum Umschalten des Schaltbereichs des automatischen Getriebes
von dem P-Bereich zu einem anderen der Vielzahl von Bereichen ohne
eine Antriebskraft des elektrischen Motors zu verwenden.
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Die
Erfindung wird zusammen mit zusätzlichen Aufgaben, Merkmalen
und Vorteilen am besten aus der folgenden Beschreibung, den anhängenden Ansprüchen
und den begleitenden Zeichnungen verstanden, in denen:
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1 ein
Blockdiagramm ist, das eine Struktur eines Fahrzeugsteuerungssystems
zeigt, in dem eine leitungsgebundene Schaltvorrichtung gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet ist;
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2 eine
Querschnittsansicht entlang einer Linie II-II in 4 ist;
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3 eine
schematische Zeichnung ist, die einen Übertragungsmechanismus
des Fahrzeugsteuerungssystems zeigt, in dem die leitungsgebundene
Schaltvorrichtung der Ausführungsform eingesetzt ist;
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4 eine
schematische Zeichnung ist, die ein Stellglied der leitungsgebundenen
Schaltvorrichtung der Ausführungsform zeigt;
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5 eine
schematische Zeichnung ist, die das Stellglied der leitungsgebundenen
Schaltvorrichtung der Ausführungsform zeigt, in dem eine
Stange in einer Ausgangsposition ist, und ein Schaltbereich sich
in einem P-Bereich befindet;
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6 eine
schematische Zeichnung ist, die das Stellglied der leitungsgebundenen
Schaltvorrichtung der Ausführungsform zeigt, in der die
Stange sich in der Ausgangsposition befindet, und der Schaltbereich
sich in einem D-Bereich befindet; und
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7 eine
schematische Zeichnung ist, die das Stellglied der leitungsgebundenen
Schaltvorrichtung der Ausführungsform zeigt, in dem die
Stange sich nicht in der Ausgangsposition befindet, und der Schaltbereich
sich in einem N-Bereich befindet.
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Eine
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug
auf die anhängenden Zeichnungen beschrieben. In der folgenden
Beschreibung wird eine elektronische Steuereinheit als ECU abgekürzt.
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1 zeigt
ein Fahrzeugsteuerungssystem 10, in das eine leitungsgebundene
Schaltvorrichtung gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eingebaut ist. Zum Beispiel hat das Fahrzeugsteuerungssystem 10,
das zum Beispiel in einem vierrädrigen Fahrzeug eingesetzt
ist, eine automatische Getriebesteuerung 20, eine leitungsgebundene (shift
by wire) Schaltvorrichtung 30 (im Folgenden als SBW-Vorrichtung
bezeichnet), eine Leistungsquellensteuerung 40, eine integrierte
ECU 11 und eine P-Bereich-Freigabeanordnung 50.
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Die
automatische Getriebesteuerung 20, die SBW-Vorrichtung 30 und
die Leistungsquellensteuerung 40 weisen eine AT-ECU 21,
eine SBW-ECU 31 bzw. eine PU-ECU 41 auf. Sowohl
die integrierte ECU 11, die AT-ECU 21, die SBW-ECU 31 und
die PU-ECU 41 sind elektronische Vorrichtungen, die einen
Mikrocomputer als Hauptbauteil haben. Die integrierte ECU 11,
die AT-ECU 21, die SBW-ECU 31 und die PU-ECU 41 sind
elektrisch oder optisch durch elektrisch leitende Leitungen innerhalb
des Fahrzeugs miteinander verbunden. Die integrierte ECU 11,
die AT-ECU 21, die SBW-ECU 31 und die PU-ECU 41 sind
ebenfalls elektrisch mit einer Batterie 12 verbunden (die
als Elektrischen Energiequelle des Fahrzeugs dient), und werden
somit durch die Batterie 12 über ein Zufuhrsystem 13 elektrischen Stroms
elektrisch versorgt. Die integrierte ECU 11 steuert das
gesamte Fahrzeugsteuerungssystem 10 in Zusammenarbeit mit
der AT-ECU 21, der SBW-ECU 31 und der PU-ECU 41.
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Die
Steuerung 20 des automatischen Getriebes treibt ein automatisches
Getriebe 60 des Fahrzeugs hydraulisch an. Die Steuerung 20 des
automatischen Getriebes hat einen Hydraulikkreis 61, der
einen Schaltbereich und einen Gangzustand des automatischen Getriebes 60 umschaltet.
Die Bereiche des automatischen Getriebes 60 haben einen
D-Bereich (einen Bereich zum Fahren nach vorwärts), einen
R-Bereich (einen Bereich zum Fahren nach rückwärts),
einen P-Bereich (einen Parkbereich) und einen N-Bereich (einen neutralen
Bereich). Der D-Bereich und der R-Bereich werden gemeinsam als Laufbereiche
bezeichnet, und der P-Bereich und der N-Bereich werden gemeinsam
als Nichtlauf-Bereiche bezeichnet. Das manuelle Ventil 62 ist
verschiebbar, um den Hydraulikkreis 61 zu schalten. Wenn
das manuelle Ventil 62 betätigt ist, um den Hydraulikkreis 61 zu
schalten, wird das automatische Getriebe 60 auf einen entsprechenden
der zuvor erwähnten Schaltbereiche eingestellt. Das automatische
Getriebe 60 hat Reibeingriffselemente, die jeweils in einem
Eingreifzustand oder einem Nicht-Eingreifzustand in einem entsprechenden
der Schaltbereiche und/oder der Gangzustände gebracht ist.
Auf diese Weise sind die entsprechenden Reibeingriffselemente durch
den Hydraulikdruck in dem Eingreifzustand oder dem Zustand außer
Eingriff gebracht, der von entsprechenden Solenoidventilen 63 geliefert
wird.
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Die
AT-ECU 21 ist elektrisch mit elektronischen Elementen wie
zum Beispiel den Solenoidventilen 63 des Hydraulikkreises 61 verbunden.
Auf diese Weise steuert die AT-ECU 21 den Ausgangshydraulikdruck
von jedem Solenoidventil 63 elektronisch. Wenn die AT-ECU 21 den
Ausgangshydraulikdruck des entsprechenden Solenoidventils (der entsprechenden
Solenoidventile) 63 steuert, ist jedes Reibeingriffselement
des automatischen Getriebes in dem Eingriffszustand oder dem Zustand
außer Eingriff gebracht. Darüber hinaus ist in
der vorliegenden Ausführungsform die AT-ECU 21 ebenfalls
elektrisch mit einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 22 verbunden,
der eine Fahrgeschwindigkeit (Fahrzeuggeschwindigkeit) des Fahrzeugs
ausgehend von einer Drehzahl (U/min) einer Abtriebswelle des automatischen
Getriebes 60 misst. Die AT-ECU 21 bestimmt die
Fahrzeuggeschwindigkeit ausgehend von einem Messsignal, das von
dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 22 empfangen wird, und
steuert die entsprechenden Solenoidventile 63 ausgehend
von der bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit.
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Die
SBW-Vorrichtung 30 hat ein Stellglied 32, das
das manuelle Ventil 62 des automatischen Getriebes 60 antreibt.
Das Stellglied 32, das elektromagnetisch betätigt
wird, weist einen Motor 33 und einen Impulsgeber 34 auf.
Die SBW-ECU 31 gibt ein Antriebssignal zu dem Motor 33 aus.
Dann wird der Motor 33 ausgehend von dem Antriebssignal
gedreht, das von der SBW-ECU 31 geliefert wird. Die Drehbewegung
des Motors 33 wird zu der in 2 dargestellten
Geschwindigkeitsreduktionseinrichtung 35 übertragen,
in der die Drehzahl der Drehbewegung reduziert wird, und danach
zu einem Übertragungsmechanismus 70 übertragen,
der in 3 gezeigt ist. Der Übertragungsmechanismus 70 überträgt
die Antriebskraft, die von dem Motor 33 empfangen wird,
zu dem manuellen Ventil 62. Das Stellglied 32 der
SBW-Vorrichtung 30 dient als Bereichspositionsumschalteinrichtung
der vorliegenden Erfindung. Die SBW-ECU 31 der SBW-Vorrichtung 30 dient
als Bereichssteuerungseinrichtung der vorliegenden Erfindung.
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Wie
aus 1 und 2 ersichtlich ist, ist der Motor 33 des
Stellglieds 32 ein bürstenloser Motor. Entsprechend
liefert die SBW-ECU 31 elektrische Energie in einem vorbestimmten
Energisierungsmuster zu dem Motor 33. Da der bürstenlose
Motor als Motor 33 des Stellglieds 32 eingesetzt
ist, wird folglich das Stellglied 32 nicht betätigt
werden, solange das Stellglied nicht durch die SBW-ECU 31 gesteuert wird.
Somit wird das Stellglied 32 nicht angetrieben, das den
Motor 33 aufweist, sogar, wenn zum Beispiel das Stellglied 33 und
die Batterie 12 direkt miteinander verbunden sind. Als
Ergebnis kann zum Beispiel in einem Zustand, in dem der Schaltbereich
des automatischen Getriebes 60 sich in dem P-Bereich wegen
das Parkens des Fahrzeugs befindet, der Schaltbereich des automatischen
Getriebes 60 nicht auf einen anderen Bereich umgeschaltet
werden, der nicht der P-Bereich ist, sogar, wenn das Stellglied 32 und die
Batterie 12 direkt miteinander verbunden sind. Es ist somit
möglich, eine Antidiebstahlfunktion und damit eine verbesserte
Sicherheit für das Fahrzeug bereitzustellen.
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Wie
aus 3 ersichtlich ist, hat der Übertragungsmechanismus 70 eine
Antriebswelle 71, eine Rastplatte 72 und eine
Rolle 73. Die Antriebswelle 71 ist mit dem Stellglied 32 verbunden
und wird durch das Stellglied 32 gedreht. Die Rastplatte 72 erstreckt sich
von der Antriebswelle 71 radial nach außen und wird
durch die Antriebswelle 71 gehalten, um zusammen mit der
Antriebswelle 71 zu drehen. Auf diese Weise wird die Rastplatte 72 durch
das Stellglied 32 gedreht. Die Rastplatte 72 weist
einen Stift auf, der parallel zu der Antriebswelle 71 vorspringt.
Der Stift 74 ist mit dem manuellen Ventil 62 verbunden.
Als Ergebnis wird das manuelle Ventil 62 in der axialen Richtung
hin und her bewegt, wenn die Rastplatte 72 zusammen mit
der Antriebswelle 71 gedreht wird. Deswegen überträgt
der Übertragungsmechanismus 70 die drehende Antriebskraft
des Stellglieds 32 in eine lineare Bewegung und überträgt
die lineare Bewegung zu dem manuellen Ventil 62.
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Die
Rastplatte 72 weist eine Vielzahl von Aussparungen 721 an
ihrem radial äußeren Endabschnitt auf, der in
der radialen Richtung der Antriebswelle 71 gegenüberliegt.
Die Aussparungen 721 sind mit den unterschiedlichen Schaltbereichen des
automatischen Getriebes 60 entsprechend zugeordnet. Die
Rolle 73 ist bei einem fernen Endabschnitt einer Blattfeder 75 gelagert.
Wenn die Rolle 73 mit einer der Aussparungen 721 der
Rastplatte 72 in Eingriff ist, wird die axiale Position
des manuellen Ventils 62 bestimmt. Wenn durch die Antriebswelle 71 eine
Drehkraft auf die Rastplatte 72 aufgebracht wird, wird
die Rolle 73 zu einer anderen angrenzenden der Aussparungen 721 bewegt.
Entsprechend wird die axiale Position des manuellen Ventils 62 umgeschaltet,
und dabei der Schaltbereich des automatischen Getriebes 60 umgeschaltet,
wenn die Antriebswelle 71 durch das Stellglied 32 gedreht wird.
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Wie
aus 3 ersichtlich ist, weist das automatische Getriebe 60 eine
Parksperranordnung 610 auf. Die Parksperranordnung 610 begrenzt
die Drehung der Antriebswelle des automatischen Getriebes 60 durch
das in Eingriff Bringen einer Klaue 614 eines Sperrarms 613 mit
einer der Aussparungen 612, die in einem äußeren
Umfangsabschnitts eines Parkrads 611 ausgebildet sind.
Eine Stange 615 der Parksperranordnung 610 ist
allgemein L-förmig ausgebildet. Ein Ende der Stange 615 ist
an der Rastplatte 72 befestigt, und das andere Ende der
Stange 615 ist an einem konischen Kopf 616 befestigt,
der in einer schrägen Kegelform ausgebildet ist. Eine Feder 617 drängt
den konischen Kopf 616 gegen den Sperrarm 613 auf
eine Weise, die eine axiale Hin- und Herbewegung des konischen Kopfs 616 ermöglicht.
Wenn der konische Kopf 616 aufgrund der Drehung der Rastplatte 72 axial
hin und her bewegt wird, treibt der konische Kopf 616 den
Sperrarm 613 in 3 in die vertikale Richtung.
Wenn die Rastplatte 72 auf einen vorbestimmten Winkel gedreht
wird, in dem die Aussparungen 721 der Rastplatte 72,
die dem P-Bereich entspricht, mit der Rolle 73 in Eingriff
gerät, wird das manuelle Ventil 62 zu einer P-Bereichsposition
verschoben, und der konische Kopf 616 drängt den Sperrarm 613 derart,
dass die Klaue 614 des Speerarms 613 sich mit
der Aussparung 612 des Parkrads 611 paart. Als
Ergebnis ist die Drehung der Abtriebswelle des automatischen Getriebes 60 mechanisch begrenzt,
und dabei das automatische Getriebe in dem P-Bereich angeordnet.
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Wie
aus 1 ersichtlich ist, hat die SBW-Vorrichtung 30 einen
Kondensator 36. Der Kondensator 36 ist zwischen
der Batterie 12 (der Elektrischen Energiequelle) und der
SBW-ECU 31 angeordnet. Der Kondensator 36 speichert
einen von der Batterie 12 gelieferten elektrischen Strom.
Der Kondensator 36 kann lediglich der SBW-Vorrichtung 30 zugeordnet
sein, wie es in dieser Ausführungsform der Fall ist, oder
kann alternativ ebenso mit einem anderen System geteilt werden.
Zum Beispiel kann der Kondensator der elektrischen Bremsvorrichtung
mit der SBW-Vorrichtung 30 als Kondensator 36 geteilt werden,
in einem Fall, in dem das Fahrzeugsteuerungssystem 10 eine
elektrische Bremsvorrichtung hat, die einen Kondensator (nicht gezeigt)
aufweist. Darüber hinaus kann der Kondensator 36 in
einer beliebigen Position vorgesehen sein, solange er in der Lage
ist, den von der Batterie 12 gelieferten elektrischen Strom
zu speichern, und in der Lage ist, den gespeicherten elektrischen
Strom zu der SBW-ECU 31 und dem Stellglied 32 zuzuführen.
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Ein
Neutral-Schalter 37 erfasst den tatsächlichen
Schaltbereich des automatischen Getriebes 60. Der Neutral-Schalter 37 erfasst
die Position des manuellen Ventils 62. Der Neutral-Schalter 37 bestimmt die
Position des manuellen Ventils 62 unter der P-Bereichsposition,
der R-Bereichsposition, der N-Bereichsposition und der D-Bereichsposition.
Dann gibt der Neutral-Schalter 37 die bestimmte Position
des manuellen Ventils 62 in Form eines elektrischen Signals
zu der SBW-ECU 31 aus.
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Die
SBW-ECU 31 ist elektrisch mit dem Motor 33, dem
Impulsgeber 34, dem Neutral-Schalter 37 und einem
Bereichswähler 80 (der als Fahrzeugbereichseingabeeinrichtung
dient) verbunden. Ein Insasse (Fahrer) des Fahrzeugs gibt einen
gewünschten Schaltbereich durch den Bereichswähler 80 ein. Zum
Beispiel kann der Impulsgeber 34 ein drehender Impulsgeber
sein. Der Impulsgeber 34 gibt Impulssignale ausgehend von
dem Drehwinkel des Motors 33 aus, und die SBW-ECU 31 zählt
diese Impulssignale, um den Drehwinkel des Motors 33 zu
bestimmen. Die SBW-ECU 31 führt eine Regelung
durch, um den Motor 33 ausgehend von dem Drehwinkel des
Motors 33 anzutreiben. Wie oben beschrieben wurde, variiert der
Schaltbereich des automatischen Getriebes 60 abhängig
von dem Drehwinkel des Motors 33. Entsprechend bezeichnet
der Drehwinkel des Motors 33, der durch das Zählen
der Impulssignale des Impulsgebers 34 bestimmt wird, indirekt
den Schaltbereich, der durch das automatische Getriebe 60 erhalten wird.
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In
dieser Ausführungsform weist der Bereichswähler 80 einen
D-Bereichsschalter 81, einen R-Bereichsschalter 82,
einen P-Bereichsschalter 83 und einen N-Bereichsschalter 84 auf.
Der Insasse des Fahrzeugs kann den gewünschten Fahrbereich durch
den D-Bereichsschalter 81 oder den R-Bereichsschalter 82 in
die SBW-ECU 31 eingeben. Wenn die SBW-ECU 31 die
Eingabe von dem D-Bereichsschalter 81 oder dem R-Bereichsschalter 82 empfängt,
umschaltet die SBW-ECU 31 den Schaltbereich des automatischen
Getriebes 60 durch das Stellglied 32 zu dem eingegebenen
Bereich. Alternativ kann der Insasse des Fahrzeugs den gewünschten
Nicht-Fahrbereich durch den P-Bereichsschalter 83 oder
den N-Bereichsschalter 84 in die SBW-ECU 31 eingeben.
Wenn die SBW-ECU 31 die Eingabe von dem P-Bereichsschalter 83 oder
dem N-Bereichsschalter 84 empfängt, umschaltet
die SBW-ECU 31 den Schaltbereich des automatischen Getriebes 60 durch
das Stellglied 32 zu dem eingegebenen Bereich. Zum Beispiel
wird der Bereichswähler 80, durch den der Insasse
des Fahrzeugs den gewünschten Schaltbereich des automatischen
Getriebes 60 wählt, an einen geeigneten Ort angeordnet,
wie zum Beispiel an ein Armaturenbrett des Fahrzeugs, oder an ein
Lenkrad, wo der Insasse des Fahrzeugs den Bereichswähler 80 leicht
betätigen kann. Der Bereichswähler 80 muss
nicht notwendigerweise einen Schalter als Eingabeeinrichtung einsetzen,
sondern kann z. B. auch einen Hebel als Eingabeeinrichtung einsetzen.
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Die
PU-ECU 41 ist elektronisch mit einer Antriebsenergiequelle 42 des
Fahrzeugs verbunden. Zum Beispiel kann die Antriebsenergiequelle 42 des Fahrzeugs
eine Brennkraftmaschine, ein Elektromotor oder eine Kombination
aus diesen sein. Zum Beispiel kann die Brennkraftmaschine eine Benzinmaschine,
eine Dieselmaschine oder eine durch anderen Kraftstoff wie zum Beispiel
Ethanol angetriebene Maschine sein. In dem Fall, in dem die Brennkraftmaschine
als Antriebsenergiequelle 42 verwendet wird, steuert die
PU-ECU 41 die Ausgabe der Antriebsenergiequelle 42 durch
das Steuern von zum Beispiel einer Strömungsmenge einer
Einlassluft oder einer Einspritzmenge des Kraftstoffs. In einem
anderen Fall, in dem der Motor als Antriebsenergiequelle 42 verwendet
wird, steuert die PU-ECU 41 die Ausgabe und die Drehrichtung
der Antriebsenergiequelle 42 durch das Steuern der Spannung,
des Stroms und/oder der Frequenz der elektrischen Energie, der zu
dem Motor geliefert wird. Wenn ein Beschleunigerpedal 43 durch
den Insassen des Fahrzeugs niedergedrückt wird, steuert
die PU-ECU 41 die Antriebsenergiequelle 42 ausgehend
von einem Ausmaß des Niederdrückens des Beschleunigerpedals 43. Als
Ergebnis stellt die PU-ECU 41 die Drehzahl und das Ausgangsmoment
der Antriebsenergiequelle 42 ein. Hier sollte angemerkt
werden, dass die Eingabe, die den Betriebszustand der Antriebsenergiequelle 42 bezeichnet,
nicht auf das Ausmaß des Niederdrückens des Beschleunigerpedals 43 begrenzt
ist. Zum Beispiel kann ein Operationsausmaß einer anderen Einrichtung
wie zum Beispiel eines Beschleunigerhebels oder eines Beschleunigerschalters
als Eingabe verwendet werden, die den Betriebszustand der Antriebsleistungsquelle 42 anzeigen.
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Das
Fahrzeugsteuerungssystem 10 hat einen Fahrzeugschalter 14.
Der Fahrzeugschalter 14 schaltet den Betrieb des gesamten
Fahrzeugsteuerungssystems 10 mit der Antriebsleistungsquelle 42 ein
und aus. Insbesondere entspricht der Fahrzeugschalter 14 einem
Schalter der Erfindung. Zum Beispiel kann der Fahrzeugschalter 14 in
einem Fall eines Fahrzeugs, das die Brennkraftmaschine als Antriebsleistungsquelle 42 aufweist,
ein Zündschalter sein. Ebenfalls kann zum Beispiel in einem
Fall eines Fahrzeugs, das den Motor als Antriebsleistungsquelle 42 aufweist,
der Fahrzeugschalter 14 ein elektrischer Strom-Quellenschalter
des Motors sein. Die integrierte ECU 11 fühlt,
ob der Fahrzeugschalter 14 EIN oder AUS ist.
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Die
integrierte ECU 11 ist nicht nur mit dem Fahrzeugschalter 14 sondern
zum Beispiel auch mit einem Bremsvorrichtungssensor 15,
einem Sicherheitsgurtsensor 16, einem Türsensor 17 und
einem Belastungssensor 18 verbunden. Der Bremsvorrichtungssensor 15 ist
mit einer Fahrzeugbremsvorrichtung 91 verbunden. Der Bremsvorrichtungssensor 15 fühlt,
ob die Fahrzeugbremsvorrichtung 91 arbeitet, das heißt,
eine Bremskraft auf die Fahrzeugräder aufbringt. In diesem
Fall fühlt zum Beispiel der Bremsvorrichtungssensor 15,
ob der Insasse des Fahrzeugs das Bremspedal (nicht dargestellt)
niederdrückt. Der Sicherheitsgurtsensor 16 fühlt,
ob der Sicherheitsgurt 92 angelegt ist. Wenn der Sicherheitsgurt 92 mit
einem Schloss (nicht dargestellt) verbunden ist, erfasst der Sicherheitsgurtsensor 16 das
Anlegen des Sicherheitsgurts 92. Der Türsensor 17 fühlt,
ob eine Fahrzeugtür 93 geöffnet oder
geschlossen ist. Der Lastsensor 18 erfasst, ob der Insasse
in einem Fahrersitz 95 sitzt. Wenn eine Last, die auf den Fahrersitz 94 ausgeübt
wird, weniger als oder gleich einen vorbestimmten Wert wird, erfasst
der Lastsensor 18, dass kein Insasse in dem Fahrersitz 94 sitzt.
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Die
P-Bereichsfreigabeanordnung 50, die als manuelle P-Bereichsfreigabeanordnung
dient, ist in der SBW-Vorrichtung 30 bereitgestellt. Die
P-Bereichsfreigabeanordnung 50 treibt das Stellglied 32 der
SBW-Vorrichtung 30 extern an. Wie aus 3 und 4 ersichtlich
ist, weist die P-Bereichsfreigabeanordnung 50 eine Stange 51,
eine drehbare Platte 52 und eine Feder 53 auf
(die als elastisches Teil dient) auf. Die Stange 51 ist
allgemein rechtwinklig zu der axialen Richtung (Drehachse) des Motors 33 des Stellglieds 32 vorgesehen.
Die drehende Bewegung des Motors 33 des Stellglieds 32 wird
durch die Geschwindigkeitsreduktionsvorrichtung 35 auf
die drehbare Platte 52 übertragen. Wenn die drehbare Platte 52 gedreht
wird, wird das manuelle Ventil 62 durch den Übertragungsmechanismus 70 angetrieben.
Die drehbare Platte 52 weist einen gezahnten Abschnitt 54 auf,
der aus 4 ersichtlich ist. Der gezahnte
Abschnitt 54 ist mit einem gezahnten Abschnitt 55 in
Eingriff bringbar, der in einem axialen Endabschnitt der Stange 51 bereitgestellt
ist. Der gezahnte Abschnitt 54 der drehbaren Platte 52 ist
entlang zumindest einem Abschnitt der äußeren
Umfangskante der drehbaren Platte 52 in dessen Umfangsrichtung
ausgebildet. Hier kann der gezahnte Abschnitt 54 entlang
der gesamten äußeren Umfangskante der drehbaren
Platte 52 ausgebildet sein.
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Der
andere axiale Endabschnitt der Stange 51, der gegenüber
von dem gezahnten Abschnitt 55 liegt, ist mit einem Hebel 56 verbunden,
wie aus 1 ersichtlich ist. Wenn der
Insasse des Fahrzeugs den Hebel 56 betätigt, wird
die Stange 51 in die axiale Richtung bewegt. Die Feder 53 drängt
die Stange 51 in 4 zu der
rechten Seite, das heißt, zu einer Ausgangsposition. Wenn
entsprechend keine Kraft durch den Hebel 56 auf die Stange 51 aufgebracht
ist, drängt die Feder 53 die Stange 51 zu
der in 4 gezeigten Ausgangsposition. Wenn die Stange 51 sich
in der Ausgangsposition befindet, ist der gezahnte Abschnitt 55 der
Stange 51 von dem gezahnten Abschnitt 54 der drehbaren
Platte 52 außer Eingriff. Somit wird die drehbare
Platte 52, das heißt, das Stellglied 32,
angetrieben, ohne mit der Stange 51 zusammenzustoßen,
wenn die Stange 51 in der Ausgangsposition verbleibt.
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Wie
aus 5 ersichtlich ist, wird die drehbare Platte 52 in 5 in
die Richtung im Uhrzeigersinn gedreht, wenn die Stange 51 zu
der Ausgangsposition bewegt wird. Somit wird der Schaltbereich des
automatischen Getriebes 60 durch das manuelle Ventil 62,
das mit dem Stellglied 32 in Verbindung ist, zu der P-Bereichsseite
umgeschaltet. Wenn dann die Stange 51 zu der Ausgangsposition
bewegt wird, wird der Eingriff zwischen der Stange 51 und
der drehbaren Platte 52 freigegeben.
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Wenn
die Stange 51 sich in der Ausgangsposition befindet, wird
der Eingriff zwischen der Stange 51 und der drehbaren Platte 52 freigegeben.
Entsprechend ist eine Drehbewegung der drehbaren Platte 52 nicht
auf die Stange 51 begrenzt. Als Ergebnis sind der gezahnte
Abschnitt 55 der Stange 51 und der gezahnte Abschnitt 54 der
drehbaren Platte 52 miteinander nicht in Eingriff, wenn
der Schaltbereich des automatischen Getriebes 60 zu dem
D-Bereich umgeschaltet wird, wie aus 6 ersichtlich
ist. Somit wird keine Kraft von der Stange 51 auf die drehbare
Platte 52 ausgeübt.
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Der
Hebel 56, der mit der Stange 51 verbunden ist,
wird an den geeigneten Ort angeordnet, in dem der in dem Fahrersitz 94 sitzende
Insasse des Fahrzeugs den Hebel 56 erreichen und bedienen kann.
Zusätzlich ist der Hebel 56 an einem Ort angeordnet,
in dem der in dem Fahrersitz 94 sitzende Fahrer den Hebel 56 visuell
nicht einfach erkennen kann. Deswegen kann die fehlerhafte Bedienung
des Fehlers 56 während des normalen Fahrbetriebs
des Fahrzeugs begrenzt werden. Somit ist es möglich, eine
verbesserte Sicherheit für das Fahrzeug bereitzustellen.
Darüber hinaus ist zur Zeit des Bedienens des Hebels 56,
der mit der Stange 51 verbunden ist, eine Authentifizierung
erforderlich. Wie aus 1 ersichtlich ist, ist der Hebel 56 in
einem Behälter 57 aufgenommen, der eine Abdeckung
aufweist, die eine Öffnung des Behälters 57 abdeckt.
Zum Beispiel wird das Öffnen und Schließen der
Abdeckung des Behälters 57, die den Hebel 56 aufnimmt,
mit einem Fahrzeugschlüssel ermöglicht. Der Fahrzeugschlüssel
ist gewöhnlich nur im Besitz des Fahrzeugeigentümers. Entsprechend
ist die Sicherheit mit Bezug auf den Betrieb des Hebels 56 verbessert,
wenn der Fahrzeugschlüssel für die Authentifizierung
verwendet wird. Es ist somit möglich, eine Antidiebstahlfunktion für
das Fahrzeug bereitzustellen. Hier ist die Authentifizierung, die
zum Bedienen des Hebels 56 erforderlich ist, nicht auf
das Öffnen und Schließen des Behälters 57 begrenzt,
der die Abdeckung aufweist, sondern eine beliebige andere Einrichtung
kann für diese Authentifizierung verwendet werden.
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Nun
wird eine Beschreibung von dem Betrieb der SBW-Vorrichtung 30 des
Fahrzeugsteuerungssystems 10 gegeben.
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Zuerst
wird ein Betrieb zur Zeit des Auftretens einer Anomalität
in dem elektrischen Energiesystem, das die Batterie 12 und
das Energieversorgungssystem 13 hat, beschrieben werden.
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Wenn
die Anomalität in der elektrischen Energiequelle (zum Beispiel
in der Batterie 12) und/oder der Leitung des elektrischen
Energieversorgungssystems auftritt, kann die Stromzufuhr von der
Batterie 12 zu der SBW-Vorrichtung 30 angehalten
werden. Jedoch ist der Kondensator 36 mit elektrischer Energie
geladen, die bei dem Einschalten des Fahrzeugschalters 14 von
der Batterie 12 zugeführt wird. Deswegen kann
die SBW-Vorrichtung 30 sogar mit der elektrischen Energie
betrieben werden, die in dem Kondensator 36 gespeichert
ist, wenn die Anomalität in der Batterie 12 und/oder
dem Elektrischen Energieversorgungssystem auftritt, um die Energiezufuhr
zu der SBW-Vorrichtung anzuhalten. Darüber hinaus kann
die elektrische Energie, die in dem Kondensator 36 gespeichert ist,
ebenfalls zu der integrierten ECU 11 und/oder den anderen
ECUs zugeführt werden.
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Wenn
die Anomalität in der Batterie 12 und/oder dem
Elektrischen Energieversorgungssystem auftritt, um die Zufuhr der
elektrischen Energie anzuhalten, bestimmt noch genauer die SBW-ECU 31,
ob der Schaltbereich des automatischen Getriebes 60 zu
dem P-Bereich umgeschaltet werden kann. Wenn zum Beispiel zu der
Zeit, in der das Fahrzeug fährt, der Schaltbereich des
automatischen Getriebes 60 zu dem P-Bereich umgeschaltet
wird, kann das Fahrzeug möglicherweise ein unerwartetes
Verhalten zeigen, und die Sicherheit des Fahrzeugs verschlechtern.
Unter Berücksichtigung davon empfängt die SBW-ECU 31 Informationen
betreffend den Laufzustand des Fahrzeugs von zum Beispiel dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 22 und
der integrierten ECU 11. Darüber hinaus erfasst
die SBW-ECU 31 auf Basis der Ausgangswerte, die von zum
Beispiel dem Bremsvorrichtungssensor 15, dem Sicherheitsgurtsensor 16,
dem Türsensor 17 und dem Lastsensor 18 empfangen
werden, ob das Fahrzeug sicher angehalten wurde. Während
dieses Zeitraums werden die SBW-ECU 31 und die integrierte
ECU 11 mit dem in dem Kondensator 36 gespeicherten
elektrischen Strom angetrieben.
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Wenn
die SBW-ECU 31 bestimmt, dass das Fahrzeug sicher angehalten
hat, liefert die SBW-ECU 31 eine vorbestimmte Menge elektrischen
Stroms zu dem Stellglied 32. Dann befiehlt die SBW-ECU 31 dem
Stellglied 32 das manuelle Ventil 62 anzutreiben,
um den Schaltbereich des automatischen Getriebes 60 zu
dem P-Bereich zu umschalten. Die SBW-ECU 31 verwenden den
in dem Kondensator 36 gespeicherte elektrische Ströme,
um das Stellglied 32 anzutreiben, den Schaltbereich des
automatischen Getriebes 60 zu dem P-Bereich zu umschalten.
Das manuelle Ventil 62 des automatischen Getriebes 60 wird
nämlich zu der P-Bereichsposition bewegt, und die Parksperranordnung 610 begrenzt
mechanisch die drehende Bewegung der Abtriebswelle des automatischen
Getriebes 60.
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Wie
oben beschrieben wurde, liefert der Kondensator 36 die
elektrische Energie zu der SBW-ECU 31 und dem Stellglied 32.
Der Kondensator 36 speichert die ausreichende Menge elektrischer
Energie, die ausreichend ist, um den Schaltbereich des automatischen
Getriebes 60 zumindest einmal zu dem P-Bereich zu umschalten.
Auf diese Weise kann der Schaltbereich des automatischen Getriebes 60 sogar zumindest
einmal zu dem P-Bereich umgeschaltet werden, wenn die Zufuhr der
elektrischen Energie von der Batterie 12 zu der SBW-Vorrichtung 30 angehalten
ist. Es ist somit möglich, das Fahrzeug sicher zu parken.
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Zu
der Zeit der Umschaltung des Schaltbereichs des automatischen Getriebes 60 zu
dem P-Bereich kann der Insasse des Fahrzeugs die Zeit bestimmen
und befehlen. Zum Beispiel ist es möglich, folgende Konfiguration
durchzuführen. Wenn das Fahrzeug sicher in einem sicheren
Platz geparkt ist, kann der Insasse des Fahrzeugs nämlich
den P-Bereichsschalter 83 drücken, so dass der
Schaltbereich des automatischen Getriebes 60 unter Verwendung der
in dem Kondensator 36 gespeicherten elektrischen Energie
zu dem P-Bereich umgeschaltet wird. Alternativ kann die SBW-ECU 31 automatisch
den Schaltbereich des automatischen Getriebes 60 ausgehend
von der Information, die von den verschiedenen Sensoren erhalten
wird, wie vorangehend beschrieben wurde, zu dem P-Bereich umschalten.
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Nun
wird ein Freigabevorgang zum Lösen des P-Bereichs des automatischen
Getriebes 60 beschrieben.
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Wie
oben beschrieben wurde, kann der Schaltbereich des automatischen
Getriebes 60 sogar zu dem P-Bereich umgeschaltet werden,
wenn die Anomalität in der elektrischen Energiequelle (zum Beispiel
in der Batterie 12) und/oder der Leitung des elektrischen
Energieversorgungssystems auftritt. Auf diese Weise ist das Fahrzeug
sicher geparkt. Wenn der Ort des geparkten Fahrzeugs durch zum Beispiel Abschleppen
geändert werden muss, muss der Schaltbereich des automatischen
Getriebes 60 zu einem anderen Bereich umgeschaltet werden,
der nicht der P-Bereich ist. In dieser Ausführungsform kann
der Schaltbereich des automatischen Getriebes 60 zu einem
anderen Bereich umgeschaltet werden, der nicht der P-Bereich ist,
indem die P-Bereichsfreigabeanordnung 50 betätigt
wird.
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Wie
aus 4 und 5 ersichtlich ist, drängt
die Feder 53 die Stange 51 zu der Ausgangsposition,
wenn der Schaltbereich des automatischen Getriebes 60 sich
in dem P-Bereich befindet. Zur Zeit der Freigabe des Schaltbereichs
des automatischen Getriebes 60 von dem P-Bereich betätigt
der Insasse den Hebel 56, der mit der Stange 51 verbunden
ist. Wenn der Hebel 56 betätigt wird, wird die
Stange 51 in 5 gegen die Zwangskraft der
Feder 53 zu der linken Seite bewegt. Auf diese Weise ist
der gezahnte Abschnitt 55 der Stange 51 mit dem
gezahnten Abschnitt 54 der drehbaren Platte 52 in
Eingriff, wie aus 7 ersichtlich ist, und wird
dabei zusammen mit dieser bewegt. Als Ergebnis wird die drehbare
Platte 52 in die Richtung gegen den Uhrzeigersinn aus der in 5 gezeigten
Position zu der in 7 gezeigten Position bewegt.
Wenn die drehbare Platte 52 aus der in 5 gezeigten
Position gegen die Uhrzeigerrichtung zu der in 7 gezeigten
Position gedreht wird, wird das manuelle Ventil 62, das
mit der drehbaren Platte 52 verbunden ist, ebenfalls bewegt.
Somit wird der Schaltbereich des automatischen Getriebes 60 von
dem P-Bereich zu zum Beispiel dem N-Bereich umgeschaltet.
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Zu
dieser Zeit ist die Zwangskraft der Feder 53, die die Stange 51 zu
der Ausgangsposition drängt, geringer als die Rastkraft
des automatischen Getriebes 60, das heißt, die
Kraft zum Beibehalten des derzeit gewählten Schaltbereichs
des automatischen Getriebes 60. Die Rastkraft ist die Kraft,
die erforderlich ist, um die Rolle 73, die mit dem entsprechenden
einen der Aussparungen 721 der Rastplatte 72 in
Eingriff ist, zu der angrenzenden der Aussparungen 721 zu
bewegen. Diese Rastkraft ist geringer als die Antriebskraft des
Stellglieds 32. Entsprechend werden die Rastplatte 72 und
das manuelle Ventil 62 durch diese angetrieben, wenn das
Stellglied 32 die Antriebskraft erzeugt. In dieser Ausführungsform
ist die Zwangskraft der Feder 52, die die Stange 51 drängt,
geringer als die Rastkraft. Entsprechend wird die Rastplatte 72 sogar
nicht drehen, wenn die Zwangskraft der Feder 53 auf die
Stange 51 angewendet ist. Der Schaltbereich des automatischen
Getriebes 60 wird nämlich nicht durch die Zwangskraft der
Feder 53 alleine umgeschaltet. Wenn der Hebel 56,
der mit der Stange 51 verbunden ist, betätigt
wird, um den Schaltbereich des automatischen Getriebes 60 von
dem P-Bereich zu zum Beispiel dem N-Bereich zu bewegen, wird als
Ergebnis der Schaltbereich des automatischen Getriebes 60 in
dem N-Bereich beibehalten.
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Wie
oben beschrieben wurde, wird der Schaltbereich des automatischen
Getriebes 60 von dem P-Bereich zu dem anderen Bereich umgeschaltet,
wenn die Stange 51 durch den Hebel 56 betätigt wird.
Sogar wenn die Stromzufuhr von der Batterie 12 zu der SBW-Vorrichtung 30 angehalten
ist, und der Schaltbereich des automatischen Getriebes 60 zu dem
P- Bereich umgeschaltet wird, kann entsprechend der Schaltbereich
des automatischen Getriebes 60 ohne Abhängigkeit
von der Antriebskraft des Stellglieds 32 umgeschaltet werden.
Es ist somit möglich, das sicher geparkte Fahrzeug zum
Beispiel durch Abschleppen an einen anderen Ort zu bewegen.
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Nun
wird ein Rückkehrvorgang zum Rückführen
der Stange 51 zu der Ausgangsposition beschrieben werden.
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Wenn
die elektrische Energiequelle (zum Beispiel die Batterie 12)
und/oder die Leitung des Elektrischen Energieversorgungssystems
von der Anomalität bei dem manuellen Freigeben des Schaltbereichs
des automatischen Getriebes 60 von dem P-Bereich wiederhergestellt
wird, wird die SBW-Vorrichtung 30 normal betätigt.
Wenn das Stellglied 32 wegen der Betätigung der
SBW-Vorrichtung 30 angetrieben wird, wird zu dieser Zeit
die drehbare Platte 52 von der Position der 7 in
der Uhrzeigersinnrichtung zu der Position der 5 gedreht.
Auf diese Weise wird, wie zum Beispiel aus 7 ersichtlich ist,
die Stange 51, die mit der drehbaren Platte 52 in Eingriff
ist, in 7 zu der rechten Seite bewegt.
Wie aus 4 und 6 ersichtlich
ist, drängt die Zwangskraft der Feder 53 dann
die Stange 51 zu der Ausgangsposition. Als Ergebnis wird
der Eingriff zwischen der Stange 51 und der drehbaren Platte 52 freigegeben.
Somit wird die Stange 51 zu der Ausgangsposition zurückgeführt,
und dabei das Stellglied 32, das die drehbare Platte 52 hat,
betätigt, ohne mit der Stange 51 zusammenzustoßen.
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Wie
oben beschrieben wurde, können gemäß der
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sogar in dem
Fall, in dem die Anomalität in der Batterie 12 und/oder
dem Zuführsystem 13 für die elektrische
Energie auftritt, die integrierte ECU 11, die SBW-ECU 31 und
das Stellglied 32 der SBW-Vorrichtung 30 durch
die elektrische Energie angetrieben werden, der in dem Kondensator 36 gespeichert ist,
um den Schaltbereich des automatischen Getriebes 60 zu
dem P-Bereich zumindest einmal zu umschalten. Es ist somit möglich,
das Fahrzeug sicher und zuverlässig zu parken.
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Darüber
hinaus kann gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung der Schaltbereich des automatischen Getriebes 60 manuell
von dem P-Bereich durch das Betätigen des Hebels 56 gelöst
werden. Es ist somit möglich, das geparkte Fahrzeug einfach
an einen anderen Ort zu bewegen, zum Beispiel durch Abschleppen.
Ebenfalls ist während des normalen Betriebs in der P-Bereichsfreigabeanordnung 50,
die den Schaltbereich des automatischen Getriebes 60 von
dem P-Bereich manuell freigibt, die Stange 51 durch die
Feder 53 in der Ausgangsposition gehalten. Wenn die Stange 51 sich
in der Ausgangsposition befindet, ist die Stange 51 nicht
mit der drehbaren Platte 52 in Eingriff. Wenn keine Anomalität
in der Batterie 12 und dem Elektrischen Energieversorgungssystem
vorhanden ist, wird somit die P-Bereichsfreigabeanordnung 50 nicht mit
dem Betrieb des Stellglieds 32 und dem automatischen Getriebe 60 zusammenstoßen.
Deswegen kann die SBW-Vorrichtung 30 zuverlässig
betätigt werden.
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Zusätzliche
Vorteile und Modifikationen werden Fachleuten ersichtlich sein.
Die Erfindung in ihren breiteren Begriffen ist daher nicht auf die
bestimmten Details, dargestellten Geräte und anschauliche
Beispiele begrenzt, die gezeigt und beschrieben sind, sondern lediglich
durch den Bereich der anhängenden Ansprüche definiert.
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Eine
leitungsgebundene Schaltvorrichtung 30 hat einen Kondensator 36,
der eine elektrische Energie speichert.
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Wenn
in einer Batterie 12 oder einem elektrischen Energieversorgungssystem 13 eine
Anomalität auftritt, empfängt ein Stellglied 32 der
SBW-Vorrichtung 30 eine elektrische Energie von dem Kondensator 36 und
schaltet einen Schaltbereich eines automatischen Getriebes 60 zumindest
einmal zu einem P-Bereich um. Wenn ein Hebel 56 einer P-Bereichsfreigabeanordnung 50 betätigt
wird, wird darüber hinaus der P-Bereich des automatischen
Getriebes 60 freigegeben.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2001-271917 [0002]
- - JP 2004-513307 [0002]
- - US 6752036 [0002]