DE102018220016B4 - Shift-by-wire-vorrichtung - Google Patents

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Abstract

Fahrzeug-Shift-by-wire-Vorrichtung (10), die ein Automatikgetriebe (14), einen Schaltpositions-Schaltmechanismus (34) zum Schalten einer Schaltposition des Automatikgetriebes (14) in Übereinstimmung mit mehreren Schaltentsprechungsstellungen des Schaltpositions-Schaltmechanismus (34) und einen Shift-Aktor (30) zum elektrischen Betätigen des Schaltpositions-Schaltmechanismus (34) umfasst, wobei die Fahrzeug-Shift-by-wire-Vorrichtung (10) ferner umfasst:ein Gehäuse (36), in dem der Shift-Aktor (30) angeordnet ist;ein Kopplungselement (40), das über eine Verriegelungsvorrichtung (140) mechanisch mit dem Schaltpositions-Schaltmechanismus (34) gekoppelt ist und in eine Schaltrichtung bewegt wird, um die Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus (34) zu schalten; undein Verbindungs-/Trennungs-Element (42), das bewegbar in Schaltrichtung und bewegbar in eine Verbindungs-/Trennungs-Richtung, die die Schaltrichtung kreuzt, in dem Gehäuse (36) angeordnet ist und in Schaltrichtung einteilig mit dem Kopplungselement (40) bewegt wird, wobei, wenn das Verbindungs-/Trennungs-Element (42) an einer elektrischen Schaltposition in Verbindungs-/Trennungs-Richtung gehalten wird, das Verbindungs-/Trennungs-Element (42) mit dem Shift-Aktor (30) gekoppelt und durch den Shift-Aktor (30) in Schaltrichtung bewegt wird, um die Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus (34) über das Kopplungselement (40) zu schalten, und wobei, wenn das Verbindungs-/Trennungs-Element (42) in Verbindungs-/Trennungs-Richtung zu einer manuellen Schaltposition bewegt wird, das Verbindungs-/Trennungs-Element (42), das mit dem Shift-Aktor (30) gekoppelt ist, getrennt wird, so dass der Shift-Aktor (30) funktionsunfähig gemacht ist und somit die Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus (34) nicht schalten kann.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeug-Shift-by-wire (SBW) - Vorrichtung und insbesondere eine Technik, die ein manuelles Schalten einer Schaltposition eines Automatikgetriebes beim einem Fehler bzw. einer Fehlfunktion ermöglicht.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Eine bekannte Fahrzeug-Shift-by-wire-Vorrichtung umfasst ein Automatikgetriebe, einen Schaltpositions-Schaltmechanismus zum Schalten einer Schaltposition des Automatikgetriebes in Übereinstimmung mit mehreren Schaltentsprechungsstellungen des Schaltpositions-Schaltmechanismus und einen Shift-Aktor bzw. Schalt-Aktor zum elektrischen Antrieb des Schaltpositions-Schaltmechanismus. Die in der JP 2017 - 125 513 A beschriebene Vorrichtung ist ein Beispiel davon und umfasst einen Elektromotor, der als der Shift-Aktor zum Antrieb des Schaltpositions-Schaltmechanismus zum Schalten verwendet wird. In der JP 2017 - 125 513 A wird ein Dichtungselement bei einem Fehler entfernt, so dass zum Schalten der Schaltposition eine Drehwelle des Elektromotors manuell von außerhalb eines Gehäuses gedreht werden kann.
  • Jedoch wird selbst dann, wenn die Schaltposition in einer solchen herkömmlichen Fahrzeug-Shift-by-wire-Vorrichtung manuell geschaltet wird, die Schaltoperation des Schaltpositions-Schaltmechanismus durch den Shift-Aktor neu gestartet, wenn der Fehler in der Shift-by-wire-Vorrichtung behoben ist, und die Drehwelle kann drehen, so dass das Automatikgetriebe in eine unbeabsichtigte Schaltposition geschaltet wird.
  • Zum besseren Verständnis sei ferner auf die DE 11 2016 004 228 T5 verwiesen, die einen „rotatorischen Aktor“ (Titel) beschreibt, „der als Antriebsvorrichtung zum Antreiben eines Shift-by-Wire-Systems eines Fahrzeuggetriebes verwendet wird“ (Absatz [0003]), so dass „ein manueller Wechsel eines Schaltbetriebs gestattet ist wenn der rotatorische Aktor ausfällt“ (Absatz [0007]).
  • Die vorliegende Erfindung wurde vor diesem Hintergrund gemacht, und es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu verhindern, dass ein Shift-Aktor nach Beheben eines Fehlers, nachdem ein Schaltpositions-Schaltmechanismus nicht durch den Shift-Aktor geschaltet werden konnte und daher die Schaltposition manuell geschaltet wurde, einen unbeabsichtigten Schaltvorgang ausführt.
  • Um die Aufgabe zu lösen, stellt ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Fahrzeug-Shift-by-wire-Vorrichtung bereit, die ein Automatikgetriebe, einen Schaltpositions-Schaltmechanismus zum Schalten einer Schaltposition des Automatikgetriebes in Übereinstimmung mit mehreren Schaltentsprechungsstellungen des Schaltpositions-Schaltmechanismus und einen Shift-Aktor zum elektrischen Betätigen des Schaltpositions-Schaltmechanismus umfasst, wobei die Fahrzeug-Shift-by-wire-Vorrichtung ferner umfasst: (a) in Gehäuse, in dem der Shift-Aktor angeordnet ist; (b) ein Kopplungselement, das über eine Verriegelungsvorrichtung mechanisch mit dem Schaltpositions-Schaltmechanismus gekoppelt ist und in eine Schaltrichtung bewegt wird, um die Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus zu schalten; und (c) ein Verbindungs-/Trennungs-Element, das bewegbar in Schaltrichtung und bewegbar in eine Verbindungs-/Trennungs-Richtung, die die Schaltrichtung kreuzt, in dem Gehäuse angeordnet ist und in Schaltrichtung einteilig mit dem Kopplungselement bewegt wird, wobei, wenn das Verbindungs-/Trennungs-Element an einer elektrischen Schaltposition in Verbindungs-/Trennungs-Richtung gehalten wird, das Verbindungs-/Trennungs-Element mit dem Shift-Aktor gekoppelt und durch den Shift-Aktor in Schaltrichtung bewegt wird, um die Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus über das Kopplungselement zu schalten, und wobei, wenn das Verbindungs-/Trennungs-Element in Verbindungs-/Trennungs-Richtung zu einer manuellen Schaltposition bewegt wird, das Verbindungs-/Trennungs-Element, das mit dem Shift-Aktor gekoppelt ist, getrennt wird, so dass der Shift-Aktor funktionsunfähig gemacht ist und somit die Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus nicht schalten kann.
  • Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt die Fahrzeug-Shift-by-wire-Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung bereit, die ferner umfasst (a) ein Schaltoperationselement, das in dem Gehäuse in Schaltrichtung bewegbar angeordnet ist, wenn das Verbindungs-/Trennungs-Element zu der manuellen Schaltposition bewegt ist, wobei das Schaltoperationselement mit dem Verbindungs-/Trennungs-Element gekoppelt ist und manuell zu einer der mehreren vorbestimmten Schaltauswahlpositionen bewegt wird, so dass das Verbindungs-/Trennungs-Element in Schaltrichtung bewegt und die Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus über das Kopplungselement geschaltet wird, und (b) einen Bewegungsbegrenzungsmechanismus, der in wenigstens einem von dem Schaltoperationselement und dem Verbindungs-/Trennungs-Element angeordnet ist und nur dann ermöglicht, dass das Verbindungs-/Trennungs-Element, dessen Position in Schaltrichtung in Übereinstimmung mit der Schaltentsprechungsstellung definiert ist, über das Kopplungselement in die manuelle Schaltrichtung bewegt und das Schaltoperationselement gekoppelt wird, wenn die Schaltauswahlposition des Schaltoperationselements mit der Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus zusammenfällt.
  • Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt die Fahrzeug-Shift-by-wire-Vorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung bereit, wobei der Bewegungsbegrenzungsmechanismus einen konkaven Eingreifabschnitt und einen konvexen Eingreifabschnitt umfasst, die sowohl in dem Schaltoperationselement als auch dem Verbindungs-/Trennungs-Element angeordnet sind, in Verbindungs-/Trennungs-Richtung zueinander passen und relativ unbewegbar in Schaltrichtung in Eingriff gebracht werden können, wenn die Schaltauswahlposition des Schaltoperationselements mit der Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus zusammenfällt.
  • Ein vierter Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt die Fahrzeug-Shift-by-wire-Vorrichtung gemäß dem zweiten oder dritten Aspekt der Erfindung bereit, die ferner einen Auswahlpositionsanzeiger, der Schaltauswahlpositionen anzeigt und in wenigstens einem von dem Gehäuse und dem Schaltoperationselement angeordnet ist, und einen Rastmechanismus, der das Schaltoperationselement an einer jeweiligen der mehreren Schaltauswahlpositionen positioniert, umfasst.
  • Ein fünfter Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt die Fahrzeug-Shift-by-wire-Vorrichtung gemäß einem von dem ersten bis dem vierten Aspekt der Erfindung bereit, die ferner umfasst (a) ein Verbindungs-/Trennungs-Betätigungselement, das in dem Gehäuse in Schaltrichtung unbewegbar und in Verbindungs-/Trennungs-Richtung bewegbar angeordnet ist und ausgelegt ist, um mit dem Verbindungs-/Trennungs-Element in Verbindungs-/Trennungs-Richtung relativ unbewegbar in Eingriff zu gelangen, um das Verbindungs-/Trennungs-Element manuell in Verbindungs-/Trennungs-Richtung zu bewegen, und (b) eine elektrische Verbindervorrichtung, die über dem Verbindungs-/Trennungs-Betätigungselement und dem Gehäuse angeordnet ist, wobei die elektrische Verbindervorrichtung ausgelegt ist, um ein elektrisches Verbindungskabel so mechanisch zu verbinden und zu trennen, dass die elektrische Verbindervorrichtung in einen verbunden Zustand versetzt wird, damit der Shift-Aktor funktionsfähig ist, wenn das Verbindungs-/Trennungs-Betätigungselement so bewegt wird, dass das Verbindungs-/Trennungs-Element zu der elektrischen Schaltposition bewegt wird, und so, dass die elektrische Verbindervorrichtung in einen getrennten Zustand versetzt wird, damit der Shift-Aktor funktionsunfähig ist, wenn das Verbindungs-/Trennungs-Betätigungselement so bewegt wird, dass das Verbindungs-/Trennungs-Element zu der manuellen Schaltposition bewegt wird.
  • Ein sechster Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt die Fahrzeug-Shift-by-wire-Vorrichtung gemäß einem von dem ersten bis dem fünften Aspekt der Erfindung bereit, die eine Schaltposition-Auswahlvorrichtung vom Tippauswahltyp umfasst, die durch den Fahrer betätigbar ist, um alternativ eine von mehreren Schaltpositionen des Automatikgetriebes auszuwählen, und der nach einer Auswahloperation der Schaltposition automatisch in einen ursprünglichen Zustand zurückkehrt.
  • Ein siebter Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt die Fahrzeug-Shift-by-wire-Vorrichtung gemäß einem von dem ersten bis dem sechsten Aspekt der Erfindung bereit, wobei die Verbindungs-/Trennungs-Vorrichtung um eine Schaltmittellinie, die die Schaltrichtung ist, schwenkbar und in eine Richtung der Schaltmittellinie, die die Verbindungs-/Trennungs-Richtung ist, bewegbar ist, und die Verbindungs-/Trennungs-Vorrichtung mit einem Ausgabeelement des Shift-Aktors, das auf der Schaltmittellinie angeordnet ist, relativ nicht schwenkbar gekoppelt ist, wenn die Verbindungs-/Trennungs-Vorrichtung in Schaltmittellinienrichtung zu der elektrischen Schaltposition bewegt wird, und die Verbindungs-/Trennungs-Vorrichtung, die mit dem Ausgabeelement gekoppelt ist, von dem Ausgabeelement getrennt wird, wenn die Verbindungs-/Trennungs-Vorrichtung in die Mittenlinienrichtung zu der manuellen Schaltposition bewegt wird.
  • In den Aspekten der Erfindung umfassen unbewegbar, relativ unbewegbar oder relativ nicht schwenkbar jeweils ein bestimmtes Spiel innerhalb eines Bereichs, der keine funktionalen Probleme verursacht.
  • In der oben beschriebenen Fahrzeug-Shift-by-wire-Vorrichtung kann die Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus durch den Shift-Aktor geschaltet werden, während das Verbindungs-/Trennungs-Element an der elektrischen Schaltposition gehalten wird, und wenn das Verbindungs-/Trennungs-Element zu der manuellen Schaltposition bewegt wird, wird die Kopplung des Verbindungs-/Trennungs-Elements mit dem Shift-Aktor getrennt, so dass die Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus nicht durch den Shift-Aktor geschaltet werden kann. Daher kann bei einem Fehler, wenn das Schalten durch den Shift-Aktor nicht durchgeführt werden kann, die Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus durch Bewegen des Verbindungs-/Trennungs-Elements in Schaltrichtung durch die Bewegungsoperation zu der manuellen Schaltposition manuell geschaltet werden. Da in diesem Fall die Kopplung zwischen dem Shift-Aktor und dem Verbindungs-/Trennungs-Element an der manuellen Schaltposition getrennt ist, selbst wenn der Shift-Aktor nach einer Fehlerbehebung von alleine wieder funktionsfähig ist, bewegt sich das Verbindungs-/Trennungs-Element nicht in Schaltrichtung, so dass verhindert wird, dass der Schaltpositions-Schaltmechanismus in die unbeabsichtigte Schaltentsprechungsstellung schaltet.
  • Der zweite Aspekt der Erfindung entspricht dem Fall, in dem das Schaltoperationselement, das mit dem Verbindungs-/Trennungs-Element gekoppelt ist, vorhanden ist, um die Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus unter Verwendung des Schaltoperationselements zu schalten, die Fahrzeug-Shift-by-wire-Vorrichtung den Bewegungsbegrenzungsmechanismus umfasst, der nur dann erlaubt, dass das Verbindungs-/Trennungs-Element zu der manuellen Schaltposition bewegt und mit dem Schaltoperationselement gekoppelt wird, wenn die Schaltauswahlposition des Schaltoperationselements mit der Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus zusammenfällt. Daher kann das Schaltoperationselement an der manuellen Schaltposition zu einer gewünschten Schaltauswahlposition bewegt werden, um in geeigneter Weise die Schaltpositions-Schaltmechanismus zu der Schaltentsprechungsstellung, die der Schaltauswahlposition entspricht, zu schalten.
  • Wenn die Schaltauswahlposition des Schaltoperationselements nicht mit der Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus zusammenfallen und die Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus nicht bekannt ist, kann die Schaltauswahlposition, die mit der Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus zusammenfällt, durch Bewegen und Betätigen des Schaltoperationselements in Schaltrichtung, um das Verbindungs-/Trennungs-Element in Richtung der manuellen Schaltposition zu bewegen, während die Schaltauswahlposition geändert wird, gewonnen werden, so dass das Verbindungs-/Trennungs-Element zu der manuellen Schaltposition bewegt und mit dem Schaltoperationselement gekoppelt werden kann. Wenn das Verbindungs-/Trennungs-Element in Schaltrichtung bewegt werden kann, ohne das Schaltoperationselement zu verwenden, kann das Verbindungs-/Trennungs-Element in Richtung der manuellen Schaltposition bewegt und mit dem Schaltoperationselement gekoppelt werden, während das Verbindungs-/Trennungs-Element in Schaltrichtung bewegt wird, um die Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus zu schalten.
  • Da in dem dritten Aspekt der Erfindung der Bewegungsbegrenzungsmechanismus den konvexen Eingreifabschnitt, der in dem Verbindungs-/Trennungs-Element angeordnet ist, und den konkaven Eingreifabschnitt, der in dem Schaltoperationselement angeordnet ist, umfasst, können der konvexe Eingreifabschnitt und der konkave Eingreifabschnitt, wenn die Schaltauswahlposition des Schaltoperationselements nicht mit der Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus zusammenfällt, nicht aneinander angepasst werden, so dass die Bewegung des Verbindungs-/Trennungs-Elements verhindert wird und daher die Kopplung des Verbindungs-/Trennungs-Elements mit dem Schaltoperationselement zuverlässig verhindert wird. Wenn der konvexe Eingreifabschnitt und der konkave Eingreifabschnitt aneinander angepasst sind, sind das Schaltoperationselement und das Verbindungs-/Trennungs-Element über den konvexen Eingreifabschnitt und den konkaven Eingreifabschnitt relativ nicht schwenkbar in Schaltrichtung gekoppelt, so dass das Verbindungs-/Trennungs-Element über den konvexe Eingreifabschnitt und den konkaven Eingreifabschnitt zusammen mit dem Schaltoperationselement in Schaltrichtung geschwenkt und die Vorrichtung somit leicht und kostengünstig hergestellt werden kann.
  • Da in dem vierten Aspekt der Erfindung die Fahrzeug-Shift-by-wire-Vorrichtung den Rastmechanismus, der das Schaltoperationselement an einer jeweiligen der mehreren Schaltauswahlpositionen positioniert, und den Auswahlpositionsanzeiger, der ausgewählte der mehreren Schaltposition-Auswahlpositionen anzeigt, umfasst, kann die Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus leicht und in geeigneter Weise mit Hilfe des Schaltoperationselements geschaltet werden, während der Fahrer (Bediener) die Schaltauswahlposition mit dem Auswahlpositionsanzeiger bestätigt.
  • Der fünfte Aspekt der Erfindung entspricht dem Fall, in dem das Verbindungs-/Trennungs-Betätigungselement vorhanden ist, das in dem Gehäuse in Schaltrichtung unbewegbar und in Verbindungs-/Trennungs-Richtung bewegbar angeordnet ist und in Eingriff ist mit dem Verbindungs-/Trennungs-Element relativ unbewegbar in Verbindungs-/Trennungs-Richtung zusammen mit der elektrischen Verbindervorrichtung, die über dem Verbindungs-/Trennungs-Betätigungselement und dem Gehäuse angeordnet ist, und während das Verbindungs-/Trennungs-Element durch das Verbindungs-/Trennungs-Betätigungselement an der elektrischen Schaltposition gehalten wird, wird die elektrische Verbindervorrichtung in den verbundenen Zustand versetzt, um den Shift-Aktor funktionsfähig zu machen, so dass die Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus durch den Shift-Aktor über das Verbindungs-/ Trennungs-Element, das Kopplungselement, etc. geschaltet werden kann. Wenn hingegen bei einem Fehler das Verbindungs-/Trennungs-Element durch das Verbindungs-/ Trennungs-Betätigungselement zu der manuellen Schaltposition bewegt wird, wird die elektrische Verbindervorrichtung getrennt, so dass der Shift-Aktor funktionsunfähig wird und daher selbst nach einer Fehlerbehebung der Shift-Aktor in einem funktionsunfähigen Zustand gehalten wird, um zuverlässiger zu verhindern, dass sich das Verbindungs-/Trennungs-Element etc. unbeabsichtigt bewegt.
  • Da in dem sechsten Aspekt der Erfindung die Schaltposition-Auswahlvorrichtung vom Tippauswahltyp nach der Auswahloperation der Schaltposition automatisch zu der Ausgangsposition zurückkehrt, wird die ausgewählte Schaltposition bei einem Fehler nicht von der Schaltposition-Auswahlvorrichtung identifiziert, und wenn bei einem Fehler die Schaltposition von der durch manuelles Bewegen des Verbindungs-/Trennungs-Elements in Schaltrichtung ausgewählten Schaltentsprechungsstellung verschieden ist, kann der Shift-Aktor bei einer Fehlerbehebung zu der unbeabsichtigten Schaltentsprechungsstellung (die bei einem Fehler ausgewählte Schaltposition) schalten. Da diesbezüglich das Verbindungs-/Trennungs-Element von dem Shift-Aktor in der vorliegenden Erfindung gelöst wird, wird das Verbindungs-/Trennungs-Element selbst nach einer Fehlerbehebung nicht in Schaltrichtung bewegt, und die durch die manuelle Operation des Verbindungs-/Trennungs-Elements ausgewählte Schaltentsprechungsstellung wird selbst dann aufrechterhalten, wenn bei einem Fehler die Schaltentsprechungsstellung von der ausgewählten Schaltposition verschieden ist.
  • Der siebte Aspekt der Erfindung entspricht dem Fall, in dem die Schaltrichtung die Schwenkrichtung um die Schaltmittellinie ist, während die Verbindungs-/Trennungs-Richtung die Mittenlinienrichtung der Schaltmittellinie ist und zum Beispiel ein säulenförmiges, ein zylindrisches, etc. Element, das konzentrisch zu der Schaltmittellinie angeordnet ist, als das Verbindungs-/Trennungs-Element verwendet werden kann, so dass die Verbindungs-/Trennungs-Operation und die Schaltoperation leicht durchgeführt werden können und eine Schaltvorrichtung für das elektrische Schalten und das manuelle Schalten, die im Wesentlichen das Verbindungs-/Trennungs-Element umfasst, leicht und kostengünstig gewonnen werden kann.
    • 1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Fahrzeug-Shift-by-wire-Vorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung;
    • 2 ist eine Querschnittsansicht zur Erläuterung besonders einer elektrischen/manuellen Schaltvorrichtung von 1;
    • 3 ist eine Draufsicht der elektrischen/manuellen Schaltvorrichtung von 1;
    • 4 ist, betrachtet in eine Richtung parallel zu einer Schaltmittellinie S1, eine Ansicht eines Kopplungselements, das mit einem Verbindungs-/Trennungs-Element von 2 gekoppelt ist;
    • 5A ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Eingriffselements, das an einem Endabschnitt des Verbindungs-/Trennungs-Elements von 2 angeordnet ist;
    • 5B ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Eingriffselements, das an einem Endabschnitt des Verbindungs-/Trennungs-Elements von 2 angeordnet ist;
    • 6 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines konkaven Eingreifabschnitts und eines Rastmechanismus angeordnet in einem Schaltoperationselement von 2;
    • 7 ist ein Blockdiagramm zur Erläuterung einer Hauptkonfiguration der Fahrzeug-Shift-by-wire-Vorrichtung von 1;
    • 8 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm zur Erläuterung eines Beispiels eines Schaltpositions-Schaltmechanismus von 7;
    • 9 ist eine Ansicht zur Erläuterung einer Rastplatte des Schaltpositions-Schaltmechanismus von 8; und
    • 10 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Beispiels eines manuellen Ventils eines Automatikgetriebes, das durch den Schaltpositions-Schaltmechanismus von 8 geschaltet wird.
  • Eine Fahrzeug-Shift-by-wire-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung schaltet eine Schaltposition eines Automatikgetriebes elektrisch mit Hilfe eines Shift-Aktors, um eine durch eine Schaltposition-Auswahlvorrichtung wie etwa einen Schalthebel ausgewählte Schaltposition herzustellen bzw. einzustellen, wobei die Schaltpositionen eine D-Position zum Ermöglichen einer Vorwärtsfahrt, eine R-Position zum Ermöglichen einer Rückwärtsfahrt, eine N-Position zum Unterbrechen der Leistungsübertragung, eine P-Position zum Unterbrechen der Leistungsübertragung und zum mechanischen Stoppen der Drehung einer Ausgangswelle, etc. umfassen. Die Schaltpositionen können auch nur einige dieser Schaltpositionen oder zusätzlich weitere Schaltpositionen wie etwa eine B-Position zum Aktivieren einer Servobremse umfassen. Die Fahrzeug-Shift-by-wire-Vorrichtung kann auf verschiedene Fahrzeuge wie etwa ein motorbetriebenes Fahrzeug, in dem Leistung durch Verbrennen eines Kraftstoffs erzeugt wird, ein Elektrofahrzeug, das durch einen Elektromotor angetrieben wird, oder ein Hybridfahrzeug, das mehrere Leistungsquellen enthält, angewendet werden.
  • Das Automatikgetriebe umfasst zum Beispiel ein Mehrganggetriebe eines Planetengetriebetyps, eines Typs mit zwei parallelen Achse, etc., das dazu geeignet ist, mehrere Vorwärts- und Rückwärtsgänge und einen neutralen Zustand zu bilden, eine Vorwärts/Rückwärts-Schaltvorrichtung, die dazu geeignet ist, zwischen Vorwärts/Rückwärtsfahrt und einem neutralen Zustand umzuschalten, ein stufenloses Getriebe wie zum Beispiel eines vom Riementyps, ein elektrisch regelbares stufenloses Getriebe mit einem Differentialmechanismus und einem Generator etc. Das heißt, die Fahrzeug-Shift-by-wire-Vorrichtung kann auf verschiedene Automatikgetriebe angewendet werden, die dazu geeignet sind, mehrere Schaltpositionen herzustellen. Für den Shift-Aktor wird zum Beispiel ein Aktor mit einer Kombination aus einem Elektromotor und einem Untersetzungsgetriebe (wie etwa einem zykloiden Untersetzungsgetriebe und einem Schneckengetriebe) in geeigneter Weise verwendet. Jedoch können verschiedene Aktoren, die sich in Drehung versetzen lassen, verwendet werden, oder es kann ferner ein linear bewegter Aktor verwendet werden.
  • Wenn ein Push-Pull-Kabel als eine Verriegelungsvorrichtung verwendet wird, macht dies die Anordnung leichter, so dass eine elektrische/manuelle Schaltvorrichtung mit dem Shift-Aktor, einem Kopplungselement, einem Verbindungs-/Trennungs-Element und einem Gehäuse mit dem Shift-Aktor und den Elementen, die darin angeordnet sind, an einer beliebigen, zu dem Automatikgetriebe beabstandeten Position unter Berücksichtigung der Montage etc. angeordnet sein können, was eine manuelle Schaltoperation für eine Schaltentsprechungsstellung unter Verwendung des Verbindungs-/Trennungs-Elements erleichtert. Ein Verbindungsmechanismus, ein Zahnradmechanismus, eine Kette etc. können ebenfalls als die Verriegelungsvorrichtung verwendet werden. Das Kopplungselement ist an dem Verbindungs-/Trennungs-Element befestigt und wird zum Beispiel einteilig in eine Schaltrichtung und eine Verbindungs-/Trennungs-Richtung bewegt oder kann an dem Verbindungs-/Trennungs-Element relativ unbewegbar zu diesem in Schaltrichtung arretiert und in Verbindungs-/Trennungs-Richtung relativ bewegbar sein. Was das Kopplungselement betrifft, das in dem Gehäuse in Schaltrichtung bewegbar und in Verbindungs-/Trennungs-Richtung unbewegbar angeordnet ist, so kann das Verbindungs-/Trennungs-Element in Verbindungs-/Trennungs-Richtung relativ bewegbar in Eingriff mit dem Kopplungselement sein.
  • Das Verbindungs-/Trennungs-Element ist zum Beispiel aus einem säulenförmigen, einem zylindrischen Element etc. aufgebaut, das in eine Schwenkrichtung um eine Schaltmittellinie, d. h. die Schaltrichtung, schwenkend bewegbar angeordnet und in Mittellinienrichtung der Schaltmittellinie, d. h. der Verbindungs-/Trennungs-Richtung, konzentrisch zu der Schaltmittellinie bewegbar ist. Jedoch kann die Schwenkrichtung um die Schaltmittellinie und die Mittenlinienrichtung der Schaltmittellinie als die Verbindungs-/Trennungs-Richtung bzw. die Schaltrichtung definiert sein. Das Verbindungs-/Trennungs-Element mit einer anderen Form als eine Säulenform und eine zylindrische Form kann verwendet werden, und die Schaltrichtung und die Verbindungs-/Trennungs-Richtung können zum Beispiel zwei senkrechte Achsrichtungen sein, und verschiedene andere Formen sind denkbar.
  • Das Verbindungs-/Trennungs-Element ist in Verbindungs-/Trennungs-Richtung relativ unbewegbar mit zum Beispiel einem Verbindungs-/Trennungs-Betätigungselement in Eingriff, das in Schaltrichtung unbewegbar und in Verbindungs-/Trennungs-Richtung bewegbar in dem Gehäuse angeordnet und unter Verwendung des Verbindungs-/Trennungs-Betätigungselements in Verbindungs-/Trennungs-Richtung manuell bewegbar ist. Jedoch kann das Verbindungs-/Trennungs-Element auch ohne ein solches Verbindungs-/Trennungs-Betätigungselement mit der Hand etc. direkt gegriffen und in Verbindungs-/Trennungs-Richtung bewegt werden. Bei vorhandenem Verbindungs-/Trennungs-Betätigungselement kann zum Beispiel eine elektrische Verbindervorrichtung derart über dem Verbindungs-/Trennungs-Betätigungselement und dem Gehäuse angeordnet sein, dass, wenn das Verbindungs-/Trennungs-Betätigungselement zum Bewegen des Verbindungs-/Trennungs-Elements zu einer elektrischen Schaltposition betätigt wird, ein verbundener Zustand mechanisch hergestellt wird, um so den Shift-Aktor funktionsfähig zu machen, und dass, wenn das Verbindungs-/Trennungs-Betätigungselement zum Bewegen des Verbindungs-/Trennungs-Elements zu einer manuellen Schaltposition betätigt wird, ein getrennter Zustand mechanisch hergestellt wird, um so den Shift-Aktor funktionsunfähig zu machen. Die elektrische Verbindervorrichtung kann mehrere Formen haben, um den Shift-Aktor funktionsunfähig zu machen, wie zum Beispiel eine Unterbrechung einer Zuführung eines Steuersignals zu dem Shift-Aktor und eine Unterbrechung einer Leistungszufuhr zu dem Shift-Aktor. Selbst wenn eine elektrische Verbindervorrichtung fehlt und der Shift-Aktor nach der Fehlerbehebung wieder funktionsfähig ist, ist die Kopplung zwischen dem Verbindungs-/Trennungs-Element und dem Shift-Aktor getrennt, so dass verhindert wird, dass sich das Verbindungs-/Trennungs-Element etc. unbeabsichtigt zu bewegen beginnen.
  • Wenn das Verbindungs-/Trennungs-Element zum Bewegen zu der manuellen Schaltposition betätigt wird, wird das Verbindungs-/Trennungs-Element in Schaltrichtung relativ unbewegbar mit zum Beispiel einem Schaltoperationselement in Eingriff gebracht, das in Schaltrichtung bewegbar und in Verbindungs-/Trennungs-Richtung unbewegbar in dem Gehäuse angeordnet und unter Verwendung des Schaltoperationselements zum Bewegen in Schaltrichtung manuell betätigt wird. Jedoch kann das Verbindungs-/Trennungs-Element ohne ein solches Schaltoperationselement mit der Hand etc. direkt gegriffen und zum Bewegen in Schaltrichtung betätigt werden. Zum Beispiel hat das Schaltoperationselement mehrere Schaltauswahlpositionen, die im Vorfeld definiert werden, und ist durch den Bewegungsbegrenzungsmechanismus nur dann mit dem Verbindungs-/Trennungs-Element koppelbar, wenn eine der Schaltauswahlposition und die Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus zusammenfallen. Jedoch ist der Bewegungsbegrenzungsmechanismus nicht unbedingt notwendig, und das Schaltoperationselement kann uneingeschränkt in Schaltrichtung relativ unbewegbar mit dem Verbindungs-/Trennungs-Element gekoppelt werden, das zum Bewegen zu der manuellen Schaltposition betätigt wird. Wenn die Schaltrichtung die Schwenkrichtung um die Schaltmittellinie und die Verbindungs-/Trennungs-Richtung die Mittenlinienrichtung der Schaltmittellinie ist, sind die mehreren Schaltauswahlpositionen des Schaltoperationselements um die Schaltmittellinie definiert, und der Bewegungsbegrenzungsmechanismus ist aus einem konkaven Eingreifabschnitt und einem konvexen Eingreifabschnitt aufgebaut, die in der Mittenlinienrichtung der Schaltmittellinie zueinander passend sind, wenn die Phase um die Schaltmittellinie, die der Schaltauswahlposition des Schaltoperationselements entspricht, mit der Phase um die Schaltmittellinie des Verbindungs-/Trennungs-Elements, die über das Kopplungselement gemäß der Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus definiert ist, zusammenfällt.
  • Beispiel
  • Ein Beispiel der vorliegenden Erfindung ist nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben. In dem nachfolgenden Beispiel sind die Figuren vereinfacht oder disproportional, und Abschnitte sind im Abmessungsverhältnis, in der Form etc. nicht unbedingt exakt gezeichnet.
  • 1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Fahrzeug-Shift-by-wire-Vorrichtung 10 gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung, die eine Schaltposition eines Automatikgetriebes 14 in Übereinstimmung mit einer durch einen Schalthebel 12, der in der Nähe eines Fahrersitzes angeordnet ist, ausgewählten Schaltposition elektrisch schaltet und verschiedene Vorrichtungen umfasst, die in dem Blockdiagramm von 7 gezeigt sind. In 7 wird der Schalthebel 12 in Übereinstimmung mit der Absicht des Fahrers, eine Schaltposition auszuwählen betätigt und kann zum Bewegen zu den drei Positionen „R (rückwärts)“, „N (neutral)“, und „D (Antrieb)“ betätigt werden, um alternativ die drei Schaltpositionen, d. h. die R-Position zum Rückwärtsfahren eines Fahrzeugs, eine N-Position zum Unterbrechen der Leistungsübertragung und die D-Position zum Vorwärtsfahren des Fahrzeugs auswählen. Ein Druckknopf P - Schalter 16, der beim Parken gedrückt wird, ist separat von dem Schalthebel 12 angeordnet, so dass die P-Position zum Parken als eine Schaltposition ausgewählt werden kann. Der Schalthebel 12 ist von Tipphebeltyp, der immer automatisch zu einer in 7 gezeigten Ausgangsposition zurückkehrt, und einen Schaltpositionssensor 18 umfasst, der eine Operation zu jeder der Betätigungspositionen „R“, „N“, „D“ erfasst, so dass eine durch den Fahrer ausgewählte Schaltposition Psh (ausgewählte Schaltposition Psh) elektrisch erfasst wird, einschließlich einer EIN-Operation des P-Schalters 16. Der Schalthebel 12 entspricht einer Tipp-Schaltposition-Auswahlvorrichtung.
  • Eine Soll-Schaltpositions-Bestimmungs-ECU (elektronische Steuerungs- bzw. Regelungsvorrichtung) 22 bestimmt eine Soll-Schaltposition des Automatikgetriebes 14 auf der Grundlage der ausgewählten Schaltposition Psh, eines Fahrzeugzustands, etc. Die Soll-Schaltpositions-Bestimmungs-ECU 22 ist zum Beispiel auf der Unterseite einer inneren Platte 24 wie etwa eine Konsole in der Nähe des Fahrersitzes zusammen mit dem Schaltpositionssensor 18 angeordnet. Die Soll-Schaltpositions-Bestimmungs-ECU 22 ist über eine elektrische Verbindervorrichtung 26 mit einer Aktor-Steuerungs-ECU 28 verbunden, und ein SBW (Shift-by-wire) - Aktor 30 wird durch die Aktor-Steuerungs-ECU 28 in Abhängigkeit von der Soll-Schaltposition so gesteuert, dass eine Schaltentsprechungsstellung eines Schaltpositions-Schaltmechanismus 34 über eine elektrische/manuelle Schaltvorrichtung 32 etc. in Abhängigkeit von der Soll-Schaltposition zu der Soll-Schaltposition gesteuert und geschaltet wird. Die elektrische/manuelle Schaltvorrichtung 32 kann zwischen einem elektrischen Schaltvorgang zum Schalten der Schaltposition durch den SBW-Aktor 30 und einem manuellen Schaltvorgang zum Schalten der Schaltposition durch eine manuelle Operation umschalten, und der SBW-Aktor 30 ist in einem Gehäuse 36 der elektrischen/manuellen Schaltvorrichtung 32 angeordnet, wie es in 2 gezeigt ist. Der SBW-Aktor 30 entspricht einem Shift-Aktor.
  • Der Schaltpositions-Schaltmechanismus 34 ist zum Beispiel wie in 8 gezeigt aufgebaut. 8 ist eine perspektivische Ansicht zur Erläuterung eines bestimmten Beispiels des Schaltpositions-Schaltmechanismus 34, und während ein Hauptabschnitt des Schaltpositions-Schaltmechanismus 34 in einem Gehäuse des Automatikgetriebes 14 aufgenommen ist, ist ein äußerer Hebel 142 außerhalb des Gehäuses des Automatikgetriebes 14 angeordnet und wird durch den SBW-Aktor 30 über ein Push-Pull-Kabel 140 sowohl vorwärts als auch rückwärts um ein Schwenkzentrum O geschwenkt. Das Push-Pull-Kabel 140 ist ein inneres Kabel eines Doppelstrukturkabels, in dem das innere Kabel durch ein äußeres Kabel geführt ist und sowohl in Vorwärts- als auch in Rückwärtsrichtung (Herausdrück- bzw. Einziehrichtung) betätigt wird. Eine handbetätigte Welle 144 ist konzentrisch zu dem Schwenkzentrum O einteilig an dem äußerer Hebel 142 befestigt, und der äußere Hebel 142 ist durch die handbetätigte Welle 144 schwenkbar bewegbar um das Schwenkzentrum O gestützt. Die handbetätigte Welle 144 ist mit Ausnahme eines Endabschnitts von ihr, an dem der äußere Hebel 142 befestigt ist, in dem Gehäuse des Automatikgetriebes 14 angeordnet und umfasst eine Rastplatte 146 zur Einschränkung, die einteilig daran befestigt ist. Ein Kopfabschnitt der Rastplatte 146 ist ungleichmäßig ausgebildet, d. h. umfasst vier Positionierungsaussparungen 148, wie es in 9 gezeigt ist, und eine Positionierungsrolle 150 befindet sich zur Positionierung des Schaltpositions-Schaltmechanismus 34 in einer von vier Schaltentsprechungsstellungen der P-Position, der R-Position, der N-Position bzw. der D-Position in Eingriff mit den Positionierungsaussparungen 148. Die Positionierungsrolle 150 ist drehbar um eine Stützwelle angeordnet, die parallel zu dem Schwenkzentrum O an einem vorderen Abschnitt einer Federplatte 154 ist, die an einem Ventilkörper 152 des Automatikgetriebes 14 befestigt ist und eine vorbestimmte Rastkraft (Positionierungskraft) an den einzelnen Schaltentsprechungsstellungen P, R, N, D ausübt, wobei sie aufgrund der elastischen Verformung der Federplatte 154 entlang der höckerigen Form verlagert wird.
  • Die Rastplatte 146 hat einen Kopplungsstift 156, der im Wesentlichen parallel zum Schwenkzentrum O absteht, wobei sich eine Spule 160 eines manuellen Ventils 158, das in dem Ventilkörper 152 angeordnet ist, in Eingriff mit dem Kopplungsstift 156 befindet und die Spule 160 in Übereinstimmung mit der Drehung der Rastplatte 146 so axial bewegt wird, dass eine Öldurchführung in Abhängigkeit von den vier Schaltentsprechungsstellungen der P-, R-, N- bzw. D-Position geschaltet wird. 10 zeigt ein Beispiel des manuellen Ventils 158. Wenn die Spule 160 zu der P-Position oder der N-Position bewegt wird, wird die Abgabe eines Leitungsdrucks PL in jedem Fall blockiert, und das Automatikgetriebe 14 wird in einen neutralen Zustand (bei der P- oder der N-Position) versetzt. Wenn die Spule 160 zu der D-Position bewegt wird, wird der Leitungsdruck PL als ein D-Positionsdruck Pd von einem D-Anschluss abgegeben, um die D-Position herstellen und damit die Vorwärtsfahrt zu ermöglichen. Und wenn die Spule 160 zu der R-Position bewegt wird, wird der Leitungsdruck PL als ein R-Positionsdruck Pr von einem R-Anschluss abgegeben, um die R-Position herzustellen und damit die Rückwärtsfahrt zu ermöglichen. Daher ist das Automatikgetriebe 14 in der vorliegenden Erfindung ein Planetengetriebe, in dem die vier Schaltpositionen der P-Position, der R-Position, der N-Position bzw. der D-Position entsprechend einem Eingreif-/Löse-Zustand von mehreren hydraulischen Eingreifvorrichtungen hergestellt werden, und ist zum Beispiel eine Vorwärts/Rückwärts-Schaltvorrichtung, die einfach zwischen der Vorwärtsfahrt und der Rückwärtsfahrt umschaltet.
  • Wie es in 8 gezeigt ist, ist ferner eine L-förmige Parkstange 162 mit der Rastplatte 146 relativ drehbar um eine axiale Mitte eines Kopplungsabschnitts parallel zu dem Schwenkzentrum O derart gekoppelt, dass, wenn die Rastplatte 146 zur P-Position geschwenkt wird, ein mechanischer Parkverriegelungsmechanismus 164 in einen verriegelten Zustand versetzt wird. An der Parkstange 162 ist ein sich verjüngend zulaufendes Element 168 zum Eingriff mit einer Parksperrklinke 166 axial bewegbar befestigt, und eine Feder 170 zum Vorspannen des sich verjüngend zulaufenden Elements 168 zur Seite eines Kleindurchmesserendes ist angeordnet. Wenn die Rastplatte 146 zur Position P geschwenkt wird, wird die Parkstange 162 in eine Richtung bewegt, in der das sich verjüngend zulaufende Element 168 in Eingriff mit der Parksperrklinke 166 gebracht wird, d. h. in eine Richtung nach oben rechts von 8, und das sich verjüngend zulaufende Element 168 wird in Übereinstimmung mit der Federkraft der Feder 170 unter die Sperrklinke 166 gedrückt, so dass die Sperrklinke 166 in 8 nach oben gedrückt und in kämmenden Eingriff mit dem Parkzahnrad 172 gebracht wird, um dadurch eine Ausgangswelle des Automatikgetriebes 14 undrehbar zu verriegeln. Daher versetzt das manuelle Ventil 158, wenn der P-Schalter 16 eingeschaltet wird, um die P-Position auszuwählen, und die Rastplatte 146 durch den SBW-Aktor 30 über das Push-Pull-Kabel 140 etc. zu der P-Position geschwenkt wird, das Automatikgetriebe 14 in den neutralen Zustand, um so die Leistungsübertragung zu unterbrechen, und wird ferner der mechanische Parkverriegelungsmechanismus 164 betätigt, um die Ausgangswelle mechanisch zu verriegeln.
  • Die über das Push-Pull-Kabel 140 mit dem Schaltpositions-Schaltmechanismus 34 gekoppelte elektrische/manuelle Schaltvorrichtung 32 erleichtert die Anordnung des Push-Pull-Kabels 140, so dass es an einer beliebigen Position in einem Abstand von dem Automatikgetriebe 14 angeordnet werden kann, und ist zum Beispiel, wie es in 1 gezeigt ist, in einem unteren Abschnitt der inneren Platte 24 in der Nähe des Fahrersitzes angeordnet. Das Push-Pull-Kabel 140 entspricht einer Verriegelungsvorrichtung, die mechanisch an den Schaltpositions-Schaltmechanismus 34 gekoppelt ist, um die Schaltentsprechungsstellungen zu schalten. Wie es in 2 gezeigt ist, umfasst die elektrische/manuelle Schaltvorrichtung 32 das Gehäuse 36, das aus einem ersten Gehäuseelement 36a und einem zweiten Gehäuseelement 36b gebildet ist, und der SBW-Aktor 30 ist zusammen mit einem Kopplungselement 40, das an einem Endabschnitt des Push-Pull-Kabels 140 befestigt ist, einer zylindrischen Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42, einem Verbindungs-/Trennungs-Betätigungselement 44, einem Schaltoperationselement 46, etc., in dem Gehäuse 36 angeordnet. In dem Gehäuse 36 ist eine Welle 50 konzentrisch zu einer Schaltmittellinie S1 angeordnet, und die Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 ist konzentrisch auf einer Außenumfangsseite der Welle 50 angeordnet. Die Welle 50 ist über ein Paar von Lagern 52, 54 durch das Gehäuse 36 drehbar um die Schaltmittellinie S1, die eine axiale Mitte der Welle 50 ist, gestützt, und die elektrische/manuelle Schaltvorrichtung 32 ist zum Beispiel in dem Fahrzeug in einer Lage angeordnet, in der die Schaltmittellinie S1 im Wesentlichen horizontal ist. 2 ist eine Querschnittsansicht der elektrischen/manuellen Schaltvorrichtung 32 mit der Schaltmittellinie S1, während 3 eine Draufsicht der elektrischen/manuellen Schaltvorrichtung 32 ist. In der Querschnittsansicht von 2 sind verschiedene Elemente, die jeweils in unterschiedlichen Positionen zur Schaltmittellinie S1 angeordnet sind, in einer Zeichnung gezeigt.
  • Die Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 entspricht einem Verbindungs-/Trennungs-Element und ist relativ zur Welle 50 in der Mittenlinienrichtung der Schaltmittellinie S1 (die Links-rechts-Richtung von 2) bewegbar und durch die Welle 50 über ein Lager 56 etc. um die Schaltmittellinie S1 relativ zur Welle 50 drehbar gestützt. Wie es in 4 gezeigt ist, ist das säulenförmige Kopplungselement 40 über ein metallenes Befestigungsteil 58 einteilig an einem Außenumfangsabschnitt der Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 befestigt, und wenn die Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 um die Schaltmittellinie S1, die die axiale Mitte ist, geschwenkt wird, wie es durch einen Pfeil A gezeigt ist, wird das Push-Pull-Kabel 140 über das Kopplungselement 40 vorgeschoben und zurückgezogen, wie es durch einen Pfeil B gezeigt ist, so dass die Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus 34 über das Push-Pull-Kabel 140 mechanisch geschaltet werden kann. 4 ist eine Querschnittsansicht in einer Schnittebene der Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 senkrecht zur Schaltmittellinie S1.
  • Die Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 ist ferner zu einer elektrischen Schaltposition, die unterhalb der Schaltmittellinie S1 gezeigt ist, und einer manuellen Schaltposition, die oberhalb der Schaltmittellinie S1 gezeigt ist, bewegbar (siehe 2), und wenn sie zu der elektrischen Schaltposition bewegt wird, wird die Buchse 42 mit dem SBW-Aktor 30 gekoppelt und durch den SBW-Aktor 30 um die Schaltmittellinie S1 gedreht. Hingegen wird die Kopplung der Buchse 42 mit dem SBW-Aktor 30 getrennt, wenn sie zu der manuellen Schaltposition bewegt wird, so dass die Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 nicht durch den SBW-Aktor 30 geschwenkt, d. h. die Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus 34 nicht geschaltet werden kann. Der SBW-Aktor 30 umfasst einen Elektromotor 60, der auf einer Motormittellinie S2 parallel zu der Schaltmittellinie S1 angeordnet ist, ein Untersetzungsgetriebe 62, das die Drehzahl des Elektromotors 60 herabsetzt, Untersetzungszahnräder 64a, 64b und ein Ausgabeelement 66, das auf der Schaltmittellinie S1 angeordnet und einteilig mit dem Untersetzungszahnrad 64b gebildet ist. Und wenn die Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 zu der elektrischen Schaltposition bewegt wird, wird die Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 über Keilnuten etc. undrehbar relativ zu dem Ausgabeelement 66 gekoppelt. Dadurch kann die Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 durch den SBW-Aktor 30 um die Schaltmittellinie S1 geschwenkt werden, und eine Schwenkposition der Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 kann in Abhängigkeit von der Soll-Schaltposition geändert werden, um die Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus 34 über das Push-Pull-Kabel 140 etc. in Abhängigkeit von der Soll-Schaltposition zu schalten. Für das Untersetzungsgetriebe 62 wird zum Beispiel ein zykloides Untersetzungsgetriebe mit einem exzentrisch drehenden Innenplanetengetriebe verwendet. In diesem Beispiel ist die Mittenlinienrichtung der Schaltmittellinie S1 die Verbindungs-/Trennungs-Richtung, während die Schwenkrichtung um die Schaltmittellinie S1 die Schaltrichtung ist, und in der nachfolgenden Beschreibung ist die Mittenlinienrichtung der Schaltmittellinie S1 auch als die Verbindungs-/Trennungs-Richtung bezeichnet, während die Schwenkrichtung um die Schaltmittellinie S1 auch als die Schaltrichtung bezeichnet ist.
  • Obwohl das Push-Pull-Kabel 140 auch durch die Bewegung der Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 in Verbindungs-/Trennungs-Richtung vorgeschoben und zurückgezogen wird, ist ihr Vorschiebe-/Rückzieh-Betrag im Vergleich zu einem Schwenken der Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 um die Schaltmittellinie S1, um die Schaltentsprechungsstellung zu schalten, kleiner und kann durch Spiel der Abschnitte wie etwa des Push-Pull-Kabels 140 absorbiert werden. Wenn ein Bewegungsbetrag der Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 in Verbindungs-/Trennungs-Richtung relativ groß ist und das Vorschieben und Zurückziehen des Push-Pull-Kabels 140 durch die Bewegung das Schalten der Schaltentsprechungsstellung beeinflusst, kann das mit dem Push-Pull-Kabel 140 gekoppelte Kopplungselement 40 bewegbar in Verbindungs-/Trennungs-Richtung relativ zu der Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 gekoppelt werden, um die Bewegung des Kopplungselements 40 in Verbindungs-/Trennungs-Richtung durch das zweite Gehäuseelement 36b etc. zu begrenzen.
  • Das Verbindungs-/Trennungs-Betätigungselement 44 ist in dem Gehäuse 36 undrehbar um die Schaltmittellinie S1 und bewegbar in Mittellinienrichtung der Schaltmittellinie S1 (die Verbindungs-/Trennungs-Richtung) angeordnet und ist in Verbindungs-/Trennungs-Richtung relativ unbewegbar in Eingriff mit der Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42, so dass die Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 manuell betätigt werden kann, um sich unter Verwendung des Verbindungs-/Trennungs-Betätigungselements 44 in Verbindungs-/Trennungs-Richtung zu bewegen. Das Verbindungs-/Trennungs-Betätigungselement 44 umfasst einen Gleitabschnitt 68 sowie einen Eingreifvorsprungsabschnitt 70 und einen Betätigungsabschnitt 72, die beidseits des Gleitabschnitts 68 vorragen. Der Gleitabschnitt 68 ist gleitbar in Verbindungs-/Trennungs-Richtung zwischen einer Halteabdeckung 74, die einteilig außen an dem zweiten Gehäuseelement 36b befestigt ist, und dem zweiten Gehäuseelement 36b gehalten. Das zweite Gehäuseelement 36b und die Halteabdeckung 74 haben Langlöcher 76, 78, die parallel zu der Schaltmittellinie S1 angeordnet sind und durch die der Eingreifvorsprungsabschnitt 70 bzw. der Betätigungsabschnitt 72 eingeführt sind, so dass das Verbindungs-/Trennungs-Betätigungselement 44 in Verbindungs-/Trennungs-Richtung bewegt werden kann. Der von dem Langloch 76 in das Gehäuse 36 vorragende Eingreifvorsprungsabschnitt 70 ist in eine Eingriffsnut eines Eingriffselements 80 eingepasst, die in einer Außenumfangsoberfläche der Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 ausgebildet ist, und ist in Verbindungs-/Trennungs-Richtung relativ unbewegbar in Eingriff mit dem Eingriffselement 80. Die Eingriffsnut des Eingriffselements 80 ist in einer Umfangsrichtung der Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 angeordnet, und die Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 kann in Schaltrichtung um die Schaltmittellinie S1 geschwenkt werden, während ein Eingriffszustand zwischen dem Eingriffselement 80 und dem Eingreifvorsprungsabschnitt 70 aufrechterhalten wird. Der Betätigungsabschnitt 72 ragt von dem Langloch 78 aus der Halteabdeckung 74 heraus, und die Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 kann unabhängig von deren Schwenkposition (Soll-Schaltposition) durch Greifen des Betätigungsabschnitts 72 und Bewegen des Verbindungs-/Trennungs-Betätigungselements 44 in Verbindungs-/Trennungs-Richtung zu der elektrischen Schaltposition und der manuellen Schaltposition bewegt werden. Ein Rastmechanismus wie etwa ein Sperrkugelmechanismus zur Ausübung einer Rastkraft (Positionierungskraft) an der elektrischen Schaltposition und der manuellen Schaltposition kann zwischen dem Verbindungs-/Trennungs-Betätigungselement 44 und der Halteabdeckung 74 angeordnet sein.
  • Die elektrische Verbindervorrichtung 26 ist über dem Betätigungsabschnitt 72 des Verbindungs-/Trennungs-Betätigungselements 44 und der Halteabdeckung 74 angeordnet. Die elektrische Verbindervorrichtung 26 ist eine Vorrichtung, die die Operation des SBW-Aktors 30 möglich oder unmöglich macht, und verbindet oder trennt mechanisch ein elektrisches Verbindungskabel 84, das in diesem Beispiel ein Steuersignal der Soll-Schaltpositions-Bestimmungs-ECU 22 der Aktor-Steuerungs-ECU 28 zuführt. Die elektrische Verbindervorrichtung 26 umfasst einen männlichen Verbinder 86, der an dem Betätigungsabschnitt 72 befestigt ist, und einen weiblichen Verbinder 88, der an der Halteabdeckung 74 befestigt ist. Wenn das Verbindungs-/Trennungs-Betätigungselement 44 betätigt wird, um die Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 zu der elektrischen Schaltposition zu bewegen, werden der männliche Verbinder 86 und der weibliche Verbinder 88 mechanisch verbunden, um so das elektrische Verbindungskabel 84 in einen verbundenen Zustand zu versetzen, so dass die Aktor-Steuerungs-ECU 28 das Steuersignal von der Soll-Schaltpositions-Bestimmungs-ECU 22 zugeführt werden kann, um den SBW-Aktor 30 in Abhängigkeit von der Soll-Schaltposition zu betätigen. Wenn hingegen das Verbindungs-/Trennungs-Betätigungselement 44 betätigt wird, um die Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 von der elektrischen Schaltposition zu der manuellen Schaltposition zu bewegen, wird der männliche Verbinder 86 von dem weiblichen Verbinder 88 getrennt und mechanisch gelöst, um das elektrische Verbindungskabel 84 in einen getrennten Zustand zu versetzen. Dadurch wird die Zuführung des Steuersignals von der Soll-Schaltpositions-Bestimmungs-ECU 22 zu der Aktor-Steuerungs-ECU 28 unterbrochen und die Operation des SBW-Aktors 30 funktionsunfähig gemacht.
  • Wenn die Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 durch das Verbindungs-/Trennungs-Betätigungselement 44 zu der manuellen Schaltposition bewegt wird, wird, zusätzlich zu der Trennung des elektrischen Verbindungskabels 84 durch die elektrische Verbindervorrichtung 26, die Kopplung zwischen der Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 und dem Ausgabeelement 66 des SBW-Aktors 30 getrennt, wie es über der Schaltmittellinie S1 in 2 gezeigt ist. Dadurch kann die Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 nach Belieben um die Schaltmittellinie S1 geschwenkt werden, ohne durch eine Schwenkposition des Ausgabeelements 66 des SBW-Aktors 30 behindert zu werden, so dass die Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 durch eine manuelle Operation mit dem Schaltoperationselement 46 um die Schaltmittellinie S1 geschwenkt werden kann, um so die Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus 34 zu schalten. Das Schaltoperationselement 46 umfasst einen kreisförmigen Plattenabschnitt 90, der einteilig an der Welle 50 befestigt oder einteilig mit der Welle 50 gebildet ist, ist durch das Gehäuse 36 über die Welle 50 unbewegbar in die Mittenlinienrichtung der Schaltmittellinie S1 und drehbar um die Schaltmittellinie S1 gestützt und kann über einen Bewegungsbegrenzungsmechanismus 92 relativ undrehbar in Schaltrichtung, d. h. um die Schaltmittellinie S1, in Eingriff mit der Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 gebracht werden.
  • Ein Betätigungsabschnitt 94 ist an dem kreisförmigen Plattenabschnitt 90 des Schaltoperationselements 46 so befestigt, dass er sich zu einer Außenumfangsseite des kreisförmigen Plattenabschnitt 90 erstreckt, und dieser Betätigungsabschnitt 94 ragt von einem Langloch 96, das in dem zweiten Gehäuseelement 36b gebildet ist, aus dem Gehäuse 36 heraus. Das Langloch 96 ist in Umfangsrichtung um die Schaltmittellinie S1 gebildet, und durch Greifen des Betätigungsabschnitts 94, der von dem Langloch 96 nach außen vorragt und das Schaltoperationselement 46 um die Schaltmittellinie S1 schwenkt, kann die Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 um die Schaltmittellinie S1 geschwenkt und so die Schwenkposition des Schaltoperationselements 46 geändert werden, und die Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus 34 kann über das Push-Pull-Kabel 140 manuell geschaltet werden. Ein Auswahlpositionsanzeiger 98, der die vier Schaltauswahlpositionen P, R, N und D anzeigt, wird vorab in der Nähe des Langlochs 96 angeordnet, und die Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus 34 kann in Übereinstimmung mit der Schaltauswahlposition durch Betätigen des Schaltoperationselements 46 geschaltet werden, um so unter visueller Bestätigung des Auswahlpositionsanzeigers 98 zu schwenken. Der Auswahlpositionsanzeiger 98 ist eine nicht elektrische Anzeige, die auf einer Außenumfangsoberfläche des zweiten Gehäuseelements 36b als eine eingravierte Markierung, eine Anzeigeplatte, etc. angeordnet ist, und in diesem Beispiel sind zusätzlich zu den Buchstaben P, R, N und D Öffnungen gebildet, so dass eine farbige Platte 99, die einteilig mit dem Betätigungsabschnitt 94 geschwenkt wird, visuell von außen bestätigt werden kann. Es können auch nur die Buchstaben P, R, N und D verwendet werden, ohne die Öffnungen und die farbige Platte 99. Der Auswahlpositionsanzeiger 98 kann auf dem Betätigungsabschnitt 94 des Schaltoperationselements 46 angeordnet sein. 3 zeigt einen Zustand, in dem das Schaltoperationselement 46 zu der Schaltauswahlposition R betätigt ist. Das Schaltoperationselement 46 und das Verbindungs-/Trennungs-Betätigungselement 44 sind zum Beispiel einer Oberseite des Gehäuses 36 angeordnet, wie es in 3 gezeigt ist. Dadurch, dass ein Abschnitt der inneren Platte 24 geöffnet und geschlossen werden kann, kann der Fahrer (oder ein Arbeiter) leicht das Verbindungs-/Trennungs-Betätigungselement 44 und das Schaltoperationselement 46 betätigen, um so bei einem Fehler, wenn die Schaltposition aufgrund einer leeren Batterie, eines Kabelbruchs, eines Kurzschlusses, etc. nicht elektrisch durch den SBW-Aktor 30 geschaltet werden kann, das Automatikgetriebe 14 manuell zu der gewünschten Schaltposition zu schalten. Die innere Platte 24 umfasst einen Öffnungs-/Verschluss-Deckel 24a etc. zur Betätigung bei einem Fehler.
  • Auf das Schaltoperationselement 46 wird durch einen in 6 gezeigten Rastmechanismus 100 an den vier Schaltauswahlpositionen P, R, N, D eine vorbestimmte Rastkraft (Positionierungskraft) ausgeübt. Der Rastmechanismus 100 umfasst einen höckerigen Abschnitt 104 mit vier Positionierungsaussparungen 102, die auf einem Außenumfangsabschnitt des kreisförmigen Plattenabschnitts 90 angeordnet sind, und eine Positionierungsrolle 106 in Eingriff mit einer der Positionierungsaussparungen 102. Die Positionierungsrolle 106 ist in Eingriff mit der einen der vier Positionierungsaussparungen 102, wodurch das Schaltoperationselement 46 an einer der vier Schaltauswahlpositionen P, R, N, D positioniert ist. Die Positionierungsrolle 106 ist drehbar um eine Stützwelle parallel zu der Schaltmittellinie S1, an einem vorderen Abschnitt einer Federplatte 108, die an dem zweiten Gehäuseelement 36b befestigt ist, angeordnet und übt eine vorbestimmte Rastkraft einer jeweiligen der Schaltauswahlpositionen P, R, N, D aus, wobei sie aufgrund einer elastischen Verformung der Federplatte 108 entlang des höckerigen Abschnitts 104 verlagert wird. Der höckerige Abschnitt 104 kann auf der Seite des zweiten Gehäuseelements 36b angeordnet sein, und die Federplatte 108 und die Positionierungsrolle 106 können auf der Seite des Schaltoperationselements 46 angeordnet sein.
  • Der Bewegungsbegrenzungsmechanismus 92 ist ein Mechanismus, mit dessen Hilfe die Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 nur dann in Richtung der manuellen Schaltposition bewegt und mit dem Schaltoperationselement 46 relativ nicht schwenkbar um die Schaltmittellinie S1 gekoppelt werden kann, wenn die Schaltauswahlposition des Schaltoperationselements 46 mit der Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus 34 zusammenfällt, und zum Verhindern der Kopplung zwischen der Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 und dem Schaltoperationselement 46, wenn die Schaltauswahlposition des Schaltoperationselements 46 nicht mit der Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus 34 zusammenfällt. Insbesondere entspricht die Schwenkposition der Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 um die Schaltmittellinie S1, da die Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 über das Kopplungselement 40 und das Push-Pull-Kabel 140 mit dem Schaltpositions-Schaltmechanismus 34 gekoppelt ist, der Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus 34. Daher kann das Schaltoperationselement 46, da die Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 und das Schaltoperationselement 46 nur gekoppelt werden können, wenn die Schaltentsprechungsstellung mit der Schaltauswahlposition des Schaltoperationselements 46 zusammenfällt, in Übereinstimmung mit dem ausgewählten Positionsanzeiger 98 betätigt werden, um dadurch die Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus 34 auf der Grundlage einer Anzeige der Schaltauswahlposition des Auswahlpositionsanzeiger 98 zu schalten, und das Automatikgetriebe 14 kann zu einer gewünschten Schaltposition geschaltet werden.
  • Der Bewegungsbegrenzungsmechanismus 92 umfasst einen rechteckigen, konvexen Eingreifabschnitt 110, der einteilig an einer Endoberfläche der Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42, d. h. einer Endoberfläche auf der Seite der manuellen Schaltposition, auf einer zu der Schaltmittellinie S1 beabstandeten Außenumfangsseite befestigt ist, wie es zum Beispiel in 5A und 5B gezeigt ist, und einen rechteckigen, konkaven Eingreifabschnitt 112, der auf einer Außenumfangsseite einer Endoberfläche des kreisförmigen Plattenabschnitts 90 gebildet ist, wie es in 6 gezeigt ist, so dass der konvexe Eingreifabschnitt 110 darin eingepasst werden kann. Die 5A und 5B sind eine Endansicht bzw. eine Seitenansicht der Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42, und 6 ist eine Endansicht des kreisförmigen Plattenabschnitts 90. Der konvexe Eingreifabschnitt 110 und der konkave Eingreifabschnitt 112 sind so angeordnet, dass, wenn die Schaltauswahlposition des Schaltoperationselements 46 mit der Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus 34 zusammenfällt, Phasen des Schaltoperationselements 46 und des Schaltpositions-Schaltmechanismus 34 um die Schaltmittellinie S1 miteinander zusammenfallen, so dass die Abschnitte 46, 34 aneinander angepasst werden können und dann relativ undrehbar um die Schaltmittellinie S1 in Eingriff sind. Wenn die Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus 34 nicht bekannt ist, kann das Schaltoperationselement 46 in Schaltrichtung geschwenkt und betätigt werden, um die Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 in Richtung der manuellen Schaltposition durch das Verbindungs-/Trennungs-Betätigungselement 44 zu bewegen, während die Schaltauswahlposition geändert wird, und die Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 kann dadurch zu der manuellen Schaltposition bewegt und mit dem Schaltoperationselement 46 gekoppelt werden, wenn die Schaltauswahlposition mit der Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus 34 zusammenfällt.
  • In der oben beschriebenen Fahrzeug-Shift-by-wire-Vorrichtung 10 wird normalerweise, wenn der SBW-Aktor 30 normal betätigt wird, die Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 an der elektrischen Schaltposition gehalten, und die elektrische Verbindervorrichtung 26 wird in den verbundenen Zustand versetzt. Dadurch wird die Soll-Schaltposition des Automatikgetriebes 14 durch die Soll-Schaltpositions-Bestimmungs-ECU 22 auf der Grundlage der ausgewählten Schaltposition Psh, die mit dem Schalthebel 12 und dem P-Schalter 16, die durch den Fahrer betätigt werden, des Fahrzeugzustands, etc., ausgewählt wird, eingestellt, und der SBW-Aktor 30 wird in Abhängigkeit von der Soll-Schaltposition betätigt, so dass der Schaltpositions-Schaltmechanismus 34 über die elektrische/manuelle Schaltvorrichtung 32, das Push-Pull-Kabel 140, etc. zu der Schaltentsprechungsstellung geschaltet wird, die der Soll-Schaltposition entspricht. Die Spule 160 des manuellen Ventils 158 wird in Abhängigkeit von der Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus 34, d. h. der Schwenkposition der Rastplatte 146, in axialer Richtung bewegt, und der mechanische Parkverriegelungsmechanismus 164 wird an der P-Position betätigt, so dass das Automatikgetriebe 14 elektrisch zu der Soll-Schaltposition geschaltet wird.
  • Hingegen kann der Fahrer (oder Bediener) bei einem Fehler, wenn die Schaltposition aufgrund einer leeren Batterie, eines Leitungsbruchs, eines Kurzschlusses, etc. nicht elektrisch durch den SBW-Aktor 30 geschaltet werden kann, den Öffnungs-/Verschluss-Deckel 24a etc., der auf der inneren Platte 24 angeordnet ist, öffnen und die elektrische/manuelle Schaltvorrichtung 32 manuell schalten und dadurch die Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus 34 und weiterhin die Schaltposition des Automatikgetriebes 14 zu schalten. Insbesondere wird, wenn die Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 durch den durch den Fahrer gegriffenen und betätigten Betätigungsabschnitt 94 des Verbindungs-/Trennungs-Betätigungselements 44 von der elektrischen Schaltposition in Richtung der manuellen Schaltposition bewegt wird, die Kopplung zwischen der Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 und dem SBW-Aktor 30 mechanisch getrennt, und die elektrische Verbindervorrichtung 26 wird in den getrennten Zustand versetzt, so dass eine Energieübertragung zwischen der Soll-Schaltpositions-Bestimmungs-ECU 22 und der Aktor-Steuerungs-ECU 28 unterbrochen ist, was den SBW-Aktor 30 funktionsunfähig macht. Dies verhindert, dass der SBW-Aktor 30 bei einer Fehlerbehebung von alleine plötzlich zu drehen beginnt.
  • Wenn bei einer Bewegung der Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 in Richtung der manuellen Schaltposition die Schaltauswahlposition des Schaltoperationselements 46 mit der Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus 34 zusammenfällt, kann die Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 ungeachtet des Bewegungsbegrenzungsmechanismus 92 direkt zu der manuellen Schaltposition bewegt und relativ nicht schwenkbar in Schaltrichtung mit dem Schaltoperationselement 46 gekoppelt werden. In diesem Beispiel ist der konvexe Eingreifabschnitt 110 des Bewegungsbegrenzungsmechanismus 92 an den konkaven Eingreifabschnitt 112 angepasst und dadurch relativ nicht schwenkbar in Schaltrichtung mit ihm in Eingriff. Durch Drehen das Schaltoperationselement 46 in diesem Zustand zu der gewünschten Schaltauswahlposition, während der Fahrer (oder Bediener) die Auswahlpositionsanzeiger 98 bestätigt, kann der Schaltpositions-Schaltmechanismus 34 zu der der Schaltauswahlposition entsprechenden Schaltentsprechungsstellung geschaltet werden. Das Automatikgetriebe 14 wird in Abhängigkeit von der Schaltentsprechungsstellung zu der entsprechenden Schaltposition bewegt, wodurch das Fahrzeug selbst bei dem Fehler fahren kann.
  • Wenn bei der Bewegung der Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 in Richtung der manuellen Schaltposition die Schaltauswahlposition des Schaltoperationselements 46 nicht mit der Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus 34 zusammenfällt, verhindert der Bewegungsbegrenzungsmechanismus 92 die Kopplung zwischen der Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 und dem Schaltoperationselement 46. Wenn die Schaltentsprechungsstellung mit Bezug auf den äußeren Hebel 142 etc. des Schaltpositions-Schaltmechanismus 34 des Automatikgetriebes 14 betätigt werden kann, kann das Schaltoperationselement 46 zu der Schaltauswahlposition, die der Schaltentsprechungsstellung entspricht, geschwenkt und betätigt werden, um so die Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 zu der manuellen Schaltposition zum Koppeln mit dem Schaltoperationselement 46 zu bewegen. Da in diesem Beispiel der Schalthebel 12 vom Tipphebeltyp verwendet wird, kann die Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus 34 nicht von der Position des Schalthebels 12 beurteilt werden. Wenn die Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus 34 nicht bekannt ist, kann die Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 durch das Verbindungs-/Trennungs-Betätigungselement 44 in Richtung der manuellen Schaltposition bewegt werden, während das Schaltoperationselement 46 zur Änderung der Schaltauswahlposition in Schaltrichtung geschwenkt wird, so dass die Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 zu der manuellen Schaltposition bewegt und mit dem Schaltoperationselement 46 gekoppelt wird, wenn die Schaltposition mit der Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus 34 zusammenfällt. Danach kann durch Drehen des Schaltoperationselements 46 zu der gewünschten Schaltauswahlposition, während der Fahrer (Bediener) die Auswahlpositionsanzeiger 98 bestätigt, der Schaltpositions-Schaltmechanismus 34 zu der Schaltentsprechungsstellung, der der Schaltauswahlposition entspricht, geschaltet werden, wodurch das Fahren des Fahrzeug ermöglicht wird.
  • Wie es oben beschrieben ist, kann in der Fahrzeug-Shift-by-wire-Vorrichtung 10 dieses Beispiels die Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus 34 durch den SBW-Aktor 30 geschaltet werden, während die Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 an der elektrischen Schaltposition gehalten wird, und wenn die Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 zu der manuellen Schaltposition bewegt wird, wird die Kopplung mit dem SBW-Aktor 30 mit Hilfe der Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 getrennt, und die Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus 34 kann nicht durch den SBW-Aktor 30 geschaltet werden. Daher kann bei einem Fehler, wenn nicht mit dem SBW-Aktor 30 geschaltet werden kann, die Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus 34 durch Schwenken der Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 in Schaltrichtung durch die Bewegung zu der manuellen Schaltposition manuell geschaltet werden. Da in diesem Fall die Kopplung zwischen dem SBW-Aktor 30 und der Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 an der manuellen Schaltposition getrennt wird, selbst wenn der SBW-Aktor 30 bei einer Fehlerbehebung von alleine wieder funktionsfähig ist, schwenkt die Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 nicht, so dass verhindert wird, dass der Schaltpositions-Schaltmechanismus 34 zu der unbeabsichtigten Schaltentsprechungsstellung schaltet. Insbesondere wird in diesem Beispiel, wenn die Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 durch das Verbindungs-/Trennungs-Betätigungselement 44 zu der manuellen Schaltposition bewegt wird, die elektrische Verbindervorrichtung 26 in den getrennten Zustand versetzt, und die Energieübertragung zwischen der Soll-Schaltpositions-Bestimmungs-ECU 22 und dem Aktor-Steuerungs-ECU 28 wird unterbrochen, so dass der SBW-Aktor 30 selbst nach der Fehlerbehebung in einem Betätigungsstoppzustand gehalten wird, so dass zuverlässiger verhindert wird, dass die Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 schwenkt (sich in Schaltrichtung bewegt).
  • Die Shift-by-wire-Vorrichtung 10 umfasst das mit der Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 gekoppelte Schaltoperationselement 46 und den Bewegungsbegrenzungsmechanismus 92, durch den die Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 nur dann zu der manuellen Schaltposition bewegt und mit dem Schaltoperationselement 46 gekoppelt wird, wenn die Schaltauswahlposition des Schaltoperationselements 46 mit der Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus 34 zusammenfällt, so dass, an der manuellen Schaltposition, das Schaltoperationselement 46 geschwenkt und zu einer gewünschten Schaltauswahlposition betätigt werden kann, um so in geeigneter Weise den Schaltpositions-Schaltmechanismus 34 zu der Schaltentsprechungsstellung, die der Schaltauswahlposition entspricht, zu schalten.
  • Wenn die Schaltauswahlposition des Schaltoperationselements 46 nicht mit der Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus 34 zusammenfällt und die Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus 34 nicht bekannt ist, kann die Schaltauswahlposition, die mit der Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus 34 zusammenfällt, durch Bewegen und Betätigen des Schaltoperationselements 46 in Schaltrichtung, um die Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 in Richtung der manuellen Schaltposition zu bewegen, während die Schaltauswahlposition geändert wird, gewonnen werden, so dass die Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 zu der manuellen Schaltposition bewegt und mit dem Schaltoperationselement 46 gekoppelt werden kann.
  • Da der Bewegungsbegrenzungsmechanismus 92 aus dem konvexen Eingreifabschnitts 110, der in der Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 angeordnet ist, und dem konkaven Eingreifabschnitt 112, der in dem Schaltoperationselement 46 angeordnet ist, aufgebaut ist, können der konvexe Eingreifabschnitt 110 und der konkave Eingreifabschnitt 112, wenn die Schaltauswahlposition des Schaltoperationselements 46 nicht mit der Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus 34 zusammenfällt, nicht aneinander angepasst werden, so dass die Bewegung der Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 verhindert wird und somit die Kopplung der Schaltpositions-Schaltmechanismus 34 zu dem Schaltoperationselement 46 zuverlässig verhindert wird. Wenn der konvexe Eingreifabschnitt 110 und der konkave Eingreifabschnitt 112 die gleiche Phase haben und aneinander angepasst sind, sind das Schaltoperationselement 46 und die Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 über der konvexe Eingreifabschnitt 110 und den konkaven Eingreifabschnitt 112 relativ nicht schwenkbar in Schaltrichtung gekoppelt, so dass die Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 über den konvexen Eingreifabschnitt 110 und den konkaven Eingreifabschnitt 112 zusammen mit dem Schaltoperationselement 46 in Schaltrichtung geschwenkt und damit die Vorrichtung 10 leicht und kostengünstig hergestellt werden kann.
  • Da die Vorrichtung 10 den Rastmechanismus 100, der das Schaltoperationselement 46 an der jeweiligen der mehreren Schaltauswahlpositionen positioniert und den ausgewählten Positionsanzeiger 98 umfasst, der eine ausgewählte der mehreren Schaltposition-Auswahlpositionen anzeigt, kann die Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus 34 leicht und in geeigneter Weise mit Hilfe des Schaltoperationselements 46 umgeschaltet werden, wobei der Fahrer (oder Bediener) die Schaltauswahlposition mit dem ausgewähltes Positionsanzeiger 98 bestätigt.
  • Da der Schalthebel 12 vom Tipphebeltyp nach der Auswahloperation der Schaltposition automatisch zu der Ausgangsposition zurückkehrt, wird die ausgewählte Schaltposition Psh bei einem Fehler nicht von dem Schalthebel 12 identifiziert, und wenn die Schaltposition Psh von der durch manuelles Schwenken der Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 in Schaltrichtung bei einem Fehler ausgewählten Schaltentsprechungsstellung verschieden ist, kann der SBW-Aktor 30 ein Schalten zu der unbeabsichtigten Schaltentsprechungsstellung (die ausgewählte Schaltposition bei einem Fehler) bei der Fehlerbehebung durchführen. In dieser Hinsicht, da in diesem Beispiel die Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 von der SBW-Aktor 30 gelöst wird, wird die Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 selbst nach der Fehlerbehebung nicht in Schaltrichtung geschwenkt, und die durch die Schwenkoperation der Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 ausgewählte Schaltentsprechungsstellung wird selbst dann aufrechterhalten, wenn die Schaltentsprechungsstellung von der ausgewählten Schaltposition Psh bei einem Fehler verschieden ist.
  • Da die Schaltrichtung die Schwenkrichtung um die Schaltmittellinie S1 ist und die Verbindungs-/Trennungs-Richtung die Mittenlinienrichtung der Schaltmittellinie S1 ist, kann die zylindrische Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42, die konzentrisch zu der Schaltmittellinie S1 angeordnet ist, als das Verbindungs-/Trennungs-Element verwendet werden, so dass die Verbindungs/Trennungs-Operation und die Schaltoperation leicht durchgeführt werden können und die elektrische/manuelle Schaltvorrichtung 32, die im Wesentlichen die Verbindungs-/Trennungs-Hülse 42 umfasst, leicht und kostengünstig hergestellt werden kann.
  • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 10
    Fahrzeug-Shift-by-wire-Vorrichtung
    12
    Schalthebel (Schaltpositions-Auswahlvorrichtung)
    14
    Automatikgetriebe
    26
    Elektrische Verbindervorrichtung
    30
    SBW-Aktor (Schaltaktor)
    32
    Elektrische/manuelle Schaltvorrichtung
    34
    Schaltpositions-Schaltmechanismus
    36
    Gehäuse
    40
    Kopplungselement
    42
    Verbindungs-/Trennungs-Hülse (Verbindungs-/Trennungs-Element)
    44
    Verbindungs-/Trennungs-Betätigungselement
    46
    Schaltoperationselement
    66
    Ausgabeelement
    84
    Elektrisches Verbindungskabel
    92
    Bewegungsbegrenzungsmechanismus
    98
    Auswahlpositionsanzeiger
    100
    Rastmechanismus
    110
    konvexer Eingreifabschnitt (konvexer Eingreifabschnitt)
    112
    konkaver Eingreifabschnitt
    140
    Push-Pull-Kabel (Rastvorrichtung)
    S1
    Schaltmittellinie

Claims (7)

  1. Fahrzeug-Shift-by-wire-Vorrichtung (10), die ein Automatikgetriebe (14), einen Schaltpositions-Schaltmechanismus (34) zum Schalten einer Schaltposition des Automatikgetriebes (14) in Übereinstimmung mit mehreren Schaltentsprechungsstellungen des Schaltpositions-Schaltmechanismus (34) und einen Shift-Aktor (30) zum elektrischen Betätigen des Schaltpositions-Schaltmechanismus (34) umfasst, wobei die Fahrzeug-Shift-by-wire-Vorrichtung (10) ferner umfasst: ein Gehäuse (36), in dem der Shift-Aktor (30) angeordnet ist; ein Kopplungselement (40), das über eine Verriegelungsvorrichtung (140) mechanisch mit dem Schaltpositions-Schaltmechanismus (34) gekoppelt ist und in eine Schaltrichtung bewegt wird, um die Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus (34) zu schalten; und ein Verbindungs-/Trennungs-Element (42), das bewegbar in Schaltrichtung und bewegbar in eine Verbindungs-/Trennungs-Richtung, die die Schaltrichtung kreuzt, in dem Gehäuse (36) angeordnet ist und in Schaltrichtung einteilig mit dem Kopplungselement (40) bewegt wird, wobei, wenn das Verbindungs-/Trennungs-Element (42) an einer elektrischen Schaltposition in Verbindungs-/Trennungs-Richtung gehalten wird, das Verbindungs-/Trennungs-Element (42) mit dem Shift-Aktor (30) gekoppelt und durch den Shift-Aktor (30) in Schaltrichtung bewegt wird, um die Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus (34) über das Kopplungselement (40) zu schalten, und wobei, wenn das Verbindungs-/Trennungs-Element (42) in Verbindungs-/Trennungs-Richtung zu einer manuellen Schaltposition bewegt wird, das Verbindungs-/Trennungs-Element (42), das mit dem Shift-Aktor (30) gekoppelt ist, getrennt wird, so dass der Shift-Aktor (30) funktionsunfähig gemacht ist und somit die Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus (34) nicht schalten kann.
  2. Fahrzeug-Shift-by-wire-Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, die ferner umfasst: ein Schaltoperationselement (46), das in dem Gehäuse (36) in Schaltrichtung bewegbar angeordnet ist, wenn das Verbindungs-/Trennungs-Element (42) zu der manuellen Schaltposition bewegt ist, wobei das Schaltoperationselement (46) mit dem Verbindungs-/Trennungs-Element (42) gekoppelt ist und manuell zu einer der mehreren vorbestimmten Schaltauswahlpositionen bewegt wird, so dass das Verbindungs-/Trennungs-Element (42) in Schaltrichtung bewegt und die Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus (34) über das Kopplungselement (40) geschaltet wird, und einen Bewegungsbegrenzungsmechanismus (92), der in wenigstens einem von dem Schaltoperationselement (46) und dem Verbindungs-/Trennungs-Element (42) angeordnet ist und nur dann ermöglicht, dass das Verbindungs-/Trennungs-Element (42), dessen Position in Schaltrichtung in Übereinstimmung mit der Schaltentsprechungsstellung definiert ist, über das Kopplungselement (40) in die manuelle Schaltrichtung bewegt und das Schaltoperationselement (46) gekoppelt wird, wenn die Schaltauswahlposition des Schaltoperationselements (46) mit der Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus (34) zusammenfällt.
  3. Fahrzeug-Shift-by-wire-Vorrichtung (10) nach Anspruch 2, wobei der Bewegungsbegrenzungsmechanismus (92) einen konkaven Eingreifabschnitt (112) und einen konvexen Eingreifabschnitt (110) umfasst, die sowohl in dem Schaltoperationselement (46) als auch dem Verbindungs-/Trennungs-Element (42) angeordnet sind, zueinander in Verbindungs-/Trennungs-Richtung passen und relativ unbewegbar in Schaltrichtung in Eingriff gebracht werden können, wenn die Schaltauswahlposition des Schaltoperationselements (46) mit der Schaltentsprechungsstellung des Schaltpositions-Schaltmechanismus (34) zusammenfällt.
  4. Fahrzeug-Shift-by-wire-Vorrichtung (10) nach Anspruch 2 oder 3, die ferner einen Auswahlpositionsanzeiger (98), der Schaltauswahlpositionen anzeigt und in wenigstens einem von dem Gehäuse (36) und dem Schaltoperationselement (46) angeordnet ist, und einen Rastmechanismus (100), der das Schaltoperationselement (46) an einer jeweiligen der mehreren Schaltauswahlpositionen positioniert, umfasst.
  5. Fahrzeug-Shift-by-wire-Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die ferner umfasst: ein Verbindungs-/Trennungs-Betätigungselement (44), das in dem Gehäuse (36) in Schaltrichtung unbewegbar und in Verbindungs-/Trennungs-Richtung bewegbar angeordnet ist und ausgelegt ist, um mit dem Verbindungs-/Trennungs-Element (42) in Verbindungs-/Trennungs-Richtung relativ unbewegbar in Eingriff zu gelangen, um das Verbindungs-/Trennungs-Element (42) manuell in Verbindungs-/Trennungs-Richtung zu bewegen, und eine elektrische Verbindervorrichtung (26), die über dem Verbindungs-/Trennungs-Betätigungselement (44) und dem Gehäuse (36) angeordnet ist, wobei die elektrische Verbindervorrichtung (26) ausgelegt ist, um ein elektrisches Verbindungskabel (84) so mechanisch zu verbinden und zu trennen, dass die elektrische Verbindervorrichtung (26) in einen verbunden Zustand versetzt wird, damit der Shift-Aktor (30) funktionsfähig ist, wenn das Verbindungs-/Trennungs-Betätigungselement (44) so bewegt wird, dass das Verbindungs-/Trennungs-Element (42) zu der elektrischen Schaltposition bewegt wird, und so, dass die elektrische Verbindervorrichtung (26) in einen getrennten Zustand versetzt wird, damit der Shift-Aktor (30) funktionsunfähig ist, wenn das Verbindungs-/Trennungs-Betätigungselement (44) so bewegt wird, dass das Verbindungs-/Trennungs-Element (42) zu der manuellen Schaltposition bewegt wird.
  6. Fahrzeug-Shift-by-wire-Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die umfasst eine Schaltposition-Auswahlvorrichtung (12) vom Tippauswahltyp, die durch den Fahrer betätigbar ist, um alternativ eine von mehreren Schaltpositionen des Automatikgetriebes (14) auszuwählen, und der nach einer Auswahloperation der Schaltposition automatisch in einen ursprünglichen Zustand zurückkehrt.
  7. Fahrzeug-Shift-by-wire-Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Verbindungs-/Trennungs-Element (42) um eine Schaltmittellinie (S1), die die Schaltrichtung ist, schwenkbar und in eine Richtung der Schaltmittellinie, die die Verbindungs-/Trennungs-Richtung ist, bewegbar ist, und die Verbindungs-/Trennungs-Vorrichtung mit einem Ausgabeelement (66) des Shift-Aktors (30), das auf der Schaltmittellinie angeordnet ist, relativ nicht schwenkbar gekoppelt ist, wenn die Verbindungs-/Trennungs-Vorrichtung in Schaltmittellinienrichtung zu der elektrischen Schaltposition bewegt wird, und die Verbindungs-/Trennungs-Vorrichtung, die mit dem Ausgabeelement gekoppelt ist, von dem Ausgabeelement getrennt wird, wenn die Verbindungs-/Trennungs-Vorrichtung in die Mittenlinienrichtung zu der manuellen Schaltposition bewegt wird.
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