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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung vom Typ einer
elektrischen Getriebeschaltung (shift-by-wire).
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In
einem Fahrzeug gemäß dem Stand
der Technik, in welchem ein Automatikgetriebe installiert ist, wird
die Gangposition eines Automatikgetriebes durch Bewegen eines Schalthebels
einer Schaltvorrichtung bestimmt. Eine Schaltvorrichtung vom Typ einer
elektrischen Getriebeschaltung (shift-by-wire) wurde in den letzten
Jahren entwickelt. Die Schaltvorrichtung vom Typ der elektrischen
Getriebeschaltung erfasst die Position eines Schaltteils, wie z.B.
einem Schalthebel, mit einem Sensor und wandelt das erfasste Signal
in ein elektrisches Schaltsignal um, welches eine Betätigungsvorrichtung
zum Einlegen des Verbindungsgangs des Getriebes gemäß dem Schaltsignal
betätigt.
Die Schaltvorrichtung vom Typ der elektrischen Getriebeschaltung
erfordert keine mechanische Struktur, wie z.B. einen Verbindungsmechanismus.
Dies ermöglicht
eine Herstellung einer kompakteren Schaltvorrichtung. Ferner wird
das Schalten der Gänge
mit einer verhältnismäßig kleinen
Kraft durchgeführt
und die Schaltvorrichtung wird mit mehr Freiheitsgraden in dem Insassenabteil
angeordnet.
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In
der Schaltvorrichtung vom Typ der elektrischen Getriebeschaltung
gemäß dem Stand
der Technik sind jedoch Sensoren, welche die Position des Schalthebels
erfassen, an Positionen angeordnet, welche jeder Position des Schalthebels
entsprechen. Deshalb wird an jeder Schalthebelposition ein Raum
für den
entsprechenden Sensor benötigt.
Daher ist es schwierig, die Größe der Schaltvorrichtung zu
verringern.
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Die
US-A-4519266, welche den nächsten Stand
der Technik darstellt, offenbart eine Schaltvorrichtung gemäß dem Oberbegriff
nach Anspruch 1.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 bereitgestellt.
Die abhängigen
Ansprüche
definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Schaltvorrichtung zum
Schalten von Gängen
eines Fahrzeuggetriebes bereitgestellt. Die Schaltvorrichtung weist
einen Schalthebel auf, welcher in einer ersten Richtung und einer
zweiten Richtung beweglich ist, um die Gänge des Getriebes zu schalten.
Die erste Richtung ist senkrecht zu der zweiten Richtung. Ein erstes
bewegliches Teil ist mit dem Schalthebel verbunden, um sich im Zusammenspiel
mit dem Schalthebel zum Erfassen der Position des Schalthebels in
der ersten Richtung zu bewegen. Ein zweites bewegliches Teil ist
mit dem Schalthebel verbunden, um sich im Zusammenspiel mit dem Schalthebel
zu bewegen, um die Position des Schalthebels in der zweiten Richtung
zu erfassen. Das erste und zweite bewegliche Teil bewegen sich entlang und
schwenken entlang der gleichen Ebene.
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Die
Erfindung und bevorzugte Merkmale und Vorteile davon können am
besten unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung von bestimmten
exemplarischen Ausführungsformen
zusammen mit den beigefügten
Zeichnungen erfasst werden, in welchen:
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1 eine
schematische perspektivische Explosionsansicht einer Schaltvorrichtung
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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2 eine
schematische Perspektivansicht der Schaltvorrichtung ist;
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3 eine
schematische Querschnittsansicht einer Sensoreinheit ist;
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4 eine
schematische perspektivische Explosionsansicht der Sensoreinheit
ist;
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5 eine
schematische Ansicht ist, welche die Position eines zusammenwirkenden
Elements, einer ersten Schwenkplatte und einer zweiten Schwenkplatte
zeigt;
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6A ein
Diagramm ist, welches ein erstes Ausgabesignal zeigt; und
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6B ein
Diagramm ist, welches ein zweites Ausgabesignal zeigt.
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In
den Zeichnungen werden durchwegs gleiche Bezugszeichen für gleiche
Elemente verwendet.
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1 ist
eine perspektivische Explosionsansicht, welche schematisch eine
Schaltvorrichtung 11 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. 2 ist eine
perspektivische Explosionsansicht, welche die Schaltvorrichtung 11 schematisch
zeigt.
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Bezug
nehmend auf 1 und 2 weist die
Schaltvorrichtung 11 ein Gehäuse 12 auf. Das Gehäuse 12 ist
an einer Bodenkonsole F eines Fahrzeugs mittels eines Flansches 12a,
welcher an einem Ende des Gehäuses 12 vorgesehen
ist, befestigt. Eine Ab deckplatte 14, welche einen Schaltdurchgang 13 aufweist,
bedeckt die Oberseite des Gehäuses 12.
Ein Schalthebel 15 ragt aus dem Schaltdurchgang 13 hervor
und ein sphärischer
Knopf 16 ist an dem oberen Ende des Schalthebels 15 angebracht.
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Der
Schaltdurchgang 13 weist einen kreuzähnlichen Abschnitt, welcher
sich in Richtung der Vorderseite und der Rückseite und in Richtung der rechten
Seite und der linken Seite des Fahrzeugs erstreckt, und einen sich
nach vorne erstreckenden Abschnitt, welcher sich in Richtung der
Vorderseite des Fahrzeugs von dem linken Ende des kreuzähnlichen Abschnitts
erstreckt. Wenn der Schalthebel 15 zu dem linken vorderen
Ende des Schaltdurchgangs 13 (Position R) bewegt wird,
nimmt das Getriebe des Fahrzeugs einen Zustand ein, in welchem der
Rückwärtsgang
eingelegt ist. Wenn der Schalthebel 15 zu dem linken Ende
des Kreuzes (Position N) bewegt wird, nimmt das Getriebe einen neutralen
Zustand ein. Ferner, wenn der Schalthebel 15 in die Mitte
des Kreuzes (Position S) bewegt wird, nimmt das Getriebe einen sequentiellen
Zustand ein.
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Wenn
der Schalthebel 15 zu dem vorderen Ende des kreuzähnlichen
Abschnitts (Position +) in dem sequentiellen Zustand bewegt wird,
schaltet das Getriebe in einen höheren
Gang. Aus diesem Zustand kehrt der Schalthebel 15 zu der
Position S zurück,
wenn ein Fahrer den Knopf 16 freigibt.
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Wenn
der Schalthebel 15 zu dem hinteren Ende des kreuzähnlichen
Abschnitts (Position -) in dem sequentiellen Zustand bewegt wird,
schaltet das Getriebe in einen kleineren Gang. Dann kehrt der Schalthebel 15 wieder
zu Position S zurück.
Ferner, wenn der Schalthebel 15 zu dem rechten Ende des kreuzähnlichen
Abschnitts (Position S/A) bewegt wird, nimmt das Getriebe einen
automatischen Zustand ein (d.h., einen Au tomatikgetriebezustand). Der
Schalthebel 15 bleibt in dem automatischen Zustand, sogar
obwohl der Schalthebel zu Position S zurückkehrt. Wenn der Schalthebel 15 in
dem automatischen Zustand zu Position SIA bewegt wird, nimmt das
Getriebe den sequentiellen Zustand ein.
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Bezugnehmend
auf 2 weist die Schaltvorrichtung 11 eine
stationäre
Betriebsart auf (wie durch den weißen Pfeil angezeigt), in welcher
der Schalthebel 15 in seiner ausgewählten Position bleibt, wenn
die Kraft, welche auf den Schalthebel 15 ausgeübt wurde,
weggenommen wird (d.h., wenn der Knopf 16 freigegeben wird).
Die Schaltvorrichtung 11 weist ferner eine momentane Betriebsart
auf (wie durch den schwarzen Pfeil angezeigt), welche den Schalthebel 15 in
die Referenzposition S zurückstellt, wenn
der Knopf 16 freigegeben wird. In dieser bevorzugten Ausführungsform
wird die stationäre
Betriebsart eingenommen, wenn der Schalthebel 15 in Positionen
R, N und S bewegt wird, und die momentane Betriebsart wird eingenommen,
wenn der Schalthebel 15 in Positionen +, – und S/A
bewegt wird. Jedes der Zeichen R, N, +, – und S/A sind an der Abdeckplatte 14 an
Positionen gekennzeichnet, welche den Schalthebelpositionen R, N,
+, – bzw.
S/A entsprechen.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
wird die Richtung, in welcher der Schalthebel 15 sich zwischen
Position R und Position N bewegt, als eine erste Richtung oder eine
Schaltrichtung bezeichnet. Die Richtung, in welcher sich der Schalthebel 15 zwischen
Position + und Position – bewegt,
wird auch als die Schaltrichtung bezeichnet. Die Richtung, in welcher
sich der Schalthebel 15 zwischen Position N und Position
S/A bewegt, wird als eine zweite Richtung bezeichnet, welche als
eine Auswahlrichtung bezeichnet wird. Die Schaltrichtung und die
Auswahlrichtung sind senkrecht zueinander.
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Bezugnehmend
auf 1 weist das Gehäuse 12 einen Halter 17 und
eine Welle 18, welche sich durch den unteren Abschnitt
des Halters 17 erstreckt, auf. Das proximale Ende der Welle 18 wird
schwenkbar von einer (nicht gezeigten) Haltevorrichtung gehalten,
welche in dem Gehäuse 12 angeordnet
ist. Der Halter 17 schwenkt sich integriert mit der Welle 18 in
Richtung der Vorderseite und Rückseite
des Fahrzeugs (d.h. in der Schaltrichtung). Der obere Abschnitt
des Halters 17 ist schwenkbar an einem im Wesentlichen
U-förmigen
unteren Abschnitt des Schalthebels 15 mit einem Auswahlstift 19 angebracht.
Der Auswahlstift 19, welcher sich durch eine Torsionsfeder 20,
den unteren Abschnitt des Schalthebels 15 und dem oberen
Abschnitt des Halters 17 erstreckt, ist mit einer Mutter 21 befestigt.
Dementsprechend ist der Schalthebel 15 relativ zu dem Halter 17 in
Richtung der Vorderseite und Rückseite
des Fahrzeugs (d.h. in der Schaltrichtung) und in Richtung der rechten
Seite und linken Seite des Fahrzeugs (d.h., in der Auswahlrichtung)
schwenkbar. Die Torsionsfeder 20 drängt den Schalthebel 15 von
Position S/A zurück
zur Position S.
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Das
Gehäuse 12 weist
an seiner Oberseite eine Kuppel 22 auf, welche einen Durchgang 23 aufweist,
der im Wesentlichen gleich zu dem Schaltdurchgang 13 der
Abdeckplatte 14 ist. Eine kuppelähnliche Gleitabdeckung 24 ist über der
Kuppel 22 angeordnet. Ein Durchgangsloch für den Schalthebel 15 erstreckt
sich durch die Mitte der Gleitabdeckung 24. Die Gleitabdeckung 24 deckt
den Durchgang 23 ab und bewegt sich im Zusammenspiel mit
dem Schalthebel 15 entlang der Kuppel 22. Der
Schalthebel 15 erstreckt sich durch den Durchgang 23,
das Durchgangsloch der Gleitabdeckung 24 und den Schaltdurchgang
der Abdeckplatte 14.
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Eine
Stifthaltevorrichtung 25, welche sich diagonal nach oben
erstreckt, ist an dem unteren Abschnitt des Schalthebels 15 angeordnet.
Die Stifthaltevorrichtung 25 weist einen Raststift 26 und
eine Feder 27, welche den Raststift 26 drängt, aus
der Stifthaltevorrichtung 25 hervorzuragen, auf. Der Raststift 26 greift
in eine Rastfassung 28 ein, welche an der unteren Fläche der
Kuppel 22 angeordnet ist. Die Rastfassung 28 ist
im Wesentlichen gleich dem Schaltdurchgang 13.
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Eine
Schaltungsverriegelungsvorrichtung 29 ist an der unteren
Seite der Kuppel 22 in dem Gehäuse 12 angebracht.
Die Schaltverriegelungsvorrichtung 29 weist eine Stopperplatte 30 und
einen Elektromagnet 31 auf. Die Stopperplatte 30 weist
eine Stopperdurchführung 32 auf,
welche eine vorbestimmte Form aufweist und durch welche sich der Schalthebel 15 erstreckt.
Die Stopperplatte 30 weist ein Loch 33 auf, durch
welches sich eine (nicht gezeigte) Welle erstreckt. Die Stopperplatte 30 wird
von dem Elektromagnet 31 gehalten, um schwenkbar um die
Welle, welche sich durch das Loch 33 erstreckt, zu sein.
Wenn die Antriebsmaschine des Fahrzeugs gestartet wird, betätigt die
Schaltungsverriegelungsvorrichtung 29 den Elektromagnet 31,
um den Schalthebel 15 zu entriegeln. Wenn die Antriebsmaschine angehalten
wird, schaltet die Schaltungsverriegelungsvorrichtung 29 den
Elektromagnet 31 aus, um den Schalthebel 15 zu
verriegeln.
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Bezugnehmen
auf 1 und 3 erstreckt sich die Welle 18 durch
eine Seitenwand 34 des Gehäuses 12. Ein hohler
Abschnitt 35 ist in der Seitenwand 34 definiert.
Eine Sensoreinheit 36 ist in dem hohlen Abschnitt 35 enthalten.
Wie in 1, 3 und 4 gezeigt,
weist die Sensoreinheit 36 ein flaches kastenähnliches
Gehäuse 37,
welches einen geschlossenen Boden aufweist, und eine Abdeckplatte 38,
welche die Oberseite des Gehäuses 37 abdeckt,
auf. Ein Teil des Gehäuses 37 ist
in dem hohlen Abschnitt 35 angeordnet. Eine Platine 39,
welche kleiner als das Gehäuse 37 ist,
ist in dem Gehäuse 37 befestigt.
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Die
Welle 18 wird durch ein Loch 40, welches sich
durch die Seitenwand 34 des Gehäuses 12 erstreckt,
und ein Loch 41, welches sich durch das Gehäuse 37 erstreckt,
geführt.
Das distale Ende der Welle 18 ist in der Sensoreinheit 36 an
einer Position dichter zu der Abdeckplatte 38 als zu der
Platine 39 angeordnet. Die Welle 18 ist mit einem
Sprengring 42 befestigt.
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Bezugnehmend
auf 3 und 4 sind ein erster Sensormechanismus 43 und
ein zweiter Sensormechanismus 44 in dem Gehäuse 37 dicht beieinander
angeordnet. Der erste Sensormechanismus 43 weist eine erste
Schwenkplatte 45, welche als erstes bewegliches Teil wirkt,
einen Magnet 46, ein erstes MRE-Element 47a (magnetischer
Widerstand), welches als ein erster Sensor arbeitet, und ein zweites
MRE-Element 47b, welches auch als ein erster Sensor arbeitet,
auf. Wenn der Schalthebel 15 in der Schaltrichtung bewegt
wird, wird die erste Schwenkplatte 45 im Zusammenspiel
mit dem Schalthebel 15 in der gleichen Richtung geschwenkt. Die
erste Schwenkplatte 45, welche einen Magnet 46 aufweist,
ist an dem distalen Ende der Welle 18 durch eine Führungsplatte 18a angebracht.
Die erste Schwenkplatte 45 und der Magnet 46 schwenken sich
integriert mit der Welle 18.
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Bezugnehmend
auf 3 und 5 sind das erste MRE-Element 47a und
das zweite MRE-Element 47b berührungslose Sensoren und sind
mit der Platine 39 getrennt voneinander an Positionen gegenüber dem
Magnet 46 verbunden. Das erste und zweite MRE-Element 47a und 47b sind
parallel zueinander angeordnet, wobei das erste MRE-Element 47a in
Richtung der Rückseite
des Fahrzeugs angeordnet ist und das zweite MRE-Element 47b in
Richtung der Vorderseite des Fahrzeugs angeordnet ist. Das erste
und zweite MRE-Element 47a und 47b erfassen Änderungen
in dem magnetischen Fluss von dem Magnet 46, welcher sich
integriert mit der ersten Schwenkplatte 45 schwenkt.
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Das
erste und zweite MRE-Element 47a und 47b erfassen Änderungen
in dem magnetischen Fluss von dem Magnet 46, um vier Arten
von Analogsignalen zu erzeugen. Wie in 6A gezeigt,
erzeugen, wenn der Schalthebel 15 zur Position R bewegt wird,
das erste und zweite MRE-Element 47a und 47b ein
erstes Ausgabesignal (ein erstes Erfassungssignal) mit einem Potential
c (V). Wenn der Schalthebel in die Position + bewegt wird, erzeugen das
erste und zweite MRE-Element 47a und 47b ein erstes
Ausgabesignal mit einem Potential c1 (V). Wenn der Schalthebel in
eine der Positionen N, S und S/A bewegt wird, erzeugen das erste
und zweite MRE-Element 47a und 47b ein erstes
Ausgabesignal mit einem Potential b (V). Wenn der Schalthebel 15 in Position – bewegt
wird, erzeugen das erste und zweite MRE-Element 47a und 47b ein
erstes Ausgabesignal mit einem Potential a (V).
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Bezugnehmen
auf 1 und 3–5 weist
der zweite Sensormechanismus 44 ein zusammenwirkendes Element 48,
eine zweite Schwenkplatte 49, welche als ein zweites bewegliches
Teil arbeitet, einen Magnet 50, ein drittes MRE-Element 47c,
welches als ein zweiter Sensor arbeitet, und ein viertes MRE-Element 47d,
welches auch als ein zweiter Sensor arbeitet, auf.
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Das
zusammenwirkende Element 48 weist eine Schwenkwelle 51 auf.
Die zwei Enden der Schwenkwelle 51 sind in zwei Einpassabschnitte 52, welche
in dem hohlen Abschnitt 35 angeordnet sind, derart eingepasst,
dass das zusammenwirkende Element 48 schwenkbar um die
Schwenkwelle 51 ist. Das zusammenwirkende Element 48 weist
eine Druckplatte 53, welche sich von der Umfangsfläche der
Schwenkwelle 51 erstreckt, und eine Eingriffsplatte 54,
welche sich von der Schwenkwelle 51 in der im Wesentlichen
entgegengesetzten Richtung der Druckplatte 53 erstreckt,
auf. Wie in 3 gezeigt, sind die Druckplatte 53 und
die Eingriffsplatte 54 gekrümmt. Das zusammenwirkende Element 48 erstreckt
sich durch Öffnungen 55 und 56,
welche sich jeweils durch die Seitenwand 34 des Gehäuses 12 und
das Gehäuse 37 erstrecken.
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Die
Druckplatte 53 ist in dem Gehäuse 37 angeordnet
und die Eingriffsplatte 54 ist in dem Gehäuse 12 angeordnet.
Die Druckplatte 53 wird von einer Feder 58, welche
in einem Federhalter 57 des hohlen Abschnitts 35 gehalten
wird, gedrückt.
Wenn der Schalthebel 15 in der Auswahlrichtung bewegt wird,
drückt
ein Vorsprung 15a, welcher sich von dem Schalthebel 15 erstreckt,
die Eingriffsplatte 54, welche breiter als die Druckplatte 53 ist.
Die Breite der Eingriffsplatte 54 ist derart, dass der
Vorsprung 15a die Eingriffsplatte 54 drückt, wenn
der Schalthebel 15 in eine beliebige Schaltrichtung bewegt
wird.
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Ein
Verbindungsstück 59 ragt
von der Schwenkwelle 51 an der gegenüberliegenden Seite von der
Eingriffsplatte 54 hervor. Das Verbindungsstück 59 schwenkt
die zweite Schwenkplatte 49 im Zusammenspiel mit dem zusammenwirkenden
Element 48, wenn der Schalthebel 15 in der Auswahlrichtung
bewegt wird.
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Bezugnehmen
auf 3-5 weist die zweite Schwenkplatte 49 eine
längliche
Nut 60 auf. Das distale Ende des Verbindungsstücks 59 bewegt sich
im Zusammenspiel mit dem Schwenken des zusammenwirkenden Elements 48 in
der länglichen
Nut 60 vor und zurück.
D.h., wenn der Schalthebel 15 in der Auswahlrichtung bewegt
wird, wird die zweite Schwenkplatte 49 in der Schaltrichtung
im Zusammenspiel mit dem Schalthebel 15 und dem zusammenwirkenden
Element 48 geschwenkt. Die zweite Schwenkplatte 49,
welche den Magnet 50 aufweist, wird schwenkbar von einer
Welle 61 in dem Gehäuse 37 gehalten.
Die zweite Schwenkplatte 49 und der Magnet 50 sind
miteinander schwenkend integriert ausgeführt. Die zweite Schwenkplatte 49 und
die erste Schwenkplatte 45 liegen entlang der gleichen
Ebene. Falls erforderlich, können
jedoch die erste und zweite Schwenkplatte 45 und 49 entlang
paralleler Ebenen angeordnet werden.
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Das
dritte MRE-Element 47c und das vierte MRE-Element 47d sind
berührungslose
Sensoren und sind getrennt voneinander an Positionen gegenüber dem
Magnet 50 mit der Platine 39 verbunden. Das dritte
und vierte MRE-Element 47c und 47d sind parallel
zueinander angeordnet, wobei das dritte MRE-Element 47c in
Richtung der Rückseite
des Fahrzeugs angeordnet ist und das vierte MRE-Element 47d in
Richtung der Vorderseite des Fahrzeugs angeordnet ist. Das dritte
und vierte MRE-Element 47c und 47d erfassen
jeweils Änderungen
in dem magnetischen Fluss des Magnet 50, wenn das zusammenwirkende
Element 48 die zweite Schwenkplatte 49 schwenkt.
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Das
dritte und vierte MRE-Element 47c und 47d erfassen Änderungen
in dem magnetischen Fluss des Magnet 50 und geben drei
Arten von Analogsignalen aus. Wie in 6B gezeigt,
erzeugen, wenn der Schalthebel 15 in die Position N oder
in die Position R bewegt wird, das dritte und vierte MRE-Element 47c und 47d ein
zweites Ausgabesignal (zweites Erfassungssignal) mit einem Potential
d (V). Wenn der Schalthebel 15 in irgendeine der Positionen
S, + und – bewegt
wird, erzeugen das dritte und vierte MRE-Element 47c und 47d das
zweite Ausgabesignal mit einem Potential e (V). Wenn der Schalthebel 15 in
die Position S/A bewegt wird, erzeugen das dritte und vierte MRE-Element 47c und 47d das
zweite Ausgabesignal mit einem Potential f (V). Der Magnet 50 und
das dritte und vierte MRE-Element 47c und 47d erfassen
die Position des Schalthebels 15 in der Auswahlrichtung.
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Das
erste Ausgabesignal von dem ersten und zweiten MRE-Element 47a und 47b und
das zweite Ausgabesignal von dem dritte und vierten MRE-Element 47c und 47d werden
von einem UND-Schaltkreis (Funktionsschaltkreis) 71 verarbeitet.
Das Verarbeitungsergebnis des UND-Schaltkreises 71 wird
einer elektronischen Steuereinheit (ECU) zugeführt, um den verbundenen Gang
eines Getriebes zu schalten und zu steuern. Die ECU erfasst die Position
des Schalthebels 15 in der Schaltrichtung und der Auswahlrichtung
aus dem ersten und zweiten Ausgabesignal und versorgt eine Betätigungsvorrichtung,
welche die Gänge
eines Fahrzeuggetriebes schaltet, mit einem vorbestimmten Funktionssignal gemäß der erfassten
Position des Schalthebels 15. Aus dem ersten Ausgabesignal
und dem zweiten Ausgabesignal, welche in digitale Signale umgewandelt
werden können,
die der Position des Schalthebels 15 entsprechen, können mehrere
UND-Schaltkreise 71 z. B. Signale erzeugen, welche ein
vorbestimmtes Muster entsprechend jeder Position des Schalthebels 15 definieren.
In diesem Fall kann die ECU die Position des Schalthebels 15 aus
dem Muster der Signale erkennen.
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Wenn
der Schalthebel 15 in die Position R oder die Position
+ bewegt wird, wird die Position des Schalthebels 15 nur
gemäß dem zweiten
Ausgabesignal, welches ein Potential d (V) oder ein Potential e (V)
aufweist, bestimmt. D.h., Position R und Position + werden durch
Erfassen der Position des Schalthebels 15 in der Auswahlrichtung
erfasst.
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Die
Funktionsweise der Schaltvorrichtung 11 wird nun beschrieben
werden. Wenn der Schalthebel 15 in der Position R angeordnet
ist und die Antriebsmaschine abgeschaltet ist, wird der Elektromagnet 31 abgeschaltet
und der Schalthebel 15 ist an der Position R durch die
Stopperplatte 30 verriegelt. Aus diesem Zustand wird, wenn
die Antriebsmaschine gestartet wird, der Elektromagnet 31 betätigt und
die Stopperplatte 30 wird geschwenkt, um den Schalthebel 15 zu
entriegeln. Das erste und zweite MRE-Element 47a und 47b erfassen
den magnetischen Fluss des Magnet 46 und erzeugen das erste
Ausgabesignal. Das dritte und vierte MRE-Element 47c und 47d erfassen
den magnetischen Fluss des Magnet 50 und erzeugen das zweite
Ausgabesignal.
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Wenn
der Fahrer den Schalthebel 15 mit dem Knopf 16 zu
der Position N bewegt, erfassen das erste und zweite MRE-Element 47a und 47b den magnetischen
Fluss des Magnet 46, welcher sich integriert mit dem Schalthebel 15 und
der ersten Schwenkplatte 45 schwenkt, und erzeugen das
erste Ausgabesignal mit einem Potential b (V). Ferner erfassen das
dritte und vierte MRE-Element 47c und 47d den
magnetischen Fluss des Magneten 50, welcher sich integriert
mit der zweiten Schwenkplatte 49 dreht, und erzeugen das
zweite Ausgabesignal mit einem Potential d (V). Das erste und zweite
Ausgabesignal werden von dem UND-Schaltkreis 71 verarbeitet
und zu der (nicht gezeigten) ECU zugeführt. Die ECU erzeugt ein vorbe stimmtes
Betätigungssignal, um
eine Betätigungsvorrichtung
gemäß dem Betätigungssignal
derart zu betätigen,
dass das Getriebe des Fahrzeugs einen Neutralzustand einnimmt.
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Nachfolgend,
wenn der Fahrer den Schalthebel 15 zu der Position S bewegt,
schwenkt das Verbindungsteil 59 des zusammenwirkenden Elements 48 die
zweite Schwenkplatte 49, wenn der Vorsprung 15a des
Schalthebels 15 die Eingriffsplatte 54 des zusammenwirkenden
Elements 48 drückt.
In diesem Fall werden das erste Ausgabesignal von dem ersten und
zweiten MRE-Element 47a und 47b mit
einem Potential b (V) und das zweite Ausgabesignal von dem dritten
und vierten MRE-Element 47c und 47d mit einem
Potential e (V) von dem UND-Schaltkreis 71 verarbeitet
und der ECU zugeführt.
Demzufolge nimmt das Fahrzeuggetriebe einen sequentiellen Zustand
ein.
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Wenn
der Fahrer den Schalthebel 15 von der Position S zu der
Position + bewegt, erzeugen das erste und zweite MRE-Element 47a und 47b das
erste Ausgabesignal mit einem Potential c1 (V) und das dritte und
vierte MRE-Element 47c und 47d erzeugen das zweite
Ausgabesignal mit einem Potential e (V). In diesem Fall betätigt die
ECU die Betätigungsvorrichtung
gemäß dem ersten
und zweiten Ausgabesignal. Dadurch schaltet das Fahrzeuggetriebe
in einen höheren
Gang. Wenn der Fahrer in diesem Zustand den Knopf 16 freigibt,
stellt die Druckkraft der Feder 27, welche auf den Raststift 26 wirkt,
den Schalthebel 15 in die Position S zurück. Wenn
der Schalthebel 15 wieder von der Position S zu der Position
+ bewegt wird, schaltet das Getriebe wieder in einen höheren Gang.
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Wenn
der Fahrer den Schalthebel 15 von der Position S zu der
Position – schaltet,
erzeugen das erste und zweite Schaltelement 47a und 47b das
erste Ausgabesignal mit einem Potential a (V) und das dritte und
vierte MRE-Element 47c und 47d erzeugen das zweite
Ausgabesignal mit einem Potential e (V). Dadurch schaltet das Getriebe
des Fahrzeugs gemäß dem ersten
und zweiten Ausgangssignal in einen niedrigeren Gang. Wenn der Fahrer
in diesem Zustand den Knopf 16 freigibt, stellt die Druckkraft der
Feder 27 den Schalthebel 15 in die Position S
zurück.
In dem sequentiellen Zustand wird der eingelegte Gang des Getriebes
manuell geschaltet.
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Wenn
der Fahrer den Schalthebel 15 von der Position S zu der
Position S/A bewegt, drückt
der Vorsprung 15a des Schalthebels 15 die Eingriffsplatte 54 des
zusammenwirkenden Elements 48. Dann schwenkt das Verbindungsteil 59 des
zusammenwirkenden Elements 48 die zweite Schwenkplatte 49.
In diesem Fall werden das erste Ausgabesignal von dem ersten und
zweiten MRE-Element 47a und 47b mit einem Potential
b (V) und das zweite Ausgabesignal von dem dritten und vierten MRE-Element 47c und 47d mit
einem Potential f (V) von dem UND-Schaltkreis 71 verarbeitet.
Demzufolge nimmt die Getriebeschaltung aus dem sequentiellen Zustand
den automatischen Zustand ein. Wenn der Fahrer in diesem Zustand
den Knopf 16 freigibt, stellt die Rückstellkraft der Feder 27 und
der Torsionsfeder 20 den Schalthebel 15 in die
Position S zurück.
Der Verbindungszustand des Getriebes in dem automatischen Zustand
wird automatisch durch ein bekanntes Steuerverfahren basierend auf
einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einem Drosselklappenöffnungswinkel
geändert.
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Wenn
der Fahrer den Schalthebel 15 von der Position S zu der
Position S/A wieder in den automatischen Zustand bewegt, kehrt die
Getriebeschaltung aus dem automatischen Zustand in den sequentiellen
Zustand zurück.
Auf diese Art und Weise nimmt das Getriebe abwechselnd den sequentiellen
Zustand und den automatischen Zustand ein, wenn der Fahrer den Schalthebel 15 von
der Position S zu der Position S/A bewegt. Wenn der Fahrer den Schalthebel 15 zu
der Position + oder der Position – bewegt, wenn das Getriebe
in dem automatischen Zustand ist, stellt die ECU fest, dass das
erste Ausgabesignal von dem ersten und zweiten MRE-Element 47a und 47b ungültig ist.
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Wenn
ein Fahrer den Schalthebel 15 von der Position S zu der
Position N bewegt, wenn das Getriebe in dem sequentiellen Zustand
oder dem automatischen Zustand ist, stoppt der Vorsprung 15a des Schalthebels 15 ein
Drücken
der Eingriffsplatte 54 des zusammenwirkenden Elements 48 und
die zweite Schwenkplatte 49 kehrt dahin zurück, wo sie
angeordnet war, bevor sie geschwenkt wurde. In diesem Zustand werden
das erste Ausgabesignal von dem ersten und zweiten MRE-Element 47a und 47b mit
einem Potential b (V) und das zweite Ausgabesignal von dem dritten
und vierten MRE-Element 47c und 47d mit einem
Potential d (V) in dem UND-Schaltkreis 71 verarbeitet.
Demzufolge nimmt das Getriebe den neutralen Zustand ein. Nachfolgend
werden, wenn der Fahrer den Schalthebel 15 von der Position N
zu der Position R bewegt, das erste Ausgabesignal von dem ersten
und zweiten MRE-Element 47a und 47b mit einem
Potential c (V) und das zweite Ausgabesignal von dem dritten und
vierten MRE-Element 47c und 47d mit einem Potential
d (V) von dem UND-Schaltkreis 71 verarbeitet. Demzufolge
wird ein Rückwärtsgang
des Getriebes eingelegt.
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Die
ECU bestimmt den Unterschied zwischen der Position R und der Position
+ aus Potentialen d (V) und e (V) von dem zweiten Ausgabesignal, welches
von dem dritten und vierten MRE-Element 47c und 47d erzeugt
wird, und nicht aus Potentialen c (V) und c1 (V) des ersten Ausgabesignals,
welches von dem ersten und zweiten MRE-Element 47a und 47b erzeugt
wird.
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Wenn
die Antriebsmaschine angehalten wird, wenn der Schalthebel 15 in
der Position R angeordnet ist, wird der Elektromagnet 31 abgeschaltet.
Dies schwenkt die Stopperplatte 30 und die Stopperplatte 30 verriegelt
den Schalthebel 15.
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Die
Schaltvorrichtung 11 der bevorzugten Ausführungsform
weist die nachfolgend beschriebenen Vorteile auf.
- (1)
Die zweite Schwenkplatte 49 wird im Zusammenspiel mit dem
Schalthebel 15 und dem zusammenwirkenden Element 48 in
der Schaltrichtung geschwenkt, wenn der Schalthebel 15 in
der Auswahlrichtung bewegt wird. Dies ermöglicht, dass die zweite Schwenkplatte 49 entlang
der gleichen Ebene wie die der ersten Schwenkplatte 45,
welche auch im Zusammenspiel mit dem Schalthebel 15 in
der Schaltrichtung schwenkt, angeordnet wird. Genauer gesagt wird,
da die erste Schwenkplatte 45 und die zweite Schwenkplatte 49 entlang
der gleichen Ebene angeordnet sind, der Raum, welcher benötigt wird,
um den ersten Sensormechanismus 43 und den zweiten Sensormechanismus 44 zu
installieren, klein. Dies ermöglicht
die Herstellung einer kompakteren Schaltvorrichtung 11.
- (2) Der erste Sensormechanismus 43 und der zweite Sensormechanismus 44 sind
in einer Sensoreinheit 36 dicht beieinander angeordnet.
Deshalb müssen
der erste Sensormechanismus 43 und der zweite Sensormechanismus 44 nicht
getrennt in der Schaltvorrichtung 11 installiert werden.
D.h., da nicht mehr als eine Sensoreinheit 36 benötigt wird,
werden die Herstellungskosten der Schaltvorrichtung 11 reduziert.
Ferner werden der erste Sensormechanismus 43 und der zweite Sensormechanismus 44 zusammen
installiert oder entfernt, indem die Sensoreinheit 36 installiert
oder entfernt wird. Dies erleichtert die Installation und Entfernung
des ersten Sensormechanismus 43 und des zweiten Sensormechanismus 44.
- (3) Die Position des Schalthebels 15 wird aus dem Ergebnis
erfasst, welches durch Verarbeiten von sowohl dem ersten als auch
dem zweiten Ausgabesignal mit dem UND-Schaltkreis 71 und
nicht nur aus entweder dem ersten oder dem zweiten Ausgabesignal
erzielt wird. D.h., die genaue Position des Schalthebels 15 wird
nicht nur aus dem ersten Ausgabesignal des ersten und zweiten MRE-Elements 47a und 47b,
sondern auch aus dem zweiten Ausgabesignal des dritten und vierten
MRE-Elements 47c und 47d erfasst.
Dies verbessert die Genauigkeit zum Erfassen der Position des Schalthebels 15.
- (4) Da das erste bis vierte MRE-Element 47a bis 47d kontaktlose
Sensoren sind, welche in dem ersten Sensormechanismus 43 und
dem zweiten Sensormechanismus 44 angeordnet sind, verschleißen das
erste bis vierte MRE-Element 47a bis 47d nicht.
Dies verbessert die Haltbarkeit des ersten Sensormechanismus 43 und
des zweiten Sensormechanismus 44 verglichen damit, wenn der
erste Sensormechanismus 43 und der zweite Sensormechanismus 44 Sensoren
mit Kontakten wären.
- (5) Der erste Sensormechanismus 43 weist das erste
und zweite MRE-Element 47a und 47b auf und der
zweite Sensormechanismus 44 wiest das dritte und vierte
MRE-Element 47c und 47d auf. Dementsprechend wird
die Position des Schalthebels 15 in der Schaltrichtung
sogar erfasst, wenn das erste MRE-Element 47a oder das
zweite MRE-Element 47b versagt. Ferner wird die Position
des Schalthebels 15 in der Auswahlrichtung sogar er fasst,
wenn das dritte MRE-Element 47c oder das vierte MRE-Element 47d versagt.
- (6) Das erste bis vierte MRE-Element 47a bis 47d sind
in dem Gehäuse 37 mit
der Platine 39 verbunden. Deshalb können das erste bis vierte MRE-Element 47a bis 47d einfach
mit Verbindern verdrahtet werden, welche mit den Seiten der Platine 39 verbunden
werden können.
Ferner ist die Anzahl der ersten bis vierten MRE-Elemente 47a bis 47d gering
verglichen damit, wenn die ersten bis vierten MRE-Elemente 47a bis 47d für jede Position
des Schalthebels 15 vorgesehen werden. Dies verringert
die Herstellungskosten der Schaltvorrichtung 11.
- (7) Da die Sensoreinheit 36 außerhalb des Gehäuses 12 angeordnet
ist, werden die Instandhaltung und das Ersetzen der Sensoreinheit 36 im Vergleich
zu dem Fall, wo die Sensoreinheit 36 in dem Gehäuse 12 angeordnet
ist, vereinfacht.
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Es
sollte für
den Fachmann klar sein, dass die vorliegende Erfindung in vielen
weiteren speziellen Ausgestaltungen ausgeführt werden kann. Insbesondere
sollte klar sein, dass die vorliegende Erfindung in den folgenden
Ausgestaltungen ausgeführt werden
kann.
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Die
erste Schwenkplatte 45 und die zweite Schwenkplatte 49 müssen nicht
in der gleichen Ebene angeordnet werden.
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Hall-Elemente
können
z.B. anstelle von dem ersten bis vierten MRE-Element 47a bis 47d als
der erste und der zweite Sensor verwendet werden. Alternativ können der
erste und der zweite Sensormechanismus 43 und 44 Sensoren
mit Kontakten sein.
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Entweder
das erste oder das zweite MRE-Element 47a und 47b können weggelassen werden.
Alternativ kann ein weiteres MRE-Element hinzugefügt werden.
Auf dieselbe Art und Weise kann entweder das dritte oder das vierte
MRE-Element 47c oder 47d, welche den magnetischen
Fluss des Magnets 50 erfassen, weggelassen werden. Alternativ
kann ein weiteres MRE-Element hinzugefügt werden.
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Zusätzlich zu
einem Anbringen des Magnets 46 an der Platine 39 können das
erste und zweite MRE-Element 47a und 47b an der
ersten Schwenkplatte 45 angebracht werden. Ferner kann
zusätzlich zu
dem Anbringen des Magnet 50 an der Platine 39 die
zweite Schwenkplatte 49 und das dritte und vierte MRE-Element 47c und 47d an
der zweiten Schwenkplatte 49 angebracht werden.
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Die
Richtung, in welcher der Schalthebel 15 sich zwischen Positionen
R, N, + und – bewegt,
kann die zweite Richtung sein und die Richtung, in welcher sich
der Schalthebel 15 zwischen den Positionen N und S/A bewegt,
d.h., die Auswahlrichtung, kann die erste Richtung sein.
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Der
Schalthebel 15 kann an einer beliebigen anderen Position
als der Position R, wie z.B. der Position S, verriegelt werden.
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Der
Schaltdurchgang 13 kann eine beliebige Form aufweisen.
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Die
Sensoreinheit 36 kann innerhalb des Gehäuses 12 angeordnet
werden.
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Die
Schaltvorrichtung 11 muss nicht an einer Bodenkonsole F
angeordnet werden und kann z.B. an einem Armaturenbrett oder einer
Säule,
welche eine Lenkwelle aufweist, angebracht werden.
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Die
vorliegenden Beispiele und Ausführungsformen
sollen als veranschaulichend und nicht beschränkend betrachtet werden.