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Diese
Erfindung betrifft eine elektronische Gangwählvorrichtung in einem Automatikgetriebe
für Kraftfahrzeuge.
Das durch die gleiche antragstellende Partei beantragte italienische
Patent Nr. 1 251 752 beschreibt eine Gangwählvorrichtung in einem Automatikgetriebe
in Kraftfahrzeugen einschließlich
verschiedener digitaler Sensoren, die gestaltet sind, um die Position
des Drehwinkels einer Gangwählwelle anzugeben,
welche aus dem Automatikgetriebe hervortritt und durch einen Schrittmotor
mit einer möglichen
Bewegung in zwei Richtungen drehbar ist, um verschiedene Gänge einzusetzen.
Die digitalen Sensoren und der Schrittmotor sind elektrisch mit
einer digitalen elektronischen Steuer- und Befehlseinheit verbunden,
die gestaltet ist, um codierte elektrische Signale zu verarbeiten,
die durch die digitalen Sensoren ausgegeben werden, wenn sich die
Winkelposition der Wählwelle ändert. Dieses
System umfaßt auch
zwei elektrische Aktuatoren, die gestaltet sind, um den Schritt- oder Dauerstrommotor
durch zumindest einzelne Schritte mit einer Drehung in einer von zwei
Richtungen zu steuern. Diese Vorrichtung macht es auch möglich, eine
Veränderung
des Getriebes in die Parkstellung nach der Entfernung des Wagenschlüssels aus
der entsprechenden Stellung automatisch zu steuern. Im Fall der
Vorrichtungsvoreinstellung ist es möglich, die Parkstellung und
andere Gänge
zu wählen.
Die elektrischen Aktuatoren sind idealerweise mit einer elektronischen
Verarbeitungseinheit verbunden, die auf Basis von Signalen, welche
nach einer vordefinierten Abfolge und/oder einem vordefinierten
Verhältnis
von in Beziehung stehenden Sensorenstellen empfangen werden, die
am Kraftfahrzeug gelegen sind, bestimmt, wann das Automatikgetriebe
aktiviert wird.
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Andererseits
offenbart die US-Patentschrift Nr. 4,892,014, die alle Merkmale
des Oberbegriffs von Anspruch 1 zeigt, eine elektronische Steuerung für Automatikgetriebe,
wobei ein mikroprozessorgesteuerter Automatikgetriebebereichsschaltwähler das
Bereichsschaltventil gemäß einer
Schalt aufforderung durch einen Elektromotor positioniert; ein Rückführungssignalwandler
Ventilpositionsinformationen zu Motorsteuerungszwecken bereitstellt,
und Fahrzeugzustandssignalwandler einschließlich eines Türschalters,
eines Sitzschalters und von Fahrzeuggeschwindigkeits- und Umdrehungszahlsensoren Eingangssignale
an den Mikroprozessor bereitstellen, der programmiert ist, passende
Schaltvorgänge zu
bestimmen, um in machen Fällen
verlangte Bereichsschaltvorgänge
zu verhindern und in anderen Fällen
Schaltvorgänge
in die Parkstellung automatisch einzuleiten.
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Doch
in manchen Fällen
kann es für
die Vorrichtung bequemer sein, die automatische Wahl der Parkstellung
sogar dann zu gestatten, wenn der Motor eingeschaltet ist, das heißt, wenn
der Schüssel eingesetzt
und in die Ein-Stellung gedreht ist.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Gangwählvorrichtung
in einem Automatikgetriebesystem auszuführen, die auch die Möglichkeit
eines automatischen Veränderns
der Getriebestellung beinhaltet, wenn das Fahrzeug unbeweglich ist
und der Motor noch in Betrieb steht.
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Die
baulichen und betrieblichen Eigenschaften und die Vorteile einer
Gangwählvorrichtung
nach der vorliegenden Erfindung werden durch die Beschreibung offensichtlicher
werden, die nachstehend durch ein nichtbeschränkendes Beispiel unter Bezugnahme
auf die einzige beiliegende schematische Zeichnung gegeben wird,
welche die schematische Ausführungsform
der Vorrichtung nach der Erfindung in Verbindung mit einem Automatikgetriebe
teilweise perspektivisch dargestellt zeigt.
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Es
wird auf die Figur Bezug genommen, die eine schematische Ausführungsform
einer elektronischen Gangwählvorrichtung
in einem Automatikgetriebe für
Kraftfahrzeuge nach der vorliegenden Erfindung zeigt, die an einem
Ende einen Schrittmo tor (11) beinhaltet, welcher über eine
Welle Eins (12) und Hebel (nicht dargestellt) mechanisch
mit einer Gangwählwelle
Zwei (13) verbunden ist, die in einem Automatikgetriebe
(14) gelegen ist.
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Die
elektronische Vorrichtung umfaßt
im Wesentlichen eine elektronische Verarbeitungseinheit 15 wie
etwa ein elektronisches Logiksteuerungs- und Energiezentrum, die
an einer Seite mit einer schematisch als ein Schalter 16 angegebenen
Schalt- und Stromversorgungsvorrichtung verbunden ist. Die elektronische
Einheit 15 ist auch mit einer Geschwindigkeitsmeßvorrichtung 17 verbunden,
welche aus einem Tachometersensor besteht, der die Fahrzeuggeschwindigkeit
durch die Umdrehung einer Welle 18 wie zum Beispiel einer
Fahrzeugradachse mißt.
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Die
elektronische Einheit 15 ist auch mit drei elektrischen
Aktuatoren 19d, 19n, 19r verbunden und
wird durch diese betrieblich gesteuert. Diese Aktuatoren bestehen
gewöhnlich
aus Druckknöpfen oder
Schaltern, die verursachen, daß sich
die erste Schrittmotorwelle 12 und die zweite Gangwählwelle 13 mit
sich ergebenden aufeinanderfolgenden Gangschaltvorgängen (Fahrt,
Neutral, Rückwärts) in
die eine oder in die andere Richtung drehen. Die elektronische Einheit 15 ist
auch mit einem Tachometersensor verbunden, der ein Signal an einen
am Bremspedal gelegenen Sensor 20a bereitstellt, wenn ein
vordefiniertes Maß erreicht
wird. Wenn das Signal sogar nur leicht niedergedrückt wird,
sendet der Sensor ein elektrisches Signal an einen Sensor 20b,
welcher an der Fahrertüre
gelegen ist und darauf abzielt, ein Signal zu senden, das angibt,
ob die Fahrzeugtüre
offen oder geschlossen ist.
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Mehrere
Dauermagnete sind an der Welle 12 des Schrittmotors, die
mit der Gangwählwelle 13 verbunden
ist, angebracht, und mehrere Magnetsensoren sind am Gehäuse des
Schrittmotors 11 angebracht.
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Die
Gangwählwelle 13 kann
in dem Sinn vordefinierte Umdrehungen erleben, daß sie nur
eine endliche Zahl von Stellungen annehmen kann, wobei jeder davon
ein bestimmter eingelegter Gang des Automatikgetriebes 14 entspricht.
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Die
Figur ist eine teilweise perspektivische Ansicht von zwei Halterungen
aus einem nichtmagnetischen Material wie etwa Aluminium, das sind
eine erste Halterung 21, die an einer Erweiterung 22 der Welle
des Schrittmotors 11 fixiert ist, und eine zweite Halterung 23,
die am Gehäuse
des Schrittmotors 11 zu fixieren ist. In der veranschaulichten
Ausführungsform
bestehen die mehreren Dauermagnete, die an der drehbaren Halterung 21 fixiert
sind, aus fünf
Serien von Dauermagneten, die jeweils durch A, B, C, E, F angegeben
sind, und umfassen die mehreren Magnetsensoren, die am Gehäuse des
Schrittmotors 11 fixiert sind, fünf Sensoren, die jeweils durch 24, 25, 26, 27 und 28 angegeben
sind und mit der elektronischen Einheit 15 verbunden sind.
Der Körper
der ersten Halterung ist als ein gleichschenkeliges Trapez oder
ein Kreissektor geformt und trägt
die Serie der Dauermagnete entlang von konzentrischen Kreisbögen von
abnehmendem Durchmesser. An seiner Oberseite enthält die Halterung 21 zum
Beispiel in radialen Ausschnitten im Randumfang 29 die erste
Serie A der Dauermagnete, die den verschiedenen Gängen oder
Positionen entsprechen, die durch das Automatikgetriebe angenommen
werden können.
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In
dieser Hinsicht ist es wichtig, anzumerken, daß die Hall-Effekt-Magnetsensoren
mit digitalem Ausgang, wie sie zum Beispiel in der vorliegenden Erfindung
verwendet werden, die Eigenschaft aufweisen, elektrisch eine logische "0" zu erzeugen, wann immer sie einem Magnetfeld
ausgesetzt sind, und im entgegengesetzten Fall eine logische "1" zu erzeugen.
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Auf
diese Weise wird eine doppelt unzweideutige Entsprechung zwischen
den eingelegten Gängen
und den entsprechenden codierten elektrischen Signalen, die durch
die Sensoren erzeugt werden, erhalten, so daß diese Signale unzweideutig identifiziert
und durch jede beliebige digitale elektronische Schaltung oder elektronische
Einheit verwendet werden können.
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Eine
Anzeigeeinheit 38 und ein Relais 39 mit Schließkontakten
(geschlossen, wenn der Zündschlüssel eingesetzt
ist), welches an die Motorstromversorgungsleitung 40 angeschlossen
ist, sind mit der elektronischen Einheit 15 verbunden.
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Die
elektronische Gangwählvorrichtung
in einem Automatikgetriebe für
Kraftfahrzeuge nach der vorliegenden Erfindung ist auf die folgende
Weise tätig.
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Beim
Einsetzen des Zündschlüssels kann der
Fahrzeugmotor nur gestartet werden, wenn er sich in der Park- oder
der neutralen Stellung befindet, d. h., wenn der Sensor 24 dem
Dauermagnet in der Position P oder dem Dauermagnet in der Position
N gegenübersteht.
Aufgrund ihrer vordefinierten Logik gestattet die elektronische
Einheit 15, daß der
Motor gestartet wird, wenn sich die Sensoren und Magnete in diesen
relativen Positionen befinden.
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Wenn
der elektrische Druckknopf 19r nun einmal gedrückt wird,
wird die Rückwärts-Stellung
erreicht, da die elektronische Einheit 15 ein Signal zuführt, um
den Schrittmotor 11 um einen Schritt zu drehen. Die erforderte
Betätigung
des Automatikgetriebes 14 wird daher erreicht und die erreichte
Stellung wird durch den Umstand bestätigt, daß sich der Magnet R in einer
Position befindet, die dem Sensor 24 entspricht.
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Es
sollte bemerkt werden, daß die
Bremse wie im Fall aller Fahrzeuge mit Automatikgetriebe auf die
normale Weise für
die Fahrzeugbewegung maßgeblich
ist.
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Falls
es nötig
ist, das Fahrzeug aus der Parkstellung in einen Gang zu schalten,
während
die Bremse gedrückt
gehalten wird, muß der
Druckknopf 19d (zum Erreichen des ersten Gangs ausreichend) gedrückt werden.
Diese Anordnung wird erreicht, indem der Schrittmotor 11 unter
der Steuerung der elektronischen Einheit 15 der erforderlichen
Anzahl von Schritten unterzogen wird. Falls es nötig ist, das Fahrzeug auszukuppeln,
wird der Druckknopf 19n bei einer Geschwindigkeit von weniger
als 5 km/h gedrückt
werden müssen.
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Die
zweite Dauermagnetserie B, die im veranschaulichten Beispiel aus
dem Magnet 30 besteht, wirkt, wenn man sich in der automatischen
Fahrtstellung befindet, als eine Sicherheitsvorrichtung, sollte das
durch den Tachometersensor 17 erhaltene Signal anzeigen,
daß eine
Fahrzeuggeschwindigkeit ein erstes Maß, zum Beispiel 5 km/h, übersteigt
oder ein zweites Maß,
zum Beispiel 180 km/h, übersteigt. Wenn
der Magnet D dem Sensor 24 gegenübersteht, wird dieser Magnet
dem Sensor 25 gegenüberstehen,
um eine logische Sicherheitsvorrichtung zu betätigen. In dieser Hinsicht verhindert
er einen Schaltvorgang in die neutrale, in die Rückwärts- oder in die Parkstellung
des Automatikgetriebes, wodurch folglich ein Überlaufen verhindert wird.
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Vorteilhafterweise
führt die
elektronische Einheit 15 das Automatikgetriebe in einer
Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung automatisch in die Parkstellung
zurück,
wenn der Zündschlüssel entfernt
wird. In dieser Hinsicht beinhaltet die Motorstromleitung 40 das
Relais 39, das geschlossen bleibt, bis das Automatikgetriebe
die Parkstellung erreicht. Nur an diesem Punkt öffnen sich die Kontakte des
Relais 39, um den Strom zur elektronischen Einheit oder
dem Steuerzentrum 15 zu unterbrechen. Sogar wenn der Fahrer vergißt, das
Automatikgetriebe nach dem Anhalten des Fahrzeugs in die Parkstellung
zu schalten, nimmt die elektronische Einheit 15 dies folglich
völlig
automatisch vor. Vorteilhafterweise und zur weiteren Benutzersicherheit
ist eine Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung auch mit einem Signal
vom Sensor 20b versehen. Bei einer Betätigung, wenn die Fahrertür geöffnet wird,
schaltet die elektronische Einheit 15 das Automatikgetriebe
automatisch in die Parkstellung. Dies ist natürlich nur möglich, wenn der Tachometer 20 nicht
aktiv ist, da der Motor die vordefinierte Umdrehungszahl, die zwischen
600 und 800 U/min beinhaltet ist, nicht überschritten hat, und der Geschwindigkeitssensor 17 angezeigt
hat, daß die
Geschwindigkeit geringer als 5 km/h ist. Diese Funktion der elektronischen
Einheit gestattet dem Benutzer, das Fahrzeug bei laufendem Motor
ohne irgendeine Bewegung des Fahrzeugs vorübergehend zu verlassen.
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Vorteilhafterweise
kann der Fahrer bei einem Getriebe nach der vorliegenden Erfindung
beim Einsteigen bei laufendem Motor und dem Getriebe in der Parkstellung
die Fahrzeugbewegung einfach durch Treten auf das Bremspedal aktivieren,
wodurch die elektronische Einheit das Automatikgetriebe in die Fahrtstellung
schaltet, wenn das Impulssignal vom Sensor 20a empfangen
wird. Die Fahrzeugbewegung kann einfach durch Beschleunigen durch
Drücken
des Pedals und Überschreiten
des vordefinierten Maßes
erreicht werden.
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Es
ist offensichtlich, daß das
Getriebe nicht in den Rückwärts- und
in den neutralen Gang geschaltet werden kann, auch nicht durch unbeabsichtigtes
Drücken
der Druckknöpfe 19r und 19n,
wenn sich das Motorgetriebe in der Parkstellung befindet. Nur der
Fahrer kann den Befehl durch Drücken
des Bremspedals zur elektronischen Einheit 11 senden und
den Betrieb der anderen Druckknöpfe
wiederherstellen.