PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE602004004845T2 31.10.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001517069
Titel Positionswahleinrichtung für ein automatisches Getriebe
Anmelder Calsonic Kansei Corp., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Kozu, Tadao c/o Calsonic Kansei Corporatio, Tokyo 164-8602, JP;
Hirota, Yukitsugu c/o Calsonic Kansei Corpor, Tokyo 164-8602, JP;
Yamatani, Eiji c/o Calsonic Kansei Corporation, Tokyo 164-8602, JP
Vertreter CBDL Patentanwälte, 47051 Duisburg
DE-Aktenzeichen 602004004845
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 17.09.2004
EP-Aktenzeichen 042922328
EP-Offenlegungsdatum 23.03.2005
EP date of grant 21.02.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 31.10.2007
IPC-Hauptklasse F16H 61/28(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse F16H 61/24(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   F16H 61/32(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Betriebspositionswähleinrichtung für ein Automatikgetriebe, mit welcher ein Fahrer durch Betätigen eines Wählhebels eine von wählbaren Betriebspositionen wählen kann, die einer Mehrzahl von Betriebsmodi des Automatikgetriebes entsprechen.

Eine Betriebspositionswähleinrichtung für ein Automatikgetriebe dieser Art ist in der offengelegten japanischen Patentpublikation (Tokkaihei) Nr. 9-323559 offenbart, die als JP 9323559 veröffentlicht wurde. Diese Wähleinrichtung umfaßt eine Wählhebeleinheit, die nahe einem Fahrersitz in einem Fahrgastraum angeordnet ist, und eine Betriebsmodusschalteinheit, die an einem Automatikgetriebe angebracht ist. Die Wählhebeleinheit weist einen Wählhebel auf, der von einem Fahrer manuell betätigt wird und mit der Betriebsmodusschalteinheit durch einen Verbindungsmechanismus wie ein Steuerkabel oder ein Verbindungsgestänge verbunden ist, welches eine Betätigungskraft, welche eine von dem Fahrer an dem Wählhebel auf die Betriebsmodusschalteinheit ausgeübte Betätigungskraft überträgt, um Betriebsmodi für das Automatikgetriebe zu schalten.

Bei der herkömmlichen Art besteht jedoch das Problem, daß die Wählhebeleinheit einen langen Wählhebel benötigt, um diesen ohne große Betätigungskraft des Fahrers zu betätigen, wodurch sich die Konstruktionsfreiheit hinsichtlich einer Einbaustelle für die Wählhebeleinheit und/oder einer Anordnung eines Fahrgastraums vermindert.

Die Länge des Wählhebels wird derart bestimmt, daß ein Fahrer den Wählhebel einfach betätigen kann und dessen Betätigungsmoment den Reibungswiderstand des Verbindungsmechanismus und dergleichen überwinden muß. Insbesondere muß das von der Betätigungskraft an dem Wählhebel erzeugte Betätigungsmoment größer als das Moment sein, das durch die Summe des Reibungswiderstands in dem Verbindungsmechanismus und des Widerstands bewirkt wird, der erzeugt wird, wenn ein sich mit dem Wählhebel bewegender Arretierungsstift während des Wählvorgangs über einen oberen Kurvenabschnitt einer Rastplatte gelangt, obwohl die Betätigungskraft des Fahrers auf ein bestimmtes Ausmaß beschränkt ist. Demgemäß muß der Wählhebel, um beide von den obigen Bedingungen zu erfüllen, länger als eine bestimmte Länge sein, die typischerweise 350mm beträgt.

Eine andere Betriebspositionswähleinrichtung für ein Automatikgetriebe dieser Art ist in der offengelegten japanischen Patentpublikation (Tokkai) Nr. 2003-97694. Diese Wähleinrichtung ist eine so genannte durch einen Draht schaltbare Vorrichtung. Sie besitzt einen von einem Fahrer manuell betätigten Wählhebel, einen Wählpositionsdetektor zum Detektieren einer Position des Wählhebels, eine an einem Automatikgetriebe angebrachte Betriebsmodusschalteinheit zum Schalten von dessen Betriebsmodi, einen Elektromotor zum Antreiben einer Betriebsmodusschalteinheit und eine Steuereinheit zum Steuern des Elektromotors nach Maßgabe eines Ausgangssignals von dem Detektor.

Diese Wähleinrichtung eignet sich zum Verkürzen der Länge des Wählhebels und zum Erweitern der Konstruktionsfreiheit für eine Einbaustelle für denselben und/oder die Anordnung eines Fahrgastraums, während es der Wähleinrichtung an einer mechanischen Verbindung zwischen dem Wählhebel und der Betriebsmodusschalteinheit fehlt. Dieses Fehlen der mechanischen Verbindung führt dazu, daß die Betriebsmodusschalteinheit trotz Betätigung des Wählhebels nicht geschaltet werden kann, wenn eine elektrische Störung derart vorliegt, daß ein elektrischer Draht gebrochen ist oder der Wählpositionsdetektor oder die Steuereinheit ausfällt.

Eine Leistungsschaltsteuervorrichtung ist in dem Dokument EP-A-0 872 670 offenbart, welche den am nächsten liegenden Stand der Technik darstellt. Diese Vorrichtung besitzt einen Umschalthebel, einen Leistungsschalter, der mechanisch mit dem Umschalthebel und einem Getriebe mit Synchronmechanismen verbunden ist und seine Antriebskraft auf den Umschalthebel ausübt, einen Schaltpositionssensor zum Detektieren einer Schaltposition eines Umschalthebels, einen Verschiebungssensor zum Detektieren einer Verschiebung des Leistungsschalters und eine Steuereinheit zum Steuern des Antriebs eines Elektromotors gemäß einer Schaltgeschwindigkeit, die man mit Hilfe eines Ausgangssignals des Verschiebungssensors erhält.

Deshalb liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Betriebspositionswähleinrichtung für ein Automatikgetriebe nach Anspruch 1 zu schaffen, mit welcher die vorstehenden Nachteile beseitigt werden und die Konstruktionsfreiheit bezüglich der Anordnung eines Fahrgastraums und/oder einer Einbaustelle für eine Wählhebeleinheit erweitert werden kann, indem ein Wählhebel bei der Verminderung einer von einem Arretierungsmechanismus bewirkten Widerstandskraft unterstützt und eine Betriebsmodusschalteinheit trotz des elektrischen Ausfalls der Betriebspositionswählvorrichtung angetrieben wird.

Gemäß der ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird eine Wählvorrichtung für Betriebspositionen für ein Automatikgetriebe geschaffen, umfassend: eine Wählhebeleinheit mit einem Wählhebel, der von einem Fahrer betätigt wird; einen Betriebspositionssensor, der eine Betriebsposition des Wählhebels detektiert und ein Betriebspositionssignal ausgibt; eine Betriebsmodusschalteinheit, die an dem Automatikgetriebe anbringbar ist, um die Betriebsmodi des Automatikgetriebes zu schalten; ein mechanisches Verbindungsmittel, das den Wählhebel und die Betriebsmodusschalteinheit mechanisch miteinander verbindet; ein Hilfsbetätigungsglied, das zwischen dem Wählhebel und der Betriebsmodusschalteinheit angeordnet ist und ein Hilfsdrehmoment zum Schalten der Betriebsmodusschalteinheit an einen Mittelabschnitt des mechanischen Verbindungsmittels ausgibt; einen Hilfspositionssensor, der eine Hilfsposition des Hilfsbetätigungsgliedes detektiert und ein Hilfspositionssignal ausgibt; und eine Steuereinheit, welche einen zu dem Hilfsbetätigungsglied gelieferten Antriebsstrom nach Maßgabe des Betriebspositionssignals und des Positionshilfssignals steuert.

Vorzugsweise besitzt die Steuereinheit ein Zielgeschwindigkeitserzeugungsmittel zum Berechnen einer Zielgeschwindigkeit nach Maßgabe einer Positionsdifferenz zwischen der Betriebsposition und der Hilfsposition, um ein Zielgeschwindigkeitssignal zu erzeugen, und ein Rückführsteuermittel zum Berechnen eines Rückführsteuerhilfsstroms nach Maßgabe einer Geschwindigkeitsdifferenz zwischen einer Hilfsgeschwindigkeit des Hilfsbetätigungsgliedes und der von dem Zielgeschwindigkeitserzeugungsmittel berechneten Zielgeschwindigkeit, so daß der Antriebsstrom auch den Rückführsteuerhilfsstrom umfaßt.

Vorzugsweise steuert das Rückführsteuermittel die Positionsdifferenz derart, daß sie innerhalb eines vorgegebenen Wertes gehalten wird.

Vorzugsweise ist der vorgegebene Wert derart eingestellt, daß die Positionsdifferenz kleiner als die Summe eines Spielraumbetrags und eines Totgangsbetrags des mechanischen Verbindungsmittels wird.

Vorzugsweise weist die Steuereinheit ein Vorwärtssteuermittel auf, das nach Maßgabe der Betriebsposition und der Hilfsposition einen Vorwärtssteuerhilfsstrom berechnet, um ein Vorwärtssteuersignal auszugeben, und die Steuereinheit steuert den Antriebsstrom durch Addieren des Vorwärtssteuerhilfsstroms zu dem Rückführsteuerhilfsstrom.

Vorzugsweise ist das Vorwärtssteuermittel mit einer Steuerungstabelle mit Daten zum Bestimmen des Vorwärtssteuerhilfsstroms gemäß einer Betätigungsrichtung des Wählhebels versehen.

Vorzugsweise wird der Vorwärtssteuerhilfsstrom größer, wenn die Betätigungsgeschwindigkeit oder die Betätigungsbeschleunigung des Wählhebels größer wird.

Vorzugsweise umfaßt die Betriebsmodusschalteinheit einen Arretierungsmechanismus, der eine Arretierungskraft erzeugt und sicherstellt, daß ein Ventilschieber eines Handventils durch die Arretierungskraft in der gewählten Position positioniert wird, wobei die Steuereinheit den Antriebsstrom verkleinert, wenn die Arretierungskraft während eines Betätigungsvorgangs des Wählhebels aus einer Zunahmephase in eine Abnahmephase wechselt. Der Antriebsstrom kann auf Null verkleinert werden.

Vorzugsweise ist der Mittelabschnitt des mechanischen Verbindungsmittels näher an der Betriebsmodusschalteinheit als der Wählhebel positioniert.

Vorzugsweise beginnt die Steuereinheit das Hilfsbetätigungsglied anzusteuern, wenn der Wählhebel gehalten wird, und eine Betriebspositionsdifferenz, die nach Maßgabe der Betriebspositionen des Wählhebels berechnet wurde, ist nicht kleiner als ein erster Wert, und eine Hilfspositionsdifferenz, die nach Maßgabe der Hilfspositionen des Hilfsbetätigungsglieds berechnet wurde, ist nicht kleiner als ein zweiter Wert.

Vorzugsweise beginnt die Steuereinheit das Hilfsbetätigungsglied anzusteuern, wenn die Hilfspositionsdifferenz nicht kleiner als der zweite Wert wird, nachdem die Betriebspositionsdifferenz nicht kleiner als der erste Wert geworden ist.

Vorzugsweise ist die Steuereinheit elektrisch mit einem Berührungssensor verbunden, um zu detektieren, ob der Fahrer einen Griff des Wählhebels berührt oder nicht, wobei die Steuereinheit das Hilfsbetätigungsglied anzusteuern beginnt, wenn der Berührungssensor eine Berührung an dem Griff detektiert.

Vorzugsweise beginnt die Steuereinheit das Hilfsbetätigungsglied anzusteuern, wenn die Betriebspositionsdifferenz nicht kleiner als der erste Wert ist und die Hilfspositionsdifferenz nicht kleiner als ein zweiter Wert ist, nachdem der Berührungssensor eine Berührung an dem Griff durch den Fahrer detektiert hat.

Die Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Laufe der Beschreibung bei Betrachtung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen erkennbar, in denen:

1 eine schematische graphische Darstellung ist, die eine Konstruktion eines Automatikgetriebes mit einer Betriebspositionswählvorrichtung in einer ersten bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

2 eine vergrößerte perspektivische Ansicht ist, die ein Hilfsbetätigungsglied zeigt, das in der in 1 gezeigten Betriebspositionswählvorrichtung verwendet wird;

3 eine vergrößerte perspektivische Ansicht ist, die eine Betriebsmodusschalteinheit mit einem Arretierungsmechanismus zeigt, der in der in 1 gezeigten Betriebspositionswählvoreinrichtung verwendet wird;

4 ein Steuerblockschaltbild einer Steuereinheit und ihrer peripheren Einrichtungen ist, die in der in 1 gezeigten Betriebspositionswählvorrichtung verwendet werden;

5 eine graphische Darstellung ist, die Beziehungen zwischen einem Betätigungswinkel eines Wählhebels und einem Sensierstrom zeigt, der von einem in 1 gezeigten Betriebspositionssensor ausgegeben wird;

6 eine graphische Darstellung ist, die eine Beziehung zwischen einem Hilfswinkel des Hilfsbetätigungsglieds und einem Sensierstrom zeigt, der von einem in 1 und 2 gezeigten Hilfspositionssensor ausgegeben wird;

7 ein Ablaufschema eines Vorgangs ist, der in der Steuereinheit ausgeführt wird, um ein Hilfsbetätigungsglied während eines Wählvorgangs bei Betätigung des Wählhebels zu steuern;

8 eine schematische graphische Darstellung ist, die Beziehungen zwischen einem Betätigungswinkelsignal, einem Profil einer Arretierungsplatte und einem Motorantriebsstrom in Bezug auf einen Laufweg während des Betätigens des Wählhebels von Position P auf Position R zeigt;

9 ein Steuerblockschaltbild einer Steuereinheit ist, die in einer Betriebspositionswählvorrichtung einer zweiten bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird;

10 ein Ablaufschema eines Vorgangs ist, der in der in 9 gezeigten Steuereinheit ausgeführt wird, um ein Hilfsbetätigungsglied während eines Wählvorgangs zu steuern;

11 ein Ablaufschema eines Vorgangs ist, der in der in 9 gezeigten Steuereinheit ausgeführt wird, um festzustellen, ob eine Wählhilfssteuerung begonnen wird oder nicht;

12 eine Tabelle eines Beispiels für eine Beziehung zwischen der Zeit und Ausgaben aus einem Betriebspositionssensor und einem Hilfspositionssensor in normalen und unnormalen Fällen der Betriebspositionswählvorrichtung in der zweiten Ausführungsform ist;

13 ein Ablaufschema eines Vorgangs ist, der in einer Steuereinheit ausgeführt wird, die in einer Betriebspositionswählvorrichtung in einer dritten bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, um festzustellen, ob die Wählhilfssteuerung begonnen wird oder nicht;

14 eine Tabelle eines Beispiels für eine Beziehung zwischen der Zeit und Ausgaben aus einem Betriebspositionssensor und einem Hilfspositionssensor in normalen und unnormalen Fällen der Betriebspositionswählvorrichtung in der dritten Ausführungsform ist;

15 eine schematische graphische Darstellung ist, die ein Automatikgetriebe mit einer Betriebspositionswählvorrichtung in einer vierten bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung ist;

16 ein Steuerblockschaltbild einer Steuereinheit ist, die in der in 15 gezeigten Betriebspositionswählvorrichtung verwendet wird;

17 ein Ablaufschema eines Vorgangs ist, der in einer in 15 gezeigten Steuereinheit ausgeführt wird, um festzustellen, ob die Wählhilfssteuerung begonnen wird oder nicht;

18 eine Tabelle eines Beispiels für eine Beziehung zwischen der Zeit und Ausgaben aus einem Betriebspositionssensor und einem Hilfspositionssensor in normalen und unnormalen Fällen der Betriebspositionswählvorrichtung in der vierten Ausführungsform ist;

19 ein Ablaufschema eines Vorgangs ist, der in einer Steuereinheit ausgeführt wird, die in einer Betriebspositionswählvorrichtung in einer fünften bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, um festzustellen, ob die Wählhilfssteuerung begonnen wird oder nicht; und

20 eine Tabelle eines Beispiels für eine Beziehung zwischen der Zeit und Ausgaben aus einem Betriebspositionssensor und einem Hilfspositionssensor in normalen und unnormalen Fällen der Betriebspositionswählvorrichtung in der fünften Ausführungsform ist.

In der gesamten folgenden, ausführlichen Beschreibung bezeichnen ähnliche Bezugszeichen und -ziffern in allen Figuren der Zeichnungen ähnliche Elemente, wobei deren Beschreibungen zur Beseitigung von Wiederholungen weggelassen sind.

An Hand der anliegenden Zeichnungen wird ein Automatikgetriebe mit einer Betriebspositionswählvorrichtung in einer ersten bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.

In 1 der Zeichnung ist ein Automatikgetriebe 19 gezeigt, das ein herkömmliches Mehrstufengetriebe mit einer Mehrzahl von nicht gezeigten Planetenradsätzen ist und unter einer Mehrzahl von Betriebsmodi, beispielsweise einem Parkmodus, einem Rückwärtsgangmodus, einem Leerlaufmodus, einem Vorwärtsantriebsmodus und einem Vorwärtsantriebsmodus mit niedrigem Gang betätigt wird.

Das Automatikgetriebe 19 ist mit der Betriebspositionswählvorrichtung 100 versehen, welche die Betriebsmodi durch einen manuellen Wählvorgang der Wähleinrichtung 100 in einen gewünschten Modus schaltet.

Die Betriebspositionswählvorrichtung 100 umfaßt eine von einem Fahrer manuell betätigte Wählhebeleinheit 1, einen Betätigungswinkelsensor 51 zum Detektieren eines Betätigungswinkels des Wählhebels 2, eine an dem Automatikgetriebe 19 angebrachte Modusschalteinheit 300, den Wählhebel 2 und die Modusschalteinheit 300 verbindende erste und zweite Steuerkabel 8 und 18, ein Hilfsbetätigungsglied 9 zur Unterstützung einer in die Wählhebeleinheit 2 eingebrachten Betätigungskraft, einen Hilfswinkelsensor 200 zum Detektieren eines Hilfswinkels und eine Steuereinheit 22 zum Steuern des Hilfsbetätigungsglieds 9.

Der Betätigungswinkelsensor 51 entspricht einem Betriebspositionssensor gemäß der vorliegenden Erfindung, und der Hilfswinkelsensor 200 entspricht einem Hilfspositionssensor gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Betätigungswinkel entspricht einer Betriebsposition gemäß der vorliegenden Erfindung, und der Hilfswinkel entspricht einer Hilfsposition gemäß der vorliegenden Erfindung.

Die Steuereinheit 22 ist elektrisch mit einer Stromversorgung PS und der Erdung GND verbunden. Der Betätigungswinkelsensor 51 und der Hilfswinkelsensor 200 sind elektrisch mit der Steuereinheit 22 verbunden.

Die Wählhebeleinheit 1 ist beispielsweise an einer Mittelkonsole 3 neben einem Fahrersitz angeordnet und besitzt den Wählhebel 2, eine an der Fahrzeugkarosserie angebrachte Halterung 5, eine an der Halterung 5 befestigte Tragwelle 5a zum verschwenkbaren Lagern des Wählhebels 2, einen Griff 4, der oben auf dem Wählhebel 2 befestigt ist, und einen nicht gezeigten Kontrollmechanismus zum Sicherstellen, daß der Wählhebel 2 in der Position eines gewählten Modus gehalten wird.

Der Wählhebel 2 ist bei dieser Ausführungsform auf eine Länge von etwa 100mm eingestellt, die um etwa 250mm kürzer als bei einem Wählhebel herkömmlicher Art ist. Der Fahrer betätigt den Hebel 2 verschwenkend in einer Richtung in der von einem Pfeil BP gezeigten Weise zu Position P hin und in einer Gegenrichtung in der von einem Pfeil BL gezeigten Weise zu Position L hin.

Der Wählhebel 2 kann in einer von Wählmoduspositionen positioniert werden: einer Position P, welche dem Parkmodus des Automatikgetriebes 19 entspricht, einer Position R, welche dem Rückwärtsfahrmodus entspricht, einer Position N, welche dem Leerlaufmodus entspricht, einer Position D, welche dem Vorwärtsantriebsmodus entspricht, und einer Position L, welche dem Vorwärtsantriebmodus mit niedrigem Gang entspricht.

Der Betätigungswinkelsensor 51 ist elektrisch mit der Steuereinheit 22 verbunden und detektiert einen Betätigungswinkel des Wählhebels 2, um ein Betätigungswinkelsignal an die Steuereinheit 22 auszugeben. 5 zeigt eine Beziehung zwischen dem Betätigungswinkel des Wählhebels 2 und einem Sensierstrom, der von dem Betätigungswinkelsensor 51 als Betätigungswinkelsignal ausgegeben wird. Der von dem Betätigungswinkelsensor 51 ausgegebene Sensierstrom ist proportional dem Betätigungswinkel, die beide größer werden, wenn sich der Wählhebel 2 in Richtung zu Position L bewegt. Das Betätigungswinkelsignal entspricht einem Betätigungswinkelsignal gemäß der vorliegenden Erfindung.

Die Betriebsmodusschalteinheit 300 schaltet die Betriebsmodi des Automatikgetriebes 19 gemäß einer Bewegung des Wählhebels 2 über das erste und das zweite Steuerkabel 8 und 18. In 1 und 3 der Zeichnungen weist die Betriebsmodusschalteinheit 300 einen manuellen Plattenhebel 20 und einen Arretierungsmechanismus zum Halten des manuellen Plattenhebels 20 in einer gewählten Position der Wählmoduspositionen auf. Der manuelle Plattenhebel 20 ist in seinem Mittelabschnitt mit einer drehbaren Welle 26 befestigt, um zusammen mit der Welle 26 drehbar zu sein. Das zweite Steuerkabel 18 ist mit einem Endabschnitt des manuellen Plattenhebels 20 verbunden, um einen Drehungswinkel des manuellen Plattenhebels 20 zu steuern. Die drehbare Welle 26 ist mit einer Arretierungsplatte 27 des Arretierungsmechanismus befestigt. Die Arretierungsplatte 27 ist mit einem Ventilschieber 310 eines Handventils verbunden, das derart in einer Steuerventileinheit des Automatikgetriebes 19 angeordnet ist, daß der Ventilschieber 300 zum Schalten des Handventils bewegt wird.

Die Arretierungsplatte 27 ist mit einer Kurve mit oberen Abschnitten 27a und unteren Abschnitten 27b ausgebildet, wobei jeder untere Abschnitt an seinem oberen Abschnitt zwischen den angrenzenden oberen Abschnitten 27a angeordnet ist. Die Positionen der unteren Abschnitte 27b entsprechen jeweils den fünf Betriebsmodi des Automatikgetriebes 19: der Position P, der Position R, der Position N, der Position D und der Position L.

Auf die Kurve drückt der Arretierungsstift 29, auf welchen eine Federplatte 28 drückt, deren einer Endabschnitt an der Steuerventileinheit angebracht ist und deren anderer Endabschnitt den Arretierungsstift 29 abstützt. Der Arretierungsstift 29 ist an einer Spitze der Federplatte 28 ausgebildet, um derart auf die Kurve der Arretierungsplatte 27 gedrückt zu werden, daß er in einem der unteren Abschnitte 27b positioniert wird, um damit den Schieber 310 des Handventils in der gewählten Position festzuhalten. Die mit den oberen und unteren Abschnitten 27a und 27b ausgebildete Arretierungsplatte 27, der Arretierungsstift 29 und die Federplatte 28 entsprechen einem Arretierungsmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung.

Die Arretierungsplatte 27 ist an ihrem kurvenseitigen Abschnitt mit einer Parkstange 30 mit einem Keil 30a verbunden, der von einer Schraubenfeder 30b vorgespannt ist. Der Keil 30a kann sich entlang der Stange 30 bewegen und durch die Federkraft der Schraubenfeder 30b derart auf eine Parkklinke 31 drücken, daß er die Klinke 31 mit einem Parkrad 32 in Eingriff bringt, das mit einer Ausgangswelle des Automatikgetriebes 19 verbunden wird, wenn der Wählhebel 2 in Position P geschoben wird. Durch diesen Eingriff zwischen der Klinke 31 und dem Rad 32 werden die nicht gezeigten Antriebsräder eines Fahrzeugs zum Parken blockiert.

Die Arretierungsplatte 27 und der Wählhebel 2 sind in der in 1 gezeigten Weise mechanisch mit dem ersten und dem zweiten Steuerkabel 8 und 18 und anderen Elementen verbunden. Wie in 1 und 2 gezeigt ist, ist das erste Steuerkabel 8 an seinem einen Endabschnitt über ein erstes Gelenk 7 mit einem unteren Abschnitt des Wählhebels 2 und an dem anderen Endabschnitt über ein zweites Gelenk 11 mit dem einen Endabschnitt eines Eingangshebels 10 verbunden. Der andere Endabschnitt des Eingangshebels 10 ist mit einem oberen Abschnitt einer Kupplungswelle 12 verbunden, deren unterer Abschnitt mit dem einen Endabschnitt eines Ausgangshebels 13 verbunden ist. Der andere Endabschnitt des Ausgangshebels 13 ist über ein drittes Gelenk 17 mit dem einen Endabschnitt des zweiten Steuerkabels 18 verbunden. Der andere Endabschnitt des zweiten Steuerkabels 18 ist in der in 1 und 3 gezeigten Weise mit dem manuellen Plattenhebel 20 verbunden.

Das erste und das zweite Steuerkabel 8 und 18, das erste bis dritte Gelenk 7, 11 und 17, die Eingangs- und Ausgangsplatten 10 und 13 sowie die Kupplungswelle 12 entsprechen einem mechanischen Verbindungsmittel gemäß der vorliegenden Erfindung.

Das Hilfsbetätigungsglied 9 umfaßt in der in 1 und insbesondere in 2 gezeigten Weise einen Elektromotor 15 mit einem Reduziergetriebe, um eine Umdrehungsgeschwindigkeit einer Ausgangswelle des Motors 15 zu vermindern, eine Schnecke 16, die auf der Ausgangswelle ausgebildet ist, und ein Schneckenrad 14, das mit der Schnecke 16 kämmt und mit der Kupplungswelle 12 vereint ist.

Das Schneckenrad 14 ist auf seiner oberen Fläche mit einem elektrischen Anschluß 24 versehen, der mit einem Kohleschichtwiderstand 25 in Kontakt steht, der in 2 mit einer Strichellinie angezeigt ist und auf ein Substrat aufgedruckt ist, um einen Hilfswinkel der Kupplungswelle 12 zu erfassen. Der elektrische Anschluß 24 ist zusammen mit der Kupplungswelle 12 und um dieselbe herum bewegbar und ändert seine Position in bezug auf den Kohleschichtwiderstand 25, um ein Hilfswinkelsignal auszugeben. Der elektrische Anschluß 24 und der Kohleschichtwiderstand 25 bilden den Betätigungswinkelsensor 200. 6 zeigt ein Verhältnis zwischen dem Hilfswinkel der Kupplungswelle 12 und einem Sensierstrom, der als Hilfswinkelsignal von dem Hilfswinkelsensor 200 ausgegeben wird. Der von dem Hilfswinkelsensor 200 ausgegebene Sensierstrom ist proportional dem Hilfswinkel, die beide größer werden, wenn sich der Wählhebel 2 in Richtung zu Position L bewegt.

Der Hilfswinkelsensor 200 und der Motor 15 sind elektrisch mit der Steuereinheit 22 verbunden.

Die Steuereinheit 4 empfängt das von dem Betätigungswinkelsensor 51 ausgegebene Betätigungswinkelsignal und das von dem Hilfswinkelsensor 200 ausgegebene Hilfswinkelsignal, um nach Maßgabe dieser Signale einen Zielhilfsstrom zu berechnen, und treibt den Elektromotor 15 unter Impulsbreitenmodulationsteuerung (PWM-Steuerung) nach Maßgabe des Zielhilfsstroms an.

4 zeigt ein Steuerblockschaltbild der Steuereinheit 22 und ihrer zugehörigen Einheiten. Bei einem Wählvorgang durch einen Fahrer wird eine Betätigungskraft des Fahrers in den Wählhebel 2 eingegeben, um dessen Betätigungswinkel zu ändern. Die Betätigungskraft wird auf das erste Steuerkabel 8 und den Kontrollmechanismus übertragen. Der Betätigungswinkel wird von dem Betätigungswinkelsensor 51 detektiert, der ein Betätigungswinkelsignal an die Steuereinheit 22 ausgibt.

Das erste Steuerkabel 8 versetzt das mit der Kupplungswelle 12 vereinte Schneckenrad 14 in Drehung, um den Anschluß 24 in bezug auf den Kohleschichtwiderstand 25 zu bewegen. Der relative Winkel zwischen dem Anschluß 24 und dem Widerstand 25 wird als Hilfswinkel von dem Hilfswinkelsensor 200 detektiert, und der Sensor 200 gibt ein Hilfswinkelsignal an die Steuereinheit 22 aus.

Man beachte, daß nicht nur das durch den Fahrer eingegebene Betätigungsmoment von dem Wählhebel 2, sondern auch ein Hilfsdrehmoment von dem Hilfsmotor 15 auf die Kupplungswelle 12 aufgebracht werden, um den Hilfswinkel zu bewirken.

Die Kupplungswelle 12 betätigt das zweite Steuerkabel 18 zum Schalten der Modusschalteinheit 300 des Automatikgetriebes 19.

Der Betätigungswinkel des Wählhebels 2 wird von einem Betätigungsgeschwindigkeits- und -richtungsbewertungsteil 33 nach Maßgabe des von dem Betätigungswinkelsensor 51 ausgegebenen Betätigungswinkelsignals und des von dem Hilfswinkelsensor 200 ausgegebenen Hilfswinkelsignals berechnet. Dann berechnet das Betätigungsgeschwindigkeits- und -richtungsbewertungsteil 33 eine Betätigungsgeschwindigkeit und stellt durch Berechnung eines Differentials der Betätigungswinkel eine Betätigungsrichtung des Wählhebels 2 fest und gibt dann ein Betätigungsgeschwindigkeitssignal und ein Betätigungsrichtungssignal an ein Ausrichtfehlerkompensationsteil 52 und ein Vorwärtssteuertabellenteil (FF) 42 aus.

Das Ausrichtfehlerkompensationsteil 52 berechnet einen Ausrichtfehler und gibt ein Kompensationssignal an einen ersten Addierer 54 zum Kompensieren der von dem Betätigungswinkelsensor 51 und dem Hilfswinkelsensor 200 ausgegebenen Signale aus. Der Ausrichtfehler 1 wird in einem solchen Zustand berechnet, daß er klar bestätigt werden kann, wenn der Wählhebel 2 beispielsweise in Position R positioniert ist.

Das Vorwärtssteuertabellenteil 42 weist mehrere Vorwärtssteuerkompensationstabellen auf, die nach Maßgabe des Betätigungswinkels, des Hilfswinkels, der Betätigungsgeschwindigkeit und der Betätigungsbeschleunigung einen Vorwärtssteuerstrom ermitteln, um ein Vorwärtssteuerstromsignal an einen vierten Addierer 41 auszugeben. Die Tabellen werden gemäß den jeweiligen Betätigungsrichtungen, den in 1 gezeigten Richtungen BP und BL des in 1gezeigten Wählhebels 2, angefertigt, und ihre Daten werden derart festgelegt, daß der Vorwärtssteuerstrom größer wird, wenn die Betätigungsgeschwindigkeit höher wird.

Der erste Addierer 35 berechnet eine Winkeldifferenz zwischen dem Betätigungswinkel und dem Hilfswinkel im Hinblick auf den Ausrichtungsfehler nach Maßgabe des Betätigungswinkelsignals, des Hilfswinkelsignals und des Kompensationssignals, um ein Winkeldifferenzsignal an ein Zielgeschwindigkeitserzeugungsteil 34 auszugeben.

Das Zielgeschwindigkeitserzeugungsteil 34 empfängt das Winkeldifferenzsignal und berechnet eine Zielgeschwindigkeit des Wählhebels 2 nach Maßgabe der Winkeldifferenz, um ein Zielgeschwindigkeitssignal an einen zweiten Addierer 35 auszugeben.

Ein Differentialelement 53 empfängt das von dem Hilfswinkelsensor 200 ausgegebene Hilfswinkelsignal, um durch Berechnen des Differentials der Hilfswinkel eine Hilfsgeschwindigkeit zu erhalten, und gibt ein Hilfsgeschwindigkeitssignal an einen zweiten Addierer 35 aus.

Der zweite Addierer 35 empfängt das Hilfsgeschwindigkeitssignal und berechnet eine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der durch das Differentialteil 53 erhaltenen Hilfsgeschwindigkeit und der durch das Zielgeschwindigkeitserzeugungsteil 34 erhaltenen Zielgeschwindigkeit, um ein Geschwindigkeitsdifferenzsignal an ein Rückführsteuerteil (FB-Teil) 36 auszugeben.

Das Rückführsteuerteil 36 umfaßt einen ersten Vervielfacher 37, einen dritten Addierer 38, einen zweiten Vervielfacher 39 und ein integrales Element 40. Der erste Vervielfacher 37 berechnet einen Proportionalstrom durch Multiplizieren der von dem zweiten Addierer 35 erhaltenen Geschwindigkeitsdifferenz mit einer proportionalen Verstärkung und gibt ein Proportionalstromsignal an den dritten Addierer 38 aus. Der zweite Vervielfacher 39 berechnet einen multiplizierten Geschwindigkeitsdifferenzstrom durch Multiplizieren der von dem zweiten Addierer 35 erhaltenen Geschwindigkeitsdifferenz mit einer integralen Verstärkung und gibt ein multipliziertes Geschwindigkeitsdifferenzstromsignal an das integrale Element 40 aus.

Das integrale Element 40 erhält durch Berechnen der Integration der multiplizierten Geschwindigkeitsdifferenzströme einen Integralstrom und gibt ein Integralstromsignal an den dritten Addierer 38 aus. Der dritte Addierer 38 berechnet durch Addieren des Integralstroms zu dem Proportionalstrom einen Rückführstrom und gibt ein Rückführstromsignal an den vierten Addierer 41 aus.

Der vierte Addierer 41 berechnet durch Addieren des Vorwärtssteuerstromsignals zu dem Rückführstromsignal einen Motorantriebsstrom und gibt ein Motorantriebsstromsignal an ein Motorantriebssteuerteil 45 aus. Der Motorantriebsstrom entspricht einem Antriebsstrom gemäß der vorliegenden Erfindung.

Das Motorantriebssteuerteil 45 gibt den Motorantriebsstrom unter Impulsbreitenmodulationssteuerung (PWM-Steuerung) an den Elektromotor 15 aus. Anstatt durch die PWM-Steuerung kann der Motor 15 auch unter Stromsteuerung oder Ankerspannungssteuerung angetrieben werden.

Von einem Mitnahmepositionsbewertungsteil 55 wird festgestellt, ob der von dem Sensor 200 erhaltene Hilfswinkel innerhalb eines Mitnahmebereichs positioniert ist oder nicht. Wenn er sich in dem Mitnahmebereich befindet, gibt das Bewertungsteil 55 ein Modulationssignal oder ein Haltsignal an das Motorantriebssteuerteil 45 aus, um den an den Motor 15 ausgegebenen Motorantriebsstrom zu vermindern oder zu stoppen.

In dem Mitnahmebereich wird der Arretierungsstift 29 von der Federplatte 28 derart in eine gewünschte Wahlrichtung gedrückt, daß er sich in den unteren Abschnitt 27b der Arretierungsplatte 27 bewegt, nachdem er über den oberen Abschnitt 27a hinweg gelangt ist, was dazu führt, daß die Arretierungsplatte 27 derart zu der Wählrichtung hin vorgespannt wird, daß auf die Arretierungsplatte 27 eine Mitnahmekraft zum Drehen in Richtung zu dem unteren Abschnitt 27b einwirkt. Dementsprechend wird ein Widerstand entgegen einer Betätigungskraft des Wählhebels 2 in dem Mitnahmebereich kleiner als derjenige vor dem Mitnahmebereich.

7 zeigt ein Ablaufschema, das in der Steuereinheit 22 zum Steuern des Hilfsbetätigungsglieds 9 ausgeführt wird, wenn der Wählhebel 2 betätigt wird.

In Schritt S1 empfängt die Steuereinheit 22 ein Betätigungswinkelsignal von dem Betätigungswinkelsensor 51 zum Lesen eines Betätigungswinkels AOP des Wählhebels 2, und dann geht der Ablauf zu Schritt S2 über. In Schritt S2 empfängt die Steuereinheit 22 ein Hilfswinkelsignal von dem Hilfswinkelsensor 200 zum Lesen eines Hilfswinkels ASL der von dem Hilfsbetätigungsglied 9 unterstützten Kupplungswelle 12, und dann geht der Ablauf zu Schritt S3 über.

In Schritt S3 ermittelt das Mitnahmepositionsbewertungsteil 55 nach Maßgabe des von dem Hilfswinkelsensor 200 ausgegebenen Hilfswinkelsignals, ob sich die Hilfsposition innerhalb des Mitnahmebereichs befindet oder nicht. Bei JA geht der Ablauf zu Schritt S13 über, während der Ablauf bei NEIN zu Schritt S4 übergeht.

In Schritt S13 wird ein zu dem Elektromotor 15 gelieferter elektrischer Strom vermindert oder abgeschaltet, so daß ein Hilfsdrehmoment verkleinert oder nicht erzeugt wird.

Dagegen berechnet in Schritt S4 der erste Addierer 54 eine Winkeldifferenz &Dgr;AG zwischen dem Betätigungswinkel AOP und dem Hilfswinkel ASL, und dann geht der Ablauf zu Schritt S5 über.

In Schritt S5 ermittelt das Zielgeschwindigkeitserzeugungsteil 34 eine angestrebte Geschwindigkeit STAR des Wählhebels 2 basierend auf der Winkeldifferenz &Dgr;AG, und der Ablauf geht zu Schritt S6 über. In Schritt S6 berechnet das Rückführsteuerteil 36 einen Rückführstrom iFB, und dann geht der Ablauf zu Schritt S7 über.

In Schritt S7 stellt das Betätigungsgeschwindigkeits- und -richtungsbewertungsteil 33 eine Betätigungsrichtung des von einem Fahrer betätigten Wählhebels 2 nach Maßgabe des von dem Betätigungswinkelsensor 51 erhaltenen Betätigungswinkels und des von dem Hilfswinkelsensor 200 erhaltenen Hilfswinkels fest, und dann geht der Ablauf zu Schritt S8 über.

In Schritt S8 schaltet das FF-Steuertabellenteil 43 die Vorwärtssteuerkompensationstabellen derart, daß gemäß der Betätigungsrichtung des Wählhebels 2 und des von dem Betätigungswinkelsensor 51 erhaltenen Betätigungswinkel eine optimale gewählt und darauf verwiesen wird, und dann geht der Ablauf zu Schritt S9 über.

In Schritt S9 berechnet das FF-Steuertabellenteil 43 mit Hilfe der gewählten optimalen FF-Steuertabelle einen Vorwärtssteuerstrom iFF, und dann geht der Ablauf zu Schritt S10 über.

In Schritt S10 berechnet das Betätigungsgeschwindigkeits- und -richtungsbewertungsteil 33 eine Betätigungsgeschwindigkeit SOP oder eine Betätigungsbeschleunigung &agr;OP des Wählhebels 2, und dann geht der Ablauf zu Schritt S11 über.

In Schritt S11 berechnet das FF-Steuertabellenteil 43 einen zusätzlichen Kompensationsstrom iADD basierend auf der Betätigungsgeschwindigkeit SOP oder der Betätigungsbeschleunigung &agr;OP. Das Tabellenteil 43 berechnet durch Addieren des zusätzlichen Kompensationsstroms iADD zu dem FF-Strom iFF einen kompensierten Vorwärtssteuerstrom iCOM, und dann geht der Ablauf zu Schritt S12 über.

In Schritt S12 berechnet der vierte Addierer 38 durch Addieren des kompensierten Vorwärtssteuerstroms iCOM zu dem Rückführstrom iFB einen Motorantriebsstrom iMOT zum Ausgeben des Motorantriebsstrom iMOT an das Motorantriebssteuerteil 45. Dadurch kommt der Elektromotor 15b zum Laufen und unterstützt die Betätigung des Wählhebels 2.

8 zeigt Beziehungen unter einem Betätigungswinkelstromsignal, einem Profil der Arretierungsplatte 27 und einem Motorantriebsstrom in Bezug auf einen Betätigungswinkel in einem Wählvorgang beim Schalten des Wählhebels 2 von Position P auf Position R.

Bei diesem Vorgang nimmt das von dem Betätigungswinkelsensor 51 ausgegebene Betätigungswinkelsignal in der im oberen Teil von 8 gezeigten Weise proportional zu, wenn der Betätigungswinkel des Wählhebels 2 größer wird. Wenn der Betätigungswinkel größer wird, steigt der Arretierungsstift 29 in der im Mittelteil von 8 gezeigten Weise von dem unteren Abschnitt 27b der Arretierungsplatte 27 zu dem oberen Abschnitt 27a auf, was dazu führt, daß ein Widerstand entgegen der auf den Wählhebel 2 ausgeübten Betätigungskraft zuerst größer wird und dann abnimmt. Durch diese Änderung des Widerstands muß der Motorantriebsstrom iMOT zuerst ansteigen und dann gemäß dem Widerstand abfallen.

Der Motorantriebsstrom iMOT ist im unteren Teil von 8 gezeigt und umfaßt einen FF-Hilfsstrom iFF, der durch eine Strichellinie angezeigt ist. Bei dieser Ausführungsform ist der FF-Hilfsstrom iFF auf etwa einen halben Wert eingestellt, der einem Reaktionsmoment des Arretierungsmechanismus des Motorantriebsstroms iMOT entspricht.

Nachdem sich der Betätigungswinkel weiter vergrößert hat und der Arretierungsstift 29 über den oberen Abschnitt 27a hinweg gelangt ist, wird der Arretierungsstift 29 innerhalb des Mitnahmebereichs positioniert. In diesem Bereich wird der Arretierungsstift 29 durch die Federplatte 28 zur Bewegung in den der Position R entsprechenden unteren Abschnitt 27b vorgespannt, in dem die Hilfssteuerung gestoppt wird.

Bei dem obigen Wählvorgang wird der Wählhebel 2 von dem Elektromotor 15 bei der Bewegung in der mit dem FB-Hilfsstrom iFB und dem FF-Hilfsstrom iFF eingegebenen Betätigungsrichtung unterstützt. Diese Hilfssteuerung mit den beiden Hilfsströmen ist besser, als eine Hilfssteuerung mit Hilfe von nur einem der Hilfsströme zu unterstützen.

Bei der Hilfssteuerung allein mit Hilfe des FF-Hilfsstroms iFF ändert sich eine Betätigungskraft zum Bewegen des Wählhebels 2 abhängig von einer Betätigungsgeschwindigkeit des Wählhebels 2 und/oder einer Störung aus der Umgebung, was dazu führt, daß der Motorantriebsstrom kein optimales benötigtes Hilfserfordernis erfüllt. Wenn beispielsweise ein Kraftfahrzeug an einem ansteigenden Weg geparkt ist, stehen die Parkklinke 30 und das Parkrad 32 miteinander in festerem Eingriff als an einer waagerechten Straße. Dadurch ist ein stärkeres Hilfsdrehmoment bei einem Wählvorgang erforderlich, während das Hilfsdrehmoment zu klein wird, wenn man nur den FF-Hilfsstrom iFF nutzt, den man durch Nachsehen in der FF-Kompensationstabelle erhält.

Dagegen ist bei einer Hilfssteuerung nur mit Hilfe des Rückführhilfsstroms iFB eine Hilfsreaktion schlechter als die Hilfssteuerung mit Hilfe der beiden Ströme iFB und iFF, denn eine Reaktionskraft Fm des Wählhebels 2 ist viel größer als eine angestrebte Reaktionskraft Ft des Wählhebels 2: Beispielsweise Fm : Ft = 10 : 1. Außerdem ist es bei einer proportionalen und integralen FB-Steuerung im allgemeinen schwer, eine große Drehmomentänderung mit hoher Präzision zu verfolgen.

Dagegen kann die Hilfssteuerung gemäß dieser Ausführungsform alle von dem geeigneten Hilfsdrehmoment, einem starken Ansprechen auf eine große Reaktionskraft und einer hohen, robusten Stabilität erfüllen, denn ein zu dem Motor 15 gelieferter Hilfssteuerstrom weist einen FF-Hilfsstrom iFF mit dem halben Wert eines elektrischen Stroms, der einem Reaktionsmoment des Arretierungsmechanismus entspricht, und einen Rückführhilfsstrom IFB auf, der auf einer Geschwindigkeitsdifferenz zwischen einer tatsächlichen Betätigungsgeschwindigkeit des Wählhebels 2 und einer angestrebten Betätigungsgeschwindigkeit beruht.

Bei dem Wählvorgang wird eine Betätigung des Wählhebels 2 sofort von dem Betätigungswinkelsensor 51 detektiert, während sie von dem Hilfswinkelsensor 200 auf Grund eines Spielraums, einer Lockerung und/oder Verformung der Steuerkabel 8 und 18 und anderer Teile nicht sofort detektiert wird. Demgemäß wird eine Zielgeschwindigkeit nach Maßgabe einer Winkeldifferenz zwischen dem Betätigungswinkelsensor 51 und dem Hilfswinkelsensor 200 berechnet, und dann wird eine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Zielgeschwindigkeit und einer Hilfsgeschwindigkeit des Hilfsbetätigungsglieds 9 berechnet, um einen FB-Hilfsstrom und dessen Hilfsrichtung zu bestimmen. Der FB-Hilfsstrom wird größer als die Winkeldifferenz und die Geschwindigkeitsdifferenz eingestellt, oder eine Beschleunigungsdifferenz wird größer. In der ersten Stufe des Unterstützungsvorgangs wird ein FF-Hilfsstrom zu dem FB-Hilfsstrom addiert, um einen Ansprechvorgang zu verbessern.

Durch den Unterstützungsvorgang durch das Hilfsbetätigungsglied 9 kann sich der manuelle Plattenhebel 20 synchron mit dem Wählhebel 4 bewegen und ihm folgen, während das erste Steuerkabel 8 gelockert wird, wodurch die Betätigungskraft verringert wird. Durch diese Verringerung der Betätigungskraft wird das von dem Arretierungsmechanismus gegenüber dem Fahrer bewirkte Arretierungsgefühl aufgrund der verringerten Betätigungskraft verstärkt, um ein gutes Betätigungsgefühl zu vermitteln.

Bei der ersten Ausführungsform steuert das Rückführsteuerteil 36 derart, daß Differenzen zwischen dem von dem Betätigungswinkelsensor 51 erhaltenen Betätigungswinkel und dem von dem Hilfswinkelsensor 200 erhaltenen Wählwinkel und zwischen der Betätigungsgeschwindigkeit und der Hilfsgeschwindigkeit klein sind. Insbesondere soll die erstere Differenz innerhalb eines vorgegebenen Wertes gehalten werden, der kleiner als die Summe eines Spielraumbetrags und eines Totgangsbetrags des ersten und des zweiten Steuerkabels 8 und 18 und der anderen Teile ist, denn die Kabel 8 und 18 verformen sich elastisch in ihrer Länge und weisen Spielräume an ihren Verbindungspunkten auf.

Wenn der Unterstützungsvorgang versagt, wird eine Betätigungskraft des Wählhebels 2 von dem Hebel 2 über das erste und das zweite Steuerkabel 8 und 8, den Eingangs- und den Ausgangshebel 10 und 13 und die anderen Teile mechanisch zu der Modusschalteinheit 300 übertragen, wodurch die Modusschalteinheit 300 die Betriebsmodi des Automatikgetriebes schalten kann, obwohl ihre Betätigungskraft größer als in normalem Zustand wird.

Die Betriebspositionswähleinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform weist viele, im Folgenden beschriebene Vorteile auf.

Der Wählhebel 2 kann an seinem Abschnitt, der von einer mittigen Konsole in Richtung zu einem Fahrgastraum vorsteht, um etwa 150mm kürzer als ein herkömmlicher sein, ohne daß eine Betätigungskraft, die auf den Wählhebel 2 ausgeübt wird, so stark erhöht wird. Dadurch entsteht eine Konstruktionsfreiheit bezüglich einer Einbaustelle des Wählhebels und/oder einer Anordnung eines zu verbreiternden Fahrgastraums.

Wird der Wählhebel 2 betätigt, wird das Hilfsdrehmoment von dem Elektromotor 15 auf die Kupplungswelle 12 des mechanischen Verbindungsmittels derart aufgebracht, daß die auf den Wählhebel ausgeübte Betätigungskraft geringer wird. Wenn die Betriebspositionswähleinrichtung 100 elektrisch ausfällt, kann ein Fahrer die Modusschalteinheit 300 durch Betätigung des Wählhebels 2 schalten, weil der Wählhebel 2 und die Modusschalteinheit 300 durch das mechanische Verbindungsmittel, beispielsweise durch das erste und das zweite Steuerkabel 8 und 18 und die anderen Vorrichtungen, mechanisch verbunden sind.

Der Motor 15 wird von einem Motorantriebsstrom angetrieben, der aus einem FB-Hilfsstrom und einem FF-Hilfsstrom besteht, wodurch die Modusschalteinheit 300 einer Bewegung des Wählhebels 2 folgen kann, um ein bestimmtes Schalten der Modusschalteinheit 300 trotz des Spielraums und/oder Totgangs des mechanischen Verbindungsmittels sicherzustellen.

Das Rückführsteuerteil 36 kann eine Widerstandskraft vermindern, denn es steuert derart, daß eine Winkeldifferenz zwischen einem Betätigungswinkel und einem Hilfswinkel kleiner als die Summe eines Spielraumbetrags und eines Totgangbetrags des mechanischen Verbindungsmittels wird.

Das Vorwärtssteuerteil 42 kann das Hilfsbetätigungsglied 9 nicht derart steuern, daß es in Bezug auf den Wählhebel 2 nachhängt oder vorauseilt, da es eine Positionsdifferenz zwischen einem Betätigungswinkel und einem Hilfswinkel derart steuert, daß diese innerhalb eines vorgegebenen Wertes bleibt. Bei diesem Vorwärtssteuerteil 42 wird durch Verweis auf die FF-Steuertabellen zum Ausgeben des FF-Hilfsstroms die Berechnungszeit zum Erhalt des FF-Hilfsstroms verkürzt. Wenn die FF-Steuertabellen gemäß einer Betätigungsrichtung des Wählhebels 2 verwendet werden, kann man eine Differenz eines von dem Hilfsbetätigungsglied 9 ausgegebenen Hilfsbetrags, der von einer Hysterese des mechanischen Verbindungsmittels bewirkt wird, in den Betätigungsrichtungen verkleinern.

Man kann eine hohe Abfühlfähigkeit des Hilfsbetätigungsglieds 9 nach dem Wählhebel 2 erhalten, denn ein FF-Hilfsstrom wird derart gesteuert, daß er größer wird, wenn eine Betätigungsgeschwindigkeit und/oder eine Betätigungsbeschleunigung größer werden.

Mit der Steuereinheit 22 kann eine zu starke Steuerung als Unterstützung derart vermieden werden, daß sich die Modusschalteinheit 300 über eine Zielmodusposition hinaus bewegt oder in einer Gegenrichtung zu der Zielmodusposition unterstützt wird, wenn ein Motorantriebsstrom kleiner wird oder zu Null wird, nachdem der Arretierungsstift 29 über einen oberen Abschnitt 27a der Arretierungsplatte 27 hinweg gelangt ist, in dem eine Arretierungskraft während eines Wählvorgangs des Wählhebels 2 von einer Zunahmephase in eine Abnahmephase wechselt.

Als nächstes wird an Hand der anliegenden Zeichnungen ein Automatikgetriebe mit einer Betriebspositionswählvorrichtung in einer zweiten bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Das Automatikgetriebe mit der Betriebspositionswählvorrichtung in der zweiten Ausführungsform weist die gleiche Konstruktion wie die in 1 gezeigte erste Ausführungsform auf.

In 9 ist ein Steuerblockschaltbild einer Steuereinheit 22 gezeigt, die sich von der in 4 dadurch unterscheidet, daß der Steuereinheit 22 das Mitnahmepositionsbewertungsteil 55 gemäß 1 fehlt, sie jedoch an Stelle des Betätigungsgeschwindigkeits- und -richtungsbewertungsteils 33 gemäß 1 ein Betätigungsgeschwindigkeits- und -richtungs-/Betätigungsbeginnbewertungsteil 33a aufweist. Die anderen Steuerblöcke ähneln denen gemäß 4 in der ersten Ausführungsform.

Das Betätigungsgeschwindigkeits- und -richtungs-/Betätigungsbeginnbewertungsteil 33a stellt nach Maßgabe eines von einem Betätigungswinkelsensor 51 ausgegebenen Betätigungswinkelsignals eine Betätigungswinkelposition eines Wählhebels 2 fest und stellt durch Berechnung des Differentials der Betätigungswinkel auch eine Betätigungsgeschwindigkeit und eine Betätigungsrichtung des Wählhebels 2 fest. Das Betätigungsbeginnbewertungsteil 33a stellt außerdem fest, daß der Wählhebel 2 von einem Fahrer betätigt wird, um seine Ergebnisinformationen an ein FF-Steuertabellenteil 43 und ein Ausrichtungsfehlerkompensationsteil 52 auszugeben. Die anderen Steuerblöcke sind die gleichen wie bei der ersten Ausführungsform.

Die Steuereinheit 22 führt einen Hilfssteuerbeginn-Bewertungsvorgang gemäß einem Ablaufschema aus, das in 10 gezeigt ist. Dieser Vorgang wird in der Steuereinheit 22 in einem bestimmten Steuerungszeitraum ausgeführt, in dem der Wählhebel 2 in einer der Wählmoduspositionen gehalten wird.

In Schritt S101 empfängt die Steuereinheit 22 ein Betätigungswinkelsignal von dem Betätigungswinkelsensor 51 zum Lesen eines Betätigungswinkels AOP des Wählhebels 2, und dann geht der Ablauf zu Schritt S102 über. In Schritt S102 empfängt die Steuereinheit 22 ein Hilfswinkelsignal von dem Hilfswinkelsensor 200 zum Lesen eines Hilfswinkels ASL einer Kupplungswelle 12 eines Hilfsbetätigungsglieds 9, und dann geht der Ablauf zu Schritt S103 über.

In Schritt S103 berechnet ein erster Addierer 54 eine Winkeldifferenz &Dgr;AG zwischen dem Betätigungswinkel AOP und dem Hilfswinkel ASL, und dann geht der Ablauf zu Schritt S104 über.

In Schritt S104 berechnet ein Zielgeschwindigkeitserzeugungsteil 34 eine Zielgeschwindigkeit STAR basierend auf der Winkeldifferenz &Dgr;AG, und dann geht der Ablauf zu Schritt S105 über.

In Schritt S105 berechnet ein Rückführsteuerteil 36 einen Rückführstrom iFB, und dann geht der Ablauf zu Schritt S106 über.

In Schritt S106 berechnet ein Vorwärtssteuertabellenteil 43 einen Rückführhilfsstrom iFB unter Bezug auf die FF-Steuerungstabellen.

In Schritt S107 gibt ein vierter Addierer 41 einen Motorantriebsstrom, der durch Addieren des FF-Hilfstroms iFF zu dem FB-Strom iFB erhalten wurde, an ein Motorantriebssteuerteil 45 aus.

11 zeigt ein Ablaufschema zum Feststellen, ob die Hilfssteuerung begonnen wird oder nicht. Dieses Ablaufschema wird in der Steuereinheit 22 in einem bestimmten Steuerungszeitraum ausgeführt, in dem der Wählhebel 2 in einer der Wählmoduspositionen gehalten wird.

In Schritt S111 stellt das Betätigungsbeginnbewertungsteil 33a nach Maßgabe des Betätigungswinkels AOP fest, ob ein absoluter Wert eines Verschiebungsbetrags |Xa| des Wählhebels 2 gleich einem ersten Wert &dgr;a oder größer als dieser ist oder nicht. Bei JA geht der Ablauf zu Schritt S112 über, während bei NEIN die Ausführung dieses Vorgangs beendet wird.

In Schritt S112 stellt das Betätigungsbeginnbewertungsteil 33a nach Maßgabe des Hilfswinkels ASL fest, ob ein absoluter Wert eines Verschiebungsbetrags |Xb| der Kupplungswelle 12 des Hilfsbetätigungsglieds 9 gleich einem zweiten Wert &dgr;b oder größer als dieser oder nicht. Bei JA geht der Ablauf zu Schritt S113 über, während bei NEIN die Ausführung dieses Vorgangs beendet wird.

In Schritt S113 beginnt die Steuereinheit 22 mit der Hilfssteuerung gemäß dem in 10 gezeigten Ablaufschema.

2 zeigt ein Beispiel für die Verschiebungsbeträge Xa und Xb des Wählhebels 2 und der Kupplungswelle 12 gemäß der Zeit, nach welcher der Wählhebel 2 aus Position P in Position R bewegt wurde, bzw. der Zeit, nach welcher der Wählhebel 2 aus Position R in Position R bewegt wurde. In diesem Beispiel sind der erste und der zweite Wert auf "2" eingestellt.

In diesem Beispielfall zeigt der obere Teil der Tabelle gemäß 12, daß der absolute Wert des Verschiebungsbetrags |Xa| dann, wenn sich die Betriebspositionswählvorrichtung 100 in normalem Zustand befindet, zu "4" und damit größer als der erste Wert wird, und der absolute Wert des Verschiebungsbetrags |Xb| zu "2" wird und damit zum Zeitpunkt 5&Dgr;T nach dem Bewegen des Wählhebels 2 aus Position P in Position R größer als der zweite Wert ist.

In ähnlicher Weise zeigt er, daß der absolute Wert des Verschiebungsbetrags |Xa| dann, wenn sich die Betriebspositionswählvorrichtung 100 in normalem Zustand befindet, zu "4" und damit größer als der erste Wert wird, und der absolute Wert des Verschiebungsbetrags |Xb| zu "2" wird und damit zum Zeitpunkt 5&Dgr;T nach dem Bewegen des Wählhebels 2 aus Position R in Position P größer als der zweite Wert ist.

In diesen normalen Fällen beginnt die Steuereinheit 22 zum Zeitpunkt 5&Dgr;T mit der Hilfssteuerung.

Dagegen zeigt der untere Teil der Tabelle, daß der absolute Wert des Verschiebungsbetrags |Xa| dann, wenn sich die Betriebspositionswählvorrichtung 100 derart in unnormalem Zustand befindet, daß ein elektrischer Draht gebrochen ist, zu "4" und damit größer als der erste Wert wird, während der absolute Wert des Verschiebungsbetrags |Xb| auf "0" gehalten wird und damit zum Zeitpunkt 5&Dgr;T nach dem Bewegen des Wählhebels 2 aus Position P in Position R unter den zweiten Wert liegt.

Er zeigt, daß der absolute Wert des Verschiebungsbetrages |Xa| dann, wenn sich die Betriebspositionswählvorrichtung 100 in unnormalem Zustand befindet, zu "4" und damit größer als der erste Wert wird, während der absolute Wert des Verschiebungsbetrags |Xb| auf "0" gehalten wird und damit zum Zeitpunkt 5&Dgr;T nach dem Bewegen des Wählhebels 2 aus Position R in Position P unter den zweiten Wert liegt.

In diesen unnormalen Fällen darf die Steuereinheit 22 nicht mit der Hilfssteuerung beginnen.

Deshalb hat diese zweite Ausführungsform den Vorteil, die Hilfssteuerung zu vermeiden, wenn der Wählhebel 2 durch eine unabsichtliche Berührung leicht bewegt wird.

Als nächstes wird an Hand der anliegenden Zeichnungen eine Betriebspositionswählvorrichtung in einer dritten bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Diese dritte Ausführungsform weist ähnliche Konstruktion wie die zweite Ausführungsform auf, während sich ein Ablaufschema, das in einer Steuereinheit zur Festlegung dessen abgearbeitet wird, ob die Hilfssteuerung beginnt oder nicht, von dem in 11 gemäß der zweiten Ausführungsform gezeigten Ablaufschema unterscheidet.

Die Steuereinheit 22 führt einen Bewertungsvorgang für den Hilfssteuerungsbeginn gemäß dem in 12 gezeigten Ablaufschema aus. Dieser Vorgang wird in der Steuereinheit in einem bestimmten Steuerungszeitraum ausgeführt, in dem ein Wählhebel 2 in einer der Wählmoduspositionen gehalten wird.

In Schritt S121 stellt ein Betätigungsgeschwindigkeits- und -richtungs-/Betätigungsbeginnbewertungsteil 33a nach Maßgabe des Betätigungswinkels AOP fest, ob ein absoluter Wert eines Verschiebungsbetrages |Xa| des Wählhebels 2 gleich einem ersten Wert &dgr;a oder größer als dieser ist oder nicht. Bei JA geht der Ablauf zu Schritt S122 über, während bei NEIN die Ausführung dieses Vorgangs beendet wird.

In Schritt S122 wird der vorliegende Zeitpunkt Ta registriert, und dann geht der Ablauf zu Schritt S123 über.

In Schritt S123 stellt das Betätigungsbeginnbewertungsteil 33a nach Maßgabe des Hilfswinkels ASL fest, ob ein absoluter Wert eines Verschiebungsbetrages |Xb| der Kupplungswelle 12 des Hilfsbetätigungsglieds 9 gleich einem zweiten Wert &dgr;b oder größer als dieser ist oder nicht. Bei JA geht der Ablauf zu Schritt S124 über, während bei NEIN die Ausführung dieses Vorgangs beendet wird.

In Schritt S124 wird der vorliegende Zeitpunkt Tb registriert, und dann geht der Ablauf zu Schritt S125 über.

In Schritt S125 wird festgestellt, ob eine Zeitdifferenz (Tb – Ta) gleich einem dritten Wert &dgr;t oder größer als dieser ist oder nicht. Bei JA geht der Ablauf zu Schritt S126 über, während bei NEIN die Ausführung dieses Vorgangs beendet wird.

In Schritt S126 beginnt die Steuereinheit 22 gemäß dem in 10 gezeigten Ablaufschema mit der Hilfssteuerung.

14 zeigt ein Beispiel für das Verhältnis der Verschiebungsbeträge Xa und Xb des Wählhebels 2 und der Kupplungswelle 12 in bezug auf die Zeit nach dem Bewegen des Wählhebels 2 aus Position P in Position R bzw. in auf die Zeit nach dem Bewegen des Wählhebels 2 aus Position R in Position P. In diesem Beispiel sind der erste und der zweite Wert auf "2" eingestellt, und der dritte Wert &dgr;t ist auf &Dgr;T eingestellt.

In diesem Beispielfall zeigt der obere Teil der Tabelle gemäß 14, daß der absolute Wert des Verschiebungsbetrags |Xa| dann, wenn sich die Betriebspositionswählvorrichtung 100 in normalem Zustand befindet, zum Zeitpunkt 4&Dgr;T den ersten Wert &dgr;a erreicht, und der absolute Wert des Verschiebungsbetrags |Xb| zum Zeitpunkt 6&Dgr;T den zweiten Wert &dgr;b erreicht, in beiden Fällen nach dem Bewegen des Wählhebels 2 aus Position P in Position R und aus Position R in Position P. Demgemäß beginnt die Steuereinheit 22 zum Zeitpunkt 6&Dgr;T mit der Hilfssteuerung.

Dagegen zeigt der untere Teil der Tabelle, daß der absolute Wert des Verschiebungsbetrags |Xa| dann, wenn sich die Betriebspositionswählvorrichtung 100 in unnormalem Zustand befindet, zum Zeitpunkt 4&Dgr;T den ersten Wert &dgr;a erreicht, während der absolute Wert des Verschiebungsbetrags |Xb| zum Zeitpunkt 3&Dgr;T bereits den zweiten Wert &dgr;b erreicht hat, in beiden Fällen nach dem Bewegen des Wählhebels 2 aus Position P in Position R und aus Position R in Position P. Das führt dazu, daß die Zeitdifferenz (Tb – Ta) zu "–&Dgr;T" wird und damit kleiner als der dritte Wert &dgr;t ist. Demgemäß darf die Steuereinheit 22 nicht mit der Hilfssteuerung beginnen.

Deshalb hat diese dritte Ausführungsform den Vorteil, die Hilfssteuerung zu vermeiden, wenn sich die Betriebspositionswählvorrichtung 100 in unnormalem Zustand befindet.

Als nächstes wird an Hand der anliegenden Zeichnungen eine Betriebspositionswählvorrichtung in einer vierten bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.

In 15 der Zeichnung ist das Automatikgetriebe 19 mit der Betriebspositionswählvorrichtung 100 gemäß der vierten Ausführungsform gezeigt.

Ein Wählhebel 2 einer Wählhebeleinheit 1 ist an seinem Griff 4 mit einem Berührungssensor 4a versehen, der ein druckempfindlicher Sensor, ein elektrischer Kapazitätssensor, ein Infrarotsensor oder dergleichen sein kann, um zu detektieren, ob ein Fahrer den Griff 4 hält oder nicht, und um ein Berührungssignal auszugeben. Die andere Konstruktion ist ähnlich wie diejenige der in FIG gezeigten ersten Ausführungsform.

16 zeigt ein Steuerblockschaltbild einer Steuereinheit 22. Der Berührungssensor 4a gibt das Berührungssignal an ein Betätigungsgeschwindigkeits- und -richtungs-/Betätigungsbeginnbewertungsteil 33a aus, und die anderen Blöcke sind ähnlich wie diejenigen der in 9 gezeigten zweiten Ausführungsform.

Die Steuereinheit 22 führt einen Bewertungsvorgang für den Hilfssteuerungsbeginn gemäß einem in 17 gezeigten Ablaufschema aus, um festzulegen, ob die Hilfssteuerung beginnt oder nicht. Dieser Vorgang wird in einem bestimmten Steuerungszeitraum ausgeführt, in dem der Wählhebel 2 in einer der Wählmoduspositionen gehalten wird.

In Schritt S131 liest das Betätigungsbeginnbewertungsteil 33a einen Verschiebungsbetrag Xb nach Maßgabe eines Hilfswinkelsignals von einem Hilfswinkelsensor 200, um festzustellen, ob der absolute Wert des Verschiebungsbetrages |Xb| gleich einem zweiten Wert &dgr;b oder größer als dieser ist oder nicht. Bei JA geht der Ablauf zu Schritt S132 über, während bei NEIN die Ausführung dieses Vorgangs beendet wird.

In Schritt S132 wird der vorliegende Zeitpunkt Tb registriert, und dann geht der Ablauf zu Schritt S133 über.

In Schritt S133 liest das Betätigungsbeginnbewertungsteil 33a einen Verschiebungsbetrag Xb nach Maßgabe eines Hilfswinkelsignals von einem Hilfswinkelsensor 200, um festzustellen, ob der absolute Wert des Verschiebungsbetrages |Xb| gleich einem zweiten Wert &dgr;b oder größer als dieser ist oder nicht. Bei JA geht der Ablauf zu Schritt S134 über, während bei NEIN die Ausführung dieses Vorgangs beendet wird.

In Schritt S134 wird die vorliegende Zeit Tb registriert, und dann geht der Ablauf zu Schritt S135 über.

In Schritt S135 berechnet das Betätigungsbeginnbewertungsteil 33a, ob eine Zeitdifferenz (Tb – Ta) gleich einem dritten Wert &dgr;t oder größer als dieser ist. Bei JA geht der Ablauf zu Schritt S136 über, während bei NEIN die Ausführung dieses Vorgangs beendet wird.

In Schritt S136 stellt das Betätigungsbeginnbewertungsteil 33a nach Maßgabe eines Berührungssignals von dem Berührungssensor 4a fest, ob der Fahrer den Griff 4 berührt oder nicht. Bei JA geht der Ablauf zu Schritt S137 über, während bei NEIN die Ausführung dieses Vorgangs beendet wird.

In Schritt S137 beginnt die Steuereinheit 22 gemäß dem in 10 gezeigten Ablaufschema mit der Hilfssteuerung.

18 zeigt ein Beispiel für die Verschiebungsbeträge Xa und Xb des Wählhebels 2 und der Kupplungswelle 12 und einen Wert des Berührungssignals Xs gemäß dem Zeitpunkt nach dem Bewegen des Wählhebels 2 aus Position P in Position R bzw. dem Zeitpunkt nach dem Bewegen des Wählhebels 2 aus Position R in Position P. In diesem Beispiel sind der erste und der zweite Wert auf "2" eingestellt, und der dritte Wert &dgr;t ist auf &Dgr;T eingestellt. Der Wert Xs wird zu "1", wenn ein Fahrer den Griff 4 berührt, während er zu "0" wird, wenn dieser nicht berührt wird.

In diesem Beispielfall zeigt der obere Teil der Tabelle gemäß 18, daß der absolute Wert des Verschiebungsbetrags |Xa| dann, wenn sich die Betriebspositionswählvorrichtung 100 in normalem Zustand befindet, zum Zeitpunkt 3&Dgr;T den ersten Wert &dgr;a erreicht und der absolute Wert des Verschiebungsbetrags |Xb| zum Zeitpunkt 4&Dgr;T den zweiten Wert &dgr;b erreicht, in beiden Fällen nach dem Bewegen des Wählhebels 2 aus Position P in Position R und aus Position R in Position P. In diesem Zustand wird der Wert Xs bei 5&Dgr;T zu "1". Demgemäß beginnt die Steuereinheit 22 zum Zeitpunkt 5&Dgr;T mit der Hilfssteuerung.

Dagegen zeigt der untere Teil der Tabelle, daß der absolute Wert des Verschiebungsbetrags |Xa| dann, wenn sich die Betriebspositionswählvorrichtung 100 in unnormalem Zustand befindet, zum Zeitpunkt 4&Dgr;T den ersten Wert &dgr;a erreicht, während der absolute Wert des Verschiebungsbetrags |Xb| zum Zeitpunkt 3&Dgr;T bereits den zweiten Wert &dgr;b erreicht hat, in beiden Fällen nach dem Bewegen des Wählhebels 2 aus Position P in Position R und aus Position R in Position P. Das führt dazu, daß die Zeitdifferenz (Tb – Ta) zu "–&Dgr;T" wird und damit kleiner als der dritte Wert &dgr;t ist. Demgemäß darf die Steuereinheit 22 nicht mit der Hilfssteuerung beginnen.

Deshalb hat diese vierte Ausführungsform zusätzlich zu Vorteilen ähnlich denen der ersten Ausführungsform den Vorteil, die Hilfssteuerung zu vermeiden, wenn sich die Betriebspositionswählvorrichtung 100 in unnormalem Zustand befindet und/oder der Wählhebel unabsichtlich leicht berührt wird.

Als nächstes wird an Hand der anliegenden Zeichnungen eine Betriebspositionswähleinrichtung gemäß einer fünften bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Die Wähleinrichtung mit der Betriebspositionswählvorrichtung weist eine ähnliche Konstruktion wie diejenige der zweiten Ausführungsform auf.

Die Steuereinheit 22 besitzt ähnliche Steuerblöcke wie diejenigen der in 9 gezeigten zweiten Ausführungsform und führt einen Bewertungsvorgang für den Hilfssteuerungsbeginn gemäß einem in 19 gezeigten Ablaufschema aus. Dieser Vorgang wird in einem bestimmten Steuerungszeitraum ausgeführt, in dem der Wählhebel 2 in einer der Wählmoduspositionen gehalten wird.

In Schritt S141 stellt das Betätigungsgeschwindigkeits- und -richtungs-/Betätigungsbeginnbewertungsteil 33a nach Maßgabe eines Berührungssignals von einem Berührungssensor 4a fest, ob ein Fahrer einen Griff 4 hält oder nicht. Bei JA geht der Ablauf zu Schritt S142 über, während bei NEIN die Ausführung dieses Vorgangs beendet wird.

In Schritt S142 wird der vorliegende Zeitpunkt Ts registriert, und dann geht der Ablauf zu Schritt S143 über.

In Schritt S143 liest das Betätigungsbeginnbewertungsteil 33a einen Verschiebungsbetrag Xa nach Maßgabe eines Betätigungswinkelsignals von einem Betätigungswinkelsensor 51, um festzustellen, ob ein absoluter Wert eines Verschiebungsbetrages |Xa| gleich einem ersten Wert &dgr;a oder größer als dieser ist oder nicht. Bei JA geht der Ablauf zu Schritt S144 über, während bei NEIN die Ausführung dieses Vorgangs beendet wird.

In Schritt S144 wird der vorliegende Zeitpunkt Ta registriert, und dann geht der Ablauf zu Schritt S145 über.

In Schritt S145 berechnet das Betätigungsbeginnbewertungsteil 33a eine Zeitdifferenz (Ta – Ts) und stellt fest, ob die Zeitdifferenz (Ta – Ts) gleich einem vierten Wert &dgr;t oder größer als dieser ist oder nicht. Bei JA geht der Ablauf zu Schritt S146 über, während bei NEIN die Ausführung dieses Vorgangs beendet wird.

In Schritt S146 liest das Betätigungsbeginnbewertungsteil 33a einen Verschiebungsbetrag Xb nach Maßgabe eines Hilfswinkelsignals von einem Hilfswinkelsensor 200, um festzustellen, ob der absolute Wert des Verschiebungsbetrages |Xb| gleich einem zweiten Wert &dgr;b oder größer als dieser ist oder nicht. Bei JA geht der Ablauf zu Schritt S147 über, während bei NEIN die Ausführung dieses Vorgangs beendet wird.

In Schritt S147 wird der vorliegende Zeitpunkt Tb registriert, und dann geht der Ablauf zu Schritt S148 über.

In Schritt S148 berechnet das Betätigungsbeginnbewertungsteil 33a eine Zeitdifferenz (Tb – Ta) und stellt fest, ob die Zeitdifferenz (Tb – Ta) gleich einem dritten Wert &dgr;t oder größer als dieser ist oder nicht. Bei JA geht der Ablauf zu Schritt S149 über, während bei NEIN die Ausführung dieses Vorgangs beendet wird.

In Schritt S149 beginnt die Steuereinheit 22 mit der Hilfssteuerung.

20 zeigt ein Beispiel für die Verschiebungsbeträge Xa und Xb des Wählhebels 2 und der Kupplungswelle 12 und einen Wert des Berührungssignals Xs gemäß dem Zeitpunkt nach dem Bewegen des Wählhebels 2 aus Position P in Position R bzw. dem Zeitpunkt nach dem Bewegen des Wählhebels 2 aus Position R in Position P. In diesem Beispiel sind der erste und der zweite Wert auf "2" eingestellt, und der dritte Wert &dgr;t ist auf &Dgr;T eingestellt. Der Wert Xs wird zu "1", wenn ein Fahrer den Griff 4 berührt, während er zu "0" wird, wenn dieser nicht berührt wird.

In diesem Beispielfall zeigt der obere Teil der Tabelle gemäß 20, daß der Wert Xs dann, wenn sich die Betriebspositionswählvorrichtung 100 in normalem Zustand befindet, zum Zeitpunkt 2&Dgr;T zu "1" wird, da der Griff 4 berührt wird, und der absolute Wert des Verschiebungsbetrags |Xa| zum Zeitpunkt 4&Dgr;T den ersten Wert &dgr;b erreicht, und der absolute Wert des Verschiebungsbetrags |Xb| zum Zeitpunkt 6&Dgr;T den zweiten Wert &dgr;b erreicht, in beiden Fällen nach dem Bewegen des Wählhebels 2 aus Position P in Position R und aus Position R in Position P. Demgemäß beginnt die Steuereinheit 22 zum Zeitpunkt 6&Dgr;T mit der Hilfssteuerung.

Dagegen zeigt der untere Teil der Tabelle, daß der absolute Wert des Verschiebungsbetrags |Xa| dann, wenn sich die Betriebspositionswählvorrichtung 100 in unnormalem Zustand befindet, zum Zeitpunkt 4&Dgr;T den ersten Wert &dgr;a erreicht, während der Wert Xs zum Zeitpunkt 5&Dgr;T zu "1" wird. Demgemäß darf die Steuereinheit 22 nicht mit der Hilfssteuerung beginnen.

Deshalb hat diese fünfte Ausführungsform zusätzlich zu Vorteilen ähnlich denen der ersten Ausführungsform den Vorteil, die Hilfssteuerung zu vermeiden, wenn sich die Betriebspositionswählvorrichtung 100 in unnormalem Zustand befindet und/oder wenn der Wählhebel 2 unabsichtlich leicht berührt wird.

Zwar wurde die Vorrichtung an Hand von bevorzugten Ausführungsformen derselben gezeigt und beschrieben, es versteht sich jedoch, daß verschiedene Modifizierungen darin vorgenommen werden können und alle diese Modifizierungen, die innerhalb des wahren Wesens und Umfangs der Erfindung liegen, in den beigefügten Ansprüchen erfaßt werden sollen.

Beispielsweise kann ein mechanisches Verbindungsmittel an Stelle des ersten und des zweiten Steuerkabels 8 und 18 in den obigen Ausführungsformen aus Stangen oder aus einem Gestänge bestehen. Der Wählhebel kann anders als in den obigen Ausführungsformen geformt sein.

Ein Verhältnis eines Vorwärtssteuerstroms zu einem Rückführsteuerstrom kann gemäß einer Zielbetätigungskennkurve beliebig eingestellt werden: Ein Motorantriebsstrom kann allein ein Rückführsteuerstrom sein.

Eine Bewertung eines Hilfssteuerungsbeginns kann nach Maßgabe einer Betätigungsgeschwindigkeit eines Wählhebels und einer Hilfsgeschwindigkeit eines Hilfsbetätigungsglieds vorgenommen werden. Diese Geschwindigkeiten lassen sich leicht durch Berechnen von Differentialen einer Betätigungsposition von einem Betätigungspositionssensor und einer Hilfsposition von einem Hilfspositionssensor erhalten.

Eine Betätigungsposition läßt sich, anstatt durch den Betätigungswinkel des Schalthebels 2 durch einen Verschiebungsbetrag eines Wählhebels oder eines mechanischen Verbindungsmittels detektieren, das den Wählhebel und ein Hilfsbetätigungsglied miteinander verbindet.

Eine Hilfsposition läßt sich durch einen Verschiebungsbetrag eines mechanischen Verbindungsmittels, das ein Hilfsbetätigungsglied und eine Modusschalteinheit miteinander verbindet, oder einen zu einem Elektromotor gelieferten Motorantriebsstrom oder durch die Umdrehungszahl des Elektromotors detektieren.

Zwar wird das Hilfsbetätigungsglied 9 in den obigen Ausführungsformen gemäß der Winkeldifferenz zwischen dem Betätigungswinkel des Wählhebels 2 und dem Hilfswinkel der Kupplungswelle 12 des Hilfsbetätigungsglieds 9 gesteuert, es kann jedoch auch gemäß einer Geschwindigkeitsdifferenz oder einer Beschleunigungsdifferenz zwischen einem Wählhebel und dem Hilfsbetätigungsglied gesteuert werden.

ÜBERSETZUNG DER ZEICHNUNGEN Fig. 4

  • SELECT LEVER UNIT – Wählhebeleinheit
  • OPERATING ANGLE – Betätigungswinkel
  • OPERATING FORCE – Betätigungskraft
  • OPERATING ANGLE SENSOR – Betätigungswinkelsensor
  • CHECKING MECHANISM – Kontrollmechanismus
  • FIRST CONTROL ABLE – erstes Steuerkabel
  • ASSIST ACTUATOR – Hilfsbetätigungsglied
  • ASSIST ANGLE SENSOR – Hilfswinkelsensor
  • SECOND CONTROL CABLE – zweites Steuerkabel
  • MODE SHIFT UNIT – Modusschalteinheit
  • REDUCTION GEARS – Reduziergetriebe
  • OPERATING ANGLE SIGNAL – Betätigungswinkelsignal
  • ASSIST ANGLE SIGNAL – Hilfswinkelsignal
  • CONTROL UNIT – Steuereinheit
  • FB CONTROL PART – FB-Steuerteil
  • TARGET SPEED GENERATION – Zielgeschwindigkeitserzeugung
  • MOTOR DRIVE CONTROL – Motorantriebssteuerung
  • DIFFERENTIAL – Differential
  • INTEGRAL – Integral
  • FF CONTROL TABLES – FF-Steuertabellen
  • MODERATION OR HALT SIGNAL – Mäßigungs- oder Haltsignal
  • ALIGNMENT ERROR COMPENSATION – Ausrichtungsfehlerkompensation
  • OPERATING SPEED & DIRECTION JUDGMENT – Betätigungsgeschwindigkeits- und Richtungsbewertung
  • OPERATING SPEED & DIRECTION SIGNALS – Betätigungsgeschwindigkeits- und Richtungssignale
  • PULL-IN POSITION JUDGMENT – Mitnahmepositionsbewertung

Fig. 5

  • SENSING CURRENT – Sensierstrom
  • OPERATING ANGLE – Betätigungswinkel

Fig. 6

  • SENSING CURRENT – Sensierstrom
  • ASSIST ANGLE – Hilfswinkel

Fig. 7

  • YES – Ja
  • NO – Nein
  • START – Start
  • Read Aop – Lesen Aop
  • READ ASL – Lesen ASL
  • PULL-IN ZONE? – Mitnahmebereich?
  • COMPUTE &Dgr;AG – Berechnen &Dgr;AG
  • COMPUTE STAR – Berechnen STAR
  • COMPUTE iFB – Berechnen iFB
  • COMPUTE OPERATING DIRECTION – Berechnen Betätigungsrichtung
  • REFER FF CONTROL TABLE – Verweis auf FF-Steuerungstabelle
  • COMPUTE iFF – Berechnen iFF
  • COMPUTE SOP (or &agr;OP) – Berechnen SOP (oder &agr;OP)
  • COMPUTE iCOM (= iFF + iADD) – Berechnen iCOM (= iFF + iADD)
  • OUTPUT iMOT (= iFB + iCOM) – Ausgabe iMOT (= iFB + iCOM)
  • END – Ende
  • MODULATE OR HALT iMOT – Modulation oder Halt von iMOT
  • END – Ende

Fig. 8

  • OPERATING ANGLE SIGNAL – Betätigungswinkelsignal
  • SELECT OPERATION – Wählvorgang
  • PROFILE OF DETENT PLATE – Profil der Arretierungsplatte
  • MOTOR DRIVE CURRENT (iMOT) – Motorantriebsstrom (iMOT)
  • FF ASSIST CURRENT (iFF) – FF-Hilfsstrom (iFF)
  • PULL-IN ZONE – Mitnahmebereich

Fig. 9

  • SELECT LEVER UNIT – Wählhebeleinheit
  • OPERATING ANGLE – Betätigungswinkel
  • OPERATING FORCE – Betätigungskraft
  • OPERATING POSITION SENSOR – Betätigungspositionssensor
  • CHECKING MECHANISM – Kontrollmechanismus
  • FIRST CONTROL ABLE – erstes Steuerkabel
  • ASSIST ACTUATOR – Hilfsbetätigungsglied
  • ASSIST POSITION SENSOR – Hilfspositionssensor
  • SECOND CONTROL CABLE – zweites Steuerkabel
  • MODE SHIFT DEVICE – Modusschaltvorrichtung
  • REDUCTION GEARS – Reduziergetriebe
  • OPERATING ANGLE SIGNAL – Betätigungswinkelsignal
  • ASSIST ANGLE SIGNAL – Hilfswinkelsignal
  • CONTROL UNIT – Steuereinheit
  • FB CONTROL PART – FB-Steuerteil
  • TARGET SPEED GENERATION – Zielgeschwindigkeitserzeugung
  • MOTOR DRIVE CONTROL – Motorantriebssteuerung
  • DIFFERENTIAL – Differential
  • INTEGRAL – Integral
  • FF CONTROL TABLES – FF-Steuertabellen
  • ALIGNMENT ERROR COMPENSATION – Ausrichtungsfehlerkompensation
  • OPERATING SPEED & DIRECTION/OPERATING START JUDGMENT – Betätigungsgeschwindigkeits- und -richtungs-/Betätigungsbeginnbewertung
  • OPERATING SPEED & DIRECTION SIGNALS – Betätigungsgeschwindigkeits- und Richtungssignale

Fig. 10

  • START – Start
  • Read Aop – Lesen Aop
  • READ ASL – Lesen ASL
  • COMPUTE &Dgr;AG – Berechnen &Dgr;AG
  • COMPUTE STAR – Berechnen STAR
  • COMPUTE iFB – Berechnen iFB
  • REFER FF CONTROL TABLE/COMPUTE iFF – Verweis auf FF-Steuerungstabelle/Berechnen von iFF
  • OUTPUT iMOT (= iFB + iFF) – Ausgabe iMOT (= iFB + iFF)
  • END – Ende

Fig. 11

  • YES – Ja
  • NO – Nein
  • START – Start
  • START ASSIST CONTROL – Beginn Hilfssteuerung
  • END – Ende

Fig. 12

  • TIME – Zeit
  • ABNORMAL – unnormal
  • NORMAL – normal

Fig. 13

  • YES – Ja
  • NO – Nein
  • START – Start
  • RECORD Ta – Registrierung Ta
  • RECORD Tb – Registrierung Tb
  • START ASSIST CONTROL – Beginn Hilfssteuerung
  • END – Ende

Fig. 14

  • TIME – Zeit
  • ABNORMAL – unnormal
  • NORMAL – normal

Fig. 16

  • SELECT LEVER UNIT – Wählhebeleinheit
  • OPERATING ANGLE – Betätigungswinkel
  • OPERATING POSITION SENSOR – Betätigungspositionssensor
  • OPERATING FORCE – Betätigungskraft
  • TOUCH SENSOR – Berührungssensor
  • CHECKING MECHANISM – Kontrollmechanismus
  • FIRST CONTROL CABLE – erstes Steuerkabel
  • ASSIST ACTUATOR – Hilfsbetätigungsglied
  • OPERATING POSITION SENSOR – Betätigungspositionssensor
  • SECOND CONTROL CABLE – zweites Steuerkabel
  • MODE SHIFT DEVICE – Modusschaltvorrichtung
  • REDUCTION GEARS – Reduziergetriebe
  • TOUCH SIGNAL – Berührungssignal
  • OPERATING ANGLE SIGNAL – Betätigungswinkelsignal
  • ASSIST ANGLE SIGNAL – Hilfswinkelsignal
  • CONTROL UNIT – Steuereinheit
  • FB CONTROL PART – FB-Steuerteil
  • TARGET SPEED GENERATION – Zielgeschwindigkeitserzeugung
  • MOTOR DRIVE CONTROL – Motorantriebssteuerung
  • DIFFERENTIAL – Differential
  • INTEGRAL – Integral
  • FF CONTROL TABLES – FF-Steuertabellen
  • ALIGNMENT ERROR COMPENSATION – Ausrichtungsfehlerkompensation
  • OPERATING SPEED & DIRECTION/OPERATING START JUDGMENT – Betätigungsgeschwindigkeits- und -richtungs-/Betätigungsbeginnbewertung
  • OPERATING SPEED & DIRECTION SIGNALS – Betätigungsgeschwindigkeits- und Richtungssignale

Fig. 17

  • YES – Ja
  • NO – Nein
  • START – Start
  • RECORD Ta – Registrierung Ta
  • RECORD Tb – Registrierung Tb
  • HAND-ON? – Hand angelegt?
  • START ASSIST CONTROL – Beginn Hilfssteuerung
  • END – Ende

Fig. 18

  • TIME – Zeit
  • NORMAL – normal

Fig. 19

  • YES – Ja
  • NO – Nein
  • START – Start
  • HAND-ON? – Hand angelegt?
  • RECORD Ts – Registrierung Ts
  • RECORD Ta – Registrierung Ta
  • RECORD Tb – Registrierung Tb
  • START ASSIST CONTROL – Beginn Hilfssteuerung
  • END – Ende

Fig. 20

  • TIME – Zeit
  • NORMAL – normal


Anspruch[de]
Wählvorrichtung (100) für Betriebspositionen, geeignet für ein Automatikgetriebe (19), umfassend:

eine Wählhebeleinheit (1) mit einem Wählhebel (2), der von einem Fahrer betätigt wird;

einen Betriebspositionssensor (51), der eine Betriebsposition des Wählhebels (2) detektiert und ein Betriebspositionssignal ausgibt;

eine Betriebsmodusschalteinheit (300), die an dem Automatikgetriebe (19) anbringbar ist, um die Betriebsmodi des Automatikgetriebes (19) zu schalten;

ein mechanisches Verbindungsmittel, das den Wählhebel (2) und die Betriebsmodusschalteinheit (300) mechanisch miteinander verbindet;

ein Hilfsbetätigungsglied (9), das zwischen dem Wählhebel (2) und der Betriebsmodusschalteinheit (300) angeordnet ist und ein Hilfsdrehmoment zum Schalten der Betriebsmodusschalteinheit (300) an einen Mittelabschnitt des mechanischen Verbindungsmittels ausgibt;

einen Hilfspositionssensor (200), der eine Hilfsposition des Hilfsbetätigungsgliedes (9) detektiert und ein Hilfspositionssignal ausgibt; und

eine Steuereinheit (22), wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß

die Betriebsmodusschalteinheit (300) mit einem Arretierungsmechanismus mit einer Arretierungsplatte (27) und einem Arretierungsstift (29) versehen ist, wobei die Arretierungsplatte (27) mit einem Nocken mit unteren Abschnitten ausgebildet ist, die jeweils Wählpositionen (27a, 27b) entsprechen und jeweils zwischen benachbarten oberen Abschnitten angeordnet sind, und ein Arretierungsstift (29) in Richtung auf den Nocken gedrückt wird, und

die Steuereinheit (22) das Betriebspositionssignal und das Hilfssignal empfängt und nach Maßgabe einer Positionsdifferenz zwischen der Betriebsposition und der Hilfsposition einen zu dem Hilfsbetätigungsglied (9) zu liefernden Antriebsstrom steuert, um somit das Hilfsdrehmoment zu erhalten, welches die von dem Arretierungsmechanismus bewirkte Widerstandskraft vermindern kann.
Wählvorrichtung (100) für Betriebspositionen nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit (22) ein Zielgeschwindigkeits-Erzeugungsmittel (34) zum Berechnen einer Zielgeschwindigkeit nach Maßgabe der Positionsdifferenz zwischen der Betriebsposition und der Hilfsposition, um ein Zielgeschwindigkeitssignal zu erzeugen, und ein Rückführsteuermittel (36) zum Berechnen eines Rückführsteuerhilfsstroms nach Maßgabe einer Geschwindigkeitsdifferenz zwischen einer Hilfsgeschwindigkeit des Hilfsbetätigungsgliedes (9) und der von dem Zielgeschwindigkeits-Erzeugungsmittel (34) berechneten Zielgeschwindigkeit aufweist, so daß der Antriebsstrom auch den Rückführsteuerhilfsstrom umfaßt. Wählvorrichtung (100) für Betriebspositionen nach Anspruch 2, wobei das Rückführsteuermittel (36) die Positionsdifferenz steuert, um innerhalb eines vorgegebenen Wertes gehalten zu werden. Wählvorrichtung (100) für Betriebspositionen nach Anspruch 3, wobei der vorgegebene Wert derart eingestellt ist, daß die Positionsdifferenz kleiner als die Summe eines Spielbetrags und eines Totgangsbetrags des mechanischen Verbindungsmittels wird. Wählvorrichtung (100) für Betriebspositionen nach Anspruch 2, wobei die Steuereinheit (22) ein Vorwärtssteuermittel (42) aufweist, das nach Maßgabe der Betriebsposition und der Hilfsposition einen Vorwärtssteuerhilfsstrom berechnet, um ein Vorwärtssteuersignal auszugeben, und die Steuereinheit (22) den Antriebsstrom durch Addieren des Vorwärtssteuerhilfsstroms zu dem Rückführsteuerhilfsstrom steuert. Wählvorrichtung (100) für Betriebspositionen nach Anspruch 5, wobei das Vorwärtssteuermittel (42) mit einer Steuerungstabelle mit Daten zum Bestimmen des Vorwärtssteuerhilfsstroms gemäß einer Betätigungsrichtung des Wählhebels (2) versehen ist. Wählvorrichtung (100) für Betriebspositionen nach Anspruch 6, wobei der Vorwärtssteuerhilfsstrom größer wird, wenn eine von einer Betätigungsgeschwindigkeit und einer Betätigungsbeschleunigung des Wählhebels größer wird. Wählvorrichtung (100) für Betriebspositionen nach Anspruch 1, wobei der Arretierungsmechanismus eine Arretierungskraft erzeugt und sicherstellt, daß ein Ventilschieber (301) eines Handventils durch die Arretierungskraft in der gewählten Position positioniert wird, wobei die Steuereinheit (22) den Antriebsstrom verkleinert oder stoppt, wenn die Arretierungskraft während eines Betätigungsvorgangs des Wählhebels (2) aus einer Zunahmephase, in welcher der Arretierungsstift (29) aus dem unteren Abschnitt (27b) in den oberen Abschnitt (27a) des Nockens aufsteigt, in eine Abnahmephase wechselt, wenn der Arretierungsstift (29) aus dem oberen Abschnitt (27a) in den benachbarten unteren Abschnitt (27b) absteigt. Wählvorrichtung (100) für Betriebspositionen nach Anspruch 1, wobei der Mittelabschnitt des mechanischen Verbindungsmittels näher an der Betriebsmodusschalteinheit (300) als der Wählhebel (2) positioniert ist. Wählvorrichtung (100) für Betriebspositionen nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit (22) das Hilfsbetätigungsglied (9) anzusteuern beginnt, wenn der Wählhebel (2) gehalten wird, und eine Betriebspositionsdifferenz, die nach Maßgabe der Betriebspositionen des Wählhebels (2) berechnet wurde, nicht kleiner als ein erster Wert ist, und eine Hilfspositionsdifferenz, die nach Maßgabe der Hilfspositionen des Hilfsbetätigungsglieds (9) berechnet wurde, nicht kleiner als ein zweiter Wert ist. Wählvorrichtung (100) für Betriebspositionen nach Anspruch 10, wobei die Steuereinheit (22) das Hilfsbetätigungsglied (9) anzusteuern beginnt, wenn die Hilfspositionsdifferenz nicht kleiner als der zweite Wert wird, nachdem die Betriebspositionsdifferenz nicht kleiner als der erste Wert ist. Wählvorrichtung (100) für Betriebspositionen nach Anspruch 10, wobei die Steuereinheit (22) elektrisch mit einem Berührungssensor (4a) verbunden ist, um zu detektieren, ob der Fahrer einen Griff (4) des Wählhebels (2) berührt oder nicht, wobei die Steuereinheit (22) das Hilfsbetätigungsglied (9) anzusteuern beginnt, wenn der Berührungssensor (4a) eine Berührung an dem Griff (4) detektiert. Wählvorrichtung (100) für Betriebspositionen nach Anspruch 12, wobei die Steuereinheit (22) das Hilfsbetätigungsglied (9) anzusteuern beginnt, wenn die Betriebspositionsdifferenz nicht kleiner als der erste Wert ist und die Hilfspositionsdifferenz nicht kleiner als ein zweiter Wert ist, nachdem der Berührungssensor (4a) eine Berührung an dem Griff (4) durch den Fahrer detektiert hat.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com