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Dokumentenidentifikation DE602005000444T2 31.10.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001561973
Titel Ganghebel mit mechanischer Verbindung zum Getriebe und Servounterstützung
Anmelder Calsonic Kansei Corp., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Osamura, Kensuke, Nakano-ku Tokyo 164-8602, JP;
Hirota, Yukitsugu, Nakano-ku Tokyo 164-8602, JP;
Shimamura, Yuzo, Nakano-ku Tokyo 164-8602, JP;
Nagano, Masaharu, Nakano-ku Tokyo 164-8602, JP
Vertreter CBDL Patentanwälte, 47051 Duisburg
DE-Aktenzeichen 602005000444
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 08.02.2005
EP-Aktenzeichen 052902731
EP-Offenlegungsdatum 10.08.2005
EP date of grant 17.01.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 31.10.2007
IPC-Hauptklasse F16H 61/32(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse F16H 59/10(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   F16H 61/36(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Betriebspositionswählvorrichtung für ein Automatikgetriebe, mit welcher ein Fahrer durch Betätigen eines Wählhebels eine von wählbaren Betriebsarten wählen kann, die einer Vielzahl von Betriebsarten des Automatikgetriebes entsprechen.

Eine Betriebspositionswählvorrichtung für ein Automatikgetriebe dieser Art ist in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 9-323559 offenbart. Diese Wählvorrichtung umfaßt eine Wählhebeleinheit, die nahe einem Fahrersitz in einem Fahrgastraum angeordnet ist, und eine Betriebsartenschalteinheit, die an einem Automatikgetriebe angebracht ist. Die Wählhebeleinheit weist einen Wählhebel auf, der von einem Fahrer manuell betätigt wird und mit der Betriebsartenschalteinheit durch einen Verbindungsmechanismus wie ein Steuerkabel oder ein Verbindungsgestänge verbunden ist, welches eine Betätigungskraft, welche eine von dem Fahrer an dem Wählhebel auf die Betriebsartenschalteinheit ausgeübte Betätigungskraft überträgt, um Betriebsarten 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.

Der Grund rührt daher, daß die Länge des Wählhebels derart bestimmt wird, 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 Einraststift während des Wählvorgangs über einen oberen Kurvenabschnitt einer Rastplatte gelangt, obwohl die Betätigungskraft des Fahrers auf einen bestimmtes Ausmaß beschränkt ist. Demgemäß muß der Wählhebel, um beide von den obigen Bedingungen zu erfüllen, länger als eine bestimmte Länge sein, die Typischerweise 350 mm beträgt.

Eine andere Betriebspositionswählvorrichtung für ein Automatikgetriebe dieser Art ist in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2003-97694 offenbart. Diese Wählvorrichtung 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 Betriebsartenschalteinheit zum Schalten von dessen Betriebsarten, einen Elektromotor zum Antreiben einer Betriebsartenschalteinheit und eine Steuereinheit zum Steuern des Elektromotors nach Maßgabe eines Ausgangssignals aus dem Detektor.

Diese Wählvorrichtung 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 Wählvorrichtung an einer mechanischen Verbindung zwischen dem Wählhebel und der Betriebsartenschalteinheit fehlt. Dieses Fehlen der mechanischen Verbindung führt zu dem Problem, daß die Betriebsartenschalteinheit trotz Betätigung des Wählhebels nicht geschaltet werden kann, wenn eine derartige elektrische Störung vorliegt, daß ein elektrischer Draht gebrochen ist oder der Wählpositionsdetektor oder die Steuereinheit ausfällt.

Die andere Betriebspositionswählvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist in EP-A-1,335,155 offenbart. Diese Vorrichtung umfaßt einen Schalthebel, einen Drehmomentsensor zum Detektieren einer auf den Schalthebel in seiner Betätigungsrichtung ausgeübten Last, einen Handhebel für ein Automatikgetriebe, einen Gestängemechanismus, der den Schalthebel und den Handhebel mechanisch verbindet, einen Motor zum Liefern einer Hilfskraft und eine Steuereinheit zum Steuern des Motors nach Maßgabe der Last.

In diesem Dokument ist nicht angedeutet, daß die Hilfskraft zugeführt werden kann, nachdem ein Zündschalter auf AUS geschaltet wurde.

In US 4,980,668 ist eine Vorrichtung offenbart, welche ein Tastermodul mit einer Mehrzahl von Wischkontaktdruckknöpfen, die den Positionen P, R, N, OD, D, 2, 1 entsprechen, ein Leistungsmodul mit einem Motor zum Schalten der Positionen eines Getriebes und eine Logiksteuereinheit umfaßt, die elektrisch mit dem Tastermodul und dem Leistungsmodul verbunden ist. Die Logiksteuereinheit steuert den Motor derart, daß er das Getriebe schaltet, so daß dieses als Reaktion auf die Bewegung eines Zündschalters von EIN auf AUS automatisch parkt.

Deshalb liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Betriebspositionswählvorrichtung für ein Automatikgetriebe zu schaffen, mit welcher die vorstehenden Nachteile beseitigt werden und die Konstruktionsfreiheit hinsichtlich der Anordnung eines Fahrgastraums und/oder einer Einbaustelle für eine Wählhebeleinheit erweitert werden und eine Betriebsartenschalteinheit trotz einer elektrischen Störung des Betriebspositionswählhebels angetrieben und nach dem Schalten der Zündung auf AUS eine Hilfskraft zugeführt werden kann.

Gemäß der Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird eine Betriebspositionswählvorrichtung geschaffen, die für ein Automatikgetriebe geeignet ist und umfaßt: eine Wählhebeleinheit mit einem Wählhebel, die von einem Fahrer zwischen einer Mehrzahl von Wählpositionen betätigt wird, die den Betriebsarten entsprechen; einen Betriebszustandssensor, der einen Betriebszustand des Wählhebels detektiert und ein Betriebszustandssignal ausgibt; eine Betriebsartenschalteinheit, die an dem Automatikgetriebe angebracht ist und die Betriebsarten des Automatikgetriebes schaltet; ein mechanisches Verbindungsmittel, das den Wählhebel und die Betriebsartenschalteinheit mechanisch miteinander verbindet; ein Hilfsbetätigungsglied, das zwischen dem Wählhebel und der Betriebsartenschalteinheit angeordnet ist und eine Hilfskraft zu dem Schalthebel liefert; eine Steuereinheit zum Ausführen einer Hilfssteuerung, bei welcher das Hilfsbetätigungsglied basierend auf dem Betriebszustandssignal die Hilfskraft liefert, während das Betriebszustandssignal anzeigt, daß der Wählhebel betätigt wird, wobei die Betriebspositionswählvorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß die Steuereinheit ein Aufrechterhaltungshilfsteil zum Aufrechterhalten der Hilfssteuerung über einen vorgegebenen Zeitraum nach dem Abschalten eines Zündschaltsignals eines Zündschalters eines Motors aufweist, so daß das Hilfsbetätigungsglied die Hilfskraft in dem vorgegebenen Zeitraum liefern kann, während das Betriebszustandssignal anzeigt, daß der Wählhebel betätigt wird.

Deshalb kann die Betriebspositionswählvorrichtung die Konstruktionsfreiheit hinsichtlich der Anordnung eines Fahrgastraums und/oder einer Einbaustelle für eine Wählhebeleinheit erweitern und eine Betriebsartenschalteinheit trotz einer elektrischen Störung des Betriebspositionswählhebels antreiben und nach dem Schalten der Zündung auf AUS die Hilfskraft zur Unterstützung einer Betätigungskraft eines Fahrers zuführen.

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 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 Betriebsartenschalteinheit mit einem Einrastmechanismus zeigt, der in der in 1 gezeigten Betriebspositionswählvorrichtung verwendet wird;

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

5 ein Ablaufschema für einen Unterstützungsvorgang für eine Wählhebelbetätigung ist, die während des Wählvorgangs in der Steuereinheit zum Steuern des Hilfsbetätigungsglieds ausgeführt wird;

6 eine schematische graphische Darstellung ist, welche Beziehungen zwischen einer auf den Wählhebel wirkenden Reaktionskraft und einem Kurvenprofil eines Einrastmechanismus gegenüber einem Betätigungswinkel des Wählhebels beim Schalten des Wählhebels von Position P auf Position R zeigt;

7 eine schematische graphische Darstellung ist, welche eine Beziehung zwischen einer erwünschten Betätigungskraft des Wählhebels beim Schalten des Wählhebels von Position P auf Position R zeigt;

8 ein Ablaufschema ist, welches Änderungszustände eines Aufrechterhaltungshilfsvorgangs zeigt, der in der Steuereinheit und einem Energieregler für die in 1 gezeigte Betriebspositionswählvorrichtung ausgeführt wird.

9 ein Steuerblockschaltbild einer Steuereinheit und ihrer peripheren Einrichtungen ist, die in einer Betriebspositionswählvorrichtung in einer zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden;

10 ein Ablaufschema ist, welches Änderungszustände eines Aufrechterhaltungshilfsvorgangs, der in der Steuereinheit ausgeführt wird, und eines Energiereglers für die in 9 gezeigte Betriebspositionswählvorrichtung zeigt;

11 ein Steuerblockschaltbild einer Steuereinheit und ihrer peripheren Einrichtungen ist, die in einer Betriebspositionswählvorrichtung in einer dritten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden;

12 ein Ablaufschema ist, welches Änderungszustände eines Aufrechterhaltungshilfsvorgangs zeigt, der in der Steuereinheit und einem Energieregler der in 11 gezeigten Betriebspositionswählvorrichtung ausgeführt wird;

13 ein Steuerblockschaltbild einer Steuereinheit und ihrer peripheren Einrichtungen ist, die in einer Betriebspositionswählvorrichtung in einer vierten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden;

14 ein Ablaufschema ist, welches Änderungszustände eines Aufrechterhaltungshilfsvorgangs zeigt, der in der Steuereinheit und einem Energieregler der Betriebspositionswählvorrichtung ausgeführt wird, die in 13 gezeigt sind.

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

An Hand der anliegenden Zeichnungen wird eine Betriebspositionswählvorrichtung in einer ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.

In 1 der Zeichnung sind ein Automatikgetriebe 19 und eine Betriebspositionswählvorrichtung 100 zum Steuern des Getriebes 19 gezeigt.

Das Automatikgetriebe 19 ist ein herkömmliches Mehrstufengetriebe mit einer Mehrzahl von nicht gezeigten Planetenradsätzen, das unter einer Mehrzahl von Betriebsarten, beispielsweise einer Parkbetriebsart, einer Rückwärtsgangbetriebsart, einer Leerlaufbetriebsart, einer Vorwärtsantriebsart und einer Vorwärtsantriebsart mit niedrigem Gang betätigt wird.

Das Automatikgetriebe 19 ist mit der Betriebspositionswählvorrichtung 100 versehen, welche die Betriebsarten durch manuelle Wahl eines Wahlhebels 2 der Wählvorrichtung 100 auf eine gewünschte Betriebsart schaltet.

Die Betriebspositionswählvorrichtung 100 umfaßt eine von einem Fahrer manuell betätigte Wählhebeleinheit 1, einen Betätigungswinkelsensor 200 zum Detektieren eines Betätigungswinkels des Wählhebels 2, eine an dem Automatikgetriebe 19 angebrachte Betriebsartenschalteinheit 300, den Wählhebel 2 mit der Betriebsartenschalteinheit 300 verbindende erste und zweite Steuerkabel 8 und 18, ein Hilfsbetätigungsglied 9 zur Unterstützung der von dem Fahrer in den Wählhebel 2 eingebrachte Betätigungskraft, einen Drehmomentsensor 21 zum Detektieren eines auf den Wählhebel 2 ausgeübten Betätigungsmoments und eine Steuereinheit 22 zum Steuern des Hilfsbetätigungsglieds 9.

Die Wählhebeleinheit 1 ist beispielsweise an einer Mittelkonsole 3 neben dem Fahrersitz angeordnet und besitzt den von dem Fahrer betätigten Wählhebel 2, eine an der Fahrzeugkarosserie angebrachte Halterung 5, eine an der Halterung 5 befestigte Tragwelle 5a zum verschwenkbaren Lagern des Wählhebels 2, einen Rundknopf 4, welcher derart oben auf dem Wählhebel 2 derart befestigt ist, daß er von einer Hand des Fahrers gehalten werden kann, und einen Kontrollmechanismus zum Sicherstellen, daß der Wählhebel 2 in der Position einer gewählten Betriebsart gehalten wird.

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

Der Wählhebel 2 kann in einer von Wählpositionen stehen: der Position P, welche der Parkbetriebsart des Automatikgetriebes 19 entspricht, einer Position R, welche der Rückwärtsfahrbetriebsart entspricht, einer Position N, welche der Leerlaufbetriebsart entspricht, einer Position D, welche der Vorwärtsantriebsart entspricht, und der Position L, welche der Vorwärtsantriebsart mit niedrigem Gang entspricht.

Das Hilfsbetätigungsglied 9 umfaßt in der in 1 und 2 gezeigten Weise einen Elektromotor 15 mit einem Reduziergetriebe, welches die Umdrehungsgeschwindigkeit einer Ausgangswelle des Motors 15 vermindert, eine Schnecke 16, die auf der Außenumfangsfläche der Ausgangswelle ausgebildet ist, und einem Schneckenrad 14, das mit der Schnecke 16 kämmt und einstückig mit der Kupplungswelle 12 vereint ist, welche die ersten und zweiten Steuerkabel 8 und 18 jeweils durch einen Eingangs- und einen Ausgangshebel 10 und 13 verbindet.

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 gestrichelten Linie angezeigt ist und auf ein Substrat aufgedruckt ist, das an dem Gehäuse des Hilfsbetätigungsglieds 9 befestigt ist. Der elektrische Anschluß 24 und der Kohleschichtwiderstand 25 bilden den Betätigungswinkelsensor 200 zum Detektieren eines Betätigungswinkels des Wählhebels 2 zum Ausgeben eines Betätigungswinkelsignals an die Steuereinheit 22.

Der elektrische Anschluß 24 ist mit der Kupplungswelle 12 und um diese herum bewegbar, um seine Position in Bezug auf den Kohleschichtwiderstand 25 zu ändern, der unbeweglich ist und einen Drehungswinkel der Kupplungswelle 12 zum Ausgeben des Betätigungswinkelsignals detektiert. Das Betätigungswinkelsignal ist beispielsweise proportional dem Betätigungswinkel des Wählhebels 2, die beide größer werden, wenn sich der Wählhebel 2 in der zweiten Richtung BL zu Position L hin bewegt. Der Betätigungswinkelsensor 200 entspricht einem Betriebszustandssensor gemäß der vorliegenden Erfindung, und das Betätigungswinkelsignal entspricht einem Betätigungszustandssignal gemäß der vorliegenden Erfindung.

Der Drehmomentsensor 21 ist derart vorgesehen und auf der Kupplungswelle 12 befestigt, daß er das auf die Kupplungswelle 12 ausgeübte Betätigungsmoment detektiert, das proportional der auf den Schalthebel 2 ausgeübten Betätigungskraft ist. Der Drehmomentsensor 21 detektiert das auf einer relativen Verdrehung zwischen den oberen und unteren Abschnitten der Kupplungswelle 12 basierte Betätigungsmoment und gibt ein Betätigungsmomentsignal an die Steuereinheit 22 aus. Das Betätigungsmomentsignal wird beispielsweise mit der auf den Wählhebel 2 ausgeübten Betätigungskraft größer. Der Drehmomentsensor 21 entspricht dem Betriebszustandssensor gemäß der vorliegenden Erfindung, und das Betätigungskraftsignal entspricht dem Betriebszustandssignal gemäß der vorliegenden Erfindung.

Die Betriebsartenschalteinheit 300 schaltet die Betriebsarten des Automatikgetriebes 19 gemäß einer betätigten Position des Wählhebels 2. In 1 und 3 der Zeichnungen weist die Betriebsartenschalteinheit 300 einen manuellen Plattenhebel 20 und einen Einrastmechanismus 350 zum Halten des manuellen Plattenhebels 20 in einer von dem Wählhebel 2 gewählten Position auf.

Der manuelle Plattenhebel 20 ist in seinem Mittelabschnitt einstückig mit einer drehbaren Welle 26 befestigt und ist an seinem einen Endabschnitt derart mit dem zweiten Steuerkabel 18 verbunden, daß er auf der Welle 26 in bezug auf ein Gehäuse des Getriebes 19 gemäß der Wählbetätigung des Wahlhebels 2 gedreht wird. Die drehbare Welle 26 ist an einer Einrastplatte 27 des Einrastmechanismus 350 befestigt. Der Einrastmechanismus 350 umfaßt die Einrastplatte 27 mit einer Kurve 270, einen auf die Kurve 270 zu drückenden Einraststift 29 und eine Federplatte 28, die mit ihrer Federkraft auf den Einraststift 29 wirkt.

Die Einrastplatte 27 ist mechanisch mit einem Schieber 310 eines Handventils verbunden, das in einem Steuerventil 400 des Automatikgetriebes derart angeordnet ist, daß es den Schieber 300 gemäß einer Wählposition bewegt. Die Einrastplatte 27ist an ihrem oberen Abschnitt mit der Kurve 270 mit oberen Abschnitten 27a und unteren Abschnitten 27b ausgebildet. Jeder untere Abschnitt 27b ist zwischen den angrenzenden oberen Abschnitten 27a angeordnet und entspricht einer der fünf Betriebsarten des Automatikgetriebes 19.

Auf die Kurve 270 drückt der Einraststift 29, auf welchen die Federplatte 28 drückt. Die Federplatte 28 ist an ihrem einen Endabschnitt an der Steuerventileinheit 400 angebracht und stützt an ihrem anderen Endabschnitt den Einraststift 29 ab. Die Federplatte 28 drückt den Einraststift 29 derart auf die Kurve 270 der Einrastplatte 27, daß der Einraststift 29 in einem der unteren Abschnitte 27b positioniert wird, um den Schieber 310 des Handventils in der gewählten Position festzuhalten.

Die Einrastplatte 27 ist an ihrem kurvenseitigen Abschnitt mit einer Parkstange 30 mit einem Keil 30a verbunden, der auf eine Parkklinke 31 drücken kann. Der Keil 30a ist entlang der Stange 30 bewegbar und drückt durch die Federkraft einer Schraubenfeder 30b derart auf die Parkklinke 31, daß die Klinke 31 mit einem Parkrad 32 in Eingriff kommt, 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 blockiert, um ein Kraftfahrzeug zu parken.

Die Betriebsartenschalteinheit 300 ist über das erste und das zweite Steuerkabel 8 und 18 sowie andere Teile mechanisch mit dem Wählhebel 2 verbunden. Wie in 1 und 2 gezeigt wird, ist das erste Steuerkabel 8 an seinem einen Endabschnitt durch ein erstes Gelenk 7 mit einem unteren Abschnitt des Wählhebels 2 und an dem anderen Endabschnitt durch ein zweites Gelenk 11 mit dem einen Endabschnitt des 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 des 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 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.

Die Steuereinheit 22 ist elektrisch mit einer Stromversorgung PS, einer Erde GND, einem Zündschalter 210 zum Anlassen oder Stoppen eines nicht gezeigten Motors, dem Betätigungswinkelsensor 200 und dem Drehmomentsensor 21 verbunden. Die Steuereinheit 22 empfängt das Betätigungswinkelsignal von dem Betätigungswinkelsensor 200, das Betätigungsmomentsignal von dem Drehmomentsensor 21 und ein Zündschaltersignal von dem Zündschalter 210 zum Berechnen des auf diesen Signalen beruhenden Zielhilfsstroms und treibt den Elektromotor 15 unter Impulsbreitenmodulationssteuerung (PWM-Steuerung) nach Maßgabe des Zielhilfsstroms an.

4 zeigt ein Steuerblockschaltbild der Steuereinheit 22 und ihrer zugehörigen Einheiten. Wenn ein Fahrer den Wählhebel 2 schaltet, bewegt sich der Wählhebel 2 und ändert seinen Betätigungswinkel, und die Betätigungskraft, die der Fahrer auf den Hebel 2 ausübt, wird über das erste und das zweite Steuerkabel 8 und 18 und die Kupplungswelle 12 zu der Betriebsartenschalteinheit 300 übermittelt.

Das erste Steuerkabel 8 versetzt die Kupplungswelle 12 in Drehung, so daß sich der Anschluß 24 an dem mit der Welle 12 verbundenen Schneckenrad 14 in Bezug auf den Kohleschichtwiderstand 25 bewegt, um den relativen Winkel zwischen diesen zu ändern. Dieser relative Winkel, welcher einem Betätigungswinkel des Wählhebels 2 entspricht, wird von dem Betätigungswinkelsensor 200 detektiert, der ein Betätigungswinkelsignal an die Steuereinheit 22 ausgibt.

Die auf den Wählhebel 2 ausgeübte Betätigungskraft wird über das erste Steuerkabel 8 auf die Kupplungswelle 12 übertragen und verdreht diese, so daß es zwischen den oberen und den unteren Abschnitten der Welle 12 zu einer Verdrehung kommt. Diese Verdrehung wird von dem Drehmomentsensor 21 detektiert, der ein Betätigungsmomentsignal an die Steuereinheit 22 ausgibt.

Die Steuereinheit 22 umfaßt ein Zielreaktionseinstellteil 34, einen Vervielfacher 35, einen Addierer 36, ein Rückmeldungssteuerteil 37, ein Motorantriebssteuerteil 38, ein Betätigungsrichtungsbewertungsteil 39, ein Kompensationsverstärkungseinstellteil 40, ein Aufrechterhaltungshilfsteil 41 und einen Zeitgeber 42. Das Kompensationsverstärkungseinstellteil 40, der Vervielfacher 35 und das Kompensationsverstärkungseinstellteil 40 wirken als Hilfsschwächungsteil gemäß der vorliegenden Erfindung.

Das Zielreaktionseinstellteil 34 stellt die Zielreaktionskraft Ft nach Maßgabe eines von dem Betätigungswinkelsensor 200 ausgegebenen Betätigungswinkelsignals mit Hilfe einer nicht gezeigten Datentabelle ein und gibt ein Reaktionsmomentsignal, das proportional der Zielreaktionskraft Ft ist, an den Vervielfacher 35 aus.

Der Vervielfacher 35 multipliziert das Reaktionsmomentsignal durch eine Kompensationsverstärkung Ka, die er von dem Kompensationsverstärkungseinstellteil 40 erhalten hat, und gibt sein kompensiertes Reaktionsmomentsignal an den Addierer 36 aus. Der Vervielfacher 35, das Kompensationsverstärkungseinstellteil 40 und das Betätigungsrichtungsbewertungsteil 39 wirken als Hilfsschwächungsteil gemäß der vorliegenden Erfindung.

Der Addierer 36 berechnet eine Differenz zwischen dem von dem Drehmomentsensor 21 erhaltenen Drehmoment und dem von dem Vervielfacher 35 erhaltenen Reaktionsmoment durch Subtraktion derselben.

Das Rückmeldungssteuerteil 37 (im folgenden als "FB" bezeichnet) gibt ein Hilfssteuersignal aus, das auf der Differenz zu dem Aufrechterhaltungshilfsteil 41 basiert, um damit die Hilfskraft gemäß der Momentendifferenz zu steuern.

Das Betätigungsrichtungsbewertungsteil 39 bewertet nach Maßgabe des Betätigungswinkelsignals eine Betätigungsrichtung des Wählhebels 2 und gibt ein Betätigungsrichtungssignal aus. Dieses Betätigungsrichtungssignal enthält Informationen darüber, ob der Wählhebel 2 in einer Richtung betätigt wird oder nicht, in der sich der Wählhebel 2 zu Position P hin bewegt.

Das Kompensationsverstärkungseinstellteil 40 kompensiert eine Verstärkung Ka nach Maßgabe des Betätigungsrichtungssignals und des Zündschaltersignals. Die Verstärkung Ka wird geändert und an den Vervielfacher 35 ausgegeben, so daß die Zielreaktionskraft Ft gleich oder ähnlich der von dem Einrastmechanismus 350 ausgeübten Reaktionskraft wird, wenn das Zündschaltersignal auf AUS steht und die Betätigungsrichtung die Richtung ist, in welcher sich der Wählhebel 2 aus Position P weg bewegt.

Das Aufrechterhaltungshilfsteil 41 gibt ein Aufrechterhaltungshilfssignal an den Energieregler 43 aus, so daß die Hilfssteuerung über einen vorgegebenen Zeitraum nach dem Umstellen des Zündschalters auf AUS aufrechterhalten wird. Gleichzeitig beginnt der Zeitgeber 42 eine ablaufende Zeit zu zählen, um damit die Hilfssteuerung über einen vorgegebenen Zeitraum aufrecht zu erhalten. Der vorgegebene Zeitraum wird auf einen Zeitraum eingestellt, der ausreichend lang ist, damit ein Fahrer einen Wählhebel in Position P bewegen kann, nachdem der Fahrer/die Fahrerin festgestellt hat, daß sein/ihr Zündschlüssel nicht aus einer Instrumententafel herausziehbar ist oder das Schlüsselschloß bei dieser Ausführungsform beispielsweise nicht auf 10 Sekunden bis eine Minute eingestellt ist.

Außerdem steuert das Aufrechterhaltungshilfsteil 41 das Aufrechterhaltungshilfssignal auf Stopp, wenn der Wählhebel 2 mit Hilfe des Betätigungswinkelsignals als in Position P befindlich betrachtet wird. Noch weiter wird die Hilfssteuerung, wenn ein Hilfssteuerungsbetrag nach dem vorgegebenen Zeitraum größer als ein vorgegebener Steuerungsbetrag ist, so lange aufrechterhalten, bis der Hilfssteuerungsbetrag gleich dem vorgegebenen Steuerungsbetrag oder kleiner als dieser wird.

Der Zeitgeber 42 zählt die ablaufende Zeit, wenn das Aufrechterhaltungshilfsteil 41 ein Bedarfssignal an den Zeitgeber 42 ausgibt.

Der Energieregler 43 steuert eine Zündenergieleitung zu einer Batterieenergieleitung, die auf dem von dem Aufrechterhaltungshilfsteil 41 ausgegebenen Bedarfssignal beruht, so daß elektrische Energie zu der Steuereinheit 22 geliefert wird, um damit die Hilfssteuerung auszuführen, nachdem das Zündschaltersignal auf AUS steht. Der Energieregler 43, der Zeitgeber 42 und das Aufrechterhaltungshilfsteil 41 wirken als Stoppsteuerungshilfsteil gemäß der vorliegenden Erfindung.

Das Motorantriebssteuerteil 38 empfängt das Motorhilfsstromsignal von dem FB-Steuerteil 37 und gibt einen Motorantriebsstrom, der nach Maßgabe dieser Signale bestimmt wird, unter Leistungsbreitenmodulationssteuerung (PWM-Steuerung) an den Elektromotor 15 aus. An Stelle der PWM-Steuerung kann der Motor 15 auch unter anderen Steuerungen, beispielsweise Stromsteuerung oder Ankerspannungssteuerung, angetrieben werden.

Der Motor 15 übt ein Motordrehmoment auf die Kupplungswelle 12 aus, damit um durch das Addieren von dessen Hilfskraft zu der Betätigungskraft in dem Wählvorgang eine resultierende Kraft erhalten wird und durch die resultierende Kraft das erste und das zweite Steuerkabel 8 und 18, den Wählhebel 2 und die Betriebsartenschalteinheit 300 derart bewegt werden, daß die Betriebsarten des Automatikgetriebes 19 geschaltet werden.

Wenn die Betriebspositionswähleinheit 100 beispielsweise wegen eines gebrochenen elektrischen Drahtes elektrisch ausfällt, wird in der Wählvorrichtung 100 die Betätigungskraft des Wählhebels 2 von dem Hebel 2 über das erste und das zweite Steuerkabel 8 und 18, die Eingangs- und Ausgangshebel 10 und 13 und die anderen Teile mechanisch direkt zu der Betriebsartenschalteinheit 300 übertragen, wodurch die Betriebsartenschalteinheit 300 die Betriebsarten des Automatikgetriebes 19 schalten kann, obwohl ihre Betätigungskraft größer als in normalem Zustand wird.

5 zeigt ein Ablaufschema für einen Unterstützungsvorgang, der in der Steuereinheit 22 zum Steuern des Hilfsbetätigungsglieds 9 ausgeführt wird, wenn der Fahrer den Wählhebel 2 betätigt.

In Schritt S1 empfängt die Steuereinheit 22 ein Betätigungsmomentsignal von dem Drehmomentsensor 21 zum Lesen der auf den Wählhebel 2 ausgeübten Betätigungskraft F, und dann geht der Ablauf zu Schritt S2 über.

In Schritt S2 empfängt die Steuereinheit 22 ein Betätigungswinkelsignal von dem Betätigungswinkelsensor 200 zum Lesen eines Betätigungswinkels AOP des Wählhebels 2, und dann geht der Ablauf zu Schritt S3 über.

In Schritt S3 berechnet und setzt das Zielreaktionseinstellteil 34 eine Zielreaktionskraft Ft nach Maßgabe des von dem Betätigungswinkelsensor 200 erhaltenen Betätigungswinkelsignals, und dann geht der Ablauf zu Schritt S4 über.

In Schritt S4 legen der Addierer 36 und das FB-Steuerteil 37 eine Hilfskraft Ass nach Maßgabe einer Differenz zwischen dem von dem Drehmomentsensor 21 erhaltenen Betätigungsmoment und dem Zielmoment fest, das proportional der in Schritt S3 erhaltenen Zielkraft Ft ist, und dann geht der Ablauf zu Schritt S5 über.

In Schritt S5 wird das Motorantriebssteuerteil 38 derart gesteuert, daß es die Elektroenergie zu dem Motor 15 liefert, der sich dreht und die Hilfskraft erzeugt, und dann geht der Ablauf zu Schritt S6 über.

In Schritt S6 wird ein Hilfs-Start-/Stopp-/Aufrechterhaltungsvorgang ausgeführt, und die Hilfssteuerung wird beendet.

6 zeigt charakteristische Beziehungen zwischen der auf den Rundknopf 4 einwirkenden Reaktionskraft Fm und einem Kurvenprofil gegenüber dem Betätigungswinkel AOP während des Wählvorgangs von Position P zu Position R ohne Antrieb des Motors 15. Die Reaktionskraft Fm [N] wird nach Maßgabe eines Betätigungsmoments berechnet, das an der Kupplungswelle 12 des Hilfsbetätigungsglieds 9 erzeugt und von dem Drehmomentsensor 21 detektiert wird. Zum Schalten der Betriebsartenbetätigungspositionen ist eine manuelle Kraft vonnöten, die größer als die Reaktionskraft Fm ist.

Die Reaktionskraft Fm wird als resultierende Kraft aus der Summe der von dem ersten und dem zweiten Kabel 8 und 18 bewirkten Reibungskraft, der Trägheitskraft des Motors 15, der Federkraft des Einrastmechanismus 350 und anderen Kräften erzeugt. Die Reaktionskraft Fm nimmt in Gegenrichtung zu der Betätigungsrichtung des Hebels 2 mit dem Betätigungswinkel AOP zu, um ihren Spitzenteil aufzuweisen, bevor der Einraststift 29 über den oberen Abschnitt 27a der Kurve 270 gelangt, und nimmt dann mit Zunahme des Winkels AOP ab.

Nachdem der Stift 29 über den oberen Abschnitt 27a gelaufen ist, wirkt die Reaktionskraft Fm in der Betätigungsrichtung auf den Wählhebel 2 ein, um ihn damit zu dem unteren Abschnitt 27b von Position R zu bewegen, da die Federplatte 28 ihre Federkraft über den Einraststift 29 auf die Kurve 270 ausübt, die sich dreht und dabei den Wählhebel 2 in den unteren Abschnitt 27b von Position R zieht. Das bedeutet, daß die auf den Wählhebel 2 ausgeübte Betätigungskraft größer als die Reaktionskraft Fm sein muß, um den Wählhebel 2 manuell für den Wählvorgang zu bewegen, wenn der Motor 15 nicht angetrieben wird.

In dem Wählvorgang bewegt sich der Einraststift 29 zusammen mit der Bewegung des Hebels 2 nach vorn und nach hinten, wodurch der Hebel 2 in der Betätigungsrichtung oder deren Gegenrichtung mit der Reaktionskraft ausgestattet wird.

Die Reaktionskraft Fm wirkt entgegen der Betätigungskraft auf den Wählhebel 2, bis der Einraststift 29 an der Spitze der Kurve 270 anlangt, weil die mit dem manuellen Plattenhebel 300 vereinte Einrastplatte 27 durch die Federkraft der Federplatte 28 in Gegenrichtung zu der Betätigungsrichtung vorgespannt wird. In diesem Betätigungsbereich muß die Betätigungskraft zum Bewegen des Wählhebels 2 in der Betätigungsrichtung die Reaktionskraft überwinden, die durch die Federkraft der Federplatte 28 erzeugt wird, und der Hebel 2 bewegt sich bei Zunahme des Verformungsbetrags der Federplatte 28. Das führt zur Zunahme der auf den Hebel 2 einwirkenden Reaktionskraft.

Wenn sich der Einraststift 29 an dem Spitzenpunkt befindet, wird die Reaktionskraft in der Betätigungsrichtung und ihrer Gegenrichtung zu Null, und die Federplatte 28 verformt sich in maximalem Ausmaß.

Nachdem der Einraststift 29 über die Spitze gelaufen ist, bis er an den Boden der Kurve gelangt, welcher der Position R entspricht, beginnt die Federplatte 28 ihren Verformungsbetrag unter Ausübung der Federkraft auf die Einrastplatte 27 zu vermindern, so daß die Einrastplatte 27 gedrückt wird und sich dreht, so daß der Hebel 2 bei der Vorwärtsbewegung unterstützt wird. In diesem Betätigungsbereich nimmt die Reaktionskraft FM in der vom Hebel unterstützten Richtung zu und nimmt dann ab, bis der Einraststift 29 an den Boden der Kurve 270 gelangt, welcher der Position R entspricht.

7 zeigt eine charakteristische Beziehung zwischen einer Zielreaktionskraft zur Einwirkung auf den Rundknopf 4 des Wählhebels 2 und einem Betätigungswinkel des Wählhebels 2. Die Zielreaktionskraft Ft [N] wird im voraus eingestellt, so daß ein Fahrer eine hohe Wahlbetätigungsleistung erhalten kann. Bei dieser Ausführungsform erfolgt die Hilfssteuerung derart, daß eine Betätigungskraft eines Fahrers gleich oder ähnlich der Zielreaktionskraft Ft wird und sie dadurch eine hohe robuste Leistung sicherstellen kann.

Die Hilfssteuerung erfolgt, indem ein Zündschaltersignal ermöglicht wird. Zum Stoppen des Motors wird der Zündschalter auf AUS gestellt. Wenn sich der Zündschalter auf AUS befindet, wird mit Ausnahme der Lieferung zu einem Teil von Bordgeräten in einem herkömmlichen Kraftfahrzeug keinerlei elektrische Energie geliefert, wodurch die Hilfssteuerung gestoppt wird. Das führt zu einer starken Betätigung des Wählhebels 2 zur Bewegung in die Position P, welche die einzige Position ist, in welcher sich ein Zündschlüssel in einem Kraftfahrzeug mit einer Sicherheitswählhebelvorrichtung aus einer Instrumententafel ziehen läßt.

Um das obige Problem zu vermeiden, ist die Betriebspositionswählvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform mit dem Aufrechterhaltungshilfsteil 41, dem Zeitgeber 42 und dem Energieregler 43 versehen.

8 zeigt ein Ablaufschema von Änderungszuständen des Aufrechterhaltungshilfsvorgangs, der in der Steuereinheit 22 und in dem Energieregler 43 ausgeführt wird.

Im Normalzustand S11 erfolgt die normale Hilfssteuerung, wenn der Zündschalter 210 auf EIN gehalten wird. Wenn der Zündschalter 210 auf AUS gestellt wird, schaltet der normale Steuerzustand S11 in einen Aufrechterhaltungshilfszustand S12 um.

In dem Aufrechterhaltungshilfszustand S12 erfolgt die Hilfssteuerung. Wenn der Wählhebel 2 in Position P steht, schaltet der Aufrechterhaltungshilfszustand S12 in einen Stopphilfszustand S14 um, während der Aufrechterhaltungshilfszustand S12 in einen Hilfskraftbewertungszustand S13 umschaltet, wenn der Wählhebel 2 nicht in Position P steht und eine Ablaufzeit Te seit dem Beginn der Aufrechterhaltungshilfssteuerung eine vorgegebene Zeit T0 zur Definition des vorgegebenen Zeitraums erreicht.

In dem Hilfskraftbewertungszustand S13 beurteilt das Aufrechterhaltungshilfsteil 46, ob die Hilfskraft |Ass| kleiner als eine vorgegebene A0 ist oder nicht. Wenn das Urteil JA lautet, schaltet der Hilfskraftbewertungszustand S13 in den Stopphilfszustand S14 um, während bei NEIN das Urteil wiederholt wird.

Die Aufrechterhaltungshilfssteuerung und die Stopphilfssteuerung werden ausführlich beschrieben.

Falls ein Fahrer den Wählhebel 2 zur Bewegung zu Position P hin betätigt, nachdem der Fahrer festgestellt hat, daß der Zündschalter auf AUS gestellt ist, sich der Wählhebel 2 aber nicht in Position P befindet, detektiert der Energieregler 43, daß der Zündschalter auf AUS gestellt ist, und verschiebt die Zündenergieleitung zu der Batterieenergieleitung, um die Hilfssteuerung trotz des Zündschaltersignals AUS aufrecht zu erhalten.

Gleichzeitig startet das Aufrechterhaltungshilfsteil 41 den Zeitgeber 42 zum Zählen der ablaufenden Zeit, wenn er das Zündschaltersignal AUS empfängt.

Die Hilfssteuerung wird über einen vorgegebenen Zeitraum nach dem Schalten des Zündschalters 210 auf AUS aufrechterhalten, wodurch der Fahrer den Wählhebel 2 mit der Hilfskraft in dem vorgegebenen Zeitraum leicht in die Position P schalten kann. Wenn sich der Wählhebel 2 in dem vorgegebenen Zeitraum in Position P befindet, gibt das Aufrechterhaltungshilfsteil 41 ein Stopphilfssignal an den Energieregler 43 aus, und der Energieregler 43 schaltet auf den Stopp der Versorgung mit elektrischer Energie um, wodurch die Hilfssteuerung gestoppt wird. Wenn sich der Wählhebel 2 bereits in Position P befindet, bevor die Aufrechterhaltungshilfssteuerung anläuft, wird die Aufrechterhaltungshilfssteuerung gelöscht. Durch dieses Stoppen oder Annullieren der Aufrechterhaltungshilfssteuerung kann für die Betriebspositionswählvorrichtung 100 eine Senkung des nutzlosen Elektrizitätsverbrauchs bringen.

Falls ohne den Willen des Fahrers auf den Wählhebel 2 gedrückt wird, beispielsweise wenn an den Wählhebel 2 ein Gegenstand wie ein Sack angehängt wird, wird nach Maßgabe eines Moments, welches der Gegenstand über den vorgegebenen Zeitraum nach dem Umstellen des Zündschalters auf AUS eingibt, die Hilfskraft ausgeübt. Dieses Moment ist nicht so groß, daß sich die Betriebsartpositionen ändern würden und keine weitere Kraft oder Last auf den Wählhebel 2 ausgeübt wird. Demgemäß wird die Hilfssteuerung nach Ablauf des vorgegebenen Zeitraums gestoppt. Dadurch wird durch Anhängen eines Gegenstands an dem Wählhebel 2 ein unnormaler Verbrauch von Elektrizität verhindert.

Falls ein Fahrer den Wählhebel 2 nach dem vorgegebenen Zeitraum betätigt, detektiert das Aufrechterhaltungshilfsteil 41 ein von dem FB-Steuerteil 37 ausgegebenes Hilfssteuerungssignal und folgert, daß der Wählhebel 2 geschaltet wird. Dann hält das Aufrechterhaltungshilfsteil 41 die Hilfssteuerung aufrecht, bis ein von dem FB-Steuerteil 37 ausgegebener Hilfssteuerungsbetrag gleich einem vorgegebenen Steuerungsbetrag oder kleiner als dieser wird. Dadurch kann für eine leichte Betätigung und ein angenehmes Gefühl beim Wählvorgang gesorgt werden, bis der Wählvorgang beendet ist.

Falls der Wählhebel 2 in einer Richtung betätigt wird, in der sich der Hebel 2 während des vorgegebenen Zeitraums von Position P weg bewegt, ändert das Kompensationsverstärkungseinstellteil 40 die Verstärkung Ka von der bei der normalen Hilfssteuerung verwendeten Verstärkung weg, so daß die Verstärkung Ka die Betätigungskraft für den Hebel 2 auf die gleiche oder eine ähnliche Widerstandskraft bringt, wie sie von dem Einrastmechanismus 350 erzeugt wird. Deshalb ändert sich die Verstärkung Ka derart, daß die Hilfskraft auf einen kleineren Wert geschwächt wird, wodurch der Fahrer veranlaßt wird, den Wählhebel 2 in die Position P zu betätigen, wobei dem Fahrer ein schweres Wählvorgangsgefühl vermittelt wird.

Die Betriebspositionswählvorrichtung 100 in der ersten Ausführungsform weist viele, nachfolgend beschriebene Vorteile auf.

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

Wird der Wählhebel 2 betätigt, wird das Hilfsdrehmoment von dem Elektromotor 15 auf die Kupplungswelle 12 des mechanischen Verbindungsmechanismus derart aufgebracht, daß die auf den Wählhebel 2 ausgeübte Betätigungskraft geringer wird. Wenn die Betriebspositionswählvorrichtung 100 elektrisch versagt, kann der Fahrer die Betriebsartenschalteinheit 300 durch Betätigung des Wählhebels 2 schalten, weil der Wählhebel 2 und die Betriebsartenschalteinheit 300 durch den mechanischen Verbindungsmechanismus, beispielsweise durch das erste und das zweite Steuerkabel 8 und 18 und andere Vorrichtungen, mechanisch verbunden sind.

Die Betriebspositionswählhebelvorrichtung 100 weist das Aufrechterhaltungshilfsteil 41, den Zeitgeber 42 und den Energieregler 43 auf, und diese können die elektrische Energie über den vorgegebenen Zeitraum nach dem Umstellen des Zündschalters 210 auf AUS liefern. Dadurch kann der Fahrer den Wählhebel 2 leicht auf Position P umschalten, wobei er nach dem AUS-Signal des Zündschalters durch die Hilfskraft unterstützt wird, wenn das Herausziehen des Zündschalters aus dem Schlüsselschloß unmöglich ist, weil der Fahrer vergessen hat, den Hebel 2 in die Position P zu bewegen.

Nach dem vorgegebenen Zeitraum wird die Aufrechterhaltungshilfssteuerung gestoppt, wodurch ein unnützer Verbrauch von Elektrizität selbst dann erspart werden kann, wenn an den Hebel 2 kein Gegenstand angehängt ist. Wenn das Aufrechterhaltungshilfsteil 41 detektiert, daß der Wählhebel 2 während der Aufrechterhaltungshilfssteuerung in Position P steht, stoppt es die Aufrechterhaltungshilfssteuerung, wodurch der Verbrauch von Elektrizität ohne ein unbehagliches Gefühl beim Wählvorgang günstiger werden kann.

Wenn das Aufrechterhaltungshilfsteil 41 entsprechend dem von dem FB-Steuerteil 37 ausgegebenen Steuerungsbetrag detektiert, daß der Wählhebel 2 nach dem vorgegebenen Zeitraum betätigt wird, hält es die Aufrechterhaltungshilfssteuerung aufrecht, bis der Steuerungsbetrag gleich dem vorgegebenen Steuerungsbetrag oder kleiner als dieser wird, wodurch dem Fahrer ein angenehmes Gefühl beim Wählvorgang gesichert werden kann.

Wenn das Betätigungsrichtungsbewertungsteil 39 während des vorgegebenen Zeitraums detektiert, daß der Wählhebel 2 einen Wählvorgang zur Bewegung von Position P weg ausführt, wird die Hilfskraft mit Hilfe des Kompensationsverstärkungseinstellteils 40 und des Vervielfachers 35 verkleinert oder auf Null vermindert, wodurch der Fahrer veranlaßt werden kann, den Wählhebel 2 in Richtung zu Position P zu betätigen, damit die Hilfssteuerung zu beenden und den Verbrauch von Elektrizität zu begünstigen.

An Hand der anliegenden Zeichnungen von 9 und 10 wird eine Betriebspositionswählvorrichtung für ein Automatikgetriebe in einer zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.

9 zeigt ein Steuerblockschaltbild einer Steuereinheit 22 und ihrer peripheren Einrichtungen für die Betriebspositionswählvorrichtung in der zweiten Ausführungsform.

Die Steuereinheit 22 umfaßt ein Aufrechterhaltungshilfsteil 46, ein Kompensationsverstärkungseinstellteil 44 und einen Vervielfacher 45.

Das Aufrechterhaltungshilfsteil 46 hält die Hilfssteuerung aufrecht, nachdem es ein AUS-Signal des Zündschalters detektiert hat, bis ein Wählhebel in einer Position P steht, und gibt ein Signal zur Beendigung der Hilfssteuerung an einen Energieregler 43 aus, wenn sich der Hebel in Position P befindet. Wenn das Aufrechterhaltungshilfsteil 46 detektiert, daß sich der Hebel in Position P befindet, stoppt es die Hilfssteuerung. Das Aufrechterhaltungshilfsteil 46 wirkt auch als Stopphilfsteil gemäß der vorliegenden Erfindung.

Das Kompensationsverstärkungseinstellteil 44 kompensiert eine Verstärkung Kb und legt diese fest, so daß es die Ausgabe einer Hilfskraft beim Empfang des AUS-Signals des Zündschalters und einen Wählvorgang des sich von der Position P weg bewegenden Wählhebels unterbindet.

Der Vervielfacher 45 multipliziert die Verstärkung Kb mit einem Hilfssteuerungsbetrag und gibt sein Ergebnis an ein Motorantriebssteuerteil 38 aus.

Die anderen Teile der Betriebspositionswählvorrichtung und ein Automatikgetriebe sind ähnlich wie diejenigen der in 1 bis 4 gezeigten ersten Ausführungsform konstruiert.

10 zeigt ein Ablaufschema von Änderungszuständen des Aufrechterhaltungshilfssteuervorgangs, der in der Steuereinheit 22 und einem Energieregler 43 ausgeführt wird, die in 9 gezeigt sind.

In einem normalen Steuerzustand S21 erfolgt eine normale Hilfssteuerung, wenn ein Zündschalter 210 auf EIN gehalten wird. Wenn der Zündschalter 210 auf AUS umgeschaltet wird, schaltet der normale Steuerzustand S11 in einen Aufrechterhaltungshilfszustand S22 um.

In dem Aufrechterhaltungshilfszustand S22 erfolgt die Hilfssteuerung. Wenn sich der Wählhebel in Position P befindet, schaltet der Aufrechterhaltungshilfszustand S22 in einen Stopphilfszustand S23 um.

In dem Stopphilfszustand S23 wird die Hilfssteuerung gestoppt.

Demgemäß gibt das Aufrechterhaltungshilfsteil 46 bis zu der Zeit, in der sich der Wählhebel in Position P befindet, kein Stopphilfssignal an den Energieregler 43 aus, wodurch die Hilfssteuerung zur Unterstützung des Fahrers beim Bewegen des Wählhebels in die Position P gesichert wird.

Die Kompensationsverstärkung Kb wird auf Null gestellt, so daß keine Hilfskraft ausgegeben wird, wenn der Wählhebel zur Wegbewegung von Position P betätigt wird, wodurch ein Fahrer veranlaßt werden kann, den Hebel zu Position P hin zu bewegen.

Die Betriebspositionswählvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform weist ähnliche Vorteile wie diejenigen der ersten Ausführungsform auf.

An Hand der anliegenden Zeichnungen von 11 und 12 wird eine Betriebspositionswählvorrichtung für ein Automatikgetriebe in einer dritten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.

11 zeigt ein Steuerblockschaltbild einer Steuereinheit 22 und ihrer peripheren Einheiten der Betriebspositionswählvorrichtung in der dritten Ausführungsform.

Die Steuereinheit 22 umfaßt ein Hilfssteuerungsbetragsberechnungsteil 47, ein Kompensationsverstärkungseinstellteil 48 und einen Vervielfacher 49.

Das Hilfssteuerungsbetragsberechnungsteil 47 berechnet einen Hilfssteuerungsbetrag, der direkt auf einem von einem Betätigungswinkelsensor 200 detektierten Betätigungswinkel beruht.

Das Kompensationsverstärkungseinstellteil 48 kompensiert eine Verstärkung K und legt diese fest, so daß es die Ausgabe einer Hilfskraft beim Empfang eines AUS-Signals des Zündschalters und einen Wählvorgang des sich von der Position P weg bewegenden Wählhebels unterbindet.

Der Vervielfacher 45 multipliziert die Verstärkung K mit dem Hilfssteuerungsbetrag und gibt sein Ergebnis an ein Motorantriebssteuerteil 38 aus.

Die anderen Teile der Betriebspositionswählvorrichtung und ein Automatikgetriebe sind ähnlich wie diejenigen der in 1 bis 4 gezeigten ersten Ausführungsform. 12 zeigt ein Ablaufschema von Änderungszuständen des Aufrechterhaltungshilfsvorgangs, der in der Steuereinheit 22 und einem Energieregler 43 ausgeführt wird, die in 11 gezeigt sind.

In einem normalen Steuerzustand S31 erfolgt eine normale Hilfssteuerung, wenn ein Zündschalter 210 auf EIN gehalten wird. Wenn der Zündschalter 210 auf AUS gestellt wird, schaltet der normale Steuerzustand S11 in einen Aufrechterhaltungshilfszustand S32 um.

In dem Aufrechterhaltungshilfszustand S32 erfolgt die Hilfssteuerung. Wenn die Zählzeit Te nach einem AUS-Signal des Zündschalters abläuft und zu einer vorgegebenen Zeit T0 wird, schaltet der Aufrechterhaltungshilfszustand S32 in einen Stopphilfszustand S33.

In dem Stopphilfszustand S33 wird die Verstärkung K auf Null gestellt, und demgemäß wird die Hilfssteuerung gestoppt.

Die Betriebspositionswählvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform weist ähnliche Vorteile wie diejenigen der ersten Ausführungsform auf.

An Hand der anliegenden Zeichnungen von 13 und 14 wird eine Betriebspositionswählvorrichtung für ein Automatikgetriebe in einer vierten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.

13 zeigt ein Steuerblockschaltbild einer Steuereinheit 22 und ihrer peripheren Einrichtungen der Betriebspositionswählvorrichtung in der vierten Ausführungsform.

Ein Aufrechterhaltungshilfsteil 41 erhält die Hilfssteuerung nach dem Umstellen eines Zündschalters 210 auf AUS aufrecht und stoppt die Hilfssteuerung, wenn ein Zeitgeber 42 die ablaufende Zeit als vorgegebene Zeit zählt oder sich ein Wählhebel in einer Position P befindet. Die anderen Teile der Betriebspositionswählvorrichtung ähneln denen der ersten Ausführungsform, nur daß die Steuereinheit 22 gemäß dieser Ausführungsform weder das Betätigungsrichtungsbewertungsteil 39 noch das Kompensationsverstärkungseinstellteil 41 noch den Vervielfacher 35 gemäß der in 4 gezeigten ersten Ausführungsform aufweist.

14 zeigt ein Ablaufschema von Änderungszuständen des Aufrechterhaltungshilfssteuervorgangs, der in der Steuereinheit 22 und dem Energieregler 43 ausgeführt wird, die in 13 gezeigt sind.

In einem normalen Steuerzustand S41 erfolgt eine normale Hilfssteuerung, wenn der Zündschalter 210 auf EIN gehalten wird. Wenn der Zündschalter 210 auf AUS geschaltet wird, schaltet der normale Steuerzustand S11 in einen Aufrechterhaltungshilfszustand S42 um.

In dem Aufrechterhaltungshilfszustand S42 erfolgt die Hilfssteuerung. Wenn die Zählzeit Te nach einem AUS-Signal des Zündschalters abläuft und zu einer vorgegebenen Zeit T0 wird oder sich der Wählhebel in Position P befindet, schaltet der Aufrechterhaltungshilfszustand S42 in einen Stopphilfszustand S43.

In dem Stopphilfszustand S43 wird die Hilfssteuerung gestoppt.

Die Betriebspositionswählvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform weist ähnliche Vorteile wie diejenigen der ersten Ausführungsform auf.

Zwar wurden bevorzugte Ausführungsformen der Vorrichtung besonders gezeigt und beschrieben, jedoch ist zu erkennen, daß ohne Abweichung vom Umfang der Erfindung, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, verschiedene Modifizierungen darin vorgenommen werden können.

Beispielsweise kann der Wählhebel eine andere Konfiguration als diejenige der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform aufweisen, beispielsweise eine mit dem Finger steuerbare.

Der mechanische Verbindungsmechanismus kann in den obigen Ausführungsformen an Stelle der ersten und zweiten Kabel 8 und 18 aus Stangen oder einem Gestänge bestehen. Der Wählhebel kann eine andere Form als in den obigen Ausführungsformen aufweisen.

Die Konfiguration der Kurve des Einrastmechanismus kann beliebig ausgebildet sein, um eine andere Zielreaktionskraft zu erhalten.

Das Betätigungsmoment oder die Betätigungskraft kann an Stelle der Verwendung des Drehmomentsensors 21 nach Maßgabe einer Schätzung des Stroms zu dem Motor 15 und dessen Umdrehungsgeschwindigkeit detektiert werden.

Die Betätigungsposition kann an Stelle des Betätigungswinkels des Wählhebels 2 durch den Verschiebungsbetrag des Wählhebels 2 oder des mechanischen Verbindungsmechanismus 400 detektiert werden, der den Wählhebel 2 und die Betriebsartenschalteinheit 300 miteinander verbindet.

Die von dem Elektromotor 15 erzeugte Hilfskraft läßt sich entsprechend dem Betätigungswinkel allein oder dem Betätigungswinkel und dem Betätigungsmoment steuern.

Übersetzung der Zeichnungsfiguren: Fig. 4

  • SELECT LEVER UNIT:
    Wählhebeleinheit
    OPERATING ANGLE:
    Betätigungswinkel
    OPERATING FORCE:
    Betätigungskraft
    FIRST CONTROL CABLE:
    erstes Steuerkabel
    ASSIST ACTUATOR:
    Hilfsbetätigungsglied
    OPERATING ANGLE SENSOR:
    Betätigungswinkelsensor
    SECOND CONTROL CABLE:
    zweites Steuerkabel
    MODE SHIFT UNIT:
    Betriebsartenschalteinheit
    TORQUE SENSOR:
    Drehmomentsensor
    REDUCTION GEARS:
    Reduziergetriebe
    MODE SHIFT UNIT:
    Betriebsartenschalteinheit
    OPERATING ANGLE SIGNAL:
    Betätigungswinkelsignal
    TORQUE SIGNAL:
    Drehmomentsignal
    TARGET REACTION SETTING PART:
    Zielreaktionseinstellteil
    FB CONTROL PART:
    FB-Steuerungsteil
    MOTOR DRIVE CONTROL PART:
    Motorantriebssteuerungsteil
    OPERATING DIRECTION JUDGEMENT PART:
    Betätigungsrichtungsbewertungsteil
    IGN SW.:
    Zündschalter
    COMPENSATION GAIN SETTING PART:
    Kompensationsverstärkungseinstellteil
    ASSIST MAINTENANCE PART:
    Aufrechterhaltungshilfsteil
    TIMER:
    Zeitgeber
    POWER CONTROLLER:
    Energieregler
    IGN:
    Zündung
    BATTERY:
    Batterie

Fig. 5

  • START:
    Start
    READ Top:
    Lesen Top
    Read Aop:
    Lesen Aop
    CALCULATE Ft:
    Berechnen Ft
    SET Ass:
    Einstellen Ass
    DRIVE MOTOR:
    Antriebsmotor
    ASSIST START/STOP/MAINTENANCE PROCESS:
    Start-/Stopp-/Aufrechterhaltungshilfsvorgang
    END:
    Ende

Fig. 6

  • ON FTARGET REACTIORCE [N]:
    Zielreaktionskraft [N]
    OPERATING FORCE [N]:
    Betätigungskraft [N]
    OPERATING ANGLE:
    Betätigungswinkel

Fig. 7

  • TARGET REACTION FORCE [N]:
    Zielreaktionskraft [N]
    OPERATING FORCE [N]:
    Betätigungskraft [N]
    OPERATING ANGLE:
    Betätigungswinkel

Fig. 8

  • IGNITION OFF:
    Zündung AUS
    P Position:
    Position P
    ASSIST STOP STATE:
    Stopphilfszustand
    |Ass|< A0:
    |Ass| < A0
    ASSIST MAINTENANCE STATE:
    Aufrechterhaltungshilfszustand
    ASSIST FORCE JUDGEMENTSTATE:
    Hilfskraftbewertungszustand
    NORMAL CONTROL STATE:
    normaler Steuerungszustand

Fig. 9

  • SELECT LEVER UNIT:
    Wählhebeleinheit
    OPERATING ANGLE:
    Betätigungswinkel
    OPERATING FORCE:
    Betätigungskraft
    FIRST CONTROL CABLE:
    erstes Steuerkabel
    ASSIST ACTUATOR:
    Hilfsbetätigungsglied
    OPERATING ANGLE SENSOR:
    Betätigungswinkelsensor
    SECOND CONTROL CABLE:
    zweites Steuerkabel
    TORQUE SENSOR:
    Drehmomentsensor
    REDUCTION GEARS:
    Reduziergetriebe
    MODE SHIFT UNIT:
    Betriebsartenschalteinheit
    OPERATING ANGLE SIGNAL:
    Betätigungswinkelsignal
    TORQUE SIGNAL:
    Drehmomentsignal
    TARGET REACTION SETTING PART
    Zielreaktionseinstellteil
    FB CONTROL PART:
    FB-Steuerungsteil
    MOTOR DRIVE CONTROL PART:
    Motorantriebssteuerungsteil
    IGN SW.:
    Zündschalter
    ASSIST MAINTENANCE PART:
    Aufrechterhaltungshilfsteil
    TIMER:
    Zeitgeber
    POWER CONTROLLER:
    Energieregler
    IGN:
    Zündung
    BATTERY:
    Batterie

Fig. 10

  • IGNITION OFF:
    Zündung AUS
    P Position:
    Position P
    ASSIST STOP STATE:
    Stopphilfszustand
    ASSIST MAINTENANCE STATE:
    Aufrechterhaltungshilfszustand
    NORMAL CONTROL STATE:
    normaler Steuerungszustand

Fig. 11

  • SELECT LEVER UNIT:
    Wählhebeleinheit
    OPERATING ANGLE:
    Betätigungswinkel
    OPERATING FORCE:
    Betätigungskraft
    FIRST CONTROL CABLE:
    erstes Steuerkabel
    ASSIST ACTUATOR:
    Hilfsbetätigungsglied
    OPERATING ANGLE SENSOR:
    Betätigungswinkelsensor
    SECOND CONTROL CABLE:
    zweites Steuerkabel
    MODE SHIFT UNIT:
    Betriebsartenschalteinheit
    TORQUE SENSOR:
    Drehmomentsensor
    REDUCTION GEARS:
    Reduziergetriebe
    MODE SHIFT UNIT:
    Betriebsartenschalteinheit
    OPERATING ANGLE SIGNAL:
    Betätigungswinkelsignal
    MOTOR DRIVE CONTROL PART:
    Motorantriebssteuerungsteil
    ASSIST CONTROL AMOUNT COMPUTING PART:
    Berechnungsteil für Hilfssteuerungsbetrag
    OPERATING DIRECTION JUDGEMENT PART:
    Betätigungsrichtungsbewertungsteil
    IGN SW.:
    Zündschalter
    COMPENSATION GAIN SETTING PART:
    Kompensationsverstärkungseinstellteil
    ASSIST MAINTENANCE PART:
    Aufrechterhaltungshilfsteil
    TIMER:
    Zeitgeber
    POWER
    CONTROLLER: Energieregler
    IGN:
    Zündung
    BATTERY:
    Batterie

Fig. 12

  • IGNITION OFF:
    Zündung AUS
    ASSIST STOP STATE:
    Stopphilfszustand
    ASSIST MAINTENANCE STATE:
    Aufrechterhaltungshilfszustand
    NORMAL CONTROL STATE:
    normaler Steuerungszustand

Fig. 13

  • SELECT LEVER UNIT:
    Wählhebeleinheit
    OPERATING ANGLE:
    Betätigungswinkel
    OPERATING FORCE:
    Betätigungskraft
    FIRST CONTROL CABLE:
    erstes Steuerkabel
    ASSIST ACTUATOR:
    Hilfsbetätigungsglied
    OPERATING ANGLE SENSOR:
    Betätigungswinkelsensor
    TORQUE SIGNAL:
    Drehmomentsignal
    TARGET REACTION SETTING PART:
    Zielreaktionseinstellteil
    FB CONTROL PART:
    FB-Steuerteil
    SECOND CONTROL CABLE:
    zweites Steuerkabel
    MODE SHIFT UNIT:
    Betriebsartenschalteinheit
    TORQUE SENSOR:
    Drehmomentsensor
    REDUCTION GEARS:
    Reduziergetriebe
    MODE SHIFT UNIT:
    Betriebsartenschalteinheit
    OPERATING ANGLE SIGNAL:
    Betätigungswinkelsignal
    MOTOR DRIVE CONTROL PART:
    Motorantriebssteuerungsteil
    ASSIST CONTROL AMOUNT COMPUTING PART:
    Berechnungsteil für Hilfssteuerungsbetrag
    OPERATING DIRECTION JUDGEMENT PART:
    Betätigungsrichtungsbewertungsteil
    IGN SW.:
    Zündschalter
    COMPENSATION GAIN SETTING PART:
    Kompensationsverstärkungseinstellteil
    ASSIST MAINTENANCE PART:
    Aufrechterhaltungshilfsteil
    TIMER:
    Zeitgeber
    POWER CONTROLLER:
    Energieregler
    IGN:
    Zündung
    BATTERY:
    Batterie

Fig. 14

  • IGNITION OFF:
    Zündung AUS
    NORMAL CONTROL STATE:
    normaler Steuerungszustand
    ASSIST MAINTENANCE STATE:
    Aufrechterhaltungshilfszustand
    ASSIST STOP STATE:
    Stopphilfszustand
    Te = To or P position:
    Te = To oder Position P


Anspruch[de]
Betriebspositionswählvorrichtung (100), geeignet für ein Automatikgetriebe (19), dessen Betriebsarten schaltbar sind, wobei die Betriebspositionswählvorrichtung (100) umfaßt:

eine Wählhebeleinheit (1) mit einem Wählhebel (2), der von einem Fahrer zwischen einer Mehrzahl von den Betriebsarten entsprechenden Wählpositionen betätigt wird;

einen Betriebszustandssensor (200; 21), der einen Betriebszustand des Wählhebels (2) detektiert und ein Betriebszustandssignal ausgibt;

eine Betriebsartenschalteinheit (300), die an dem Automatikgetriebe (19) angebracht ist und die Betriebsarten des Automatikgetriebes (19) schaltet;

ein mechanisches Verbindungsmittel (8, 10, 11, 12, 13, 17, 18), das den Wählhebel (2) und die Betriebsartenschalteinheit (300) mechanisch miteinander verbindet;

ein Hilfsbetätigungsglied (9), das zwischen dem Wählhebel (2) und der Betriebsartenschalteinheit (300) angeordnet ist und eine Hilfskraft zu dem Schalthebel (2) liefert; und

eine Steuereinheit (22) zum Ausführen einer Hilfssteuerung, bei welcher das Hilfsbetätigungsglied (9) basierend auf dem Betriebszustandssignal die Hilfskraft liefert, während das Betriebszustandssignal anzeigt, daß der Wählhebel (2) betätigt wird, wobei die Betriebspositionswählvorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß die Steuereinheit (22) ein Aufrechterhaltungshilfsteil (41; 46) zum Aufrechterhalten der Hilfssteuerung über einen vorgegebenen Zeitraum nach dem Erlöschen eines Zündschaltsignals eines Zündschalters (210) eines Motors aufweist, so daß das Hilfsbetätigungsglied (9) die Hilfskraft in dem vorgegebenen Zeitraum liefern kann, während das Betriebszustandssignal anzeigt, daß der Wählhebel betätigt wird.
Betriebspositionswählvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit (22) ein Stoppsteuerungshilfsteil (41, 42, 43; 41, 43) zum Stoppen der Hilfssteuerung umfaßt, wenn die Steuereinheit (22) auf Grund des Betriebszustandssignals anzeigt, daß sich der Wählhebel (2) in einer Position P befindet, während die Hilfssteuerung nach dem Erlöschen des Zündschaltsignals von dem Aufrechterhaltungshilfsteil (41; 46) ausgeführt wird. Betriebspositionswählvorrichtung (100) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das Aufrechterhaltungshilfsteil (41; 46) die Hilfssteuerung so lange ausdehnt, bis ein Hilfssteuerungsbetrag zum Ansteuern des Hilfsbetätigungsglieds (9) in dem Fall, daß der Wählhebel (2) immer noch betätigt wird, wenn der vorgegebene Zeitraum abläuft, gleich einem vorgegebenen Betrag oder kleiner als derselbe wird. Betriebspositionswählvorrichtung (100) eines Automatikgetriebes nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das Aufrechterhaltungshilfsteil (41; 46) die Hilfssteuerung in dem Fall, in dem der Wählhebel (2) immer noch betätigt wird, wenn der vorgegebene Zeitraum abläuft, so lange ausdehnt, bis sich der Wählhebel (2) in einer Position P befindet. Betriebspositionswählvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuereinheit (22) ein Hilfsschwächungsteil (39, 44, 45) zur Verminderung der Hilfskraft umfaßt, die in einer Richtung wirkt, in welcher der Wählhebel (2) während der von dem Aufrechterhaltungshilfsteil (41; 46) ausgeführten Hilfssteuerung bei der Wegbewegung von der Position P unterstützt wird, wenn das Zündschaltsignal abgeschaltet ist. Betriebspositionswählvorrichtung (100) nach Anspruch 5, wobei die Hilfskraft auf Null vermindert wird.






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