DE10232426A1

DE10232426A1 - Gangänderungssteuerung eines Automatikgetriebes

Info

Publication number: DE10232426A1
Application number: DE10232426A
Authority: DE
Inventors: Keiichi Kai
Original assignee: Unisia Jecs Corp
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-07-19
Filing date: 2002-07-17
Publication date: 2003-02-06
Also published as: JP2003028293A

Abstract

Eine Gangwechselsteuerung zur Durchführung eines Gangbereichswechsels in einem Automatikgetriebe weist ein Gehäuse auf; einen Hauptbetätigungsabschnitt, der auf dem Gehäuse angebracht ist und einen Schalthebel aufweist, einen Elektromotor, eine von dem Elektromotor angetriebene Ausgangswelle, ein von der Ausgangswelle betätigtes Gangbereichsumschaltventil, wobei das Gangbereichsumschaltventil das Getriebe dazu veranlaßt, einen von vorgegebenen Gangbereichen des Getriebes einzunehmen, wenn die Ausgangswelle in eine entsprechende Winkelposition gedreht wird, und eine Steuereinheit zum Steuern des Elektromotors entsprechend der Betätigung des Schalthebels und einen Reservebetätigungsabschnitt, der auf dem Gehäuse angebracht ist. Der Reservebetätigungsabschnitt kann die Ausgangswelle in zumindest eine vorbestimmte Winkelposition drehen, um über das Gangbereichsumschaltventil das Getriebe dazu zu veranlassen, unabhängig von dem Hauptbetätigungsabschnitt einen der vorgegebenen Gangbereiche einzunehmen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Automatikgetriebe von Rad-Kraftfahrzeugen, und insbesondere elektrische Gangwechselsteuerungen derartiger Automatikgetriebe.
Bei Automatikgetrieben, die bei Rad-Kraftfahrzeugen und dergleichen vorgesehen sind, wird üblicherweise eine Gangwechselsteuerung eingesetzt, die das Getriebe dazu veranlaßt, von einem Gangbereich auf einen anderen Gangbereich umzuschalten, wenn der Fahrer einen Schalthebel der Gangwechselsteuerung auf eine entsprechende Position stellt.

Einige derartige Gangwechselsteuerungen sind in den offenge legten japanischen Patentanmeldungen (Tokkai-hei) 5-99326 und 5-306750 beschrieben. Bei derartigen Gangwechselsteuerungen wird ein Elektromotor eingesetzt, der elektrisch eine Gangbereichsänderung des Getriebes hervorruft, wenn der Fahrer den Schalthebel betätigt. Ein Gangbereichsschalter ist bei dem Schalthebel vorgesehen, und gibt ein entsprechendes Signal an eine Steuereinheit aus, wenn der Fahrer den Schalthebel auf eine der vorgegebenen Positionen bewegt.

Bei der Gangwechselsteuerung gemäß diesen Veröffentlichungen wird ein Gehäuse verwendet, das mit einer Kraftfahrzeugkarosserie verbunden ist, und in welchem ein elektrisches Betätigungsglied vorgesehen ist, das einen Elektromotor und ein Reduziergetriebe aufweist. Das Reduziergetriebe weist eine Ausgangswelle auf, deren Vorderende zur Außenseite des Gehäuses hin freiliegt, und betriebsmäßig mit einem Gangbereichsumschaltventil verbunden ist, das in einer Hydrauliksteuerschaltung des Getriebes vorgesehen ist.

Entsprechend dem Winkel, um welche die Ausgangswelle gedreht wird, wird das Gangwechselschaltventil in eine von mehreren vorgegebenen Positionen bewegt, entsprechend verschiedenen Gangbereichen, beispielsweise Parkbereich (Bereich P), Rückwärtsbereich (Bereich R), Neutralbereich (Bereich N), Fahrbereich (Bereich D), zweiter Bereich (Bereich S), und niedriger Bereich (Bereich L).

Der Elektromotor wird von einer Steuereinheit gesteuert, die Informationssignale von dem Gangbereichsschalter empfängt, der durch den Schalthebel betätigt wird.

Wenn im Betrieb des Kraftfahrzeuges der Fahrer den Schalthebel betätigt, um eine gewünschte Gangbereichsänderung des Getriebes hervorzurufen, wird ein entsprechendes Informationssignal der Steuereinheit von dem Gangbereichsschalter zugeführt. Daraufhin betätigt die Steuereinheit den Elektromotor auf solche Art und Weise, dass die Ausgangswelle um einen vorgegebenen Winkel gedreht wird. Hierdurch wird das Automatikgetriebe gezwungen, die gewünschte Gangbereichsänderung durchzuführen. Infolge der Auswirkung eines Arretiermechanismus, der in dem Getriebe vorgesehen ist, wird ein Gangbereich, der auf diese Weise neu eingestellt wurde, selbst dann beibehalten, wenn der Elektromotor nicht mehr mit Strom versorgt wird.

Wie voranstehend geschildert wird bei den voranstehend erwähnten, elektrischen Gangwechselsteuerungen die Gangbereichsänderung mit Hilfe des Elektromotors durchgeführt. Wenn der Elektromotor nicht arbeitet, kann daher das Gangbereichsschaltventil in der Hydrauliksteuerschaltung des Getriebes nicht ordnungsgemäß durch die Ausgangswelle betätigt werden. In diesem Fall kann das Getriebe nicht die Gangbereichsänderung durchführen, die von dem Fahrer gewünscht wird. Wenn ein derartiger Ausfall des Elektromotors im Bereich D oder im Bereich R des Getriebes auftritt, muß der Fahrer sofort das Fahrzeug anhalten, und die Brennnkraftmaschine ausschalten. In diesem Fall behält jedoch das Getriebe den eingestellten Bereich D oder Bereich R bei. Bekanntlich wird in diesem Zustand das Kraftfahrzeug nicht stabil geparkt, da ein Parkgang nur dann verfügbar ist, wenn das Getriebe sich im Bereich P befindet. Darüber hinaus ist es in einem derartigen Zustand schwierig, das Fahrzeug durch ein Abschleppfahrzeug abzuschleppen, da die von der Brennnkraftmaschine angetriebenen Räder im Eingriff mit der Brennnkraftmaschine bleiben.

Daher besteht ein Vorteil der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung einer Gangwechselsteuerung eines Automatikgetriebes, die nicht die voranstehend geschilderten Nachteile aufweist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Gangwechselsteuerung zur Ausführung einer Gangbereichsänderung in einem Automatikgetriebe zur Verfügung gestellt, welches ein Gehäuse aufweist, einen Hauptbetätigungsabschnitt, der auf dem Gehäuse angebracht ist, und einen Schalthebel aufweist, einen Elektromotor, eine von dem Elektromotor angetriebene Ausgangswelle, ein Gangbereichsumschaltventil, das von der Ausgangswelle betätigt wird, wobei das Gangbereichsumschaltventil es dem Getriebe gestattet, einen von vorgegebenen Gangbereichen des Getriebes einzunehmen, wenn die Ausgangswelle in eine entsprechende Winkelposition gedreht wird, und eine Steuereinheit zum Steuern des Elektromotors entsprechend der Betätigung des Schalthebels, sowie einen Reserve- Betätigungsabschnitt, der auf dem Gehäuse vorgesehen ist, wobei der Reserve-Betätigungsabschnitt die Ausgangswelle in zumindest eine vorbestimmte Winkelposition drehen kann, um über das Gangbereichsumschaltventil das Getriebe dazu zu veranlassen, einen der vorgegebenen Gangbereiche unabhängig von dem Hauptbetätigungsabschnitt einzunehmen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus denen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:

Fig. 1 eine Vorderansicht einer Gangwechselsteuerung eines Kraftfahrzeug-Automatikgetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine vergrößerte Vorderansicht der Gangwechselsteuerung, wobei einige Teile zur Verdeutlichung weggelassen sind;

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie III-III von Fig. 2;

Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV von Fig. 2;

Fig. 5 eine vergrößerte Ansicht eines Teils von Fig. 1, wobei eine Gangbereichsumschalteinrichtung dargestellt ist;

Fig. 6 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie VI-VI von Fig. 5;

Fig. 7 eine Explosionsdarstellung der Gangbereichsumschalteinrichtung;

Fig. 8 eine schematische Ansicht der Gangbereichsumschalteinrichtung in einem neutralen oder nicht betriebsfähigen Zustand;

Fig. 9 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 5, wobei jedoch der Zustand im Bereich P der Gangbereichsumschalteinrichtung dargestellt ist;

Fig. 10 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 8, wobei jedoch der Zustand im Bereich P der Gangbereichsumschalteinrichtung dargestellt ist;

Fig. 11 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 5, wobei jedoch der Zustand im Bereich N der Gangbereichsumschalteinrichtung dargestellt ist; und

Fig. 12 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 8, wobei jedoch der Zustand im Bereich N der Gangbereichsumschalteinrichtung dargestellt ist.

Nachstehend wird die vorliegende Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Zur Vereinfachung des Verständnisses werden verschiedene Richtungen, beispielsweise rechts, links, oben, unten, nach rechts, usw., in der Beschreibung verwendet. Allerdings sind derartige Begriffe nur in Bezug auf eine oder mehrere Zeichnungen zu verstehen, in denen ein entsprechendes Teil dargestellt ist.
In Fig. 1 ist eine Gangwechselsteuerung eines Kraftfahrzeug- Automatikgetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt und insgesamt mit dem Bezugszeichen 100 bezeichnet.
Wie aus den Fig. 1 und 4 hervorgeht, weist die Gangwechselsteuerung 100 ein Gehäuse 1 auf, das aus Metall oder Kunststoff besteht. Gemäß Fig. 4 ist das Gehäuse 2 geteilt ausgebildet, und weist ein oberes und ein unteres Gehäuse 1A bzw. 1B auf, die miteinander verbunden sind. Wie aus den Fig. 1 und 4 hervorgeht, ist an dem oberen Gehäuse 1A eine Gangwechselreserveeinrichtung 21 vorgesehen. Gemäß Fig. 4 ist zu deren Anbringung das obere Gehäuse 1A mit einem rohrförmigen Vorsprung 2 versehen. Wie nachstehend noch genauer erläutert wird, kann die Gangwechselreserveeinrichtung 21 eingesetzt werden, wenn die Gangwechselsteuerung 100 nicht normal arbeitet.
Gemäß Fig. 6 ist der rohrförmige Vorsprung 2 mit einem Feder-Eingriffsausschnitt 2A versehen, der in Axialrichtung verläuft.
Weiterhin weist, wie aus den Fig. 1 und 6 hervorgeht, das obere Gehäuse 1A des Gehäuses 1 eine Anschlagsäule 3 auf, mit welcher ein später erläuterter, zweiter Hebel 24 in Berührung bringbar ist, um seine Neutralposition einzunehmen. Das obere Gehäuse 1A ist weiterhin mit einem Anschlag 4 für den Bereich P versehen. Gemäß Fig. 6 weist die Anschlagsäule 3 an ihrem Vorderende einen Anschlag 5 für den Bereich N auf.
Mit dem Bezugszeichen E ist ein Elektromotor bezeichnet, der mit einem Außenteil des Gehäuses 1 verbunden ist. In Fig. 2 ist dargestellt, dass der Elektromotor 6 eine Ausgangswelle 6A aufweist, die in das Gehäuse 1 hin vorspringt.
Gemäß Fig. 1 wird der Elektromotor 6 durch eine Steuereinheit 18 gesteuert. Mit dem Bezugszeichen 7 ist ein Verbinder bezeichnet, über welchen gesteuert elektrische Energie von der Steuereinheit 18 dem Elektromotor 6 zugeführt wird. Wie nachstehend noch genauer erläutert wird, erzeugt der Elektromotor 6 ein Drehmoment, das zur Durchführung einer Gangbereichsänderung des Getriebes erforderlich ist.
Gemäß Fig. 4 ist innerhalb des Gehäuses 1 ein Reduziergetriebemechanismus 8 vorgesehen, der das Drehmoment des Elektromotors 6 auf eine Ausgangswelle 15 überträgt, und hierbei die Umdrehungsgeschwindigkeit herabsetzt.
Wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt, weist der Reduziergetriebemechanismus 8 ein Antriebskegelrad 9 auf, das an der Ausgangswelle 6A des Elektromotors 6 befestigt ist, ein erstes Zwischenzahnrad 10, das sich um eine Welle 11 drehen kann, und eine Schrägverzahnung 10A aufweist, die mit dem Antriebskegelrad 9 im Eingriff steht, ein zweites Zwischenzahnrad 12, das sich um eine Welle 13 drehen kann, und eine n verzahnten Umfangsabschnitt 12A aufweist, der mit einem Geradstirnrad 108 mit kleinerem Durchmesser des ersten Zwischenzahnrads 10 im Eingriff steht, und ein Sektorzahnrad 14, das eng auf der Ausgangswelle 15 angeordnet ist, und einen bogenförmigen, gezahnten Abschnitt 14A aufweist, der mit einem Geradstirnrad 12B mit kleinerem Durchmesser des zweiten Zwischenzahnrades 12 im Eingriff steht. Wenn daher der Elektromotor 6 mit Strom versorgt wird und läuft, wird ein höheres Drehmoment auf die Ausgangswelle 15 übertragen, wobei die Umdrehungsgeschwindigkeit verringert wird.
Infolge des Eingriffs zwischen dem Antriebskegelrad 9 und der Schrägverzahnung 10A des ersten Zwischenzahnrades 10 ist die Kraftübertragung in beiden Richtungen möglich, also in Vorwärtsrichtung von dem Antriebskegelrad 9 auf das erste Zwischenzahnrad 10, und in Rückwärtsrichtung von dem ersten Zwischenzahnrad 10 auf das. Antriebskegelrad 9. Wenn daher, wie dies nachstehend noch genauer erläutert wird, in einem Reservezustand an die Ausgangswelle 15 ein bestimmtes Drehmoment durch die Gangwechselreserveeinrichtung 21 angelegt wird, können sich die Zahnräder 14, 12, 10 und 9 so drehen oder verschwenken, dass sie eine Drehung eines Rotors des Elektromotors 6 in dessen ausgeschaltetem Zustand hervorrufen. Die Zahnräder 14, 12, 10 und 9 können sowohl aus technischen Kunststoffen als auch aus Metallen bestehen.
Wie aus Fig. 4 hervorgeht, ist die Ausgangswelle 15 als abgestufte, zylindrische Metallstange ausgebildet. Die Ausgangswelle 15 ist drehbar in dem Gehäuse 1 über ein Lager 16 und eine Lagermuffe 17 gehaltert. Wie dargestellt weist die Ausgangswelle 15 einen Wellenabschnitt 15A mit kleinerem Durchmesser auf, der sich nach außen durch den rohrförmigen Vorsprung 2 des Gehäuses 1 erstreckt, einen Hebeleingriffsabschnitt 15b, der am Vorderende des Wellenabschnitts 15A mit kleinerem Durchmesser vorgesehen ist, und einen Wellenabschnitt 15C mit größerem Durchmesser, der die Basis der Ausgangswelle 15 bildet. Der Hebeleingriffsabschnitt 15B weist einen Querschnitt auf, der nicht kreisförmig ist.
Wenn daher, wie aus Fig. 2 hervorgeht, der Elektromotor 6 so mit Strom versorgt wird, dass er sich in der einen oder anderen Richtung um eine vorgegebene Anzahl an Umdrehungen dreht, wird die Ausgangswelle 15 in der Richtung des Pfeils A oder der Richtung des Pfeils B um einen vorgegebenen Winkel gedreht. Entsprechend dem Winkel, um welche die Ausgangswelle 15 gedreht wird, wird ein Gangbereichsumschaltventil 30 in einer Hydrauliksteuerschaltung des Getriebes in eine von mehreren vorgegebenen Positionen bewegt, die verschiedenen Gangbereichen entsprechen, beispielsweise dem Bereich P, dem Bereich R, dem Bereich N, dem Bereich D, dem Bereich S oder dem Bereich L.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, werden der Steuereinheit 18 Informationssignale von einem Gangbereichsschalter 19B zugeführt, der vom Fahrer betätigt wird, und von einem Drehwinkelsensor 20, der den Drehwinkel der Ausgangswelle 15 feststellt (sh. Fig. 4). Der Gangbereichsschalter 19B ist mit einem Schalthebel 19A gekuppelt, der durch den Fahrer von Hand in die Positionen der Bereiche P, R, N, D, S und L geschaltet werden kann. Durch Verarbeitung der Informationssignale steuert die Steuereinheit 18 den Elektromotor 6 so, dass das Getriebe einen gewünschten Gangbereich einnimmt, entsprechend der Art und Weise, auf welche der Fahrer den Schalthebel 19A betätigt.
Der Gangbereichsschalter 19B wird durch den Schalthebel 19A betätigt, und versorgt die Steuereinheit 18 mit einem Informationssignal, das den Gangbereich repräsentiert, der von dem Schalthebel 19A ausgesucht wird. Gemäß Fig. 4 ist der Drehwinkelsensor 20 an dem Gehäuse 1 angebracht, und weist ein Potentiometer auf, das betriebsmäßig zwischen dem Gehäuse 1 und der Ausgangswelle 15 angeordnet ist. Der Drehwinkelsensor 20 stellt daher den Drehwinkel der Ausgangswelle 15 fest, und gibt ein entsprechendes Informationssignal an die Steuereinheit 18 aus.
Wie voranstehend geschildert wird, wenn infolge eines Ausfalls des Elektromotors 6 oder der Steuereinheit 18 die Gangwechselsteuerung 100 nicht normal arbeitet, die Gangwechselreserveeinrichtung 21 als Reserveeinrichtung dafür eingesetzt, die Ausgangswelle 15 getrennt zu betätigen.
Aus den Fig. 1, 4, 5 und 7 geht hervor, dass die Gangwechselreserveeinrichtung 21 im wesentlichen einen ersten Hebel 22 aufweist, der so an der Ausgangswelle 15 angebracht ist, dass er sich mit dieser dreht, einen zweiten Hebel 24, der drehbar auf der Ausgangswelle 15 angeordnet ist, einen Federhalter 25, der drehbar auf der Ausgangswelle 15 angeordnet ist, eine erste und eine zweite Schraubenfeder 26 und 27, die als Vorspannvorrichtungen dienen, und einen Gangwechselhebel 28, der in der Nähe des Fahrersitzes angeordnet ist.
Wie in Fig. 1 dargestellt wird daher, wenn der Gangwechselhebel 28 von dem Fahrer betätigt wird, die Gangwechselreserveeinrichtung 21 so betätigt, dass sie die Ausgangswelle 15 in eine gewünschte Winkelposition dreht.
Wie aus den Fig. 4 und 5 hervorgeht, ist der erste Hebel 22 an dem Hebeleingriffsabschnitt 15B der Ausgangswelle 15 mit Hilfe eines Anschlagrings 23 befestigt. Gemäß Fig. 5 verläuft der erste Hebel 12 radial nach außen von der Ausgangswelle 15. Wenn daher die Ausgangswelle 15 zwischen einer Winkelposition, welche dem Bereich P des Getriebes entspricht, und einer anderen Winkelposition gedreht wird, welche dem Bereich L des Getriebes entspricht, wird der erste Hebel 22 zusammen mit der Ausgangswelle 15 innerhalb eines Winkelbereiches "θ" verschwenkt.
Wie in Fig. 4 gezeigt, ist der zweite Hebel 24 drehbar auf dem Wellenabschnitt 15A mit kleinerem Durchmesser der Ausgangswelle 15 angeordnet, der gegenüber dem rohrförmigen Vorsprung 2 des Gehäuses 1 nach außen vorspringt. Aus Fig. 1 geht hervor, dass der zweite Hebel 24 durch den Gangwechselhebel 28 über einen Zug-Druck-Draht 29 betätigt wird.
Wie besonders deutlich aus Fig. 7 hervorgeht, weist der zweite Hebel 24 einen rohrförmigen Abschnitt 24A auf, der eine Bohrung mit kleinerem Durchmesser aufweist, die drehbar auf dem Wellenabschnitt 15A mit kleinerem Durchmesser der Ausgangswelle 15 aufgenommen ist, sowie einen Bohrung mit größerem Durchmesser, die drehbar auf einem rohrförmigen Teil 25A des Feierhalters 25 aufgenommen ist, einen Plattenabschnitt 24B, der radial nach außen von dem rohrförmigen Abschnitt 24A aus verläuft, ein Hebelteil 24C, das radial nach außen von dem Plattenabschnitt 24B aus verläuft, P-Bereichs- und N-Bereichs-Vorsprünge 24D und 24E, die in Axialrichtung von unterschiedlichen Umfangsteilen des Plattenabschnitts 248 aus verlaufen, einen Federverbindungsabschnitt 24F, de an einer hinteren Oberfläche des Plattenabschnitts 24B vorgesehen ist, und einen Drahtverbindungsabschnitt 24G, der auf einer vorderen Oberfläche des Plattenabschnitts 24B vorgesehen ist.
Wie aus Fig. 5 hervorgeht, sind die Vorsprünge 24D und 24E für den Bereich P bzw. N an diametral entgegengesetzten Positionen in Bezug auf die Achse der Ausgangswelle 25angeordnet, wobei dazwischen der erste Hebel 22 angeordnet ist. Im Betrieb können die Vorsprünge 24D und 24E in Berührung mit dem linken bzw. rechten Rand des ersten Hebels 22 gelangen. Wie nachstehend noch genauer erläutert wird, werden dann, wenn sich der zweite Hebel 24 in der in Fig. 5 dargestellten Neutralposition befindet, die beiden Vorsprünge 24D und 24E außerhalb des Winkelbereiches "θ" des ersten Hebels 22 angeordnet, so dass sie sich in einer Entfernung von dem ersten Hebel 22 befinden.
Wenn, wie in Fig. 9 gezeigt, der zweite Hebel 24 in der Richtung des Pfeils "A" verschwenkt wird, stößt sein Vorsprung 24D für den Bereich P gegen den ersten Hebel 22 an, so dass die Ausgangswelle 15 zu einer Winkelposition entsprechend dem Bereich P gedreht wird. Wenn der zweite Hebel 24 in Anlage gegen den Anschlag 4 für den Bereich P gebracht wird, der am Gehäuse 1 vorgesehen ist, kommt die Ausgangswelle 15 in der Winkelposition an, die dem Bereich P entspricht, so dass das Getriebe dazu gezwungen wird, den Bereich P anzunehmen.
Wenn, wie in Fig. 11 gezeigt, der zweite Hebel 24 in Richtung des Pfeils "B" verschwenkt wird, stößt sein Vorsprung 24E für den Bereich N an den ersten Hebel 22 an, so dass die Ausgangswelle 15 zu einer Winkelposition entsprechend dem Bereich N gedreht wird. Gelangt dann der zweite Hebel 24 in Anlage an den Anschlag 5 für den Bereich N, der beim Gehäuse 1 vorgesehen ist, so kommt die Ausgangswelle 15 an der Winkelposition an, die dem Bereich N entspricht, wodurch das Getriebe dazu gezwungen wird, den Bereich N einzunehmen.
Wie in den Fig. 6 und 7 gezeigt ist, ist der Federhalter 25 drehbar um den Wellenabschnitt 15A mit kleinerem Durchmesser der Ausgangswelle 15 herum angeordnet. Der Federhalter 25 weist einen rohrförmigen Abschnitt 25A auf, der drehbar auf dem Wellenabschnitt 15A mit kleinerem Durchmesser angeordnet ist, einen kreisringförmigen Flanschabschnitt 25B, der radial nach außen von dem rohrförmigen Abschnitt 25A aus vorspringt, einen abgebogenen Vorsprung 25C, der in Axialrichtung gegenüber einem Umfangsteil des kreisringförmigen Flanschabschnitts 25B vorspringt, einen Vorsprung 25D, der radial nach außen von dem Umfangsteil des kreisringförmigen Flanschabschnitts 25B vorspringt, sowie einen Federverbindungsabschnitt 25E, der auf einer hinteren Oberfläche des Vorsprungs 25D angeordnet ist.
Gemäß Fig. 9 wird, wenn der Vorsprung 25D gegen die Anschlagsäule 3 anstößt, die bei dem Gehäuse 1 vorhanden ist, eine weitere Drehung des Federhalters 25 in der Richtung des Pfeils "A" verhindert. Dann kann sich der Federhalter 25 nur noch in entgegengesetzter Richtung verschwenken (also in der Richtung des Pfeils "B").
Aus den Fig. 5 und 6 wird deutlich, dass dann, wenn sich die Gangwechselreserveeinrichtung 21 in einer nicht betriebsfähigen Position befindet, der Vorsprung 25D des Federhalters 25 dazu gezwungen, an die Anschlagsäule 3 anzustoßen, infolge der Vorspannkraft der ersten Schraubenfeder 26. In diesem Zustand wird das Hebelteil 24C des zweiten Hebels 24 dazu gezwungen, gegen den gebogenen Vorsprung 25C des Federhalters 25 anzustoßen, infolge der Vorspannkraft der zweiten Schraubenfeder 27. Mit Hilfe der ersten und zweiten Schraubenfeder 26 bzw. 27 hält daher der Federhalter 25 den zweiten Hebel 24 in seiner Neutralposition, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist. Wie voranstehend geschildert werden, wenn der zweite Hebel 24 die Neutralposition annimmt, die Vorsprünge 24D und 24E für den Bereich P bzw. N des zweiten Hebels 24 außerhalb des Winkelbereichs "θ" des ersten Hebels 22 so angeordnet, dass sie sich in einer Entfernung von dem ersten Hebel 22 befinden.
Wie in den Fig. 4, 6 und 7 gezeigt ist, ist die erste Schraubenfeder 26 in dem rohrförmigen Vorsprung 2 des Gehäuses 1 aufgenommen, und zwischen dem Gehäuse 1 und dem Federhalter 25 angeordnet. Ein Ende 26A der Schraubenfeder 26 steht im Eingriff mit dem Federeingriffsausschnitt 2A, der in dem rohrförmigen Vorsprung 2 vorgesehen ist, und das andere Ende 26B der Schraubenfeder 26 steht im Eingriff mit dem Federverbindungsabschnitt 25E des Federhalters 25. Infolge dieser Anordnung drückt die erste Schraubenfeder 26 ständig den Federhalter 25 in Richtung des Pfeils "A" in Fig. 5, wodurch der Vorsprung 25D des Anschlags 15 gegen die Anschlagsäule 3 gedrückt wird. Anders ausgedrückt, kann sich der Federhalter 25 zusammen mit dem zweiten Hebel 24 in der Richtung des Pfeils "B" drehen, gegen die Vorspannkraft der ersten Schraubenfeder 26.
Wie aus den Fig. 4, 6 und 7 hervorgeht, ist die zweite Schraubenfeder 27 zwischen dem zweiten Hebel 24 und dem Federhalter 25 angeordnet. Ein Ende 27A der Schraubenfeder 27 steht im Eingriff mit dem Federverbindungsabschnitt 24F des zweiten Hebels 24, und das andere Ende 27B der Schraubenfeder 27 steht im Eingriff mit dem gebogenen Abschnitt 25C des Federhalters 25. Infolge dieser Anordnung drückt die zweite Schraubenfeder 27 ständig das Hebelteil 24C des zweiten Hebels 24 in Richtung des Pfeils "B" in Fig. 5, also zum gebogenen Vorsprung 25C des Federhalters 25 hin. Infolge der Einwirkung der zweiten Schraubenfeder 27 werden daher das Hebelteil 24C und der gebogene Vorsprung 25C gegeneinander gedrückt. Anders ausgedrückt kann sich der zweite Hebel 24 in der Richtung des Pfeils "A" gegen die Vorspannkraft der zweiten Schraubenfeder 27 drehen, also in jener Richtung, in welcher er sich von dem Federhalter 25 trennt.
Aus Fig. 1 geht hervor, dass der Gangwechselhebel 28 schwenkbar mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist, und der Zug-Druck-Draht 29 die Bewegung des Gangwechselhebels 28 auf den zweiten Hebel 24 überträgt. Der Gangwechselhebel 28 weist drei Winkelpositionen auf, nämlich eine nicht-betriebsfähige Position, wie in der Zeichnung dargestellt, eine Position für den Bereich P, und eine Position für den Bereich N. Wenn der Gangwechselhebel 28 von der nicht betriebsfähigen Position in die Position des Bereichs P verschwenkt wird, wird der zweite Hebel 24 in der Richtung des Pfeils "A" verschwenkt, was das Getriebe dazu veranlaßt, den Bereich P anzunehmen, wogegen dann, wenn der Gangwechselhebel 28 in die Position des Bereichs N verschwenkt wird, der zweite Hebel 24 in der Richtung des Pfeils "B" verschwenkt wird, was das Getriebe dazu veranlaßt, den Bereich N einzunehmen.
Nachstehend wird der Betriebsablauf der Gangwechselsteuerung 100 gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Zur Erleichterung des Verständnisses beginnt die Beschreibung mit dem normalen Zustand der Gangwechselsteuerung 100 gemäß der Erfindung.
Wenn beim Fahren des betreffenden Kraftfahrzeuges der Schalthebel 19A (sh. Fig. 1) von dem Fahrer betätigt wird, der einen Gangwechsel des Getriebes wünscht, steuert die Steuereinheit 18 den Elektromotor 6. Hierdurch wird die Ausgangswelle 15 gedreht. Der Drehwinkel der Ausgangswelle 15wird durch den Drehwinkelsensor 20 festgestellt, so dass, wenn die Ausgangswelle 15 in die von dem Fahrer gewünschte Winkelposition gedreht wird, der Sensor 20 ein entsprechendes Informationssignal an die Steuereinheit 18 abgibt, damit der Elektromotor 6 angehalten wird. Infolge dieser Drehung der Ausgangswelle 15 wird das Gangbereichsumschaltventil 30 in der Hydrauliksteuerschaltung des Getriebes in eine entsprechende Gangbereichsposition bewegt, um hierdurch tatsächlich den gewünschten Gangbereich des Getriebes einzustellen. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass selbst dann, wenn der Elektromotor 6 ausgeschaltet wird, der neu bei dem Getriebe eingestellte Gangbereich beibehalten wird, infolge des Betriebs eines Arretiermechanismus, der in dem Getriebe vorgesehen ist.
Weiterhin ist darauf hinzuweisen, dass normalerweise, also im Normalfall, wenn die Gangwechselsteuerung 100 gemäß der Erfindung normal arbeitet, der Gangwechselhebel 28 in seiner nicht betriebsfähigen Position gehalten wird, die in Fig. 1 gezeigt ist, so dass die Gangwechselreserveeinrichtung 21 nicht betriebsfähig ist, bei welcher der zweite Hebel 24 in seiner Neutralposition bleibt, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist. Die Vorsprünge 24D und 24E für den Bereich P bzw. N des zweiten Hebels 24 stören daher nicht irgendeine Schwenkbewegung des ersten Hebels 22, die unvermeidlich hervorgerufen wird, wenn die Ausgangswelle 15 im Normalbetrieb der Gangwechselsteuerung 100 gedreht wird. Daher wird die Drehbewegung der Ausgangswelle 15 nicht durch die Vorsprünge 24D und 24E gestört. Die Positionsbeziehung zwischen den verschiedenen Teilen, welche diese einnehmen, wenn sich der Gangwechselhebel 28 in seiner Neutralposition befindet, ist schematisch in Fig. 8 dargestellt.
Wenn aus irgendwelchen Gründen die Gangwechselsteuerung 100 nicht mehr normal arbeitet, und daher der vorhandene Gangbereich zwangsweise in dem Getriebe aufrechterhalten wird, selbst wenn der Fahrer den Schalthebel 19A betätigt, um einen Gangwechsel durchzuführen, betätigt der Fahrer das Bremspedal, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu verringern, und hält das Fahrzeug am Straßenrand an, und läßt die Brennnkraftmaschine weiterlaufen. Während der Fuß des Fahrers auf dem Bremspedal bleibt, betätigt dann der Fahrer die Gangwechselreserveeinrichtung 21.
Hierbei verschiebt der Fahrer den Gangwechselhebel 28 in die Position für den Bereich P. Dann wird, wie in Fig. 9 gezeigt, eine bestimmte Kraft an den zweiten Hebel 24 angelegt, damit dieser in der Richtung des Pfeils "A" gegen die Kraft der zweiten Schraubenfeder 27 verschwenkt wird, bis der zweite Hebel 24 an den Anschlag 4 für den Bereich P anstößt. Währenddessen drückt oder verschiebt der Vorsprung 24D für den Bereich P des zweiten Hebels 24 den ersten Hebel 22 in eine derartige Position, dass die Ausgangswelle 15 dazu veranlaßt wird, eine vorbestimmte Winkelposition für den Bereich P einzunehmen. Daraufhin wird das Getriebe zwangsweise in den Bereich P versetzt, so dass das Kraftfahrzeug sicher den Haltezustand annehmen kann. Die Bewegung der verschiedenen Teile, die erfolgt, wenn der Gangwechselhebel 28 in die Position für den Bereich P geschaltet wird, ist schematisch in Fig. 10 dargestellt.
Wenn danach erwünscht ist, das Fahrzeug durch ein Abschleppfahrzeug abzuschleppen, wird der Gangwechselhebel 28 in die Position für den Bereich N geschaltet. Hierdurch wird, wie aus Fig. 11 hervorgeht, eine bestimmte Kraft an zweiten Hebel 24 in der Richtung des Pfeils "B" angelegt. Da in diesem Zustand das Hebelteil 240 des zweiten Hebels 24 in Anlage an dem gebogenen Vorsprung 25C des Federhalters 25 bleibt, verschwenkt die angelegte Kraft den zweiten Hebel 24 zusammen mit dem Federhalter 25 in der Richtung des Pfeils "B" gegen die Kraft der ersten Schraubenfeder 26, bis der zweite Hebel 24 gegen den Anschlag 5 für den Bereich N anstößt. Hierbei drückt oder verschwenkt der Vorsprung 24E für den Bereich N des zweiten Hebels 24 den ersten Hebel 22 in eine derartige Winkelposition, dass die Ausgangswelle 15 dazu veranlaßt wird, die Winkelposition für den Bereich N einzunehmen. Hierdurch wird das Getriebe dazu gezwungen, den Bereich N einzunehmen, so dass die von der Brennnkraftmaschine angetriebenen Räder des Fahrzeugs von dem Ausgangsteil der Brennnkraftmaschine getrennt werden. Dann wird die Brennnkraftmaschine ausgeschaltet. Daher kann das abgeschaltete Fahrzeug dann durch ein Abschleppfahrzeug abgeschleppt werden, wobei die von der Brennnkraftmaschine angetriebenen Räder des Fahrzeugs auf der Straßenoberfläche verbleiben können. Die Bewegung der verschiedenen Teile, die erfolgt, wenn der Gangwechselhebel 28 in die Position für den Bereich N geschaltet wird, ist schematisch in Fig. 12 dargestellt.
Wie voranstehend erläutert wird bei der Gangwechselsteuerung 100 gemäß der vorliegenden Erfindung eine Gangwechselreserveeinrichtung 21 eingesetzt, die auf sichere Weise unerwünschte Effekte verhindern kann, die dann stattfinden würden, wenn die Gangwechselsteuerung 100 nicht mehr normal arbeitet. Selbst wenn die Gangwechselsteuerung 100 nicht mehr normal arbeitet, werden zumindest das Anhalten, das Parken und das Abschleppen des Fahrzeugs sicher dadurch durchgeführt, dass von Hand die Gangwechselreserveeinrichtung 21 betätigt wird.
Der zweite Hebel 24 ist sowohl mit dem Vorsprung 24D für den Bereich P als auch mit dem Vorsprung 24E für den Bereich N versehen, durch welche der erste Hebel 22 in die eine oder andere Richtung gedrückt und gedreht wird, entsprechend dem Schaltvorgang des Gangwechselhebels 28. Das Drehen des ersten Hebels 22 in der einen oder anderen Richtung führt zu einer entsprechenden Drehung der Ausgangswelle 15, wodurch das Automatikgetriebe dazu veranlaßt wird, den Bereich P oder den Bereich N einzunehmen. Wie aus der voranstehenden Beschreibung deutlich wird, bilden diese Teile eine einfache Konstruktion der Gangwechselreserveeinrichtung 21.
Infolge des Vorhandenseins der ersten und zweiten Schraubenfeder 26 bzw. 27 wird der zweite Hebel 24 so vorgespannt, dass er seine Neutralposition einnimmt. In dem nicht betriebsfähigen Zustand der Gangwechselreserveeinrichtung 21 stören daher der Vorsprung 24D für den Bereich P und der Vorsprung 24N für den Bereich N des zweiten Hebels 24 niemals den ersten Hebel 22, was einen ungestörten Betrieb der Gangwechselsteuerung 100 im Normalzustand sicherstellt.
Wie aus Fig. 5 hervorgeht, stößt dann, wenn sich die Gangwechselreserveeinrichtung 21 in ihrem nichtbetriebsfähigen Zustand befindet, der Vorsprung 25D des Federhalters 25 gegen die Anschlagsäule 3 an. Auf diese Weise wird die Neutralposition des zweiten Hebels 24 stabil gehalten.
Bei der voranstehend geschilderten Erfindung ist die Gangwechselreserveeinrichtung 21 so ausgebildet, dass sie sowohl den Bereich P als auch den Bereich N des Automatikgetriebes umfaßt. Falls gewünscht, kann jedoch die Einrichtung 24 so ausgebildet sein, dass sie nur den Bereich P des Getriebes umfaßt. Weiterhin kann, falls erwünscht, die Einrichtung 21 so ausgebildet sein, dass sie den Bereich R, den Bereich D, den Bereich S. und den Bereich L umfaßt, zusätzlich zu dem Bereich P und dem Bereich N.
Der gesamte Inhalt der japanischen Patentanmeldung 2001-220254, die am 19. Juli 2001 eingereicht wurde, wird durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung eingeschlossen.
Zwar wurde die Erfindung voranstehend unter Bezugnahme auf Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, jedoch ist die Erfindung nicht auf die voranstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Verschiedene Modifikationen und Variationen derartiger Ausführungsformen können von Fachleuten auf diesem Gebiet vorgenommen werden, angesichts der voranstehend geschilderten Lehre.

Claims

1. Gangwechselsteuerung zur Durchführung eines Gangbereichswechsels in einem Automatikgetriebe, wobei vorgesehen sind:
ein Gehäuse;
ein Hauptbetätigungsabschnitt, der auf dem Gehäuse angebracht ist, und einen Schalthebel aufweist, einen Elektromotor, eine von dem Elektromotor angetriebene Ausgangswelle, ein Gangbereichsumschaltventil, das durch die Ausgangswelle betätigt wird, wobei das Gangbereichsumschaltventil zuläßt, dass das Getriebe einen von vorgegebenen Gangbereichen des Getriebes einnimmt, wenn die Ausgangswelle in eine entsprechende Winkelposition gedreht wird, sowie eine Steuereinheit zum Steuern des Elektromotors entsprechend der Betätigung des Schalthebels; und
ein Reservebetätigungsabschnitt, der auf dem Gehäuse angebracht ist, wobei der Reservebetätigungsabschnitt die Ausgangswelle in zumindest eine vorbestimmte Winkelposition drehen kann, um über das Gangbereichsumschaltventil das Getriebe dazu zu veranlassen, einen der vorgegebenen Gangbereiche unabhängig von dem Hauptbetätigungsabschnitt einzunehmen.

2. Gangwechselsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reservebetätigungsabschnitt so ausgebildet ist, dass er die Ausgangswelle in eine derartige Winkelposition dreht, dass zumindest entweder der Zustand des Bereiches P oder der Zustand des Bereiches N des Getriebes hervorgerufen wird.

3. Gangwechselsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reservebetätigungsabschnitt aufweist:
einen Gangwechselhebel, der zwischen zwei vorbestimmten Positionen bewegbar ist;
einen ersten Hebel, der so an der Ausgangswelle befestigt ist, dass er sich mit dieser dreht;
einen zweiten Hebel, der drehbar um die Ausgangswelle herum angeordnet ist, wobei der zweite Hebel einen ersten und einen zweiten Vorsprung aufweist, von denen jeder in Berührung mit dem ersten Hebel bringbar ist, wenn der zweite Hebel um die Ausgangswelle um einen bestimmten Winkel gedreht wird;
eine Vorspannanordnung, die den zweiten Hebel so vorspannt, dass er eine Neutralposition in Bezug auf den ersten Hebel einnimmt; und
ein Übertragungskabel, das sich zwischen dem Gangwechselhebel und dem zweiten Hebel erstreckt.

4. Gangwechselsteuerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Vorsprung des zweiten Hebels so ausgebildet sind und solche Abmessungen aufweisen, dass sie eine Berührung mit dem ersten Hebel vermeiden, wenn der zweite Hebel die Neutralposition einnimmt.

5. Gangwechselsteuerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Vorsprung des zweiten Hebels in Anlage an den ersten Hebel gebracht wird, um die Ausgangswelle in eine erste vorbestimmte Winkelposition zu drehen, wodurch der Zustand des Bereichs P des Getriebes hervorgerufen wird, wenn der Gangwechselhebel in eine der vorbestimmten Positionen bewegt wird, und der zweite Vorsprung des zweiten Hebels in Anlage mit dem ersten Hebel gebracht wird, um die Ausgangswelle in eine zweite vorbestimmte Winkelposition zu drehen, wodurch der Zustand des Bereichs N des Getriebes hervorgerufen wird, und wenn der Gangwechselhebel in die andere der vorbestimmten Positionen bewegt wird.

6. Gangwechselsteuerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannanordnung aufweist:
einen Federhalter, der drehbar auf der Ausgangswelle angeordnet ist, wobei der Federhalter mit einem einstückig mit ihm ausgebildeten Flansch versehen ist;
eine erste Schraubenfeder, deren eines Ende mit dem Gehäuse verbunden ist, und deren anderes Ende mit dem Flansch des Federhalters verbunden ist; und
eine zweite Schraubenfeder, deren eines Ende mit dem zweiten Hebel verbunden ist, und deren anderes Ende mit dem Flansch des Federhalters verbunden ist, wobei die erste und die zweite Schraubenfeder an axial entgegengesetzten Positionen in Bezug auf den Flansch des Federhalters angeordnet sind.

7. Gangwechselsteuerung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin vorgesehen sind:
eins Anschlagsäule, die auf dem Gehäuse vorgesehen ist; und
ein Vorsprung, der durch den Flansch des Federhalters zur Verfügung gestellt wird, wobei der Vorsprung zwangsweise zur Anlage gegen die Anschlagsäule durch die Kraft der ersten Schraubenfeder veranlaßt wird, wenn der zweite Hebel die Neutralposition in Bezug auf den ersten Hebel einnimmt.

8. Gangwechselsteuerung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin vorgesehen sind:
ein Anschlag für den Bereich P, der auf dem Gehäuse vorgesehen ist, wobei der Anschlag für den Bereich P eine zu starke Drehung des zweiten Hebels in einer Richtung verhindert, in welcher der Zustand des Bereichs P des Getriebes hervorgerufen wird; und
ein Anschlag für den Bereich N, der auf dem Gehäuse vorgesehen ist, wobei der Anschlag für den Bereich N eine übermäßige Drehung des zweiten Hebels in einer Richtung verhindert, in welcher der Zustand des Bereichs N des Getriebes hervorgerufen wird.

9. Gangwechselsteuerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Gangwechselhebel schwenkbar ist, und das Übertragungskabel ein Zug-Druck-Draht ist.