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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Park-/Verschlussmechanismus,
wie einen ferngesteuerten Park-/Verschlussmechanismus ausgelegt
das zufällige
Schalten eines Getriebes aus der Parkposition zu verhindern. Die
Erfindung bezieht sich ebenso auf ein Getriebe montiertes Parkpositionsverriegelungssystem,
auf Fahrzeuggetriebe und Verfahren zur Steuerung derselben.
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Mit
kürzlichen
Fortschritten in der Elektronik und der darauffolgenden Integration
von Elektronik in Fahrzeugsystemen, sind nun viele Funktionen, die historisch
mechanisch durchgeführt
wurden, Kandidaten für
die Umformung in elektronische Einrichtungen oder elektromechanische
Einrichtungen. Solche Funktionen beziehen sich auf Motor- und Getriebesteuerung
(allgemein ausgedrückt "Fahrzeugantriebsmanagement"), Antiblockierbremsen,
Steuerung, Fahrgastabteilklimasteuerung und ähnliches. Mit Hinblick auf
die vorliegende Vorrichtung ziehen es einige Fahrzeughersteller
in Erwägung,
elektronische Steuerungen für
die Steuerung der Getriebeschaltung zu verwenden und ziehen es in
Betracht den Gangschalthebel vollständig vom Fahrzeuggetriebe mechanisch
zu entkoppeln. Befürworter
eines "gesamt elektrischen" Schaltungssystems
argumentieren, dass es Vorteile in Bezug auf geringere Teile- und
Zusammenbaukosten aufweist, vereinfachte Teileführung von Teilen des Ganghebels
zum Getriebe, geringere Garantie- und verbesserte Kundenwünsche, einschließlich möglicher
kundenspezifischer Anpassung des Fahrzeugsschaltungsmusters und -Gefühls an spezifische
Kundenvorlieben. Jedoch wollen die Hersteller manchmal immer noch
irgendeiner Art von einer direkten mechanische Verbindung. Ein Grund
ist, weil ein Schalthebel, der nicht auf irgendeine Art mechanisch
mit dem Getriebe verbunden ist, den Nachteil hat, dass mechanische
Verbindungen physikalisch zufälliges
Schalten verhindern. Zusätzlich
führen
neue Systeme immer neue Probleme ein.
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Zum
Beispiel muss ein "gesamt
elektronisches" System
entworfen sein, sicher mit einer leeren Batterie umzugehen, niedriger
elektrischer Spannung/niedriger Energie im Fahrzeug, unerwarteter
totaler Verlust von elektrischem Strom (während des Parkens oder während der
Fahrt), Abschleppsituationen, und zahllosen anderen Szenarien. Ein
Problem tritt insbesondere in elektrisch gesteuerten automatischen
Getrieben mit Drehmomentwandlern auf weil das automatische Getriebe
typischerweise verdrehbar ist, wenn im Getriebe ein Fahrgang eingelegt
ist (d. h. vorwärts
oder rückwärts) und
der Motor abgestellt ist. Deswegen müssen diese Getriebe eine mechanische
oder elektromechanische Parkverriegelungsvorrichtung haben, welche
die Getriebezahnräder
gegen Verdrehen fixiert, um ein geparktes Fahrzeug daran zu hindern,
einfach weg zu rollen, sogar wenn die elektrische Fahrzeugenergieversorgung abhanden
gekommen ist. Ein weiteres Anliegen ist, dass Bundesvorschriften
erfordern, dass bestimmte vorbestimmte Fahrzeugbedingungen erfüllt werden müssen, bevor
ein Schalthebel aus der Parkposition geschaltet werden kann. Viele
Hersteller erfüllen
diese Bundesvorschriften durch die Verwendung einer Bremszündungsgetriebeschaltungsverriegelung (BITSI)-Vorrichtung, welche
physikalisch den Schalthebel in der Parkposition festhält bis vorbestimmte Fahrzeugbedingungen
erfüllt
werden. Jedoch muss ein BITSI-System
dazu in der Lage sein, seine Funktion zufriedenstellend und positiv
zu erfüllen,
einschließlich "Energie an" und "Energie aus" Zündungsbedingungen
ebenso, falls die Fahrzeugenergiequelle versiegt.
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Ein
Vorteil, auf den die Befürworter
eines "gesamt elektrischen" Schaltsystems hinweisen,
ist die Eliminierung von Bowdengetriebeschaltkabeln oder mechanischen
Hebeln. Viele moderne Passagierfahrzeuge haben Getriebeschalthebel
mit einem verdrehbaren Schalthebel, welcher mechanisch mit einem
Fahrzeuggetriebe verbunden ist, wie durch einen Bowdenzug oder eine
mechanische Anlenkung.
US 2,966,244 offenbart
ein Fahrzeug mit einem manuellen Getriebe, welches ein ineinanderschiebendes
Bodenkabel aufweist, das mit einer mechanischen Anlenkung zum Einrücken einer
gezahnten Scheibe auf einer Antriebswelle eines Fahrzeugs verbunden
ist.
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Unlängst haben
viele Fahrzeughersteller Park-/Verriegelungsmechanismen in Gangschaltungen
von automatischen Getrieben eingebaut, um das Bewegen des Schalthebels
aus der Parkposition zu vermeiden, wenn nicht bestimmte vorbestimmte Fahrzeugbedingungen
erfüllt
werden. Es ist jedoch schwierig die Qualität und Funktionalität eines
schalthebelmontierten Park-/Verriegelungsmechanismus in einem zusammengebauten
Fahrzeug zu kontrollieren, weil der Schaltvorrichtungshersteller,
der Bowdenzughersteller, der Getriebehersteller und der Fahrzeugzusammenbauer
typischerweise verschiedene Unternehmen sind. Dem gemäß wird eine
Vorrichtung gewünscht,
welche die vorstehenden Probleme löst.
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Die
vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die Probleme des Standes
der Technik zu verringern.
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Ich
habe als einen Aspekt der vorliegenden Erfindung, es mir ausgedacht,
einen Park-/Verriegelungsmechanismus mit einem ferngesteuerten Aktuator
direkt in das Fahrzeuggetriebe zu integrieren, was viele von den
Vorteilen von bestehenden und mechanischen und elektromechanischen
Park-/Verriegelungssystemen bereitstellt, aber ohne die Probleme,
die mit Bowdenzügen
verbunden sind. Dies erlaubt dem Getriebehersteller im Wesentlichen
das gesamte System in Bezug auf Funktionalität und Qualität zu kontrollieren.
Vorteilhafterweise kann meine Erfindung den Park-/Verriegelungsmechanismus
direkt in das Fahrzeuggetriebe integrieren und indirekt mit der
Getriebekomponente verbinden, welche zufälliges Verdrehen der Getriebezahnräder verhindert,
so dass verschiedene Teile eliminiert werden. Noch darüber hinaus,
kann die Gesamtbaugruppe wie durch die Eliminierung von Zusammenbauschritten
der Installation und des Einhakens von Bowdenzügen oder anderen mechanisch
betätigten Getriebeanlenkungen
verbessert werden. Sogar noch weiter, habe ich mir einen hydraulisch
betätigten
und/oder elektrisch gesteuerten Park-/Verriegelungsmechanismus ausgedacht,
bei dem die elektrische Verbindung zwischen einem Schalthebel und seinem
Getriebe vollständig
die Notwendigkeit einer mechanischen Verbindung zwischen dem Schalthebel
und dem Getriebe eliminieren.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung bereitgestellt,
umfassend: ein Fahrzeuggetriebe, welches Zahnräder und eine Anti-Rotationsvorrichtung
aufweist, die eingreifbar ist, um die Zahnräder beim Bewegen anzuhalten; ein
Verriegelungsbauteil integriert in das Fahrzeuggetriebe zum Eingreifen
in die Anti-Rotationsvorrichtung, wobei das Verriegelungsbauteil
zwischen einer Parkposition bewegbar ist, in der sich die Anti-Rotationsvorrichtung
im Eingriff befindet, um die Zahnräder gegen Rotation zu fixieren
und einer Freigabeposition, die es den Zahnrädern gestattet, zu rotieren;
ein Aktuator, der in oder auf dem Getriebe angebracht ist; Anlenkung,
welche betreibbar den Aktuator mit dem Verriegelungsbauteil verbindet;
eine elektrische Vorrichtung, die betreibbar mit dem Aktuator verbunden
ist, um das Verriegelungsbauteil in die Freigabeposition lediglich
zu bewegen, wenn vorgegebene Fahrzeugbetriebsbedingungen erfüllt werden;
und gekennzeichnet dadurch, dass das Gerät weiter eine Gangschaltung
umfasst, welche einen Schalthebel und eine Klaue hat und einen Sensor
zur Detektion von Bewegung von einem aus Schalthebel und Klaue aufweist,
wobei der Sensor betreibbar mit der elektrischen Vorrichtung verbunden
ist, wobei der Schalthebel zwischen Schaltpositionen bewegbar ist,
die eine Parkposition beinhalten, die Klaue den Schalthebel in der
Parkposition hält
und der Sensor Bewegung von einem aus Schalthebel und Klaue detektiert,
wenn ein Betätiger
dazu bereit ist, aus der Parkposition herauszuschalten.
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Verschiedene
bevorzugte Merkmale werden in den abhängigen Ansprüchen 2 bis
9 beschrieben.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt, das
Schritte aufweist von: Bereitstellen eines Fahrzeuggetriebes, welches
Zahnräder
und eine Anti-Rotationsvorrichtung aufweist, die eingreifbar ist,
um die Zahnräder
von Bewegung abzuhalten, ein Verriegelungsbauteil in dem Fahrzeuggetriebe
ausgelegt, um in die Anti-Rotationsvorrichtung einzugreifen, wobei das
Verriegelungsbauteil zwischen einer Parkposition bewegbar ist, in
welcher die Anti-Rotationsvorrichtung sich in Eingriff befindet,
um die Zahnräder
gegen Rotation zu halten und einer Freigabeposition, die es den
Zahnrädern
gestattet zu rotieren, ein Aktuator auf dem Getriebe, eine Anlenkung
betreibbar den Aktuator mit dem Verriegelungsbauteil verbindend;
wobei der Aktuator so ausgelegt ist, das Verriegelungsbauteil lediglich
in eine Freigabeposition zu bewegen, wenn vorbestimmte Fahrzeugbetriebsbedingungen
erfüllt
werden; gekennzeichnet dadurch, dass der Gangschalthebel mit einem
Schalthebel und einer Klaue bereitgestellt wird und einen Sensor
zur Detektion und Bewegung von einem aus dem Schalthebel und der
Klaue aufweist; wobei der Schalthebel zwischen Schaltpositionen
bewegbar ist, die eine Parkposition beinhalten, die Klaue den Schalthebel
in der Parkposition hält
und der Sensor Bewegung von einem aus Schalthebel und Klaue detektiert,
wenn ein Betätiger
bereit ist, aus der Parkposition zu schalten; Bereitstellung einer
Vorrichtung, betreibbar verbunden mit dem Sensor und dem Aktuator
und ferngesteuert den Aktuator betätigend unter Verwendung des
Sensors und der Vorrichtung, welche die Anlenkung zwischen einer Überzentrumsverriegelungsposition
bewegt, wo das Verriegelungsbauteil sich in der Parkposition befindet,
um die Zahnräder
gegen Rotation zu halten und zur Bewegung der Anlenkung gegen eine
nicht-verriegelte Position, wo das Verriegelungsbauteil in eine
Freigabeposition bewegt wird, welcher es den Zahnrädern gestattet
zu rotieren.
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Verschiedene
bevorzugte Ausführungsformen
des Verfahrens werden in den Ansprüchen 11 und 12 dargestellt.
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Die
vorliegende Erfindung fasst ebenso ins Auge und erstreckt sich auf
jegliche Kombinationen von jedem der Merkmale und Aspekte davon
und bevorzugten Merkmalen davon, welche nicht spezifisch hierin
zitiert sind.
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Diese
und andere Merkmale, Vorteile und Aufgaben der vorliegenden Erfindung
werden durch Fachleute mit Bezug auf die folgende Beschreibung, Ansprüche und
beigefügten
Zeichnungen besser verstanden werden.
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Die
vorliegende Erfindung kann auf verschiedene Arten und Weisen ausgeführt werden,
und eine Ausführungsform
eines Getriebes und eines Park-/Verriegelungsmechanismus
in Übereinstimmung
mit der Erfindung wird nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen
beispielhaft beschrieben werden, in welchen:
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1 eine Draufsicht auf die
Innenseite eines Getriebes zeigt, das ein Getriebegehäuse beinhaltet,
interne Komponenten und einen Park-/Verriegelungsmechanismus in Übereinstimmung
mit einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine teilweise vergrößerte Ansicht
des eingekreisten Bereichs in 1 zeigt;
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3 eine vergrößerte perspektivische
Ansicht des Park-/Verriegelungsmechanismus
zeigt, der in 2 gezeigt
ist, welche damit verbundene Komponenten schematisch zeigt, wobei
der Park-/Verriegelungsmechanismus sich in Parkposition befindet;
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3A einen Stromlaufplan zeigt,
der einen elektrischen Schaltkreis zeigt, welcher mit einem Magnetventil
zur Steuerung des Aktuators des Park-/Verriegelungsmechanismus verbunden
ist;
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3B bis 3D Stromlaufpläne zeigen, welche einen hydraulischen
Schaltkreis des Magnetventils zeigen, das in 3 und 3A veranschaulicht
ist;
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4 eine Ansicht vergleichbar
zur 3 zeigt, jedoch
den Park-/Verriegelungsmechanismus in
einer freigegebenen Position zeigt (d. h., nicht in Parkposition);
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5 eine perspektivische Ansicht
eines getriebemontierten Mechanismus nach dem Stand der Technik
zeigt; und
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5A bis 5F Ansichten von einzelnen Bauteilen
und Baugruppen, die in 5 gezeigt
sind, zeigen.
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Ein
System nach dem Stand der Technik beinhaltet ein Getriebe (5), welches ein Klinkenrad oder
Trommel 11 mit Klinken 12 und ein verdrehbares Bauteil 13 mit
einem Zahn 14, um die Klinken 12 einzugreifen,
aufweist. Das Klinkenrad 11 ist physikalisch mit den Getriebezahnrädern verbunden,
um Rotation der Getriebezahnräder
zu verhindern, wenn das Getriebe sich in Parkposition befindet.
Der Zahn 14 greift in eine bestimmte Klinke 12 ein,
wenn das Getriebe sich in Parkposition befindet, so dass das Fahrzeug
nicht wegrollen kann. Ein Gangschalthebel 15, welcher einen
Park-/Verriegelungsmechanismus/Nocke 15a aufweist, ist
durch einen Bowdenübertragungszug 16 mit
dem verdrehbaren Bauteil 13 betreibbar verbunden, der mit
einer Anlenkung 17 verbunden ist. Die Auslenkung 17 beinhaltet
einen Kurbelarm 18, der an einer verdrehbaren Achse 19 befestigt
ist. Die Achse ist rotierbar, betreibbar verbunden an einem Ende
mit dem Getriebegehäuse 11' und hat ein
weiteres Ende mit einer konfigurierten Blechplatte 20 daran.
Die konfigurierte Blechplatte 20 greift in einen Drückerstift 21 ein,
um das verdrehbare Bauteil 13 in seinem Halter 22 zu
verdrehen. Die konfigurierte Blechplatte 20 beinhaltet
ebenso eine Oberfläche
mit Vertiefungen 23 daran, welche Getriebeschaltpositionen
Park P, rückwärts R, neutral
N und Fahren D entsprechen, wobei die Vertiefungen im Eingriff mit
einer federvorgespannten Walze 24 stehen. Eine Seitenoberfläche 20' beinhaltet
mehrere gebogene elektrische Kontakte 20'',
welche den Getriebeschaltpositionen P, R, N und D entsprechen. Die
Anordnung der Walze 24 und Vertiefungen 23 hilft
dabei, die konfigurierte Blechplatte 20 akkurat in einer
der P, R, N und D-Schaltpositionen zu halten, und einen Sensor greift
in Kontakt 20'' ein, um das Fahrzeugsystem
dazu zu veranlassen, das Getriebe in einer gewählten Schaltposition zu halten.
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Insbesondere
beinhaltet der Drückerstift 21 einen
Stab 25, einen Schieber 26, der betreibbar auf dem
Stab 25 montiert ist und eine Schraubenfeder 27,
um den Schieber 26 in einer ausgestreckten Position auf
dem Stab 25 vorzuspannen. Die Feder 27 ist zusammendrückbar und
gestattet es dem Schieber 26 sich entlang dem Stab 25 zu
bewegen und die Feder 27 zusammenzudrücken, für den Fall, wenn das verdrehbare
Bauteil 13 nicht mit den Klinken 12 ausgerichtet
ist, und noch nicht in die Parkposition verdreht werden kann. Eine
zweite Feder 28 auf dem Halter 22 spannt das verdrehbare
Bauteil 13 in eine normalerweise ausgerückte Position vor, so dass
das verdrehbare Bauteil ausrückt,
wenn der Drückerstift 21 durch
eine Betätigung
der Anlenkung 17 herausgezogen wird.
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5A und 5F zeigen verschiedene Bauteile nach
dem Stand der Technik, welche in einem bekannten Getriebe vorkommen.
Das Getriebe beinhaltet eine Anti-Rotationsvorrichtung, die ein
Schwungrad, oder Klinkenrad oder Trommel 60 aufweist, welches
darauf Klinken 12 hat (5).
Die Trommel 60 ist verdrehbar und dreht sich während des
Betriebs des Fahrzeugs mit den Getriebezahnrädern. Die Trommel 60 ist
mit den Getriebezahnrädern
verbunden und konfiguriert, um das Fahrzeug in einer verriegelten
Parkposition zu halten, wenn die Trommel 60 sich verriegelt
im Eingriff mit dem verdrehbaren Bauteil 13 befindet, so
dass sich das Fahrzeug nicht unerwartet bewegt, wenn der Schalthebel
sich in der Parkposition befindet. Der Halter 22 ist U-förmig (siehe 5) und ist am Getriebegehäuse am Ort 62 befestigt.
Ein Stift erstreckt sich durch den Halter 22 und gibt einen
Drehpunkt 63 vor.
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Das
verdrehbare Bauteil 13 beinhaltet einen T-förmigen Körper 64 (5B und 5C), welcher einen Drehpunkt 65 an
einem Ende hat. Der Zahn 14 ist am gegenüberliegenden
Ende angeordnet. Der Zahn 14 beinhaltet leicht angewinkelte
Grenzkanten 66, die konfiguriert sind, um paarweise mit
einer bestimmten Klinke 12 ineinander zu greifen (5), wobei der leichte Winkel
das Ausrücken
und Wiedereinrücken
vereinfacht, aber der Winkel im Wesentlichen senkrecht ist, um zufälliges Ausrücken zu
verhindern. Das Ende mit dem Zahn 14 daran beinhaltet ebenso
einen Haltefinger 67 (5C),
zum Anliegen an der Innenseite des Halters 22 (5B). Das verdrehbare Bauteil 13 ist
entlang Pfad 68 bewegbar (5B)
zwischen einer ausgerückten
Position (5B) und einer
eingerückten
Posi tion (5). In der
ausgerückten
Position greift der Haltefinger 67 in einen U-förmigen Halter 22 einläuft aus
ihm aus. Die gebogene Drahtfeder 28 spannt das verdrehbare Bauteil 13 in
eine normalerweise ausgerückte
oder Freigabeposition vor. Der Raum zwischen den Plattformen 67' und einer entsprechenden
Plattform 69' des
U-förmigen
Halters 22 gibt einen Raum für den Kopf 71 des
Drückerstiftes 21 vor,
der unten beschrieben wird. Der Kopf 71 beinhaltet ein
Paar von Walzen 74 und 75, die in Oberflächen 67' und 69' eingreifen.
Der Kopf 71 beinhaltet weiterhin gegenüberliegende Finger 76,
die entlang von gegenüberliegenden
Seiten des verdrehbaren Bauteils 13 gleiten und innerhalb
des U-förmigen
Kanals im Halter 22 gleiten, so dass sie als eine Führung agieren.
Während
der Kopf 71 zwischen dem verdrehbaren Bauteil 13 und
dem Halter 22 auf Plattformen 67' und 69' gleitet, spannt er das verdrehbare
Bauteil 13 in eine eingerückte Position vor (d. h. Parkposition,
wie gezeigt in 3), so
dass der Zahn 14 in irgendeine Klinke 12 eingreift,
die mit dem Zahn 14 ausgerichtet ist.
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Wie
aus dem Folgenden klar wird, kann das besprochene bevorzugte Ausführungsbeispiel
bestimmte Teile des Getriebes 10 aus dem Stand der Technik
beinhalten (obwohl erkannt werden wird, dass viele verschiedene
Teile verwendet werden) und demnach werden ähnliche Bezugszeichen verwendet,
um ähnliche
Bauteile zu beschreiben.
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Zum
Zwecke der Beschreibung hierin, sollen sich die Begriffe "oberer", "unterer", "rechts" "links" "hinterer" "vorderer" "vertikal" und "horizontal" und deren Abteilungen
auf die Ausführungsform
beziehen, die im Allgemeinen orientiert ist, wie in 3. Jedoch sollte verstanden werden, dass
die bevorzugten Ausführungsformen
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung verschiedene Orientierungen annehmen
können
und Schrittfolgen, ausgenommen dort, wo das gegenteilige ausdrücklich spezifiziert
ist. Es sollte ebenso verstanden werden, dass spezielle Vorrichtungen
und Verfahren, die in den beigefügten Zeichnungen
in der folgenden Beschreibung veranschaulicht und beschrieben werden,
lediglich beispielhafte Ausführungsformen
der erfinderischen Konzepte sind, die in den beigefügten Ansprüchen vorgegeben
werden. Folglich sind spezielle Abmessungen und andere physikalische
Eigenschaften, welche hierin mit Bezug auf die Ausführungsformen offenbart
werden, nicht als beschränkend
anzusehen, insofern die Ansprüche
dies nicht ausdrücklich anders
festlegen.
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Eine
Vorrichtung 50 zur Bereitstellung eines Park-/Verriegelungsmechanismus
(wie für
ein Fahrzeug) (1) in Übereinstimmung
mit einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beinhaltet einen Aktuator 51,
der mit einem verdrehbaren Bauteil durch eine Anlenkung 52 verbunden ist,
wie einem existierenden verdrehbaren Bauteil 13. Der Aktuator 51 (3) wird hydraulisch betätigt und ist
konfiguriert von dem Getriebeflüssigkeitsdruck
innerhalb des Getriebes 53 fortbetrieben zu werden, wobei
die Anwendung des Fluiddrucks durch ein zwischengefügtes Magnetventil 54 gesteuert
wird, welches elektrisch mit einer Gangschaltung 120 verbunden
ist. Die Anlenkung 52 stellt einen anwachsenden mechanischen
Vorteil bereit, wenn sich das verdrehbare Bauteil 13 seiner
sitzenden Parkposition annähert.
Insbesondere beinhaltet die Anlenkung 52 eine T-förmige Anordnung von Kipphebelgliedern,
welche das verdrehbare Bauteil 13 in eine eingerückte Halteposition
in den Klinken 12 der Klinkentrommel 11 drücken, wie
unten beschrieben. Diese Anordnung gewährleistet einen reibungslosen
und sicheren Betrieb, sogar bei ungewöhnlich unerwartet niedrigen Fluiddrücken innerhalb
des Getriebes 53 und stellt weiterhin vergrößerte Herausziehkraft
bereit, um die Parkposition zu verlassen, für den Fall, dass sich ein Fahrzeug
auf einem Berg befindet. Die Anordnung stellt weiterhin eine Parkverriegelungsfunktion
bereit, weil das Ventil 54 betreibbar mit dem elektrischen System
des Fahrzeugs 55 verbunden ist, welches eine Motor-/Getriebesteuerungsvorrichtung 56 enthält (wie
einen Fahrzeugbordcomputer), einen Bremsschalter 57, der
betreibbar in einem Bremshebel 57' eingreift, und einen Zünd-"Schlüssel-An"-Schalter 58 auf
einem Zündschalter 58'.
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Im
vorliegenden Park-/Verriegelungsmechanismus 50 ist ein
abgewandelter Schieber 78 verschiebbar auf dem Stab 25 montiert
(3). Eine Führung kann bereitgestellt
werden, um den Schieber 78, während seines Betriebs auf lineare
Bewegung einzuschränken.
Der Schieber 78 beinhaltet eine Bohrung 79, zur
verschiebbaren Aufnahme eines Endes des Stabes 25 und beinhaltet
weiterhin eine Öffnung 80 zur
Aufnahme einer Nuss 81, welche auf ein Ende des Stabes 25 geschraubt
ist, um den Stab 25 am Schieber 78 zu halten.
Eine Feder 82 ist auf dem Stab 25 montiert und
ist zwischen extrudierten Nocken an der Seite des Stabes 25 und
am Ende des Schiebers 78 zusammengedrückt. Durch diese Anordnung
kann die Anlenkung den Schieber 78 in Richtung des Halters 28 zwingen,
ohne das verdrehbare Bauteil 13 zu beschädigen. Insbesondere,
wenn der Zahn 14 des verdrehbaren Bauteils 13 nicht
mit der Klinke 12 in der geklinkten Trommel 11 ausgerichtet
ist, kann sich das verdrehbare Bauteil 13 nicht bewegen
und folglich kann sich der Stab 25 ebenso nicht bewegen.
Demnach gleitet der Schieber 78 auf dem Stab 25 und
presst dabei die Feder 82 zusammen. Sobald der Zahn 14 mit
Klinke 12 ausgerichtet ist, spannt die Feder 82 den
Stab 25 in eine ausgestreckte Position vor, und veranlasst
dabei den Kopf 71 das verdrehbare Bauteil 13 in
eine eingerückte Parkposition
mit der geklinkten Trommel 11 zu verdrehen.
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Die
Anlenkung 52 beinhaltet weiterhin eine Anordnung von Kipphebelgliedern 84 bis 87 (3), die miteinander verdrehbar
verbunden sind, wie unten beschrieben. Das Kipphebelglied 84 beinhaltet ein
erstes Ende 88, verdrehbar verbunden mit dem Schieber 78 und
ein zweites Ende 89, verdrehbar verbunden mit einem Hauptgelenk 90.
Das Ende 88 beinhaltet ein Paar von gegenüberliegenden
Flanken, welche einen Flansch 92 am Schieber 78 aufnehmen,
um einen stabilen Schwenkungspunkt am Ende 88 zu erzeugen.
Das Bindeglied 85 ist an einem ersten Ende 93 verschwenkbar
an einem stationären Schwenkpunkt 94 auf
dem Getriebegehäuse
gelagert. Das Bindeglied 85 beinhaltet weiterhin ein zweites
Ende 96, das verschwenkbar am Hauptgelenk 90 gelagert
ist. Das Bindeglied 86 beinhaltet ein erstes Ende 97,
welches verschwenkbar am Hauptgelenk 90 gelagert ist, und
ein zweites Ende 98, das sich am ersten Ende 97 erstreckt.
Ein Antriebsglied 87 beinhaltet einen Schwenkpunkt 99,
der verdrehbar am Ende 98 des Zugglieds 86 gelagert
ist. Das Antriebsglied 87 beinhaltet weiterhin ein zweites
Ende 100, welches an der verdrehbaren Welle 101 befestigt
ist. Die verdrehbare Welle 101 kann die Welle 19 sein (siehe 5), oder kann eine separate
drehbare Welle sein. Die Welle 101 (3) wird verdrehbar an einem Ort auf dem
Getriebegehäuse
abgestützt.
Ein Antriebszahnrad 103 ist auf der verdrehbaren Welle 101 gesichert
und beinhaltet Zähne 104.
Der Aktuator 51 beinhaltet einen hydraulischen Zylinder 106, einen
Kolben, der betreibbar im Zylinder 106 montiert ist und
eine ausfahrbare Stange 108, die mit dem Kolben verbunden
ist. Der hydraulische Zylinder 106 ist am Getriebegehäuse gesichert,
oder kann integral mit diesem ausgebildet sein. Die ausfahrbare
Stange 108 weist eine Zahnstange 109 auf, die
an ihrem freien Ende befestigt ist und verschiebbar für lineare
Bewegung auf dem Getriebegehäuse
abgestützt
wird. Die Zahnstange 109 beinhaltet Zähne 110, die konfiguriert
sind, um betreibbar in die Zähne 104 auf
dem Antriebszahnrad 103 einzugreifen.
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Während die
ausfahrbare Stange 108 des Aktuators 51 ausgefahren
wird, bewegt sie die Zahnstange 109, welche betreibbar
in das Antriebszahnrad 103 eingreift, um die Achswelle 101 zu
verdrehen. Dies veranlasst das Bindeglied 87 das Bindeglied 86 zu
ziehen. Als Folge bewegen sich Bindeglieder 84 und 85 aus
einer ausgerichteten Position (leicht Überzentrum), in welcher das
verdrehbare Bauteil 13 sich im Eingriff mit der geklinkten
Trommel 11 befindet (2 und 3), in eine zurückgezogene Position,
in welcher das verdrehbare Bauteil 13 aus der geklinkten
Trommel 11 ausgerückt
ist, so dass das Getriebe betrieben werden kann (4).
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Der
Hubraum innerhalb des Zylinders 106 ist mit dem Betriebsfluiddruck
des Getriebes 53 durch eine hydraulische Leitung 112 verbunden
(3). Insbesondere kann
der Zylinder 106 innerhalb des Getriebes integriert sein
und integral als Teil des Getriebegehäuses ausgebildet sein, ebenso
kann Leitung 112 in das Gehäuse integriert sein. Ein magnetbetätigtes Ventil,
welches eine elektrisch betätigte Magnetspule 54 beinhaltet,
ist betreibbar mit Leitung 112 verbunden. Die Magnetspule 54 des
Ventils ist mit dem elektrischen Fahrzeugsystem 55 verbun den. Das
elektrische Fahrzeugsystem beinhaltet eine Steuerung 56,
Bremsschalter 57, und Zündungsschlüsseleinschalter 58.
Das elektrische Fahrzeugsystem 55, welches die Steuerung 56 beinhaltet,
ist konfiguriert die Magnetspule 54 zu betätigen, um
das Ventil lediglich zu öffnen,
wenn der Bremsschalter 57 und der Zündungseinschalter 58 sich
in vorgegebenen fahrzeugbetätigten
Bedingungen befinden und wenn sich der Gangschalthebel aus der Parkposition herausbewegt.
Andere Konfigurationen werden ebenso betrachtet, sich innerhalb
des Bereiches der vorliegenden Erfindung zu befinden, wie solche,
wo der Aktuator 51 oder das Ventil 54 elektrisch,
hydraulisch, pneumatisch, mechanisch oder Kombinationen davon sind.
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Die
vorliegende Vorrichtung 50 ist insbesondere daran angepasst,
mit einer Gangschaltung 120 zusammenzuarbeiten, welche
daran Elektronik hat. Insbesondere beinhaltet die Gangschaltung 120 einen
Sensorschalter 121 zur Detektion der Position der Klaue 122,
wenn ein Betätiger
einen Daumenknopf 123 drückt, um den Gangschaltungshebel 124 aus
einer Parkstellung herauszubewegen. Gangschaltungen, welche Klauen
aufweisen, sind allseits im Stand der Technik bekannt, so dass eine
Beschreibung davon hierin für
einen Fachmann nicht beinhaltet sein muss, um die vorliegende Erfindung zu
verstehen. Die Gangschaltung 120 beinhaltet ebenso zur
Detektion der Verdrehposition des Schalthebels 124 ein
verdrehbares Potentiometer 125. Die Position von einem
oder beiden aus Klaue 122 und Schalthebel 124 kann über den
Sensor 121 und das Potentiometer 125 detektiert
werden, um es der Motor-/Getriebesteuerungsvorrichtung 56 zu
ermöglichen,
das Getriebe 10 zu steuern.
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Die
ausfahrbare Stange 108 (3)
des Aktuators 51 ist in eine normalerweise eingefahrene
Position durch Feder 126 federvorgespannt, so dass, falls
elektrische Energie oder Spannung verloren geht, die Stange 108 einfährt, um
die Anlenkung 52 dazu zu veranlassen normalerweise das
verdrehbare Bauteil 13 zu verriegeln und in eine geparkte/verriegelte
Position gegen die geklinkte Trommel 11 zu bewegen. Eine
manuelle Übersteuerung 129 beinhaltet ein
Kabel 130 und einen Handgriff 131, welche gezogen
werden können,
um den Kurbelhebel 131' zu spannen,
um wiederum manuell den Park-/Verriegelungsmechanismus 50 dazu
zu veranlassen, freigegeben zu werden. Insbesondere verdreht sich
der Kurbelhebel 131',
was die Anlenkung 52 dazu zu veranlasst aufzubrechen und
das verdrehbare Bauteil 13 aus der geklinkten Trommel 11 auszurücken. Es wird
in Erwägung
gezogen, dass sich dieser Handgriff 131 in einem sicheren
Bereich befinden würde, wie
unter der Motorhaube und lediglich von Reparaturmechanikern oder
einem Besitzer/Betätiger
im Notfall verwendet werden würde.
Ebenso wird es in Erwägung
gezogen, dass diese mechanische Übersteuerung
abgeschlossen oder auf irgendeine Weise beschränkt sein kann, so dass sie
lediglich vom Fahrzeugbesitzer verwendet werden kann.
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Eine
elektrische Übersteuerung 132 (3A) ist elektrisch mit dem
Steuerungsventil 54 verbunden und beinhaltet Leiter 133,
welche einen Stromkreis mit der Fahrzeugbatterie 138', einer Hilfsbatterie 136 und
einem logischen Schalter 137 innerhalb der Steuerung 56 bilden.
Der Schalter 137 wird durch ein PROM, Chip, oder anderen
logischen Schaltkreisen innerhalb der Steuerung 56 betätigt, sobald
vorbestimmte Fahrzeugbedingungen erfüllt werden. Information über vorbestimmte
Fahrzeugbedingungen wird in die Steuerung 56 über Eingangsleitungen 139' eingegeben.
Zum Beispiel sind die Leitungen 139' mit Schaltern verbunden, die detektieren,
dass ein Bremspedal niedergedrückt
wird, die Zündung
eingeschaltet ist und ähnliches.
Der Schalter 137 wird geschlossen, um das Magnetventil 54 unter
Energie zusetzen, mit Energie aus der Fahrzeugbatterie 138,
oder falls diese leer ist, durch die Hilfsbatterie 136,
so dass sich das Magnetventil 54 öffnet, um Fluid durch die Leitung 112 zu
leiten. Dies verhindert, dass hydraulisches Fluid im Zylinder 51 eingeschlossen
wird, was die Feder 126 daran hindern würde, die ausfahrbare Stange 108 dazu
zu veranlassen in ihrer normalerweise verriegelte Parkposition einzufahren.
Es wird bemerkt, dass die Batterie 136 in das Fahrzeuggehäuse der
Fahrzeugbatterie 138 integriert werden kann, oder eine
sekundäre
Batterie unabhängig
von der Fahrzeugbatterie 138 sein kann. Eine Diode 139 oder
andere Schaltkreismittel können
verwendet werden, um den Stromfluss von der Batterie 136 zu
steuern und die Betätigung
der elektrischen Übersteuerung 132 zu
steuern. Speziell wird die Diode 139 verwendet, um die
Batterie 136 daran zu hindern, sich ebenso zu entleeren,
falls das elektrische Fahrzeugsystem (dass die Fahrzeugbatterie 138 beinhaltet)
abstirbt. Es wird in Erwägung
gezogen, dass nach Wunsch Sensoren hinzugefügt werden können, um solche Dinge, wie
die Position der Anlenkung 52, die Position des verdrehbaren Bauteils 13,
die Position des Aktuators 51, oder die Ladung in der Batterie 136 anzuzeigen
oder zu detektieren.
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Der
Betrieb des Magnetventils 54 wird in 3B bis 3D gezeigt.
Das Magnetventil 54 ist ein Dreipositionsventil, wie jeweils
in 3B bis 3D gezeigt. Wenn es keinen
Strom im elektrischen Fahrzeugsystem gibt, welches das Magnetventil 54 enthält (3B) ist der hydraulischen
Druckeingang 140 geschlossen, der hydraulische Druckausgang 141 (verbunden
mit dem Aktuator 51) ist verschlossen und der hydraulischen
Leitungsausgang 142 (verbunden mit der Ölwanne 143) ist verschlossen. Wenn
die Fahrzeugenergie eingeschaltet ist (3C), jedoch die Gangschaltung sich immer noch
auf Parken befindet, bleibt der Eingangsanschluss 140 blockiert,
jedoch der Ausgabeanschluss 141 ist mit dem Ausleitungsanschluss 142 verbunden,
so dass hydraulisches Fluid vom Aktuator 51 von der Wanne 143 im
Getriebe 53 geleitet wird. Demnach rückt der Park-/Verriegelungsmechanismus
den Zahn 14 in eine Klinke 12 ein, um das Fahrzeug
in einer angehaltenen Parkposition zu halten. Wenn die Bedingungen
zum Schalten aus Parken heraus erfüllt werden und die Steuerung 56 elektrische
Energie an das Magnetventil 54 anlegt (3D), wird der Eingangsanschluss 140 mit
dem Ausgabeanschluss 141 verbunden und der Ausleitungsanschluss 142 ist
blockiert, welches es hydraulischem Druck aus dem Getriebe 53 ermöglicht,
zum Aktuator 51 zu fließen, um die Stange 108 auszufahren.
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Insbesondere
wird durch diese Anordnung Hydraulikfluid im Aktuator 51 für eine kurze
Zeit eingeschlossen, falls jegliche Fahrzeugenergie verloren geht.
Nichtsde stotrotz ermöglichen
es die Batterie 136 und/oder die manuelle Übersteuerung 129,
das System zu betreiben, wie es zur Reparatur nötig ist.
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Die
oben genannte Beschreibung wird lediglich als jene der bevorzugten
Ausführungsformen
betrachtet. Abwandlungen der Erfindung werden Fachleuten einfallen
und jenen, welche die Erfindung anwenden. Deswegen wird es verstanden
werden, dass die Ausführungsformen,
die in den Zeichnungen gezeigt sind und die oben beschrieben sind,
lediglich Veranschaulichungszwecken dienen, und nicht dazu beabsichtigt
sind, den Bereich der Erfindung einzuschränken, welcher durch die folgenden Ansprüche vorgegeben
wird, die gemäß den Grundlagen
des Patentgesetzes ausgelegt werden, einschließlich der Lehre von Äquivalenten.