(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のパーキングロックユニット（１４５）を作動させるパーキングロック歯車機構（１５０）であって、
遊星歯車機構（２００）は、太陽歯車（２２０）と、内歯車（２４０）と、前記太陽歯車（２２０）及び前記内歯車（２４０）と噛み合う少なくとも１つの遊星歯車（２３５）と、を備え、前記少なくとも１つの遊星歯車（２３５）は、回転可能に取り付けられた遊星キャリア（２３７）に固定され；
前記内歯車（２４０）に連結されたばねユニット（２０５）は、前記内歯車（２４０）の回転により付勢され、及び付勢された状態でトルク及び／又は力を前記内歯車（２４０）に加えるよう構成され；
内歯車固定ユニット（２１０）は、第１作動状態において前記内歯車（２４０）を回転しないよう固定し、及び第２作動状態において前記内歯車（２４０）の回転を自由にするよう構成され；及び
前記遊星キャリア（２３７）に連結されたロックユニット（２１５）は、前記遊星キャリア（２３７）が回転すると、車両（１００）の前記パーキングロックユニット（１４５）をロック状態と解除状態の間で切り換えるよう構成されることを特徴とする、パーキングロック歯車機構（１５０）。
【請求項２】
前記内歯車固定ユニット（２１０）は電気アクチュエータ（２６０）を備え、該電気アクチュエータ（２６０）は、電流及び／又は電圧の無い状態において、前記内歯車固定ユニット（２１０）を第２作動状態に移行させるよう構成されることを特徴とする、請求項１に記載のパーキングロック歯車機構（１５０）。
【請求項３】
前記電気アクチュエータ（２６０）は、電磁石である、及び／又は内歯車（２４０）の歯部と係合する突起部（２６２）を備えることを特徴とする、請求項２に記載のパーキングロック歯車機構（１５０）。
【請求項４】
ロックユニット（２１５）は、遊星キャリア（２３７）の回転を、プランジャ（２６７）の直線運動に変換するよう構成されることを特徴とする、請求項１〜３の何れか一項に記載のパーキングロック歯車機構（１５０）。
【請求項５】
前記ロックユニット（２１５）が当接要素（２８５）を備え、該当接要素（２８５）は、前記プランジャ（２６７）の移動経路を制限するよう構成され、更に前記ロックユニット（２１５）は、前記プランジャ（２６７）が前記当接要素（２８５）に当接すると、前記遊星キャリア（２３７）を回転しないよう固定するよう構成されることを特徴とする、請求項４に記載のパーキングロック歯車機構（１５０）。
【請求項６】
前記プランジャ（２６７）は、パーキングロックユニット（１４５）をロック状態にするよう動くと、パーキングロックスイッチ（２７７）を少なくとも１つの保持ノーズ部（２８２）における係止位置（２８０）へ押し、及び前記パーキングロックスイッチ（２７７）を解除状態にするよう動くと、該パーキングロックスイッチ（２７７）を前記係止位置（２８０）から解除するよう構成されることを特徴とする、請求項４又は５に記載のパーキングロック歯車機構（１５０）。
【請求項７】
プランジャ（２６７）は円錐要素（２７２）を備え、該円錐要素（２７２）は、擁壁（２７５）に対して支承され、パーキングロックスイッチ（２７７）を係止位置（２８０）に押すよう構成されることを特徴とする、請求項４〜６の何れか一項に記載のパーキングロック歯車機構（１５０）。
【請求項８】
ロックユニット（２１５）は、ロッドギア（２６５）及び／又はウォームギアを備えることを特徴とする、請求項１〜７の何れか一項に記載のパーキングロック歯車機構（１５０）。
【請求項９】
太陽歯車（２２０）と連結された駆動ユニット（２３０）を備え、特に該駆動ユニット（２３０）は、電気モータ（２３２）を含み、及び／又は前記太陽歯車（２２０）と接続され、及び／又は前記駆動ユニット（２３０）は、電流又は電圧の無い状態において、前記太陽歯車（２２０）の回転をロックすることを特徴とする、請求項１〜８の何れか一項に記載のパーキングロック歯車機構（１５０）。
【請求項１０】
前記駆動ユニット（２３０）は、回転運動を前記太陽歯車（２２０）に伝達するウォームギア（２２５）を備えることを特徴とする、請求項９に記載のパーキングロック歯車機構（１５０）。
【請求項１１】
ばねユニット（２０５）は、コイルばね（２４５）又は金属ばねを備えることを特徴とする、請求項１〜１０の何れか一項に記載のパーキングロック歯車機構（１５０）。
【請求項１２】
請求項１〜１１の何れか一項に記載のパーキングロック機構（１５０）を作動させる方法（７００）であって：
遊星キャリア（２３７）の回転をロックするステップ（７１０）と；
ばねユニット（２０５）を付勢するステップ（７２０）と、
内歯車固定ユニット（２１０）を第１作動状態に切り換えるステップ（７３０）と、を含む方法（７００）。
【請求項１３】
プログラムコードを備えるコンピュータプログラム製品であって、該プログラムコードは、コンピュータプログラムがパーキングロック歯車機構制御ユニット（１５５）で実行される場合に、請求項１２に記載の方法（７００）のステップを実行及び／又は制御するコンピュータプログラム製品。
【請求項１４】
請求項１３に記載のコンピュータプログラムが格納された機械可読記憶媒体。
【請求項１５】
請求項１２に記載の方法（７００）のステップを、対応するユニット（６００、６１０、６２０）において実行及び／又は制御するために適合されるパーキングロック歯車機構制御ユニット（１５５）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主請求項に記載の、パーキングロック歯車機構及び車両のパーキングロック歯車機構を作動させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動変速機において、セレクタレバーが「Ｐ」に設定されていると、パーキングロックが係合されており、車両の転がり走行が防止される。パーキングロックは、セレクタレバーのケーブルを介して制御可能である。自動変速機には、内部油圧パイロットコントロールを介して、パーキングロックに入れる、及びパーキングロックの解除を、行なうものがある。パーキングロックユニットの歯車機構には、電気モータを介して作動されるものもある。こうした機構において電気モータは、歯車機構を介してパーキングロックを作動させて、車両を転がり走行から保護し、又は保護を解除する。走行機能の自動化及び車両の電動化が進むにつれて、電気的に作動されるパーキングロックが普及しつつある。しかしながら「パーキングロック」機能は、全ての電気機能が故障しても、依然として機能すべき安全機能である。そのために、複数の技術的解決方法において、例えば、ばねを介してパーキングロックを入れるフォールバック機構を見ることができる。こうしたばねは、パーキングロックを解除する際に付勢される。しかしながら、ばねの付勢はアクチュエータの電力需要を著しく高める。これによりコストが高まり、及び必要な構造スペースも増加する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
こうした背景のもとで、本発明は、主請求項に記載の、改良されたパーキングロック歯車機構及びパーキングロック歯車機構を作動させる改良された方法を提供する。有利な構成は、従属請求項及び以下の説明から明らかとなる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本明細書において、車両のパーキングロックユニットを作動させるパーキングロック歯車機構が開示される。パーキングロック歯車機構は、以下の特徴を備える：遊星歯車機構は、太陽歯車と、内歯車と、太陽歯車及び内歯車と噛み合う少なくとも１つの遊星歯車と、を備える。少なくとも１つの遊星歯車は、回転可能に取り付けられた遊星キャリアに固定される；内歯車に連結されたばねユニットは、内歯車の回転により付勢され、及び付勢された状態でトルク及び／又は力を内歯車に加えるよう構成される；内歯車固定ユニットは、第１作動状態において内歯車を回転しないよう固定し、及び第２作動状態において内歯車の回転を自由にするよう構成される；及び遊星キャリアに連結されたロックユニットは、遊星キャリアが回転すると、車両のパーキングロックユニットをロック状態と解除状態の間で切り換えるよう構成される。特に、ロック状態は車両で入れられたパーキングロックに対応し、及び解除状態は車両で解除されたパーキングロックに対応する。
【０００５】
パーキングロック歯車機構は、例えば機械的な歯車機構と理解可能である。機械的な歯車機構は、車両内で、パーキングロック機能を実現するユニットを作動させるよう構成される。ばねユニットは、ばねのように部分的に可逆的変形可能な、少なくとも１つの要素を有するユニット、と理解可能である。内歯車固定ユニットは、内歯車を制御可能に固定可能又は留めることが可能なユニット、と理解可能である。ロックユニットは、パーキングロックユニットのスイッチ要素を機械的に導く、又はパーキングロックのために作動するユニット、理解可能である。
【０００６】
本明細書中で提示された概念は、パーキングロックを作動させるべく特別に形成されたパーキングロック歯車機構が使用される場合、パーキングロックユニットを極めて小さく、かつ効率的に実現及び製造可能である、という認識に基づく。この場合特に、パーキングロック歯車機構が作動している場合、ばねユニットで内歯車を付勢可能であり、この付勢状態を、第１作動状態において、内歯車固定ユニットにより保持可能である。しかしながら第２作動状態においては、内歯車が再度自由に回転する可能性がある。そのため内歯車は、ばねユニットにより、再度元の開始位置に戻される。このようにして内歯車を固定する、又は内歯車の回転を自由にすることにより、特に、電気部品又は電子部品を使用する現代の車両において、車両電気システムが故障した場合に安全機能を実現するために使用可能な、柔軟性がもたらされる。この場合パーキングロックユニットは、遊星キャリアを回転させ、遊星キャリアのこの回転を、例えば前述のパーキングロックのシフト要素へ、又はパーキングロックユニットに対して、直接に伝達することで作動可能である。
【０００７】
本明細書中で提示された概念は、パーキングロック歯車機構における小さな変更により、特に車両駆動中の危険な状況において安全機能を実施するという観点で改良された機能性を確保する、という利点を有する。この場合、このようにばねユニット及び内歯車固定ユニットの形式に変更することは、一方では、標準化された小型の部品を使用するので極めて省コストで実施可能である。及び他方では、このように変更されたパーキングロック歯車機構が必要とするのは、僅かな追加的構造スペースのみである。そのため、こうしたパーキングロック歯車機構もまた、車両において必要とされるほぼ全ての位置に収容可能である。
【０００８】
特に有利には、本明細書中で提案された概念の実施形態において、内歯車固定ユニットは電気アクチュエータを備える。電気アクチュエータは、電流及び／又は電圧の無い状態において、内歯車固定ユニットを第２作動状態に移行させるよう構成される。本明細書中で提示された概念のこうした実施形態は、車両において車両電気システム電圧が低下すると、内歯車の回転が自由にされ、そうして内歯車がばねユニットにより、元の開始位置に引き戻されることが可能である、という利点を有する。このようにして、車両において車両電気システム電圧が低下すると、パーキングロックユニットが自動的に「パーキングロック」作動状態に移行可能である、又は移行が容易となる、安全機能が実施される。
【０００９】
本明細書中で提示された概念の実施形態は、電気アクチュエータが、電磁石である、及び／又は内歯車の歯部分と係合する突起部を備える場合に、技術的に極めて単純に構成可能であり、及び省コストで実施可能である。
【００１０】
本明細書中で提示された概念の更なる実施形態により、ロックユニットは、遊星キャリアの回転を、プランジャの直線運動に変換するよう構成される。本明細書中で提示された概念のこうした実施形態は、動きをこのように変換することによって、極めてより安全かつ技術的に容易にパーキングロックの作動モードの切り換えを確保するプランジャの動きが可能になる、という利点を有する。
【００１１】
本明細書中に提示された概念において、ロックユニットが当接要素を備える実施形態が特に有利である。当接要素は、プランジャの移動経路を制限するよう構成される。更にロックユニットは、プランジャが当接要素に当接すると、遊星キャリアを回転しないよう固定するよう構成される。こうした当接要素は、例えばパーキングロック歯車機構のハウジング壁の部分とすることが可能である。本明細書中で提案された概念のこの種の実施形態は、例えば、プランジャが当接要素に当接すると即座に太陽歯車を更に作動又は回転させることで、極めて容易に、遊星キャリアを回転しないよう固定可能である、という利点を有する。この場合、遊星キャリアの動きが阻止される。そのため太陽歯車の動きは、少なくとも１つの遊星歯車を介して内歯車において作用可能である。内歯車は次いで、今度はばねユニット又はバネユニットのばねを付勢可能である。このようにして、歯車機構で実現される機能に関して高い柔軟性を有する、極めて小型部品のパーキングロック歯車機構が、技術的に極めて容易に製造される。
【００１２】
代替的又は追加的に、本明細書中で提案された概念の更なる実施形態により、プランジャは、パーキングロックユニットをロック状態にするよう動くと、パーキングロックスイッチを少なくとも１つの保持ノーズ部における係止位置へ押し、及びパーキングロックスイッチを解除状態にするよう動くと、パーキングロックスイッチを係止位置から解除するよう構成される。この種の実施形態は、一方ではパーキングロックスイッチを確実にパーキングロックユニットのロック状態にすることが可能であり、及び他方では、パーキングロックスイッチをより安全にロック状態に保持可能でもある、という利点を有する。
【００１３】
本明細書中で提案された概念の実施形態は、更なる利点として、プランジャが円錐又は円錐要素を備える。円錐又は円錐阻止は、擁壁に対して支承され、パーキングロックスイッチを係止位置に押すよう構成、又は配置される。こうした実施形態は、擁壁を円錐と協働させることで、作動が極めて容易で、かつ大きな労力を要さずに作動されるパーキングロック歯車機構を実現可能である、という利点を有する。同時にパーキングロックスイッチを、確実かつ安全に係止位置にすることが可能であること、及び係止位置で保持することも、確保される。
【００１４】
特に、本明細書中で提案された概念の実施形態により、ロックユニットがロッドギア及び／又はウォームギアを備える場合に、技術的に特に容易に、回転運動をパーキングロックユニットのパーキングロックスイッチに伝達可能である。
【００１５】
特に有利には、本明細書中で提示された概念の実施形態が、太陽歯車と連結された駆動ユニットを備える。特に駆動ユニットは、電気モータを含み、及び／又は（例えば相互にねじれ不能に）太陽歯車と接続される。及び／又は駆動ユニットは、電流又は電圧の無い状態において、太陽歯車の回転をロックする。これにより、遊星歯車機構用に常に太陽歯車を駆動要素として使用可能であり、及び特に関連する危険な状況において遊星キャリアを特に被動要素として使用可能である、という可能性が生じる。内歯車は、例えば車両の車両電気システムの故障の場合における特別な安全機能を実施するために使用可能である。このようにして、構造的に極めて単純な手段で、空間的に小さいけれども、確実に作動するパーキングロック歯車機構が達成される。
【００１６】
パーキングロック歯車機構とパーキングロック機構の間を、変速機において橋絡するには、基本的に２つの可能性が存在する。つまり、１つは回転運動によるものであり、及び１つは並進運動によるものである。回転出力は、例えば更なる平歯車段を介して実現可能である。並進出力は、例えば偏心器を介して実現可能である。その場合偏心器は、ケーブルを介して動きを変速機に伝達する。
【００１７】
技術的に特に有利には、実施形態において駆動ユニットが、回転運動を太陽歯車に伝達するウォームギアを備える。本明細書中で提示される概念のこうした実施形態は、太陽歯車が駆動されない場合に、ウォームギアのセルフロックによって太陽歯車をほぼ固定可能であり、そのために追加の固定ユニットが必要でない、という利点を有する。このようにして、選択された部品の機械的に予め定められた状態が、小型部品の遊星歯車機構を構成し及び作動させるために、有利に利用される。
【００１８】
本明細書中で提案された概念の実施形態は、ばねユニットがコイルバネ又は金属バネを備える場合に、同様に技術的に極めて単純であり、及び省コストである。このようなコイルバネ又は金属ばねは、一方では高い復元力を有する。そのためコイルバネ又は金属ばねは、車両の寿命を考慮しても十分な耐久性があり、及び技術的に安全かつ確実に内歯車と結合される。
【００１９】
上述の利点及び実現性は、本明細書中で提案された概念の他の実施形態においても、本明細書中で提示されたパーキングロック歯車機構のバリエーションを作動させる方法として、実施可能である。この場合方法は、以下のステップを含む：遊星キャリアの回転をロックするステップ；ばねユニットを付勢するステップ；及び内歯車固定ユニットを第１作動状態に切り換えるステップ。
【００２０】
同様に、本明細書中で提示された概念の実施形態も、有利にもパーキングロック歯車機構制御ユニットとして、既述された請求項のうちの１つの請求項による方法のステップを、対応するユニットにおいて実行するために適合される。
【００２１】
こうした制御装置又は制御ユニットは、電気デバイスとすることが可能である。電気デバイスは、例えばセンサ信号である電気信号を処理し、及び電気信号に応じて制御信号を出力する。制御装置は、１つ又は複数の適切なインターフェースを装備可能である。インターフェースは、ハードウエア及び／又はソフトウエアで構成可能である。ハードウエアによる構成においてインターフェースは、例えば、装置の機能が実装される集積回路の部分とすることが可能である。インターフェースは、それ自体を集積回路とすることも可能であり、又は少なくとも部分的にディスクリート部品から構成可能である。ソフトウエアによる構成においてインターフェースは、例えば他のソフトウエアモジュールに加えてマイクロコントローラ上に存在するソフトウエアモジュールとすることが可能である。
【００２２】
プログラムコードを備えるコンピュータプログラム製品も有利である。プログラムコードは、半導体メモリ、ハードディスクメモリ、または光メモリのような機械可読キャリアに格納可能であり、プログラムがコンピュータ又は装置で実行される場合に、上述の実施形態のうちの１つに従う方法を実行するために使用される。
【００２３】
本明細書中で提示された概念は、以下に添付図面を参照して詳説される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態によるパーキングロック歯車機構及びパーキングロック歯車機構制御装置を備える車両の、概略図である。
【図２】本明細書中で提示された概念の実施形態によるパーキングロック歯車機構の概略図である。
【図３】本明細書中で提示された概念の実施形態によるパーキングロック歯車機構の、内歯車固定ユニットの第１作動状態における概略図である。
【図４】本明細書中で提示された概念の実施形態によるパーキングロック歯車機構の、内歯車固定ユニットの第１作動状態における、更なる概略図である。
【図５】本明細書中で提示された概念の実施形態によるパーキングロック歯車機構の概略図である。
【図６】本明細書中で提示された概念の実施形態によるパーキングロック歯車機構制御ユニッが、内歯車固定ユニット及び駆動ユニットと協働するブロック図である。
【図７】本明細書中で提示された概念の実施形態の、方法としてのフローチャートである。
【図８Ａ】本明細書中で提示された概念の実施形態によるパーキングロック歯車機構の、異なる作動モードにおける切り換えプランの概略図である。
【図８Ｂ】本明細書中で提示された概念の実施形態によるパーキングロック歯車機構の、異なる作動モードにおける切り換えプランの概略図である。
【図８Ｃ】本明細書中で提示された概念の実施形態によるパーキングロック歯車機構の、異なる作動モードにおける切り換えプランの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の好適な実施形態に関する以下の記載において，多様な図面に示された類似の作用を有する要素に関しては、同一又は類似の符号を使用し，これら要素を繰り返して記載することを控えている。
【００２６】
図１は車両１００の概略図を示す。車両１００は、駆動機関１０５により駆動される。駆動機関１０５は、例えばドライブトレイン１１０を介して、力又はトルクを変速機１１５に導入する。変速機１１５は、シャフト１２０により、車両１００の車輪１２５を駆動させ、車両１００を移動させる。従来の車両１００において、駆動機関１０５は通常内燃機関として形成されている。変速機１１５は、手動変速機又は自動変速機として形成されている。変速機１１５が自動変速機として形成されている場合、通常、制御ユニット１３０はスイッチの形状で装備される。例えば図１には図示されていない車両乗員は、制御ユニット１３０を介して、シフトレバー１３２により、変速機１１５の駆動モードを、例えば駐車モード（パーキングロックとも称する）、後退走行モード、又は前進走行モードで設定できる。次いで、設定された駆動モードは、機械的及び／又は電気的制御ライン１３３を介して変速機１１５内で設定可能である。次いで、変速機１１５が設定された駆動モードに従って駆動される。
【００２７】
駆動機関１０５、変速機１１５、及び／又は制御ユニット１３０の機能を実行するために、例えば電磁石、スイッチ、又は電気モータ等の電子操作機器を頼ることが多い。これらの電子操作機器を作動させるために、車両１００の車両電気システム１３５から、電気エネルギが得られる。この場合、車両電気システム１３５には、エネルギ貯蔵装置１４０から電気エネルギが供給される。このエネルギ貯蔵装置１４０は、例えば、バッテリ又は蓄電池とすることが可能である。
【００２８】
車両電気システム１３５又はエネルギ貯蔵装置１４０に欠陥が発生すると、最悪の場合には、車両電気システム１３５の電圧が崩壊する。そのため、車両電気システム１３５から供給される電子操作機器が、その機能を失う。それにもかかわらず、車両１００においてより安全な駆動状態を達成するためには、特に、車両１００が駐車されており、走り出すことから保護されるべき場合、車両電気システム１３５において電圧が崩壊、つまり電圧が欠如している場合に、パーキングロックを入れること、つまり、変速機１１５の部分であるパーキングロックユニット１４５の作動が、安全機能として確保されるべきである。パーキングロックユニット１４５を安全機能として、このように作動させることは、特に車両１００が電動車両である場合に関連する。電動車両においては、駆動モータ１０５用の駆動エネルギもまた、エネルギ貯蔵装置１４０から供給されるためである。そうでなければ、このような電動車両では、車両電気システム１３５又はエネルギ貯蔵装置１４０に欠陥が発生した場合に、静止状態にある車両１００でも、より安全に静止している作動状態を保つことが、もはや不可能であろう。
【００２９】
車両電気システム１３５において供給電圧が低下しても、パーキングロックユニット１４５の作動を確保するために、本明細書中で提案された概念の実施形態により、パーキングロック歯車機構１５０を、制御ユニット１３０の部分として装備可能である。そのため、車両電気システム１３５において供給電圧が低下しても、パーキングロック機能を確実に、かつより安全に入れること、つまりパーキングロックユニット１４５を作動させること（ロック状態と称されることも可能）が、可能となる。パーキングロック歯車機構１５０の詳細な構造については、以下の記述において詳説される。パーキングロック歯車機構１５０の全機能を使用可能とするために、車両電気システム１３５に車両電気システム電圧が依然として存在する場合、パーキングロック歯車機構１５０はパーキングロック歯車機構制御ユニット１５５によって制御され、パーキングロック歯車機構１５０の安全機能を準備及び維持して、パーキングロックを入れる、又はパーキングロックユニット１４５を作動させる。パーキングロック歯車機構制御ユニット１５５の機能は、同様に以下の記述において細かく詳説される。
【００３０】
図２は、本明細書中で提示された概念の実施形態による、パーキングロック歯車機構１５０の概略図である。パーキングロック歯車機構１５０は、遊星歯車機構２００、ばねユニット２０５、内歯車固定ユニット２１０、及びロックユニット２１５を含む。
【００３１】
この場合、遊星歯車機構２００は、中央の駆動可能な太陽歯車２２０を備える。例えば太陽歯車２２０は、例えば車両電気システム１３０から供給される駆動ユニット２３０のウォームギア２２５を介して、特に電気モータ２３２により、駆動可能である。更に遊星歯車機構２００は、図２で概略的に示された、少なくとも１つの遊星歯車２３５を備える。遊星歯車２３５は、一方では歯車として、歯車として形成された太陽歯車２２０と噛み合い、及び他方では、遊星歯車２３５と太陽歯車２２０を包囲する内歯車２４０と噛み合う。内歯車２４０は、同様に歯車として形成されるが、内歯車２４０においては内向きの歯が形成されている。この場合遊星歯車２３５は、回転可能に取り付けられた遊星キャリア２３７上に配置される。遊星キャリア２３７は、例えば、１つ又は複数の遊星歯車２３５を受容する突起部又はピンを備えたディスクとして形成される。しかしながら、遊星歯車２３５に類似の複数の遊星歯車が、遊星キャリア２３７に固定されることも考えられる。
【００３２】
ばねユニット２０５は、例えばコイルばね又は随意の他の金属ばねのような、ばね２４５を備える。ばね２４５は、一方ではパーキングロック歯車機構１５０のハウジング壁の固定点２５０に、及び他方では内歯車２４０におけるアンカ点２５５に、固定される。内歯車２４０が回転すると、ばねユニット２０５のばね２４５が伸長又は圧縮されて、付勢される。
【００３３】
内歯車固定ユニット２１０は、例えば車両電気システム１３５から供給される電磁石２６０を備える。電磁石２６０は、第１作動状態でピン２６２を伸長し、ピン２６２が例えば内歯車２４０の突起又は歯と係合して、内歯車２４０を回転しないよう固定すべく構成される。電磁石２６０の通電は、例えば対応するスイッチ指令、又は車両電気システム１３５の供給電圧の低下によって、スイッチオフ可能である。その場合、ピン２６２（突起とも称されることが可能）は、例えば、ばねの力により引き戻される。そのため、内歯車２４０の回転が、再度自由になる。
【００３４】
更にパーキングロック歯車機構１５０は、遊星キャリア２３７に連結されたロックユニット２１５を含む。ロックユニット２１５は、例えばロッドギア２６５を含む。ロッドギア２６５は、遊星キャリア２３７、又は例えば（図２には示されていない）ウォームギアと偏心的に接続される。ロッドギア２６５はプランジャ２６７に連結される。そのためロックユニット２１５は、遊星キャリア２３７の回転を、プランジャ２６７の直線運動に変換するよう構成される。プランジャ２６７には、更に円錐要素２７２が、２つの当接要素２７０の間に取り付けられる。円錐要素２７２は、ばね２７４を介して可動に取り付けられる。円錐要素２７２は、図２の右側に移動されると、例えばパーキングロック歯車機構１５０のハウジング壁によって構成された擁壁２７５に沿って摺動可能である。これにより円錐要素２７２は、擁壁２７５に対向する側で、パーキングロックスイッチ２７７を２つの保持ノーズ部２８２の間の係止位置２８０へ押すことが可能である。パーキングロックスイッチ２７７は、例えば制御ユニット１３０の部分として、パーキングロックを入れること、つまりパーキングロックユニット１４５の作動を、制御する。プランジャ２６７は、図２の左側に移動されると、円錐要素２７２を共に移動させて、パーキングロックスイッチ２７７を解除する。そのためパーキングロックスイッチ２７７は、例えば図２には示されていないばねにより、係止位置２８０から移動され、従ってパーキングロックが解除される、又はパーキングロックユニット１４５が非作動（解除状態とも称されることが可能）とされる。代替的又は追加的に、当接要素２８５も装備可能である。当接要素２８５は、プランジャ２６７の直線運動を、遊星歯車機構２００に対向する側で制限する。この当接要素２８５は、例えば同様にパーキングロック歯車機構１５０のハウジング壁により構成可能であり、及び／又は擁壁２７５とワンピースで構成可能である。
【００３５】
以下に、図２に示されたパーキングロック歯車機構１５０の作動原理が詳説される。
【００３６】
例えば図１に示されたパーキングロック歯車機構制御ユニット１５５の制御信号により、パーキングロック歯車機構１５０の制御ユニット２３０がスイッチオンされると、制御ユニット２３０の電気モータ２３２は、車両電気システム１３５から電気エネルギを引き込み、ウォームギア２２５を介して太陽歯車２２０を時計回りに、図２で太陽歯車２２０に描かれた矢印に示されるように動かす。これにより、太陽歯車２２０と噛み合う遊星歯車２３５が、図２に示された矢印に対応して回転され、この回転運動を内歯車２４０に伝達する。内歯車２４０がばねユニット２０５を介して固定点２５０に連結された後、内歯車２４０の動きは、ばねユニット２０５により制動される。そのため、遊星歯車２３５の回転により、トルクが遊星キャリア２３７に加えられ、ロックユニット２１５によって、プランジャ２６７の右への直線運動に変換される。プランジャ２６７が当接要素２８５に当接すると、プランジャ２６７の右への更なる動きが阻止される。そのため遊星キャリア２３７は、その回転運動が固定される。太陽歯車２２０が、図２に示された回転方向に更に回転されると、遊星キャリア２３７が固定されている場合、ばねユニット２０５から内歯車２４０に作用する力に抗して、内歯車２４０が遊星歯車２３５を介して反時計回りに回転される。そのため、図２で示されたばね力Ｆが、ばねユニット２０５に作用する。ばね力Ｆは、内歯車２４０の回転によってばねユニット２０５を付勢する。ばね２０５が付勢されると、例えば同様に図１のパーキングロック歯車機構制御ユニット１５５の対応する制御信号が、内歯車固定ユニット２１０に送信され、内歯車固定ユニット２１０を第１作動状態に移行させる。この第１作動状態においては、例えば、対応する電磁石２６０がスイッチオンされて、ピン２６２が伸長され、内歯車２４０の現在位置を固定する。従って、ばねユニット２０５の付勢状態が保たれる。
【００３７】
図２から分かるように、内歯車固定ユニット２１０におけるこの第１作動状態において、パーキングロックスイッチ２７７は係止位置２８０にある。そのため、パーキングロックが入れられる、つまりパーキングロックユニット１４５が作動される。ここで駆動ユニット２３０が、例えば図１に示されたパーキングロック歯車機構制御ユニット１５５の更なる制御信号によって切り換えられると、太陽歯車２２０が反時計回りに回転する。そのため、内歯車２４０が固定されていることにより、遊星キャリア２３７が反時計回りに回転する。
【００３８】
図３は、本明細書中で提示された概念の実施形態によるパーキングロック歯車機構１５０の、内歯車固定ユニット２１０の第１作動状態における概略図である。図３においては、より見易くすることを理由に、図２に同様に示された部品のいくつかは、それらが実際のパーキングロック歯車機構１５０に存在しているにもかかわらず、もはや明示的に書き入れられていない、又は示されていない。従って前の段落で述べたように、太陽歯車２２０を反時計回りに、例えば図３に対応する矢印で太陽歯車２２０の周縁に示された速度３００で回転させると、内歯車２４０が固定されている場合、図３の遊星歯車２３５の領域における速度ダイヤグラムに示されるように、遊星キャリア２３７が、遊星歯車２３５を介して、速度３１０で反時計回りに動かされる。その結果、ロックユニット２１５のプランジャ２６７が左に引っ張られる。これにより、パーキングロックスイッチ２７７が解除されて、パーキングロックが解除される、又はパーキングロックユニット１４５が非作動とされる。
【００３９】
同様に、内歯車固定ユニット２１０の第１作動状態において、つまりパーキングロック歯車機構１５０の内歯車２４０が固定されている場合、駆動ユニット２３０が再制御され、図２に既に示されるように、太陽歯車２２０を、ウォームギア２２５を介して時計回りに回転させると、パーキングロックを再度入れる、又はパーキングロックユニット１４５を再作動させることが可能である。このようにして、内歯車２４０が固定されている場合、遊星キャリア２３７を、遊星歯車２３５を介して今度は時計回りに回転させる。これにより、プランジャ２６７は再度左に移動され、円錐要素２７２が、擁壁２７５と協働して、パーキングロックスイッチ２７７を再度係止位置に押す。
【００４０】
内歯車固定ユニット２１０の第１作動状態、つまり内歯車２４０が固定されている場合には、パーキングロックの入り及び解除を、所望の回数だけ相前後して繰り返し可能である。このために必要なのは、太陽歯車２２０を時計回り又は反時計回りに回転させ、それによって遊星キャリア２３７の回転に作用すべく、駆動ユニット２３０を対応して制御することのみである。
【００４１】
図４は、本明細書中で提示された概念の実施形態によるパーキングロック歯車機構１５０の、内歯車固定ユニット２１０の第１作動状態における、更なる概略図である。パーキングロックが開いている場合、つまりパーキングロックが解除されている、又はパーキングロックユニット１４５が非作動であり、及び駆動ユニット２３０の電気モータ２３２が通電されていない場合、太陽歯車２２０は、ウォームギア２２５の制動によって、実質的に固定される。この場合、ロックユニット２１５のプランジャ２６７は、できる限り左に保たれ、パーキングロックスイッチ２７７を、係止位置２８０から解除するか又は開いた状態に保つ。
【００４２】
図５は、本明細書中で提示された概念の実施形態による、パーキングロック歯車機構１５０の、他の概略図である。ここで、図５のパーキングロック歯車機構１５０は、車両電気システム１３５の供給電圧が崩壊した状態で示されている。この場合、内歯車固定ユニット２１０の電磁石２６０には、もはや電気エネルギが供給されない。そのため、ピン２６２は、例えば図５には示されていないばねのばね力によって引き戻され、従って内歯車２４０の回転が自由になる。従って、内歯車固定ユニット２１０は第２作動状態に移行される。特に、電気モータ２３２にもはや電気エネルギが供給されず、電気モータ２３２が追加的な慣性モーメントを表す場合、太陽歯車２２０は、ウォームギア２２５の制動によってほぼブロックされる。この場合、今度は付勢されたばねユニット２０５によって、力Ｆ又はトルクが、今や自由にされた内歯車２４０に加えられる。これにより、例えば自由にされた内歯車２４０の内歯が、図５に示された速度５００で動かされる。これによって今度は、太陽歯車２４０がほぼ固定されている場合、遊星キャリア２３７が動かされる。これにより、ロックユニット２１５のプランジャ２６７が、既知の通りに矢印５１０に従って右に動かされる。これにより、今度はパーキングロックスイッチ２７７が、円錐要素２７２及び擁壁２７５を介して、再度係止位置２８０に押される。このようにして、非常時安全機能が実現される。非常時安全機能により、車両電気システムが故障しても、確実かつ安全にパーキングロックユニット１４５を作動させて、パーキングロックの入力が確保される。
【００４３】
換言すると、本明細書中で提案される概念の実施形態において、「電圧フォールバックソリューション」機能、及びパーキングロックの解除が、連続して切り換えられる。本明細書注で提示された概念では、モータ回転数を支援するために、特に遊星歯車機構２００（エピサイクリック歯車機構）及びウォーム段が使用される。遊星歯車機構２００の３つの歯車を巧みに利用することにより、機能の連続切り換えが実現される。この場合、以下のシーケンスが可能である：
‐図２を参照してより詳細に記載されているように、フォールバック機構を付勢する、
‐内歯車固定ユニットを第１作動状態にして内歯車を固定することで、フォールバック機構を確保する、
‐パーキングロックを解除する、
‐パーキングロックを入れる、
‐パーキングロックを開く、
‐フォールバックをロックする。
【００４４】
この場合フォールバック機構の付勢は、それによって、車両電気システム電圧の低下のような非常時においてパーキングロックのスイッチオンを確保することが可能であるため、特に有利である。従って「パーキングロックが入れられた」状態において、モータ２３０は、パーキングロックが更に入れられ続ける方向に回転される。これにより遊星キャリア２３７が固定され、駆動ユニット２３０のモータ２３２のモータ回転が、内歯車２４０に伝達される。内歯車２４０には、ばねユニット２０５において「戻しばね」２４５が存在する。今度は戻しばね２４５が付勢される。ばね２４５が付勢されると、内歯車２４０は、内歯車固定ユニット２１０の電磁石２６０にロックされる。
【００４５】
こうして随意の回数で、パーキングロックを入れる、及び解除することが可能である。この場合、図２乃至図４を参照してより詳細に示されるように、パーキングロックを、駆動ユニット２３０の電気モータ２３２を介して、入れる、及び解除することが可能である。
【００４６】
車両電気システム１３５の供給電圧が崩壊すると、内歯車固定ユニット２１０の電磁石２６０は消勢され、内歯車を自由にする。ウォームギア２２５のウォームホイールを、セルフロックを有する歯車段として構成することにより、太陽歯車２２０がロックされ、動力が遊星キャリア２３７を介して出力される。
【００４７】
図６は、本明細書中で提示された概念の実施形態によるパーキングロック歯車機構制御ユニット１５５が、内歯車固定ユニット２１０及び駆動ユニット２３０、特に電気モータ２３２と協働するブロック図である。この場合パーキングロック歯車機構制御ユニット１５５は、遊星キャリアの回転をロックするユニット６００、ばねユニットを付勢するユニット６１０、及び内歯車固定ユニット２１０を第１作動状態に切り換えるユニット６２０を含む。この場合ロックするユニット６００は、駆動ユニット２３０の電気モータ２３２を以下のように制御すべく構成可能である。つまり、太陽歯車２２０が図２に示すように時計回りに回転されて、遊星キャリア２３７が、遊星歯車２３５を介して回転される。これにより遊星キャリア２３７は、プランジャ２６７が当接要素２８５に当接する位置に導かれる。この場合、プランジャ２６７の更なる動きがロックされる。これにより、遊星キャリア２３７の更なる回転がロックされる。この場合プランジャ２６７の当接要素２８５に対する当接は、例えば電気モータ２３２の電流消費のセンシングの結果とすることが可能である。電気モータ２３２のこうした電流消費は、遊星キャリア２３７が固定されている場合に増加する。なぜなら、ばね２４５又はばねユニット２０５を付勢するために、エネルギが必要なためである。同様に、ばねユニット２０５を付勢するユニット６１０は、遊星キャリア２３７を固定状態にするのと同様の方向で太陽歯車２２０が回転する際に、内歯車２４０を、図２に示されるように反時計回りに回転させてばねユニット２０５を付勢すべく、より高い電力又はエネルギを電気モータ２３２に供給するよう構成可能である。切り換えるユニット６２０は、ばねユニット２０５が付勢された状態に到達した後に、内歯車固定ユニット２１０の電磁石２６０に電流を供給し、内歯車固定ユニット２１０を第１作動状態にする、つまりピンを伸長させて、内歯車２４０を回転しないよう固定するよう構成可能である。この場合、ばねユニット２０５の付勢された状態への到達は、駆動ユニット２３０の電気モータ２３２の電流消費検出の結果とすることが可能である。その際、ばねユニット２０５の付勢された状態は、電気モータ２３２の電流消費が閾値を超えた際に達成された、と見なすことが可能である。
【００４８】
図７は、本明細書中で提示された概念の実施形態の、本明細書中で提示されたパーキングロック歯車機構１５０のバリエーションを作動させる方法７００としてのフローチャートである。方法７００は、遊星キャリアの回転をロックするステップ７１０、ばねユニットを付勢するステップ７２０、及び内歯車固定ユニット２１０を第１作動状態に切り換えるステップ７３０を含む。
【００４９】
図８Ａ乃至図８Ｃは、本明細書中で提示された概念の実施形態によるパーキングロック歯車機構１５０の、異なる作動モードにおける切り換えプランの概略図である。図８Ａ乃至図８Ｃにおいては、より見易くすることを理由に、記載された各文脈に対して主たる重要性を有さない個々の部品又は要素が、再度省略されている。図８Ａに示された切り換えプランには、ばねユニットのばね２４５が付勢された状態が示されている。遊星キャリア２３７がロックされている場合、駆動ユニット２３０の電気モータ２３２が通電される。これにより太陽歯車２２０が、ウォームギア２２５を介して回転される。そうするとばね２４５が、遊星歯車２３５及び内歯車２４０を介して付勢される。内歯車固定ユニット２１０の電磁石２６０を作動させる、つまり通電することにより、今度は内歯車２４０が、図８Ｂの概略的な切り換えプランに示されるように、回転しないよう固定される。この場合内歯車固定ユニット２１０は第１作動状態にあり、電気モータ２３２により、太陽歯車２２０を回転させる方向に応じて、パーキングロックを、入れる、及び解除することが可能である。こうした入り及び解除は、ロックユニット２１５の要素の回転によって可能である。車両電気システムで供給電圧が低下する、又は供給電圧が全く無い場合は、本明細書中で提示されたパーキングロック歯車機構を使用して、パーキングロックを非常ロックすることが可能である。これは、例えば図８Ｃに示された切り換えプランに従って、内歯車固定ユニット２１０の電磁石２６０を消勢することによって達成可能である。そのため内歯車２４０は、再度回転が自由とされ。及びロックユニット２１５は、ばね２４５の力の作用によって、車両のパーキングロックユニットが作動、つまりパーキングロックが入れられた状態とされる。
【００５０】
上述及び図示の実施形態は、単に例示的に選択されたものである。異なる実施形態を、全体としてまたは個々の特徴に関して組み合わせ可能である。実施形態はまた，更なる実施形態の特徴により補完可能である。
【００５１】
更に、本明細書中で提示された方法のステップは、繰り返し可能、又は更なるステップにより補完可能である。
【００５２】
実施形態は第１の特徴及び第２の特徴の間を「及び／又は」として結合した特徴を含むため、１つの実施形態による実施例は第１の特徴と第２の特徴の双方を有し、更なる実施形態による実施例は第１の特徴又は第２の特徴の何れか一方のみを有すると解釈可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１００  車両
１０５  駆動機関、駆動モータ
１１０  ドライブトレイン
１１５  変速機
１２０  シャフト
１２５  車輪
１３０  制御ユニット
１３２  シフトレバー
１３５  車両電気システム
１４０  エネルギ貯蔵装置
１４５  パーキングロックユニット
１５０  パーキングロック歯車機構
１５５  パーキングロック歯車機構制御ユニット
２００  遊星歯車機構
２０５  ばねユニット
２１０  内歯車固定ユニット
２１５  ロックユニット
２２０  太陽歯車
２２５  ウォームギア
２３０  駆動ユニット
２３２  電気モータ
２３５  遊星歯車
２３７  遊星キャリア
２４０  内歯車
２４５  ばね
２５０  アンカ点
２５５  固定点
Ｆ  力
２６０  電磁石
２６２  ピン
２６５  ロッドギア
２６７  プランジャ
２７０  当接要素
２７２  円錐要素
２７４  ばね
２７５  擁壁
２７７  パーキングロックスイッチ
２８０  係止位置
２８２  保持ノーズ部
２８５  当接要素
３００  太陽歯車の周縁の速度
３１０  遊星歯車の速度
５００  内歯車の内歯の速度
５１０  プランジャが引かれる方向
６００  ロックするユニット
６１０  付勢するユニット
６２０  切り換えるユニット
７００  パーキングロック歯車機構を作動させる方法
７１０  ロックするステップ
７２０  付勢するステップ
７３０  切り換えるステップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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