JP2011506891A - 車両ギアボックスの位置センサ、及びそれを備える車両ギアボックス - Google Patents

Abstract

【課題】
簡単かつ安価に構成でき、しかも正確に動作する車両ギアボックスの位置センサ、及びそれを備える車両ギアボックスを提供する。
【解決手段】
マグネット（５）及びプローブ（７）を備え、ギアボックスのギア比を選択するアクチュエータ（３）に連結された移動ターゲット（１１）に対向可能にする感知端（９）の磁界を測定して、空間内のターゲットの位置を決定し、ギア位置を推定する車両ギアボックスの位置センサ（１）は、感知端（９）の周辺に配置され金属性汚染物を捕捉する少なくとも１個のフェロマグネチック素子（２５）を更に備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は車両ギアボックス（変速装置）に関し、特に車両ギアボックスの位置センサ、及びそれを備える車両ギアボックスに関する。

自動又は半自動ギアボックスの位置センサ（以下、単に位置センサ又はセンサという場合もある）は公知である。これら公知の位置センサは、ギアボックスの設計段階からギアボックス内、多くの場合、ギアシフトを行うために使用されるアクチュエータ内に設けられている。これらのセンサには、多くの技術が使用されている。例えば、ポテンショメータによる位置センサが使用され、アクチュエータの位置を決定し、それからギアボックスの位置を推定する。換言すると、ギア比又は変速比が選択されたか否か、そして選択された場合には、何れのギア比が選択されたかを推定する。

また、磁気技術等の他の技術も、最近になって、自動又は半自動ギアボックス位置センサに応用され始めた。これらのセンサは、対向する移動ターゲットの有無を感知する。

しかしながら、車両ギアボックス、特に機械的なギアボックスは、潤滑剤用ハウジング内に回転部品を有するので、鉄くず等の金属性汚染を生じ得る。

動作時には、これらの鉄くずは、磁気効果センサに向けられ、センサ及びターゲット間にある空隙の強力な磁界領域に引き寄せられ、かつ保持されるので、測定を歪めることとなる。

本発明は、従来技術の上述した課題に鑑みなされたものであり、かかる課題を解決又は軽減する車両ギアボックスの位置センサ、及びそれを備える車両ギアボックスを提供することを目的としている。

上述した課題を解決するとともに、上述した目的を達成するために、本発明の車両ギアボックスの位置センサ、及びそれを備える車両ギアボックスは、次の如き特徴的な構成を採用している。本発明の車両ギアボックスの位置センサは、磁石及び感知端における磁界を測定するプローブを備え、このプローブは、ギア比の選択に使用されるアクチュエータに接続された移動ターゲットに対向して配置されて、空間におけるターゲットの位置を決定し、これに基づいて、ギアボックスの位置を推定するものであって、上述した感知端の近傍に配置され、金属製不純物をトラップ又は捕捉する少なくとも１個のフェロマグネチック素子を更に備えることを特徴としている。

更に、本発明による車両ギアボックスの位置センサは、次の如き特徴をも備えている。
−フェロマグネチック素子は、位置センサと相補形状のリング状であり、かつこれと協働する。
−フェロマグネチック素子は、位置センサのケーシングの外に配置され、かつセンサのケーシングと協働して、フェロマグネチック素子をケーシングに保持する。
−フェロマグネチック素子は、位置センサのケーシング内部に配置されている。
−環状フェロマグネチック素子及びマグネットは、共通の回転軸を有している。
−位置センサは、感知端の周囲に配置された複数のフェロマグネチック素子を備えている。
−上述したプローブは、ホール効果プローブである。

本発明の車両ギアボックスは、ギア比を選択するアクチュエータ、及びこのアクチュエータに連結された移動ターゲットを備え、上述した位置センサを更に備えることを特徴とする。

本発明の車両ギアボックスの位置センサ、及びそれを備える車両ギアボックスは、上述した特徴的な構成の採用により、次の如き特有の効果を奏する。位置センサの感知端は、ギア比を選択するアクチュエータがニュートラル（Ｎ）位置にあるとき、ターゲットに対向しているので、確実かつ高信頼性をもって、ギアボックスの位置検出が可能である。

本発明の上述した及びその他の特徴的な構成及び特有の効果は、添付図面を参照して行う以下の説明から明らかになると思う。

本発明による車両ギアボックスの位置センサの好適な実施例を、側方から見た斜視図である。 車両ギアボックス内に配置された位置センサの一部断面で示す側面図である。 本発明の位置センサの感知端における動作説明用の断面図である。 図３に示す位置センサの感知端がギアボックスのターゲットに対向する場合の説明図である。

本発明による車両ギアボックスの位置センサ、及びそれを備える車両ギアボックスの好適な実施形態の構成及び動作を、添付図面を参照して詳述する。尚、図において、説明の便宜上、対応する構成要素には、同様の番号を使用している。

図１は、本発明による車両ギアボックスの位置センサ（以下、単に位置センサという場合もある）１を示す斜視図である。この位置センサ１は、車両のマニュアル又はオートマチック用ギアボックスハウジング３に取り付け可能であり、ギアボックスの位置を決定する。

位置センサ１は、車両の停止時にエンジンを切り、かつ車両を自動的に又はドライバの指令に基づき再始動させる「ストップ＆スタート」システムを備えている車両のニュートラル位置の検知に特に好適である。

ギアボックス（図示せず）は、リンク（例えば、ヨーロッパ特許ＥＰ０２７３８７４に開示されているギアボックスを参照）を介して、ギアシフトレバーにより与えられる指令に従って、種々のギア比（図２）を選択するアクチュエータ３を備えている。

アクチュエータ３は、例えばアクチュエート用のロッド、フォーク、又はギアボックスカムであってもよい。

図３に最もよく示す如く、位置センサ１は、例えば環状マグネットであるマグネット５、及び位置センサ１の感知端９における磁界を測定することが可能なプローブ７を、ケーシング４内に備えている。

このプローブ７は、好ましくはホール効果プローブである。また、このプローブ７は、磁気抵抗プローブであってもよい。

上述した感知端９は、ギア比を選択するアクチュエータ３に連結された移動ターゲット１１に対向して配置され、空間内でのターゲット１１の位置を決定し、これからギアボックスの位置を推定しうる。

ターゲット１１は、ギア比を選択するアクチュエータ３に連結され、それと共に回転可能である（図２中の矢印１２を参照）か、又はそれをトランスレートし、ギアが係合しているか或いはボックスがニュートラルであるかである。

例えば、位置センサ１の感知端９は、ギアボックスがニュートラル位置のときターゲット１１と対向している。

ギアボックスは、ギアボックスの潤滑剤を有する内部ゾーンを、位置センサ１がシールされた通路１５を通過する外部ゾーンから隔離するハウジング１３を備えている。

好ましくは、位置センサ１は、固定又は取付フランジ１７を有し、この固定フランジ１７により、位置センサ１をハウジング１３に固定する。

位置センサ１はケーシング４を備えている。このケーシング４は、ハウジング１３と協働可能なシール手段を備え、ギアボックスの内部ゾーンを、外部ゾーンから隔離可能であるのが効果的である。

上述したシール手段は、例えば１個のシールを備えている。

更に、位置センサ１は、ハウジング１３の外部ゾーンに電気コネクタ２１を備え、この電気コネクタ２１にケーブルが接続され、位置センサ１に電力を供給すると共に、位置センサ１の信号を伝送可能にするのが効果的である（図１参照）。

図３によく示す如く、マグネット５は、プローブ７の近傍に配置され、マグネット５及びターゲット１１間に形成される磁力線２３がプローブ７を通過するようにする。

従って、ターゲット１１がプローブ７と実質的に対向するとき、マグネット５の磁界は、ターゲット１１に向って変形され、プローブ７は、位置センサ１及びターゲット１１間の空隙Ｅにおいて、高い磁気インダクタンスを測定する。

これに対して、ターゲット１１が位置センサ１から離間していると、磁界は、自然にマグネット５の周りでループバックするので、プローブ７は、弱い磁気インダクタンスを測定することになる。

本発明によると、位置センサ１は、上述した感知端９の周囲に配置された少なくとも１個のフェロマグネチック素子２５を備え、金属性汚染物を捕捉する。

従って、このフェロマグネチック素子２５は、感知端９の周囲に集中する２つの強い磁界ゾーンＺ１及びＺ２を形成し、金属性汚染物が、感知端９とターゲット１１との間の空隙Ｅに引き付けられないようにしている。

従って、動作時に、金属性汚染物は、フェロマグネチック素子２５の各側において、感知端９から離間しているゾーンＺ１及びＺ２に引き付けられる。その結果、金属性汚染物がプローブ７による測定に影響を及ぼすことはない。

更に、フェロマグネチック素子２５は、位置センサ１の感知端９の周囲に位置する第３ゾーンＺ３の磁界を減少させる（図３及び図４参照）。これにより、汚染物が位置センサ１に引き付けられるのが制限される。

更にまた、潤滑剤の飛散、及びターゲット１１の移動は、感知端９に捉えられた金属性汚染物を、ゾーンＺ１及びＺ２へ移動させるのを助ける。

上述したフェロマグネチック素子２５は、位置センサ１と相補形状であり、これと協働しうるリング状であるのが、極めて効果的である。

これにより、マグネット５及び環状フェロマグネチック素子２５間の磁力線２３のループバックは最適化される。

取付を容易にするために、リング状のフェロマグネチック素子２５の断面形状は、位置センサ１のケーシング４の対応する溝内に嵌り込むように、弾性的な開口を有しているのが好ましい。それにより、一度組み立てると、リング状のフェロマグネチック素子２５は、感知端９の周囲を閉じる（図には示していない）。

図１〜図４に示す本発明の第１実施形態によると、フェロマグネチック素子２５は、位置センサ１のケーシング４の外側に配置されるよう構成されている。

従って、フェロマグネチック素子２５はバリアを形成し、汚染物質が、ケーシング４の沿って感知端９へ移動するのを阻止する。

更に、外部に配置されたフェロマグネチック素子２５により、センサを、容易かつ低コストで適用可能にする。

フェロマグネチック素子２５は、クリップ状の取付手段を備えているのが好ましく、位置センサ１のケーシング４と協働して、フェロマグネチック素子２５をケーシング４に固定可能にする。

図１〜図４中には示していないが、本発明の第２実施形態によると、上述した如きフェロマグネチック素子２５を、位置センサ１のケーシング４の内部に設けている。

環状のフェロマグネチック素子２５及びマグネット５は、共通の回転軸２７を有するのが効果的である。

また、位置センサ１には、感知端９の周囲に配置された複数個のフェロマグネチック素子２５であってもよい。

上述した如く、感知端９の周囲に配置されたフェロマグネチック素子２５を有する磁気効果ギアボックスは、ターゲット１１に面して付着しようとする金属性汚染物を、ギアボックスの位置を決定する感知端９から遠ざけることが可能であることが理解できると思う。

以上、本発明の好適な実施形態の構成及び作用効果を詳述した。しかし、これらの実施形態は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではない。本発明は、上述した要旨や精神を逸脱することなく、特定の用途に応じて種々の変形変更が可能であることは、当業者には容易に理解しうると思う。

１ 位置センサ
３ アクチュエータ
４ ケーシング
５ マグネット
７ プローブ
９ 感知端
１１ ターゲット
１３ ハウジング
１７ 固定フランジ
２１ 電気コネクタ
２５ フェロマグネチック素子
２７ 回転軸
Ｅ 空隙
Ｚ１~Ｚ３ ゾーン

Claims (10)

1. ギア比の選択に使用されるアクチュエータ（３）に連結された移動ターゲット（１１）に対向して配置され、感知端（９）の磁界を測定可能なマグネット（５）及びプローブ（７）を備え、空間における前記ターゲット（１１）の位置を決定し、ギアボックスの位置を推定する車両ギアボックスの位置センサにおいて、
   更に、前記感知端（９）の周囲に配置された少なくとも１個のフェロマグネチック素子（２５）を備え、金属性汚染物を捕捉するようになっていることを特徴とする車両ギアボックスの位置センサ。
2. 前記フェロマグネチック素子（２５）は、前記位置センサ（１）の相補形状と協働可能なリング状であることを特徴とする請求項１に記載の車両ギアボックスの位置センサ。
3. 前記フェロマグネチック素子（２５）は、前記位置センサ（１）のケーシング（４）の外に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両ギアボックスの位置センサ。
4. 前記フェロマグネチック素子（２５）は、前記位置センサのケーシング（４）と協働するクリップ状の取付手段を備え、前記フェロマグネチック素子（２５）を前記ケーシング（４）に固定していることを特徴とする請求項３に記載の車両ギアボックスの位置センサ。
5. 前記フェロマグネチック素子（２５）は、前記位置センサ（１）の前記ケーシング（４）の内部に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両ギアボックスの位置センサ。
6. 前記環状のフェロマグネチック素子（２５）及び前記マグネット（５）は、共通の回転軸を有することを特徴とする請求項２〜５の何れか１つに記載の車両ギアボックスの位置センサ。
7. 前記感知端（９）の周辺に配置された複数個のフェロマグネチック素子（２５）を備えていることを特徴とする請求項１〜６に記載の車両ギアボックスの位置センサ。
8. 前記プローブ（７）は、ホール効果プローブであることを特徴とする請求項７記載の車両ギアボックスの位置センサ。
9. ギア比を選択するアクチュエータ（３）及び前記アクチュエータ（３）に連結された移動ターゲット（１１）を有する車両ギアボックスにおいて、
   請求項１〜８の何れか１つに記載の位置センサ（１）を備えることを特徴とする車両ギアボックス。
10. 前記位置センサ（１）の前記感知端（９）は、前記ギア比を選択するアクチュエータ（３）がニュートラル位置であるとき、前記ターゲット（１１）に対向するようになっていることを特徴とする請求項９に記載の車両ギアボックス。

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