JP2013032133A - 統合制御変速レバー装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】P(駐車)−R(後進)−N(中立)−D(走行)のオートモードと共にダイナミックな変速操作感を感じる+/−のMモードを基本機能として提供しつつ、ゲートパターン3においてオートレバーの位置変化に応じた電気信号をECU(Engine Control Unit)に提供する統合モード6をさらに提供することにより、運転者の簡単なオートレバーの操作だけで変速機以外にエンジンや懸架装置やステアリング装置などに対する制御が可能な結果、利便性を大幅に向上することができ、特に実車適用時に自動車の性能と品質および商品性をより高める特徴を有する。
【選択図】図1
Description
運転者の変速好みを満足させる例として、自動変速機付き車両において、手動変速機感の手動変速モード操作を可能にする、いわゆるティプトロニック(tiptronic)タイプ変速レバー装置がある。
図12(a)は、インジケーティングパネル100にP(駐車)−R(後進)−N(中立)−D(走行)のオート変速モード120と2−Lの手動変速モード130が一直線上で配列されたゲートパターン110を示し、図12(b)はインジケーティングパネル200にP(駐車)−R(後進)−N(中立)−D(走行)のオート変速モード220と+/−の手動変速モード230がJ形状で配列されたゲートパターン210を示し、図12(c)はインジケーティングパネル300にP(駐車)−R(後進)−N(中立)−D(走行)のオート変速モード320と+/−の手動変速モード330がH形状で配列されたゲートパターン310を示す。
オート変速モード(120,220,320)は、P(駐車)−R(後進)−N(中立)−D(走行)に沿って変速段が変速される方式であり、手動変速モード(130,230,330)は、変速レバーを自動変速機の状態で操作して運転し、運転者の必要によって現在の変速段から1速を減速または加速して固定できる方式である。
このような操作時、運転者は、手動変速機と異なり、クラッチペダルを踏んだり加速ペダルから足を離さないので迅速な変速応答性を感じることができ、これにより、運転者の変速好みを満足させることによって変速操作感と共に車両の品質と商品性に対する満足度を大幅に高めることができる。
スマート変速レバーは、変速機と機械的に連結される変速レバーとは異なり、レバーの位置変化を検知するコントローラ(TCUまたはECU)と、これを動力に伝達するアクチュエータを利用する方式である。
スマート変速レバーは全種類の変速機のための操作装置として使用され、これを適用した代表的な例として、シフトバイワイヤ(SBW;Shift By Wire)タイプ変速システムが挙げられる。
これは、変速レバーがゲートパターンの特定位置にある時、パーキングリリースアクチュエータ(PRA;Parking Release Actuator)に制御信号を送ることによって、変速機を制御するTCU故障(Fail)や始動オフまたはN段駐車/洗車/手動解除/悪意的な強制解除遮断などに対する安全性を強化できる付加機能の一例である。
(例えば、2008.03.07公開の特許文献1はモード切り替え用変速レバー装置に関するものである。)
前記ゲートパターンには1段アップシフト加速状態である+モードと1段ダウンシフト減速状態である−モードのための電気信号を前記オートレバーの位置移動で発生させるMモードが前記D(走行)位置から前記オートモードの側面部位に分岐し、
変速機制御とは関係なく、車両の装置を制御するためのまた他の電気信号を前記オートレバーの位置移動で発生させる統合モードが前記D(走行)位置から直線経路に続いて、前記Mモードと干渉しない位置に分岐することを特徴とする。
前記統合モードにおいては、前記オートレバーの相異なる移動位置であるE−SとS−E位置において各々異なる電気信号を発生させることを特徴とする。
前記センシング部材は、前記偏心カムに設けられて共に回転するマグネットと、前記マグネットの回転に応じたN−S極性変化を検知してECUに伝送する電気信号を発生する検出センサとから構成されることを特徴とする。
前記連動解除部材は、押された前記セーフティーボタンを検知した前記ECUを通じて作動するソレノイドの作用により前記係合レバーと前記変速ロッドの結合を解除することを特徴とする。
前記グルーブは前記D(走行)位置に対する変速節度感を形成するD溝を基準に前記Mモードに対する変速節度感を形成するM溝と、前記統合モードに対する変速節度感を形成する統合モード溝とから構成され、前記M溝と前記統合モード溝は前記D溝に対してより深く陥没して段差を形成することを特徴とする。
前記ブレットは、前記変速ロッドの下部に形成されたブレット軸を利用して結合され、前記グルーブに接触する端部をボール形状で形成することを特徴とする。
図示したように、統合制御変速レバー装置は、運転席部位に備えられたレバーハウジング1と、ゲートパターン3のオートモードとMモードおよび統合モードに応じて位置変化する運転者操作用オートレバー8を備えた変速ロッド7と、オートレバー8のMモード位置転換過程とそれに応じたM段制御信号を発生させるMセンサユニット10と、オートレバー8の統合モード位置転換過程とそれに応じた多様な統合制御信号を発生させる統合モード実現手段と、オートレバー8のオートモードとMモード切り替えに応じた変速段に合わせてTCU(Transmission Control Unit)60を制御し、統合モード切り替え時にTCU60の制御と共に変速機以外の車両電装機器である制御対象70の制御ロジックをさらに含むECU(Engine Control Unit)50とから構成される。
前記レバーハウジング1の上面をなすインジケーティングパネル2に形成されたゲートパターン3には、前記変速ロッド7に結合し、運転者が把持して操作するオートレバー8が位置する。
本実施形態において、前記セーフティーボタンは、P(駐車)−R(後進)−N(中立)−D(走行)に沿って変速段を変化させるコントロールケーブルが連結された係合レバー31とオートレバー8間の連結状態を解除するように構成され、このような構成はその後詳細に記述する。
図示したように、前記ゲートパターン3は、変速段変更のためのオートモードとMモードを基本にこれとは異なる少なくとも1つ以上の機能が提供される統合モードをさらに備えることにより、より多様な制御機能を実現できる構成になる。
ここで、前記S−EはSport−Ecoを意味し、前記E−SはEco−Sportを意味する。
前記のようなゲートパターン3において、統合モード6はMモード5の下側に位置したD−EタイプJと称する。
図3のゲートパターン301は、D−EタイプHとして、これは、P(駐車)−R(後進)−N(中立)−D(走行)の段階を有するように構成されたオートモード401と、オートモード401のD(走行)から右側の側面部位(図3)に分岐した+/−のMモード402と、オートモード401のD(走行)から続いた直線経路端から両側部位(図3で)に分岐したE−S/S−Eの統合モード403で形成される。
本実施形態において、前記ゲートパターン(3、301、302、303)は同一の実現機能を有し、必要によって適切に適用される。
すなわち、オートモード4のD(走行)走行中、運転者がMモード5を実現しようとすれば、オートレバー8をMモード5側に押して変速ロッド7を移動させた後、オートレバー8をM+側に軽く押すかまたはM−側に軽く引く動作で行われる。
しかし、Mモード5のM+とM−電気信号はECU50を経てTCU60に出力されるのに反し、統合モード6のE−SとS−E電気信号はECU50を経て制御対象70に出力される。
この時、ECU50は、E−S電気信号とS−E電気信号を各々異に認識することによって制御対象70に提供する出力信号を異にする。
これによってオートレバー8が統合モード6に移動すれば、オートレバー8の動きにより、変速ロッド7の第2レバー突起7bが移動ブロック21の連動空間21aに嵌められるようになる。
前記可変ローラ25は、偏心カム23の位相変化に応じて直接的な力を受けるローラ25aと、前記ローラ25aが自転するようにヒンジ軸に結合したブラケット25bと、前記ブラケット25bを弾性支持しつつ、ブラケット25bの押され時に弾性圧縮する弾性部材25cとから構成される。
また、前記センシング部材は非接触式であって、このために偏心カム23に設けられ、偏心カム23と共に回転するマグネット26と、マグネット26の回転に応じた極性変化を検知する検出センサ27とから構成される。
これにより、前記検出センサ27は、カム23と共に回転するマグネット26の前面部においてマグネット26の回転に応じたN極とS極の位相変化を検知し、これを電気信号に切り替えてECU50に伝送する作用をする。
図示したように、走行維持ユニット30は、オートモード4であるP(駐車)−R(後進)−N(中立)−D(走行)に沿って引っ張られたコントロールケーブルが変速段を変化させるようにコントロールケーブルと連結した係合レバー31と、オートレバー8のMモード5進入後、係合レバー31をMモード状態に維持するM係止部材32と、オートレバー8の統合モード6進入後、係合レバー31を統合モード状態に維持する統合モード係止部材33と、オートレバー8に備えられたセーフティーボタンを押す時に変速ロッド7との結合を解除することによって、Mモード5や統合モード6の進入後、D(走行)位置を維持する連動解除部材34とから構成される。
また、前記M係止部材32は、変速ロッド7がMモード5側に位置移動する時、変速ロッド7から突出した接触突起7eの一側面から力を受けて係合レバー31の一側面部(左側)を加圧することによってレバーハウジング1に対する固定力を生成するロックピン32aと、前記ロックピン32aの押し移動時に圧縮されて弾性復帰力を生成するリターンスプリング32bとから構成される。
ここで、前記ロックピン(32a、33a)は、その端部が係合レバー31の両側側面部(左側と右側)に形成された溝部位に嵌合した状態を形成する。
また、前記連動解除部材34は、オートレバー8に備えられたセーフティーボタンが押されて、係合レバー31と変速ロッド7の結合が解除された状態で、係合レバー31をホールドするための構成であり、図7のような構成は通常適用される一例を示す。
ここで、前記スライド突起39aは通常Mセンサユニット10側に位置する。
すなわち、セーフティーボタンを押すことによって連動ピン35が下降し、それと同時にソレノイド37が作動することによって連動レバー38を通じてスライド突起39aが上昇し、これによって係合レバー31の係止溝31aから抜け出た状態に変わることが分かる。
このような状態でMモード5や統合モード6が実現されれば、係合レバー31は、M係止部材32や統合モード係止部材33の作用により、レバーハウジング1のブラケット部位と密着して拘束された状態に変わる。
図8(a)のように、節度感ユニット40は、変速ロッド7のMモード5と統合モード6の移動経路においてレバーハウジング1の内面部位を利用して形成されたグルーブ41と、グルーブ41側に向かう変速ロッド7のブレット軸7dを利用して結合され、その末端をグルーブ41に接触させた状態を維持するブレット42とから構成される。
ここで、前記M溝41bと統合モード溝41cは、D溝41aに対してより深く陥没して段差を形成する構造からなる。
また、前記ブレット42は、グルーブ41に接触する端部をボール形状で形成することにより、グルーブ41に接触させた状態でグルーブ41に沿って移動する時に摩擦抵抗を最小にできる。
上記のようにセーフティーボタンが押されて連動解除部材34が作動すれば、図9(a)のように、D(走行)位置にあるオートレバー8を統合モード6のE−S側またはS−E側に移動できるようになる。
上記のようにD(走行)→統合モード6のE−S側へまたはS−E側への移動は、グルーブ41のD溝41aから統合モード溝41cへの位置転換を意味し、これによって運転者は変速節度感を感じるようになる。
この時、オートレバー8がD(走行)→E−S位置に移動完了する時点では、変速ロッド7の第2レバー突起7bを通じてオートレバー8の移動方向に係合レバー31も力を受けることによってシフト軸9をヒンジ軸とした動きを発生できるが、このような小さい動きでは変速段を移動させるコントロールケーブルが影響を受けない。
前記のような過程において、検出センサ27は回転によるマグネット26の極性変化に応じて変化した電気信号をECU50に送出し、ECU50は、これをロジックに適用して処理した後、その結果に応じて制御対象70を制御するために算出された信号値を出力する。
オートレバー8がD(走行)→統合モード6のE−S位置に移動すれば、図示したように、オートレバー8と結合された変速ロッド7はオートレバー8によって同一方向に傾き、これにより、統合モード係止部材33は変速ロッド7から突出した接触突起7eから力を受ける。
図示したように、オートレバー8がD(走行)位置にあれば、変速ロッド7のブレット軸7dと結合されたブレット42はD溝41aに位置することによって運転者にD(走行)変速節度感を提供する。
この時、ブレット42はD溝41aに比べてより低い位置であるM溝41bへ移り、その過程で運転者にD(走行)→M溝41bに応じた変速節度感を提供できるようになる。
この時、ブレット42はD溝41aに比べてより低い位置である統合モード溝41cへ移り、その過程で運転者にD(走行)→統合モード溝41cに応じた変速節度感を提供できるようになる。
2 ・・・インジケーティングパネル
3 ・・・ゲートパターン
4 ・・・オートモード
5 ・・・Mモード
6 ・・・統合モード
7 ・・・変速ロッド
7a ・・・第1レバー突起
7b ・・・第2レバー突起
7d ・・・ブレット軸
7e ・・・接触突起
8 ・・・オートレバー
9 ・・・シフト軸
10 ・・・Mセンサユニット
20 ・・・統合モードセンサユニット
21 ・・・移動ブロック
21a ・・・連動空間
21b ・・・ラックギア
22 ・・・回転軸
22a ・・・ピニオン
23 ・・・偏心カム
24 ・・・固定ローラ
25 ・・・可変ローラ
25a ・・・ローラ
25b ・・・ブラケット
25c ・・・弾性部材
26 ・・・マグネット
27 ・・・検出センサ
30 ・・・走行維持ユニット
31 ・・・係合レバー
31a ・・・係止溝
32 ・・・M係止部材
33 ・・・統合モード係止部材
32a、33a ・・・ロックピン
32b、33b、39b ・・・リターンスプリング
34 ・・・連動解除部材
35 ・・・連動ピン
36 ・・・チューブ
37 ・・・ソレノイド
38 ・・・連動レバー
39 ・・・連動ロッド
39a ・・・スライド突起
40 ・・・節度感ユニット
41 ・・・グルーブ
41a ・・・D溝
41b ・・・M溝
41c ・・・統合モード溝
42 ・・・ブレット
50 ・・・ECU(Engine Control Unit)
60 ・・・TCU(Transmission Control Unit)
70 ・・・制御対象
Claims (15)
- 手で把持して動くオートレバーがP(駐車)−R(後進)−N(中立)−D(走行)のオートモードを基本的な移動経路とするゲートパターンを備え、
前記ゲートパターンには1段アップシフト加速状態である+モードと1段ダウンシフト減速状態である−モードのための電気信号を前記オートレバーの位置移動で発生させるMモードが前記D(走行)位置から前記オートモードの一側面部位に分岐し、
変速機制御とは関係なく、車両の装置を制御するための少なくとも1つ以上のまた他の電気信号を前記オートレバーの位置移動で発生させる統合モードが前記D(走行)位置から直線経路に続いて、前記Mモードと干渉しない位置に分岐することを特徴とする統合制御変速レバー装置。 - 前記統合モードにおいては、前記オートレバーの相異なる移動位置であるE−SとS−E位置において各々異なる電気信号を発生させることを特徴とする、請求項1に記載の統合制御変速レバー装置。
- 前記統合モードは、前記オートレバーの統合モード進入に応じたエフォート(Effort)感を付与し、E−S統合モードとS−E統合モード進入位置を検知する統合モードセンサユニットと、前記オートレバーがE−S統合モードとS−E統合モードに移動しても前記D(走行)状態を維持させる走行維持ユニットと、E−S統合モードやS−E統合モード操作に応じた変速節度感を付与する節度感ユニットを利用して実現されることを特徴とする、請求項2に記載の統合制御変速レバー装置。
- 前記統合モードセンサユニットは、前記オートレバーの統合モード移動時に前記オートレバーに結合され、レバーハウジングにシフト軸を介してヒンジ結合された変速ロッドと締結される移動ブロックと、前記オートレバーのE−S→S−E位置移動時に前記移動ブロックの直線移動を回転運動に切り替えると同時にE−S→S−E位置移動を検出し、エフォート(Effort)感を生成するモード切り替え検出部とから構成されることを特徴とする、請求項3に記載の統合制御変速レバー装置。
- 前記モード切り替え検出部は、前記移動ブロックとラック−ピニオン結合されて自転する偏心カムと、前記偏心カムを左右両側から支持し、少なくとも一側において前記偏心カムの回転による位相変化により押し出されて圧縮弾性変形することによってエフォート感を形成する1対のローラと、前記偏心カムの回転による位相変化を検出して、E−S統合モードやS−E統合モードに対する電気信号を発生するセンシング部材とから構成されることを特徴とする、請求項4に記載の統合制御変速レバー装置。
- 前記センシング部材は非接触式であることを特徴とする、請求項5に記載の統合制御変速レバー装置。
- 前記センシング部材は、前記偏心カムに設けられて共に回転するマグネットと、前記マグネットの回転に応じたN−S極性変化を検知してECUに伝送する電気信号を発生する検出センサとから構成されることを特徴とする、請求項6に記載の統合制御変速レバー装置。
- 前記走行維持ユニットは、P(駐車)−R(後進)−N(中立)−D(走行)に沿って変速段を変化させるようにコントロールケーブルが連結され、前記シフト軸をヒンジ軸にして前記レバーハウジングに結合された係合レバーと、前記オートレバーのMモード進入後、前記係合レバーをMモード状態に維持するM係止部材と、前記オートレバーの統合モード進入後、前記係合レバーを統合モード状態に維持する統合モード係止部材と、前記オートレバーに備えられたセーフティーボタンを押す時、前記変速ロッドとの結合を解除することによって前記Mモードや前記統合モードの進入後、D(走行)位置を維持する連動解除部材とから構成されることを特徴とする、請求項3に記載の統合制御変速レバー装置。
- 前記M係止部材と前記統合モード係止部材は、前記変速ロッドの位置移動時、前記変速ロッドから力を受けて前記係合レバーを加圧することによって前記レバーハウジングに固定させるロックピンと、前記ロックピンの押され移動時に圧縮されて弾性復帰力を生成するリターンスプリングで同一に構成されることを特徴とする、請求項8に記載の統合制御変速レバー装置。
- 前記連動解除部材は、押された前記セーフティーボタンを検知した前記ECUを通じて作動するソレノイドの作用により前記係合レバーと前記変速ロッドの結合を解除することを特徴とする、請求項8に記載の統合制御変速レバー装置。
- 前記節度感ユニットは、前記変速ロッドのMモードと統合モードの移動経路において前記レバーハウジングの内面部位を利用して形成されたグルーブと、前記グルーブに接触して動くブレットとから構成されることを特徴とする、請求項3に記載の統合制御変速レバー装置。
- 前記グルーブは、前記D(走行)位置に対する変速節度感を形成するD溝を基準に前記Mモードに対する変速節度感を形成するM溝と、前記統合モードに対する変速節度感を形成する統合モード溝とから構成されることを特徴とする、請求項11に記載の統合制御変速レバー装置。
- 前記M溝と前記統合モード溝は、前記D溝に対してより深く陥没して段差を形成することを特徴とする、請求項12に記載の統合制御変速レバー装置。
- 前記ブレットは、前記変速ロッドの下部に形成されたブレット軸を利用して結合されることを特徴とする、請求項11に記載の統合制御変速レバー装置。
- 前記ブレットは、前記グルーブに接触する端部をボール形状で形成することを特徴とする、請求項14に記載の統合制御変速レバー装置。
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