JP2020528533A - 車両の変速機用の切替信号発生器及び変速機用の切替装置 - Google Patents

Abstract

車両の、特にオートバイの変速機用の切替信号発生器（１０）であって、任意で延長ロッド（８）の介在接続による、フットペダル（４）との動力伝達結合用の切替ロッド（２２）を含み、特にスリーブ状のハウジング（２０）を含み、そのハウジング内において、切替ロッド（２２）は、その長手軸に沿って２つの軸方向ストッパ（３０、３２）の間で軸方向に変位可能に案内されており、切替レバー（１２）との結合に使用され、内部に位置する、切替ロッド（２２）の軸端（３６）に対向して、ハウジング（２０）に固定して接続された接続片（１４）を含み、非接触式距離測定用の距離センサ（３４）を含み、距離センサ（３４）は、ハウジング（２０）内部で、切替ロッド（２２）の内側に位置する軸端（３６）に対向して配置され、センサ表面と共に長手軸に対して半径方向に方向づけられている。

Description

変速機を備えた車両、特にオートバイでは、特に走行中にクラッチの使用を簡単な方法で控えることができるため、電気信号発生器が使用され、これは車両制御装置、特にエンジン制御装置に、ユーザによる車線変更の希望を示す。ここで、車両制御装置は、対応する（切替）信号に応じてエンジン速度を変速機速度に適合させるように設定されているため、クラッチを入れた状態でも（つまり、クラッチを閉じた状態でも）、比較的少ない力で、次に高いギア、または次に低いギアに入れることができる。これは、特にオートバイの場合、クラッチを作動させる（特に開く）ために、及びそれぞれのギアを入れるために必要な力を削減できるという利点がある。従って、走行快適性を高めることができる。

ここで、多くの場合、切替信号を生成する発生器は、シフトリンケージの動力伝達経路、つまり、特にオートバイの場合、フット切替レバーと変速機側の変速レバーとの間に挿入される。ここで、例えば、シフトリンケージは動力伝達方向に対して分離されており、これにより、シフトパス全体に比べて小さいアイドルストロークが形成され、シフトリンケージが作動すると、少なくとも１つの切替要素、例えばボタン等をトリガして、切替信号を生成するために使用できる。知られているように、特に機械的スイッチは、トリガ要素との接触により、摩耗や温度等の環境の影響を受ける。更に、多くの場合、切替方向ごとに個別のスイッチが必要である。

本発明の課題は、車両の変速機用の切替装置を改善することである。

この課題は、本発明によれば、請求項１の特徴を備えた切替信号発生器によって解決される。更に、その課題は、本発明によれば、請求項１０に記載の切替信号発生器を備えた切替装置により解決される。有利で、部分的にそれ自体が進歩性を有する発明の更なる実施形態及び改善形態は、従属請求項及び以下の説明に記載されている。

本発明にかかる切替信号発生器（ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）は、車両、特にオートバイの変速機と共に使用される。切替信号発生器は、任意で延長ロッドの介在接続による、フットペダルとの動力伝達結合用の切替ロッドを含む。また、切替信号発生器はスリーブ状のハウジングを含み、そのハウジング内において、切替ロッドは、その長手軸に沿って２つの軸方向ストッパの間で軸方向に変位可能に案内される。更に、切替信号発生器は、切替レバーとの結合に使用され、内部に位置する、即ちハウジング内部に配置されている切替ロッドの軸端に対向して、ハウジングに固定して接続された接続片を含む。更に、切替信号発生器は、非接触式距離測定用の距離センサを含み、距離センサは、ハウジング内部で、切替ロッドの内側に位置する軸端に対向して配置され、センサ表面と共に長手軸に対して半径方向に方向づけられている。また、距離センサは、ハウジング内部で、切替ロッドの内側に位置する軸端に対向し、その表面延長部と共に切替ロッドの長手軸に対して半径方向に方向づけられている回路基板を有する。従って、回路基板はセンサ表面を広げる。このために、回路基板は導電性の導体路を支持し、これにより、好ましくは規定の動作中に誘導測定場が生成され、その磁力線は、少なくとも距離センサの所定の測定範囲内で、切替ロッドの長手軸に対し部分的に平行に延びることが好ましい。また、回路基板は、切替信号を生成するための評価回路を支持している。

評価ユニットは、好ましくは、切替ロッドの内側に位置する軸端までの距離を測定するために使用される。好ましくは、評価回路は、距離測定に基づいて、即ち、内側に位置する軸端からコイルまでの検出された距離に応じて、切替信号を生成するように設定されている。従って、距離センサは、内側に位置する軸端までの距離を測定及び評価するための、並びに好ましくは切替信号を出力するための一体部品として構成されている。

好ましくは、切替信号発生器によって、具体的には評価回路によって生成された切替信号は、規定の動作において、例えば車両、特にオートバイのエンジン制御装置等の上位制御装置に伝送される。これによって、切替信号は（特に直接的又は間接的に）使用されて、（モータ）速度と変速機速度とを互いに適合させる。速度差が小さいほど、特にクラッチが閉じている場合に、ギアを変更するために必要なシフト力が低くなる。ここで、誘導測定は、例えば不純物、液体等、そうでなければ多くの場合は破壊的である影響に対し、比較的耐性を有することが有利である。同様に、非接触式測定のため、例えば摩耗等の機械的影響が回避されることが有利である。

ここで、好ましい実施形態では、回路基板は、導電性導体路として、特に螺旋状に構成され、好ましくは回路基板上に印刷されたコイルであって、誘導測定場を生成し、ひいては切替ロッドの内側に位置する軸端に対する誘導距離測定のために使用されるコイルを支持する。

更に、好ましい実施形態では、評価回路は、切替ロッドの内側に位置する軸端が第１の切替値よりもコイルに近づく場合に、第１の切替信号を出力し、軸端が第２の切替値よりもコイルから離れている場合に、第２の切替信号を出力するように設定されている。換言すると、距離センサの評価回路は、所定の第１の距離値（対応する第１の切替値が対応付けられている）未満で内側に位置する軸端が近づくと、第１切替信号を出力し、内側に位置する軸端が所定の第２の距離値（対応する第２の切替値が対応付けられている）を超えてコイルから離れている場合に、第２の切替信号を出力するように設定されている。これにより、より高いギア又はより低いギアへのギア変更に対応付けられた切替信号を、その都度１つのセンサのみで容易な方法で生成することができる。それぞれの切替信号を生成するために、測定値曲線、通常は経時的な電圧値曲線が任意で考慮され、対応する切替値又は制限値と比較される。ここで、導体路、特にコイルの検出（出力）電圧は、切替ロッドの軸端とコイルとの距離の特性測定数を表す。この場合、評価回路は特に、距離測定が評価基準を満たしているかについて検査し、即ち、それぞれの所定の切替値の超過を認識し、該当する場合にのみ、それぞれ第１又は第２の切替信号を出力するために使用される。この変形例では、上位制御装置が、それぞれの切替信号を直接使用して、エンジン及び／又は変速機を制御できる。

代替実施形態の変形例では、評価回路は、特に導体路、特にコイルの出力電圧を増幅し、この出力電圧から生じる測定電圧を切替信号として上位制御装置、例えば車両の、特にオートバイのエンジン制御装置、に転送するように設定されている。即ち、この場合、エンジン制御装置は、受信した切替信号を好ましくは評価し、結果として測定電圧（又は測定電圧の値の時間的経過から生じる測定値曲線）を好ましくは自身で評価し、それに応じて（エンジン）速度の適応をトリガする。

第１及び第２の切替値は、切替信号のない距離値だけ離間するように選択されることが好ましい。これにより、切替ロッドが中立位置からわずかにシフトした場合に、意図しない生成、従ってそれぞれの切替信号の誤った出力を防ぐことができる。ここで、この中立位置は、便宜上、２つの切替値に対応付けられた２つの対応する切替位置の間、即ち、特に２つの切替値に対応付けられた距離センサまでの距離の間にある。

好都合な実施形態では、回路基板、ひいては導体路、特にコイルは、ハウジング内部において不動でこれに取り付けられている。従って、回路基板は切替ロッドに対して固定位置で配置されている。

ここで、切替ロッドは、更に好ましくは、中立の位置（即ち中立位置）から、距離センサの方向に第１のシフトストロークの分だけ、及び距離センサから離れる方向に第２のシフトストロークの分だけ変位可能である。ここで好ましくは、切替ロッドは、無負荷状態で、即ち車両運転者からの外力の作用なく、ばねを用いて中立位置で張設されている。

２つの軸方向ストッパは、特に切替ロッドが、特にそれぞれのシフトストロークを超えて移動する場合に、それぞれの軸方向に切替ロッドに加えられたシフト力を伝達するための伝導体として機能する。必要なシフトパスを切替変速機に伝達するために、それぞれのシフトストロークを超える切替ロッドのこのような移動が必要である。

それぞれのシフトストロークは、好ましくは、全シフトパスの一部分、例えば５〜５０パーセントを表すが、特に、この割合はそれぞれの変速機に依存する。これにより、フットレバーの作動時に、まずそれぞれのシフトストロークを克服でき、或いは代替的に、車両の上位制御装置が、出力された測定電圧に基づいて切替信号として内部切替信号を生成し、続いて、上位制御装置がエンジン速度と変速機速度との適合をトリガする。続いて、即ちフットレバーを更に動かすと、ギアを変更するためのシフトパスが克服され、速度の適合により必要なシフト力が低下するため、クラッチを作動させずに簡単に切替できる。

例えば、切替ロッド及び／又は、例えばそれを内側に位置する軸端に支承するために取り付けられるスリーブは、非磁性材料により形成されていることが好ましい。つまり、コイルの使用、ひいては誘導測定原理による距離測定により、非磁性物体の検知（検出）も可能になるため、通常比較的高価な磁性材料の使用を有利に省くことができる。

代替的に、切替ロッド及び／又はスリーブは、磁性材料から形成されている。

「及び／又は」という接続詞は、ここで及び以下では、特に、この接続詞によって結びつけられた特徴が共同で、及び互いの代替選択肢として構成できるように理解されるべきである。

本発明の実施形態を、以下に図面を参照して詳述する。

切替信号発生器を備えたオートバイの切替装置の概略図を示す。 縦断面の切替信号発生器を示す。 図２にかかる断面ＩＩＩ−ＩＩＩの切替信号発生器を示す。

図１は、オートバイの変速機用の切替装置１をより詳細に示す。切替装置１は、旋回点６を介してオートバイフレームに可動に取り付けることができるフットレバー（フットペダル）４を含む。更に、切替装置１は、フットレバー４に関節接続されたプッシュロッド及びプルロッド８を含む。また、切替装置１は、切替信号をオートバイのエンジン制御装置に出力するために使用される切替信号発生器１０を更に含む。この切替信号発生器１０は、プッシュロッド及びプルロッド８に結合されている。更に、切替装置１は、切替ロッド８の被動側に配置され、接続片１４を介して切替ロッド８に関節接続された（ギア）切替レバー１２を含む。切替レバー１２は、変速機のギアコントロールシャフトに動力を伝達するために使用される。

図２は、切替信号発生器１０をより詳細に示す。ここで、切替信号発生器１０は、プッシュロッド及びプルロッド８に対して延長して、これらと動力伝達結合できる切替ロッド２２（図１では結合状態で示されている）が、軸方向２４に変位可能に支承されているハウジング２０を含む。従って、プッシュロッド及びプルロッド８は、切替ロッド２２とフットレバー４との間の動力伝達のための延長ロッドを形成する。また、切替ロッド２２は、ばね、具体的にはコイルばね２６によって、切替ロッド２２が外力の作用なく、図２で中立位置２８に位置決めされるように、張設されて支承されている。この中立位置２８から出発して、切替ロッド２２は、第１のシフトストロークＨ_１の分だけハウジング２０内に変位可能である。ここで、ハウジング２０への軸方向の動きは、第１の軸方向ストッパ３０によって制限される。フットレバー４の方向において、切替ロッド２２は、第２の軸方向ストッパ３２により制限されて、中立位置２８から第２のシフトストロークＨ_２の分だけ変位可能である。それぞれのシフトストロークＨ_１又はＨ_２を超える動きの場合、２つは軸方向ストッパ３０及び３２と共に伝導体として機能し、ひいては切替ロッド２２に加えられた切り替え力を、ハウジング２０を介して接続片１４に、ひいては切替レバー１２に伝達する。

簡単なギア変更のための速度調整を可能にするために、切替信号発生器１０は、切替ロッド２２の内側に位置する軸端３６に対向して、ハウジング２０内に位置固定された距離センサ３４を含む。ここで、距離センサ３４は、回路基板３８を含み、その上に、誘導測定場を生成する導体路、具体的に、好ましくは螺旋コイル４０が印刷されている。このコイル４０は、距離センサ３４と内側に位置する軸端３６との間の誘導距離測定に使用される。距離センサ３４は、回路基板３８上に配置され、軸端３６が第１のシフトストロークＨ_１の分だけ近づくと、センサ線４２を介して第１の切替信号を（好ましくは電圧値の形式で）オートバイのモータ制御装置に出力し、軸端３６が第２のシフトストロークＨ_２の分だけ離れると、対応してセンサ線４２を介して第２の切替信号を出力する評価回路（詳細には図示せず）を更に含む。

支承を簡素化するために（且つ、特にハウジング２０における縦方向の誘導のために）、場合によって、切替ロッド２２の軸端３６の検知するべき面積を拡大するために、切替ロッド２２は、その軸端３６にはめ輪４４と呼ばれるスリーブを支持している。

誘導距離センサ３４の使用は、センサシステムの可能な限り単純な構造にもかかわらず、１つのセンサのみが使用される場合でも、その都度、軸端３６が適切に接近又は離れると切替信号を出力できるという利点を有する。更に、誘導センサの原理では、距離の変化を検出するために比較的高価な磁石を使用する必要はない。

本発明の対象は、上述の実施形態に限定されない。むしろ、本発明の他の実施形態は、上記の説明から当業者によって導き出すことができる。

１ 切替装置
４ フットレバー
６ 旋回点
８ プッシュロッド、プルロッド
１０ 切替信号発生器
１２ 切替レバー
１４ 接続片
２０ ハウジング
２２ 切替ロッド
２４ 軸方向
２６ コイルばね
２８ 中立位置
３０ 軸方向ストッパ
３２ 軸方向ストッパ
３４ 距離センサ
３６ 軸端
３８ 回路基板
４０ コイル
４２ センサ線
４４ はめ輪
Ｈ_１ シフトストローク
Ｈ_２ シフトストローク

Claims (10)

1. 車両の、特にオートバイの変速機用の切替信号発生器（１０）であって、
   −フットペダル（４）との動力伝達結合用の切替ロッド（２２）と、
   −前記切替ロッド（２２）が、その長手軸に沿って２つの軸方向ストッパ（３０、３２）の間で軸方向に変位可能に案内されるハウジング（２０）と、
   −切替レバー（１２）との結合に使用され、内部に位置する、前記切替ロッド（２２）の軸端（３６）に対向して、前記ハウジング（２０）に固定して接続された接続片（１４）と、
   −非接触式距離測定用の距離センサ（３４）と、を備えるものにおいて、
   前記距離センサ（３４）は、前記ハウジング（２０）内部で、前記切替ロッド（２２）の内側に位置する前記軸端（３６）に対向して配置され、センサ表面と共に長手軸に対して半径方向に方向づけられており、前記距離センサ（３４）は、前記ハウジング（２０）内部で、前記切替ロッド（２２）の前記内側に位置する軸端（３６）に対向し、その表面延長部と共に前記切替ロッド（２２）の長手軸に対して半径方向に方向づけられている回路基板（３８）を含み、前記回路基板（３８）は、前記切替ロッド（２２）の前記内側に位置する軸端（３６）に対して誘導距離測定を行うための導電性導体路（４０）と、評価回路とを支持している切替信号発生器（１０）。
2. 前記回路基板（３８）の前記導電性導体路は、螺旋状のコイル（４０）として構成されている、請求項１に記載の切替信号発生器（１０）。
3. 前記評価回路は、前記切替ロッド（２２）の前記内側に位置する軸端（３６）が第１の切替値よりも前記導体路（４０）に近づく場合に、第１の切替信号を出力し、前記軸端（３６）が第２の切替値よりも前記導体路（４０）から離れている場合に、第２の切替信号を出力するように設定されている、請求項１又は２に記載の切替信号発生器（１０）。
4. 前記第１及び第２の切替値は、切替信号のない距離だけ離間するように選択されている、請求項３に記載の切替信号発生器（１０）。
5. 前記回路基板（３８）は、前記ハウジング（２０）内部において不動でこれに取り付けられている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の切替信号発生器（１０）。
6. ばね（２６）を備え、前記ばね（２６）を用いて、前記切替ロッド（２２）は２つの前記軸方向ストッパ（３０、３２）間で、中立位置（２８）において、無負荷状態で張設されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の切替信号発生器（１０）。
7. 前記切替ロッド（２２）は、前記中立位置（２８）から、第１のシフトストローク（Ｈ_１）の分だけ前記距離センサ（３４）の方向に変位可能であり、第２のシフトストローク（Ｈ_２）の分だけ前記距離センサ（３４）から離れて変位可能である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の切替信号発生器（１０）。
8. 前記２つの軸方向ストッパ（３０、３２）は、前記切替ロッド（２２）が移動する場合に、それぞれの軸方向（２４）にシフト力を伝達するための伝導体として機能する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の切替信号発生器（１０）。
9. 前記切替ロッド（２２）及び／又は、任意でそれを前記内側に位置する軸端（３６）に支承するために取り付けられるスリーブ（４４）は、非磁性材料により形成されている、請求項１〜８のいずれか一項に記載の切替信号発生器（１０）。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の切替信号発生器（１０）を備える、車両の変速機用の切替装置（１）。

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