JP2024511602A

JP2024511602A - シフトバイワイヤ機構のためのギヤ選択アクチュエータ

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Publication number: JP2024511602A
Application number: JP2023557738A
Authority: JP
Inventors: ジャックジャオ，; シャビンジャン，; ギャリーチェン，; ジェンウェイイー，
Original assignee: GHSP Inc
Current assignee: GHSP Inc
Priority date: 2021-03-30
Filing date: 2021-03-30
Publication date: 2024-03-14
Also published as: US20240133465A1; KR20230162603A; WO2022204960A1; CN117561391A

Abstract

トランスミッションのためのシフトアクチュエータは、セレクタインターフェースと結合された駆動アセンブリを含む。トランスミッションセレクタは、複数のトランスミッション設定の間で動作する。ねじ付きアクチュエータは、駆動アセンブリによって回転可能に動作される。キャリッジは、ねじ付きアクチュエータに沿って直線状に動作して、トランスミッション設定に対応する複数のアクチュエータ位置を画定する。アクチュエータアームは、キャリッジとトランスミッションセレクタとの間に延在して、キャリッジの直線動作をトランスミッションセレクタの回転動作に変換する。【選択図】図７

Description

本デバイスは、選択機構の分野のものであり、より具体的には、シフトバイワイヤ選択インターフェースを介してトランスミッションを調整するために使用することができる、ギヤ選択機構のためのアクチュエータである。

従来の車両内で、トランスミッションは、車両の動作特性を変更するための複数のギヤを含む。これらのトランスミッションは、多くの場合、オペレーティングシステムの使用を通じて手動でシフトされる機械式トランスミッションを使用する。加えて、シフトバイワイヤ機構は、デジタルインターフェースを使用してトランスミッションのギヤ設定を調整するために使用することができる。シフトバイワイヤインターフェース内で、アクチュエータは、典型的に、トランスミッションのために選択されたギヤを変更するために使用される。

第１の本開示の態様によれば、トランスミッションのためのシフトアクチュエータは、セレクタインターフェースと結合された駆動アセンブリを含む。トランスミッションセレクタは、複数のトランスミッション設定の間で動作する。ねじ付きアクチュエータは、駆動アセンブリによって回転可能に動作される。キャリッジは、ねじ付きアクチュエータに沿って直線状に動作して、トランスミッション設定に対応する複数のアクチュエータ位置を画定する。アクチュエータアームは、キャリッジとトランスミッションセレクタとの間に延在して、キャリッジの直線動作をトランスミッションセレクタの回転動作に変換する。

本開示の別の態様によれば、ギヤセレクタアセンブリは、ねじ付きアクチュエータを有する駆動アセンブリを選択的に動作させるセレクタインターフェースを含む。キャリッジは、ねじ付きアクチュエータの回転軸に沿って直線状に動作して、複数のアクチュエータ位置を画定する。アクチュエータアームは、キャリッジとトランスミッションインターフェースとの間に延在する。キャリッジの直線動作は、トランスミッションインターフェースの周りのアクチュエータアームの回転動作を画定する。位置センサは、セレクタインターフェース、アクチュエータアーム、及び駆動アセンブリのモータと通信して、複数のアクチュエータ位置にキャリッジ及びアクチュエータアームを位置付ける。トランスミッションセレクタが含まれており、ねじ付きアクチュエータに沿ったキャリッジの直線動作は、トランスミッションセレクタのそれぞれのギヤ位置に対応する複数のアクチュエータ位置を画定する。

本開示の別の態様によれば、セレクタアセンブリは、コントローラを介して駆動アセンブリを選択的に動作させるセレクタインターフェースを含む。駆動アセンブリは、ねじ付きアクチュエータを含む。キャリッジは、ねじ付きアクチュエータに沿って並進して、複数のギヤ位置を画定する。トランスミッションセレクタは、インターフェース軸の周りに回転する。センサアセンブリは、コントローラ及びキャリッジと通信する。キャリッジの直線動作は、センサアセンブリの磁石及びトランスミッションセレクタのインターフェース軸の周りの回転動作を画定する。センサアセンブリは、駆動アセンブリと協働して、複数のギヤ位置のうちの選択されたギヤ位置にキャリッジ及びトランスミッションセレクタを位置付ける。

本開示のこれらの及び他の態様、目的、及び特徴は、以下の明細書、特許請求の範囲、及び添付図面を検討すれば、当業者によって理解及び認識されるであろう。

以下の図面である。

例示的な車両のためのセレクタインターフェースの斜視図である。セレクタインターフェース及びシフトバイワイヤトランスミッションとともに使用するための例示的なセレクタアクチュエータの斜視図である。図２のセレクタアクチュエータの別の斜視図である。図２のセレクタアクチュエータの分解斜視図である。セレクタアクチュエータのための作動アセンブリの分解斜視図である。線ＶＩ－ＶＩに沿って切断した図３のセレクタアクチュエータの断面図である。第１のトランスミッション設定にあることを示すアクチュエータアセンブリの斜視図である。第２のトランスミッション設定にあることを示す図７のアクチュエータアセンブリの斜視図である。第３のトランスミッション設定にあることを示す図８のアクチュエータアセンブリの斜視図である。

本開示の追加の特徴及び利点は、以下の詳細な説明に記載され、説明から当業者に明らかになるか、又は特許請求の範囲及び添付図面とともに、以下の説明に記載されるように本発明を実施することによって認識されるであろう。

本明細書で使用される場合、「及び／又は」という用語は、２つ以上の項目のリストにおいて使用されるとき、列記された項目のうちのいずれか１つを単独で採用することができるか、又は列記された項目のうちの２つ以上の任意の組み合わせを採用することができることを意味する。例えば、組成物が構成要素Ａ、Ｂ、及び／又はＣを含むものとして記載されている場合、組成物は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、Ａ及びＢの組み合わせ、Ａ及びＣの組み合わせ、Ｂ及びＣの組み合わせ、又はＡ、Ｂ、及びＣの組み合わせを含むことができる。

本文書では、第１及び第２、頂部及び底部などの関係語は、必ずしもそのようなエンティティ又はアクションの間のそのようないかなる実際の関係又は順序も必要とすることなく、又は暗示することなく、１つのエンティティ又はアクションと別のエンティティ又はアクションとを区別するためにのみ使用される。

本開示の目的で、（結合する（ｃｏｕｐｌｅ）、結合している（ｃｏｕｐｌｉｎｇ）、結合された（ｃｏｕｐｌｅｄ）、などの全ての形態の）「結合された（ｃｏｕｐｌｅｄ）」という用語は、概して、２つの構成要素（電気的又は機械的）を、直接的又は間接的に互いに接合することを意味する。そのような接合は、本質的に固定的又は移動可能であり得る。そのような接合は、２つの構成要素（電気的若しくは機械的）及び／又は任意の追加の中間部材によって達成され得る。そのような接合は、互いに単一のまとまった本体として一体的に形成される（すなわち、一体的に結合される）部材を含み得るか、又は２つの構成要素の接合を指し得る。そのような接合は、別途指示がない限り、本質的に取り外し可能又は解放可能であり得る。

本明細書で使用されるとき、「実質的な」、「実質的に」という用語、及びそれらの変形形態は、説明された特徴が、値又は説明と等しい又はほぼ等しいことに注目することを意図する。例えば、「実質的に平面状の」表面は、平面状であるかほぼ平面状である表面を表すことを意図する。更に、「実質的に」は、２つの値が等しいかほぼ等しいことを表すことを意図する。いくつかの実施形態では、「実質的に」は、互いに約５％以内又は互いに約２％以内などの、互いに約１０％以内の値を表し得る。

本明細書で使用されるとき、「ｔｈｅ」、「ａ」、又は「ａｎ」という用語は、「少なくとも１つ」を意味し、反対のことが明示的に示されていない限り、「１つのみ」に限定されるべきではない。したがって、例えば「ある構成要素（ａｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）」に対する参照は、別途文脈が明確に示していない限り、２つ以上のそのような構成要素を有する実施形態が含まれる。

ここで図１～図９を参照すると、参照番号１０は、一般に、トランスミッション１４などの機械的アセンブリに対して様々な調整を行うためのセレクタアクチュエータ１２を含むことができるシフトアクチュエータを指す。セレクタアクチュエータ１２は、セレクタインターフェース１６から命令を受信するように構成されている。セレクタインターフェース１６からの命令は、ギヤ位置１８などの複数の可能な位置のうちの様々な選択位置の間で機械的アセンブリを移動させるようにセレクタアクチュエータ１２を動作させる。デバイスの様々な態様によれば、トランスミッション１４のためのシフトアクチュエータ１０は、セレクタインターフェース１６と結合された駆動アセンブリ２０を含む。トランスミッションセレクタ２２は、複数のトランスミッション設定２４の間で動作する。ねじ付きアクチュエータ２６は、駆動アセンブリ２０によって回転可能に動作される。キャリッジ２８は、ねじ付きアクチュエータ２６に沿って直線状に動作して、複数のトランスミッション設定２４に対応する複数のアクチュエータ位置３０を画定する。アクチュエータアーム３２は、キャリッジ２８とトランスミッションセレクタ２２との間に延在する。このアクチュエータアーム３２は、キャリッジ２８の直線動作３４をアクチュエータアーム３２及びトランスミッションセレクタ２２の回転動作３６に変換するように動作する。したがって、アクチュエータアーム３２及びトランスミッションセレクタ２２はそれぞれ、トランスミッションセレクタ２２のインターフェース軸３８の周りに動作する。

図２～図９を再度参照すると、シフトアクチュエータ１０のためのアクチュエータアーム３２は、駆動アセンブリ２０と通信する位置センサ５２に対して動作する位置決め磁石５０を含む。位置決め磁石５０及び位置センサ５２は、互いに協働して、駆動アセンブリ２０の１つ以上のモータ５４を選択的に動作させて、複数のトランスミッション設定２４を画定する。位置センサ５２は、プリント回路基板（ＰＣＢ）５６内に組み込むことができる。駆動アセンブリ２０、キャリッジ２８、位置決め磁石５０、及び位置センサ５２はそれぞれ、外側ハウジング５８のモータキャビティ６０内などの、外側ハウジング５８内に配設される。典型的には、ＰＣＢ５６は、シフトアクチュエータ１０のキャリッジ２８、アクチュエータアーム３２、位置決め磁石５０、及び他の構成要素が外側ハウジング５８のモータキャビティ６０内で動作するように、外側ハウジング５８の一部分に取り付けること、又はモータキャビティ６０内の安定な位置に保持することができる。

シフトアクチュエータ１０のための駆動アセンブリ２０は、ねじ付きアクチュエータ２６を動作させる１つ以上のモータ５４を含むことができる。図２～図９に例示されるように、駆動アセンブリ２０は、ねじ付きアクチュエータ２６をねじ付きアクチュエータ２６の回転軸７０の周りに時計回り方向及び反時計回り方向に回転させることができる、単一の二方向モータ５４を含む。また、駆動アセンブリ２０が、ねじ付きアクチュエータ２６をねじ付きアクチュエータ２６の回転軸７０の周りにそれぞれ時計回り方向及び反時計回り方向に動作させるための、２つの単方向モータ５４などの複数のモータ５４を含み得ることが想到される。

図４～図９を再度参照すると、駆動アセンブリ２０はまた、モータ５４とねじ付きアクチュエータ２６との間に延在するギヤトレーン８０を含むことができる。このギヤトレーン８０は、各モータ５４の駆動シャフト８４に取り付けられた１つ以上の駆動ギヤ８２を含むことができる。加えて、ねじ付きアクチュエータ２６は、駆動ギヤ８２と噛合する、別個の動作ギヤ８６を含むことができる。ギヤトレーン８０は、ギヤトレーン８０内に位置付けることができる、様々なアイドラギヤを含むことができる。

デバイスの様々な態様では、図４～図９に例示されるように、駆動ギヤ８２及び動作ギヤ８６は、シフトアクチュエータ１０のための駆動アセンブリ２０内にギヤ減速機構１００を画定するために、異なるサイズを有することができる。このギヤ減速機構１００は、キャリッジ２８の速度を高めるために、又はねじ付きアクチュエータ２６に沿ってキャリッジ２８を駆動してシフトアクチュエータ１０の複数のアクチュエータ位置３０を画定するためのモータ５４の機械的利点を高めるために使用することができる。図４～図９に例示されるように、駆動ギヤ８２は、動作ギヤ８６が駆動ギヤ８２よりも低い回転速度で移動するように、動作ギヤ８６よりも小さい。この動作ギヤ８６と駆動ギヤ８２とのサイズの違いにより、ねじ付きアクチュエータ２６を回転させてキャリッジ２８に直線動作３４を行わせるための、動作ギヤ８６における出力トルク１０２が高められる。この構成を通して、ギヤトレーン８０のための駆動ギヤ８２と動作ギヤ８６とのサイズの違いを通して得られる機械的利点に起因して、モータ５４は、相対的に低い出力のモータ５４であり得る。

図４～図９を再度参照すると、キャリッジ２８及びアクチュエータアーム３２は、受容器１１０及び突起の組み合わせの使用を通じて互いに対して摺動可能に動作する。受容器１１０は、突起１１２が受容器１１０内で動作することを可能にする細長い開口部１１４又はスロットを含む。キャリッジ２８及びアクチュエータアーム３２の動作中に、突起１１２は、キャリッジ２８の直線動作３４に対して略垂直な方向におけるキャリッジ２８に対する移動が制限される。このようにして、突起１１２は、受容器１１０の開口部１１４内を滑らかに並進することができる。典型的には、突起１１２がアクチュエータアーム３２に位置付けられ、受容器１１０がキャリッジ２８内に画定されるが、これらの位置は切り替えることができる。

図４～図９を再度参照すると、受容器１１０の細長い開口部１１４は、突起１１２に対する、アクチュエータアーム３２の回転動作３６と組み合わせたキャリッジ２８の直線動作３４を提供する。換言すれば、キャリッジ２８がねじ付きアクチュエータ２６に沿って直線動作３４を受けると、アクチュエータアーム３２及びそのための突起１１２が、トランスミッションセレクタ２２のインターフェース軸３８の周りに、円弧状経路を通して回転動作３６で移動する。この突起１１２と受容器１１０との間のインターフェースを通して、アクチュエータアーム３２をキャリッジ２８に固定することができる。この確実な係合は、キャリッジ２８の直線動作３４からアクチュエータアーム３２の回転動作３６への滑らかな変換を提供する。キャリッジ２８とトランスミッションセレクタ２２との間に延在するアクチュエータアーム３２の使用は、シフトアクチュエータ１０内の追加の機械的利点を提供する。キャリッジ２８がねじ付きアクチュエータ２６に沿って直線動作３４を受けると、アクチュエータアーム３２は、キャリッジ２８とトランスミッションセレクタ２２との間に追加の機械的利点を提供する役割を果たす半径方向長さを有する。したがって、シフトアクチュエータ１０内に提供された複数の機械的利点は、モータ５４のサイズを大幅に縮小することを可能にすると同時に、トランスミッション１４を動作させるためのギヤトレーン８０、ねじ付きアクチュエータ２６、キャリッジ２８、アクチュエータアーム３２、及びトランスミッションセレクタ２２を動作させるために必要な出力トルク１０２を提供することを可能にする。

デバイスの様々な態様によれば、図１～図９に例示されるように、シフトアクチュエータ１０及びトランスミッションセレクタ２２は、トランスミッション１４のギヤ位置１８を操作するためのシフトバイワイヤ機構１２０と動作可能に結合又は係合される。具体的には、シフトバイワイヤ機構１２０は、シフトアクチュエータ１０及びトランスミッションセレクタ２２の移動を介して命令を受信し、この命令が、様々なギヤ位置１８の間でトランスミッション１４を動作させるための別個の機械的アセンブリを作動させる。デバイスの様々な態様によれば、シフトバイワイヤ機構１２０の非存在下でトランスミッション１４を動作させるために、シフトアクチュエータ１０が機械的アセンブリに直接取り付けられ得ることが想到される。典型的には、シフトバイワイヤ機構１２０は、トランスミッション１４を様々なギヤ位置１８の間で操作するために、シフトアクチュエータ１０と組み合わせて利用される。トランスミッション１４の様々なギヤ位置１８に対応する複数のトランスミッション設定２４としては、少なくとも、リバース位置１２２、ニュートラル位置１２４、及びドライブ位置１２６を挙げることができる。代替のドライブ設定、異なる道路状況及び気象状況のためのトランスミッション設定２４、並びに他の同様のトランスミッション設定２４のために、追加のトランスミッション設定２４を含むことができる。デバイスの特定の態様では、シフトアクチュエータ１０はまた、トランスミッション設定２４のうちの１つとしてパーク位置１２８を含むことができる。また、パーク設定はまた、トランスミッション１４のパーク位置１２８を作動させることに専用される別個のアセンブリの使用を通じて作動され得ることが想到される。この専用のアセンブリはまた、シフトバイワイヤ機構１２０及びトランスミッション１４のパークロック設定に利用することができる。

ここで図７～図９を参照すると、本明細書で考察されるように、駆動アセンブリ２０は、ねじ付きアクチュエータ２６を回転軸７０の周りに回転させるように動作する。このねじ付きアクチュエータ２６の回転中に、キャリッジ２８が、直線動作３４を通して、ねじ付きアクチュエータ２６の回転軸７０に沿って並進する。キャリッジ２８のこの直線動作３４を使用して、トランスミッション設定２４に対応する複数のアクチュエータ位置３０を画定する。このキャリッジ２８の直線動作３４は、アクチュエータアーム３２のトランスミッションセレクタ２２のインターフェース軸３８の周りの回転動作３６に変換される。アクチュエータアーム３２に取り付けられた位置決め磁石５０もまた、シフトアクチュエータ１０のための駆動アセンブリ２０及びキャリッジ２８の動作中に、インターフェース軸３８の周りに回転する。アクチュエータアーム３２が回転すると、位置決め磁石５０が位置センサ５２と相互作用して、位置センサ５２に対する位置決め磁石５０の位置、次にアクチュエータアーム３２の位置を通信する。

図１～図９を再度参照すると、セレクタインターフェース１６を使用して選択が行われた後、駆動アセンブリ２０を作動させて、ねじ付きアクチュエータ２６の回転軸７０に沿ってキャリッジ２８を並進させる。キャリッジ２８のこの並進中に、位置決め磁石５０は、トランスミッションセレクタ２２のインターフェース軸３８の周りに移動する。位置決め磁石５０が、セレクタインターフェース１６のための所望のトランスミッション設定２４に対応するキャリッジ２８の選択されたアクチュエータ位置１４０に対応する所望の位置に到達すると、位置センサ５２が、コントローラ１４２を介して駆動アセンブリ２０と通信して、駆動アセンブリ２０のモータ５４の動作を停止させる。位置決め磁石５０及び位置センサ５２を使用することで、アクチュエータアーム３２の離散的な移動を検出することができ、それにより、シフトバイワイヤ機構１２０を動作させるためのキャリッジ２８、アクチュエータアーム３２、及びトランスミッションセレクタ２２の正確な位置決めを達成することができる。したがって、アクチュエータアーム３２の離散的な移動は、シフトバイワイヤ機構１２０を動作させるための、トランスミッションセレクタ２２の対応する離散的な回転に変換することができる。キャリッジ２８、アクチュエータアーム３２、及びトランスミッションセレクタ２２の離散的で漸増的な移動を使用することにより、シフトアクチュエータ１０のサイズを相対的にコンパクトにすることができる。セレクタアクチュエータ１２の構成部品の移動は少ないので、モータキャビティ６０内に様々な移動経路を収容するために必要とされる空間の量が最小になる。本明細書に記載される機械的利点により、トランスミッションセレクタ２２での出力トルク１０２を犠牲にせずに、このシフトアクチュエータ１０のサイズの低減を可能にする。

図４～図６を再度参照すると、シフトアクチュエータ１０の外側ハウジング５８は、キャリッジ２８がねじ付きアクチュエータ２６の回転軸７０に沿って並進するときに、キャリッジを固定回転位置に維持する、誘導部分１５０を含むことができる。この誘導部分１５０は、直線動作３４における、及び複数のアクチュエータ位置３０を通した、キャリッジ２８の並進を誘導するのを補助する。この誘導部分１５０は、外側ハウジング５８内に画定された一連の溝又はチャネル１５２を含むことができる。キャリッジ２８はまた、外側ハウジング５８の誘導部分１５０としての役割を果たす外側ハウジング５８内に画定されたチャネル１５２と相互作用する、様々なタブ１５４又は摺動特徴を含むことができる。外側ハウジング５８及びキャリッジ２８内に画定された誘導部分１５０は、キャリッジ２８がねじ付きアクチュエータ２６の回転軸７０に沿って並進するときに、キャリッジの滑らかな直線動作３４を確実にする役割を果たす。加えて、この誘導部分１５０は、キャリッジ２８がいかなる偏心回転運動も受けず、それによって、ねじ付きアクチュエータ２６の回転軸７０に沿った直線動作３４に限定されることを保証する。こうしてキャリッジ２８を直線動作３４だけに限定することは、シフトアクチュエータ１０の動作中のアクチュエータアーム３２及び位置決め磁石５０の正確な運動を確実にするのを補助する。

図２～図６を再度参照すると、外側ハウジング５８内で、トランスミッションセレクタ２２は、外側ハウジング５８のインターフェース部分１６０内に固定される。インターフェース部分１６０は、トランスミッションセレクタ２２及びアクチュエータアーム３２がトランスミッションセレクタ２２のインターフェース軸３８の周りに回転可能に動作するように位置付けるのを補助する。したがって、外側ハウジング５８のインターフェース部分１６０は、トランスミッションセレクタ２２を少なくとも部分的に取り囲むハブ１６２を含むことができる。加えて、アクチュエータアーム３２及びトランスミッションセレクタ２２が、単一部品であり得ることが想到される。また、アクチュエータアーム３２及びトランスミッションセレクタ２２が、外側ハウジング５８のインターフェース部分１６０並びにトランスミッションセレクタ２２によって画定されたインターフェース軸３８の周りに動作するように一緒に取り付けられた別個の構成要素であり得ることが想到される。

図１～図９を再度参照すると、車両のためのギヤセレクタアセンブリ１７０は、ねじ付きアクチュエータ２６を有する駆動アセンブリ２０を選択的に動作させるセレクタインターフェース１６を含む。キャリッジ２８は、ねじ付きアクチュエータ２６の回転軸７０に沿った直線動作３４を通して並進して、複数のアクチュエータ位置３０を画定する。上で考察されるように、キャリッジ２８は、直線動作３４に限定されて、回転方向における動作、又はねじ付きアクチュエータ２６の回転軸７０の外側又は遠位の方向における動作が防止される。アクチュエータアーム３２は、キャリッジ２８とトランスミッションインターフェース１８０との間に延在する。キャリッジ２８の直線動作３４は、トランスミッションセレクタ２２のインターフェース軸３８の周りのアクチュエータアーム３２の回転動作３６を画定する。上で考察されるように、トランスミッションセレクタ２２及びアクチュエータアーム３２は、別個の構成要素であり得るか、又はトランスミッションセレクタ２２のインターフェース軸３８の周りに同時に動作する単一の一体化された部品であり得る。トランスミッションインターフェース１８０は、トランスミッションセレクタ２２とシフトバイワイヤ機構１２０との間の係合によって画定することができる。このトランスミッションインターフェース１８０は、アクチュエータアーム３２及びトランスミッションセレクタ２２の回転動作３６を受容して、この回転動作３６を、車両のためのトランスミッション１４を動作させるための命令に変換する。トランスミッションセレクタ２２の運動は、シフトバイワイヤ機構１２０を動作させ、次いで、車両のためのトランスミッション１４を動作させるためのデジタル命令又は電気的命令に変換することができる、相対的に有限かつ離散的な運動であり得る。

図４～図９を再度参照すると、シフトアクチュエータ１０の位置センサ５２は、駆動アセンブリ２０のセレクタインターフェース１６、アクチュエータアーム３２、及びモータ５４と通信して、キャリッジ２８及びアクチュエータアーム３２を複数のアクチュエータ位置３０のうちの所望のアクチュエータ位置３０に位置付ける。トランスミッションセレクタ２２はまた、ギヤセレクタアセンブリ１７０のシフトアクチュエータ１０内に含まれる。ねじ付きアクチュエータ２６に沿ったキャリッジ２８の直線動作３４は、トランスミッションセレクタ２２のそれぞれのギヤ位置１８に対応する複数のアクチュエータ位置３０を画定する。上で考察されるように、位置センサ５２は、位置センサ５２の磁気センサ１９０に対して動作する位置決め磁石５０を含むか、又は位置決め磁石と対にされる。この位置センサ５２の磁気センサ１９０は、コントローラ１４２及び駆動アセンブリ２０と通信する。位置決め磁石５０及び位置センサ５２は、協働して、駆動アセンブリ２０のモータ５４を選択的に動作させて、複数のトランスミッション設定２４を画定する。センサアセンブリ２２０の位置決め磁石５０は、典型的には、アクチュエータアーム３２に取り付けられ、インターフェース軸３８の周りに回転する。この位置決め磁石５０の移動は、典型的には磁気センサ１９０の形態の位置センサ５２と協働して、キャリッジ２８及びアクチュエータアーム３２に関する位置決め情報を提供する。この位置決め情報を使用して、トランスミッションセレクタ２２及びトランスミッションインターフェース１８０の様々なトランスミッション設定２４を画定するように駆動アセンブリ２０を動作させる。

デバイスの様々な態様によれば、外側ハウジング５８は、駆動アセンブリ２０に電力を提供するためのコネクタ２１２を受容する、接続端子２１０を含む。データ通信はまた、データ及び位置決め情報をトランスミッション１４及びシフトバイワイヤ機構１２０のためのコントローラ１４２と交換するためのコネクタ２１２及び接続端子２１０内に含まれる。外側ハウジング５８の外部から、移動を示すシフトアクチュエータ１０の唯一の部分は、トランスミッションインターフェース１８０においてシフトバイワイヤ機構１２０と係合するトランスミッションセレクタ２２である。シフトアクチュエータ１０の全ての他の動作可能な構成要素は、外側ハウジング５８のモータキャビティ６０内に含まれ、収容される。この構成を通して、ギヤセレクタアセンブリ１７０のためのシフトアクチュエータ１０に埃、細片、及び他の汚染物質が入らないようにすることができる。ねじ付きアクチュエータ２６、キャリッジ２８、及びアクチュエータアーム３２を外側ハウジング５８内に収容することによって、モータキャビティ６０内に進入し得る汚染物質の量が最小であるので、キャリッジ２８の直線動作３４及びアクチュエータアーム３２の回転動作３６を長期間維持することができる。

図２～図６を再度参照すると、接続端子２１０は、ＰＣＢ５６に係合して、電力を送達し、かつシフトアクチュエータ１０の状態に関する様々なデータを送受信する。モータ５４に電力を送達するために、モータ５４は、ＰＣＢ５６まで延在する接続ピン２７２に係合するモータピン２７０を含む。シフトアクチュエータ１０の製造中に、モータ５４は、外側ハウジング５８に対して配置することができる。モータ５４のモータピン２７０は、ＰＣＢ５６の接続ピン２７２にプレス嵌め又はプレス嵌め及び溶接／はんだ付けすることができる。次いで、シフトアクチュエータ１０のモータ５４及び他の構成要素を外側ハウジング５８内に固定するようにリテーナ２４０を位置付けることができる。モータ５４はまた、モータキャビティ６０内にモータ５４を固定するための外側ハウジング５８などの、シフトアクチュエータ１０の一部分に係合する位置決め特徴２７４を含むことができる。

図４～図６を再度参照すると、外側ハウジング５８は、外側ハウジング５８を画定するために一緒に取り付けられる、対向するハウジング部分２８０を含むことができる。異物がモータキャビティ６０内へ侵入することを防止するために、対向するハウジング部分２８０は、対向するハウジング部分２８０との間に位置付けられた外周ガスケット２８２を含むことができる。加えて、外側ハウジング５８のハブ１６２は、トランスミッションセレクタ２２に位置付けられた内側ガスケット２８４又はＯリングを含むことができる。これらの内側ガスケット２８４及び外周ガスケット２８２は、モータキャビティ６０を封止して、異物が侵入するのを防止する役割を果たす。外周ガスケット２８２及び内側ガスケット２８４はまた、シフトアクチュエータが、流体をはね散らすこと、又は機械的アセンブリの潤滑流体内に少なくとも部分的に浸漬することを可能にする。このようにして、シフトアクチュエータ１０は、流体環境内に存在させることができ、一方で、流体又は他の異物が外側ハウジング５８のモータキャビティ６０内へ侵入するのを防止することができる。

デバイスの様々な態様によれば、アクチュエータアーム３２の回転動作３６の程度は、典型的には、ねじ付きアクチュエータ２６の長さ、及びねじ付きアクチュエータ２６に沿ったキャリッジ２８の直線進行経路に依存する。このようにして、アクチュエータアーム３２が受ける回転動作３６の量は、複数のアクチュエータ位置３０のうちの最外アクチュエータ位置３０の間で約４５度であり得る。デバイスの特定の態様では、アクチュエータアーム３２は、複数のアクチュエータ位置３０のうちの最外位置の間で約３０度の総回転を受け得る。デバイスの特定の態様では、アクチュエータアーム３２は、複数のアクチュエータ位置３０のうちの最外位置の間で約２０度の総回転を受け得る。デバイスの特定の態様では、アクチュエータアーム３２は、複数のアクチュエータ位置３０のうちの最外位置の間で約１５度の総回転を受け得る。アクチュエータアーム３２の回転の程度は、位置決め磁石５０及び磁気センサ１９０を組み込んだセンサアセンブリ２２０の使用を通じて監視される。センサアセンブリ２２０のこれらの構成要素は、アクチュエータアーム３２の回転動作３６中の離散的な移動を監視することができる。したがって、シフトバイワイヤ機構１２０と通信するためにトランスミッションセレクタ２２に必要とされる回転量は、複数のギヤ位置１８のうちの様々なギヤ位置１８を識別するために少ない量に維持することができる。アクチュエータアーム３２には限られた移動だけしか必要とされ得ないので、シフトアクチュエータ１０のサイズを相対的に小さく維持することができ、それにより、シフトアクチュエータ１０及びトランスミッション１４のためのシフトバイワイヤ機構１２０が占有する空間の量が最小になる。

図１～図９を再度参照すると、セレクタアセンブリ１７０は、コントローラ１４２を介して駆動アセンブリ２０を選択的に動作させるセレクタインターフェース１６を含む。駆動アセンブリ２０は、ねじ付きアクチュエータ２６を含む。キャリッジ２８は、ねじ付きアクチュエータ２６に沿って並進して、複数のギヤ位置１８を画定する。トランスミッションセレクタ２２は、インターフェース軸３８の周りに回転する。センサアセンブリ２２０は、コントローラ１４２及びキャリッジ２８と通信する。キャリッジ２８の直線動作３４は、インターフェース軸３８の周りのセンサアセンブリ２２０及びトランスミッションセレクタ２２の位置決め磁石５０の回転動作３６を画定する。センサアセンブリ２２０は、駆動アセンブリ２０と協働して、複数のギヤ位置１８のうちの所望の又は選択されたギヤ位置２３０にキャリッジ２８及びトランスミッションセレクタ２２を位置付ける。本明細書で考察されるように、センサアセンブリ２２０のための位置決め磁石５０は、典型的には、キャリッジ２８とトランスミッションセレクタ２２との間に延在するアクチュエータアーム３２に取り付けられる。ここでも、キャリッジ２８の直線動作３４は、アクチュエータアーム３２の回転動作３６を介して、トランスミッションセレクタ２２の回転動作３６に変換される。外側ハウジング５８に取り付けられた、及び／又はモータキャビティ６０内に収容されたＰＣＢ５６は、典型的には、磁気センサ１９０の形態のアクチュエータアーム３２に取り付けられた位置決め磁石５０と協働する位置センサ５２を含むことができる。位置センサ５２からの情報は、シフトアクチュエータ１０のためのコントローラ１４２を介して駆動アセンブリ２０に通信される。

デバイスの様々な態様によれば、駆動アセンブリ２０及びねじ付きアクチュエータ２６は、駆動アセンブリ２０及びねじ付きアクチュエータ２６の軸方向位置を維持する、様々なリテーナ２４０を含むことができる。これらのリテーナ２４０は、シフトアクチュエータ１０の構成要素を外側ハウジング５８内に固定するように外側ハウジング５８に結合することができる。これらのリテーナ２４０は、ねじ付きアクチュエータ２６、ギヤトレーン８０の様々な部分、及びこれらの構成要素の回転動作３６を可能にするための駆動アセンブリ２０の他の部分と係合し、一方で、軸方向及び横方向の位置決めを維持する、キャップを含むことができる。潤滑剤、軸受、及び他の低摩擦インターフェースは、これらのリテーナ２４０内に組み込むことができる。

デバイスの様々な態様によれば、シフトアクチュエータ１０は、モータ５４からトランスミッションセレクタ２２に力又は出力トルク１０２を効率的に伝達する、コンパクトな回転ベースのシフトアクチュエータ１０を提供する。様々な機械的利点は、キャリッジ２８とトランスミッションセレクタ２２との間に延在するアクチュエータアーム３２によって画定されたギヤトレーン８０及びモーメントアームを通して達成される。シフトアクチュエータ１０は、トランスミッション１４を駆動して複数のギヤ位置１８の間でシフトするように動作する。シフトアクチュエータ１０は、シフトバイワイヤ機構１２０がトランスミッション１４を迅速に駆動して、対応する選択されたギヤ位置２３０まで動作させることができるような、シフトコマンドを提供する。

デバイスの様々な態様によれば、シフトアクチュエータ１０は、車両の設定内に組み込まれたシフトバイワイヤ機構１２０及び他の様々なセレクタ内に含むことができる。シフトアクチュエータ１０はまた、車両以外の用途である他の機械的アセンブリ内の他の選択インターフェース内に組み込むことができる。

シフトアクチュエータ１０の外側ハウジング５８は、シフトバイワイヤ機構１２０に直接取り付けること、トランスミッション１４に取り付けること、又はシフトバイワイヤ機構１２０を動作させるための車両の別の構成要素に取り付けることができる、様々な接続点２５０を含むことができる。これらの取り付け点は、トランスミッションセレクタ２２がシフトアクチュエータ１０とシフトバイワイヤ機構１２０との間のトランスミッションインターフェース１８０と正確に係合することができるように、外側ハウジング５８をしっかりと固定する役割を果たす。

デバイスの特定の態様では、駆動アセンブリ２０は、様々なモータ５４のうちのいずれか１つを含むことができる。デバイスの１つの例示的な態様では、駆動アセンブリ２０のモータ５４は、１２ボルトのＤＣモータを含むことができる。本明細書で考察されるように、ギヤトレーン８０のギヤ減速機構１００によって提供される機械的利点並びにアクチュエータアーム３２によって提供されるモーメントアームは、キャリッジ２８、アクチュエータアーム３２、及びトランスミッションセレクタ２２の離散的で正確な移動に変換することができる、少ない動力又はトルク出力を有するモータ５４を提供することができる。トランスミッション１４の機械的アセンブリを移動させるためにシフトアクチュエータ１０が使用される場合、所望に応じてより多い量の動力又は出力トルク１０２を提供するために、より大きいモータ５４が利用され得る。典型的には、シフトバイワイヤ機構１２０を使用して、相対的に小型のモータ５４を利用することができる。

本発明の概念から逸脱することなく、上述した構造に変更及び修正が行われ得ることが理解されるべきであり、更に、これらの特許請求の範囲がそれらの文言によって別途明示的に述べていない限り、そのような概念は、以下の特許請求の範囲によって網羅されることを意図することが理解されるべきである。

Claims

トランスミッションのシフトアクチュエータであって、前記シフトアクチュエータが、
セレクタインターフェースと結合された駆動アセンブリと、
複数のトランスミッション設定の間で動作するトランスミッションセレクタと、
前記駆動アセンブリによって回転可能に動作されるねじ付きアクチュエータと、
前記ねじ付きアクチュエータに沿って直線状に動作して、前記トランスミッション設定に対応する複数のアクチュエータ位置を画定するキャリッジと、
前記キャリッジと前記トランスミッションセレクタとの間に延在して、前記キャリッジの直線動作を前記トランスミッションセレクタの回転動作に変換するアクチュエータアームと、を備える、シフトアクチュエータ。
前記アクチュエータアームが、前記駆動アセンブリと通信する位置センサに対して動作する位置決め磁石を含み、前記位置決め磁石及び前記位置センサが協働して、前記複数のトランスミッション設定の間で前記駆動アセンブリのモータを選択的に動作させる、請求項１に記載のシフトアクチュエータ。
外側ハウジングを更に備え、前記駆動アセンブリ、前記キャリッジ、前記位置決め磁石、及び前記位置センサが、前記外側ハウジング内に配設される、請求項２に記載のシフトアクチュエータ。
前記位置センサが、前記外側ハウジングに取り付けられたプリント回路基板に組み込まれる、請求項２又は３に記載のシフトアクチュエータ。
前記駆動アセンブリが、前記モータと前記ねじ付きアクチュエータとの間に延在するギヤトレーンを含む、請求項１～４のいずれか一項に記載のシフトアクチュエータ。
前記駆動アセンブリが、単一の二方向モータを含む、請求項１～５のいずれか一項に記載のシフトアクチュエータ。
前記駆動アセンブリが、２つの単一の方向モータを含む、請求項１～５のいずれか一項に記載のシフトアクチュエータ。
前記キャリッジ及び前記アクチュエータアームが、互いに対して摺動可能に動作して、前記キャリッジの前記直線動作を前記アクチュエータアームの前記回転動作に変換する、請求項１～７のいずれか一項に記載のシフトアクチュエータ。
前記外側ハウジングが、前記キャリッジを固定回転位置に維持して、前記複数のアクチュエータ位置を通して前記キャリッジの並進を誘導する、誘導部分を含む、請求項１～８のいずれか一項に記載のシフトアクチュエータ。
前記アクチュエータアーム及び前記トランスミッションセレクタが、単一部品である、請求項１～９のいずれか一項に記載のシフトアクチュエータ。
前記複数のトランスミッション設定が、少なくとも、リバース位置、ニュートラル位置、及びドライブ位置を含む、請求項１～１０のいずれか一項に記載のシフトアクチュエータ。
前記トランスミッションセレクタが、前記ハウジングのインターフェース部分内に固定され、前記インターフェース部分が、前記トランスミッションセレクタのインターフェース軸の周りに回転可能に動作するように前記トランスミッションセレクタ及び前記アクチュエータアームを位置付ける、請求項１～１１のいずれか一項にシフトアクチュエータ。
前記アクチュエータアーム及び前記トランスミッションセレクタが一緒に取り付けられて、単一部品を形成する、請求項１～１２のいずれか一項に記載のシフトアクチュエータ。
前記トランスミッションセレクタが、シフトバイワイヤ機構に動作可能に結合される、請求項１～１３のいずれか一項に記載のシフトアクチュエータ。
前記複数のトランスミッション設定が、パーク位置を含む、請求項１１に記載のシフトアクチュエータ。
ギヤセレクタアセンブリであって、
ねじ付きアクチュエータを有する駆動アセンブリを選択的に動作させるセレクタインターフェースと、
前記ねじ付きアクチュエータの回転軸に沿って直線状に動作して、複数のアクチュエータ位置を画定するキャリッジと、
前記キャリッジとトランスミッションインターフェースとの間に延在するアクチュエータアームであって、前記キャリッジの直線動作が、前記トランスミッションインターフェースの周りの前記アクチュエータアームの回転動作を画定する、アクチュエータアームと、
前記セレクタインターフェース、前記アクチュエータアーム、及び前記駆動アセンブリのモータと通信して、前記キャリッジ及び前記アクチュエータアームを前記複数のアクチュエータ位置に位置付ける位置センサと、
トランスミッションセレクタであって、前記ねじ付きアクチュエータに沿った前記キャリッジの前記直線動作が、前記トランスミッションセレクタのそれぞれのギヤ位置に対応する前記複数のアクチュエータ位置を画定する、トランスミッションセレクタと、を備える、ギヤセレクタアセンブリ。
前記位置センサが、前記駆動アセンブリと通信する磁気センサに対して動作する位置決め磁石を含み、前記位置決め磁石及び前記位置センサが、協働して、前記駆動アセンブリのモータを複数のトランスミッション設定の間で選択的に動作させる、請求項１６に記載のギヤセレクタアセンブリ。
前記位置決め磁石が、前記アクチュエータアームに取り付けられ、前記磁気センサが、プリント回路基板に取り付けられる、請求項１７に記載のギヤセレクタアセンブリ。
外側ハウジングを更に備え、前記駆動アセンブリ、前記キャリッジ、及び前記位置センサが、前記外側ハウジングのモータキャビティ内に配設される、請求項１６～１８のいずれか一項に記載のギヤセレクタアセンブリ。
前記プリント回路基板が、外側ハウジングに取り付けられる、請求項１８～１９のいずれか一項に記載のギヤセレクタアセンブリ。
前記駆動アセンブリが、前記モータと前記ねじ付きアクチュエータとの間に延在するギヤトレーンを含む、請求項１６～２０のいずれか一項に記載のギヤセレクタアセンブリ。
前記駆動アセンブリが、単一の二方向モータを含む、請求項１６～２１のいずれか一項に記載のギヤセレクタアセンブリ。
前記キャリッジ及び前記アクチュエータアームが、互いに対して摺動可能に動作して、前記キャリッジの前記直線動作を前記アクチュエータアームの前記回転動作に変換する、請求項１６～２２のいずれか一項に記載のギヤセレクタアセンブリ。
前記外側ハウジングが、前記キャリッジを固定回転位置に維持して、前記複数のアクチュエータ位置を通して前記キャリッジの並進を誘導する、誘導部分を含む、請求項１９に記載のギヤセレクタアセンブリ。
前記アクチュエータアーム及び前記トランスミッションセレクタが、単一部品である、請求項１６～２４のいずれか一項に記載のギヤセレクタアセンブリ。
前記それぞれのギヤ位置が、少なくとも、リバース位置、ニュートラル位置、及びドライブ位置を含む、請求項１６～２５のいずれか一項に記載のギヤセレクタアセンブリ。
前記トランスミッションセレクタが、前記ハウジングのインターフェース部分内に固定され、前記インターフェース部分が、前記トランスミッションセレクタのインターフェース軸の周りに回転可能に動作するように前記トランスミッションセレクタ及び前記アクチュエータアームを位置付ける、請求項１９に記載のギヤセレクタアセンブリ。
前記アクチュエータアーム及び前記トランスミッションセレクタが一緒に取り付けられて、単一部品を形成する、請求項１６～２４のいずれか一項に記載のギヤセレクタアセンブリ。
前記トランスミッションセレクタが、シフトバイワイヤ機構に動作可能に結合される、請求項１６～２８のいずれか一項に記載のギヤセレクタアセンブリ。
前記それぞれのギヤ位置が、パーク位置を含む、請求項２６に記載のギヤセレクタアセンブリ。
セレクタアセンブリであって、
コントローラを介して駆動アセンブリを選択的に動作させるセレクタインターフェースであって、前記駆動アセンブリが、ねじ付きアクチュエータを含む、セレクタインターフェースと、
前記ねじ付きアクチュエータに沿って並進して複数のギヤ位置を画定するキャリッジと、
インターフェース軸の周りに回転するトランスミッションセレクタと、
前記コントローラ及び前記キャリッジと連通するセンサアセンブリであって、前記キャリッジの直線動作が、前記センサアセンブリ及び前記トランスミッションセレクタの磁石の前記インターフェース軸の周りの回転動作を画定し、前記センサアセンブリが、前記駆動アセンブリと協働して、前記複数のギヤ位置のうちの選択されたギヤ位置に前記キャリッジ及び前記トランスミッションセレクタを位置付ける、センサアセンブリと、を備える、セレクタアセンブリ。
前記センサアセンブリが、前記駆動アセンブリと通信する位置センサに対して動作する磁石を含み、前記磁石及び前記位置センサが、協働して、前記駆動アセンブリのモータを前記複数のギヤ位置の間で選択的に動作させる、請求項３１に記載のセレクタアセンブリ。
前記磁石が、アクチュエータアームに取り付けられ、前記位置センサが、プリント回路基板に取り付けられる、請求項３２に記載のセレクタアセンブリ。
外側ハウジングを更に備え、前記駆動アセンブリ、前記キャリッジ、及び前記センサアセンブリが、前記外側ハウジングのモータキャビティ内に配設される、請求項３１～３３のいずれか一項に記載のセレクタアセンブリ。
前記プリント回路基板が、外側ハウジングに取り付けられる、請求項３３に記載のセレクタアセンブリ。
前記駆動アセンブリが、前記モータと前記ねじ付きアクチュエータとの間に延在するギヤトレーンを含む、請求項３１～３５のいずれか一項に記載のセレクタアセンブリ。
前記駆動アセンブリが、単一の二方向モータを含む、請求項３１～３６のいずれか一項に記載のセレクタアセンブリ。
前記キャリッジ及び前記アクチュエータアームが、互いに対して摺動可能に動作して、前記キャリッジの前記直線動作を前記アクチュエータアームの前記回転動作に変換する、請求項３１～３７のいずれか一項に記載のセレクタアセンブリ。
前記外側ハウジングが、前記キャリッジを固定回転位置に維持して、前記複数のギヤ位置を通して前記キャリッジの並進を誘導する、誘導部分を含む、請求項３４に記載のセレクタアセンブリ。
前記アクチュエータアーム及び前記トランスミッションセレクタが、単一部品である、請求項３１～３９のいずれか一項に記載のセレクタアセンブリ。
前記複数のギヤ位置が、少なくとも、リバース位置、ニュートラル位置、及びドライブ位置を含む、請求項３１～４０のいずれか一項に記載のセレクタアセンブリ。
前記トランスミッションセレクタが、前記ハウジングのインターフェース部分内に固定され、前記インターフェース部分が、前記トランスミッションセレクタのインターフェース軸の周りに回転可能に動作するように前記トランスミッションセレクタ及び前記アクチュエータアームを位置付ける、請求項３４に記載のセレクタアセンブリ。
前記アクチュエータアーム及び前記トランスミッションセレクタが一緒に取り付けられて、単一部品を形成する、請求項３１～３９のいずれか一項に記載のセレクタアセンブリ。
前記トランスミッションセレクタが、シフトバイワイヤ機構に動作可能に結合される、請求項３１～４３のいずれか一項に記載のセレクタアセンブリ。
前記複数のギヤ位置が、パーク位置を含む、請求項４１に記載のセレクタアセンブリ。