JP5042560B2 - シフトバイワイヤギアシフト装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車のトランスミッションを遠隔制御するためにユーザが操作できるセレクタレバーを備えたシフトバイワイヤギアシフト装置に関する。ユーザにシフティング感覚を提供するため、セレクタレバーの一方の端部と形状表面との接触を保持するバイアス手段と、放射手段及び受信手段を有する検出手段とが更に設けられる。

ドライブバイワイヤの技術は、現在、例えば、従来の２つの要素間に設けられている機械的な連結（通常はケーブル）を電子的な連結で置換した、最新世代のトランスミッションシステム（シフトバイワイヤ装置）において知られている。シフトバイワイヤ装置の場合、セレクタレバーと自動車のトランスミッションとの間に電子的な連結が設けられている。電子的ギア操作では、運転者は、セレクタレバーを使用してギアシフトを要求する。検出手段は、要求されたギアシフトを制御ユニットに伝える。このような要求は制御ユニットによって処理され、運転者の要求に従ってクラッチ及びギア列を作動させる指令信号が送られる。
シフトバイワイヤ装置の中には、上述の検出手段を、機械的なシフティング装置であるかのような望ましいシフト感覚を運転者に提供する手段と組み合わせたものがある。このような感覚手段は、フォロワ部材に作用してフォロワ部材を形状表面に接触させるバイアス手段を有することができる。

上記のような装置の１つが特許文献１に開示されており、この装置では、シフトセレクタ機構が検出機構及び感覚機構を含む。この場合、感覚機構は、セレクタレバーの下端部に設けられているフォロワによって提供され、ロッカー上で長手方向に支持されている単一のカムトラックに予圧された移動が得られる。このカムトラックは、シフト作用力及び従来のマニュアルによるギアシフト操作の感覚が擬似体験されるような形状を有している。検出は、シフトバイワイヤ信号をアクチュエータに伝達するように操作可能なインジケータにより実行され、所望のトランスミッションギアの選択が行われる。位置インジケータは、各ロッカーの枢動軸上に配置されており、各ロッカーの枢動ピンの、軸を中心した回転運動を連続的に監視する。制御モジュールは、位置インジケータにより生成された信号を受信し、カムトラックの選択されたシフト平面上をフォロワが移動する際の、フォロワの瞬間的な位置を表示するメモリ及び計算手段を組み込んでいる。インジケータは、縦軸上及び横軸上に設けられた２つの別個の電気的な角度位置センサ（回転角度機器センサ）から構成されている。
自動車のトランスミッションのシフティング装置の別の例が特許文献２に開示されており、この装置では、ギアシフトレバーが、別々のセンサを有する検出手段の一部を形成する制御突起部と連結している。制御突起部は、ギアシフトレバーのシフト位置に対応する信号としてトランスミッションの制御ユニットへ送信される信号を反映する。感覚手段は形状表面を有し、この形状表面上において、レバーの下端部がばね負荷されたローラによって案内され、従来の機械的なギアチェンジの好ましい感覚が模倣される。
感覚機構及び検出機構の両方を組み合わせたまた別のギアシフト装置が特許文献３に開示されている。シフトシャフト及びセレクトシャフトに回転可能に係合し、シフトレバーの位置を検出する光センサ構成、並びに、シフトシャフトに連結してハーフシフトの場合にシフトレバーのシフティング操作を完了させ、且つ運転者にシフティング感覚を提供するカム構成によって検出が行われる。感覚手段は、ハウジングの下部プレート上に形成された沈み溝上のばねによって圧迫されたボールを備えている。カムはシフトシャフトの一方の端部に固定されており、このカムにはローラが回転可能に接触している。シフティング操作において、シフトレバーの位置に対応する電子信号が、光センサ装置から制御ユニットへ出力される。
米国特許第４９１２９９７号明細書 米国特許第５８５２９５３号明細書 米国特許第５５４０１１４号明細書

上述の従来技術によるシフトバイワイヤギアシフト装置では、感覚機構及び検出機構が別個に実施される。更に、従来の装置の検出機構は、セレクタレバーの一部を形成しない別個のセンサによって遂行され、よってアセンブリが複雑且つ煩雑なものとなっている。

本発明は、従来のギアシフト装置より単純で小型のシフトバイワイヤギアシフト装置を提供する。これは、放射手段及び受信手段を有する検出手段を設けることによって達成される。放射手段又は受信手段はセレクタレバーの端部に取り付けられ、形状表面上におけるセレクタレバー端部の位置を検出する。本発明の好ましい実施形態では、放射手段はセレクタレバー端部に取り付けられた手段である。
検出手段は、上述の感覚又は触覚機構と協働し、この機構は、後述するように、セレクタレバーの一方の端部と形状表面との接触を保持するバイアス手段によって実施される。従って、セレクタレバーの端部自体が２つの機能、即ちシフティング感覚をユーザに提供する機能と形状表面に対するレバーの位置を検出する機能とを有している。この形状表面は、任意の適切な表面、例えばセレクタレバーが通過するチャネル又は溝を有する３Ｄレリーフ表面、平坦でない表面又は不規則な表面とすることができる。

本発明のシフトバイワイヤギアシフト装置の実施形態の一部では、検出手段は磁界によって動作し、この場合の放射手段は、セレクタレバー端部内にオーバーモールドすることが可能な磁石を含む。
シフトバイワイヤギアシフト装置の更なる実施形態によれば、前記検出手段の受信手段は、前記形状表面に隣接する電子ボード、例えば前記表面の下方に装着された電子ボードを含む。この電子ボードには、センサ、例えばホールセンサを設けることができ、このセンサは、レバー端部に取り付けられた磁石により形成される磁界の変動を検出する。

上記構成に代えて、別の適切な検出手段、例えば光手段、スイッチ等も使用できる。磁石を放射手段として使用する実施形態では、シフトレバーの位置が変化すると磁石から発せられた磁界が変動し、この磁界の変動が、電子ボードに設けられたホールセンサによって感知される。その後、トランスミッションのプログラム制御された電子ユニットへ指令信号が発せられ、遠隔ギアチェンジが行われる。
更に、本発明のシフトバイワイヤギアシフト装置の実施形態の一部では、検出手段は、磁界を増大させるため、電子ボードに結合された金属プレート（例えば強磁性体プレート）を更に有する。

本発明の一部の実施形態では、セレクタレバーは、メインシャフト及びレバー端部に配置されたフォロワフィンガーを備える。形状表面上を通過する際、つまりフィンガー端部が表面を「読む」際、フォロワフィンガーは、バイアス手段の作用により、メインシャフトに対して軸方向に移動することができる。バイアス手段がフォロワフィンガーに作用することにより、フォロワフィンガーが形状表面に押し付けられる。バイアス手段は、例えば、セレクタレバーのメインシャフトの外側でそれを囲むように配置され、形状表面に対して下方向にフォロワフィンガーを圧迫する圧縮ばねを有することができる。
フォロワフィンガーは中空なので、セレクタレバーのメインシャフトの下端部をその中に挿入できる。従って、シフト装置は、フィンガー及びばねの大きさをレバーのメインシャフトの外径に合わせるだけで、標準的なレバー内に装着することができる。これを最新の形状表面（プログラム可能なソフトウェアによって）と組み合わせることによって、本シフティング装置は、既存の種類の自動車の大部分に使用される様々な種類のギアシフトアセンブリに適合させることができる。

高性能の改良型シフトバイワイヤギアシフト装置が本発明によって提供され、本装置は４つの主な機能、即ち：
− 運転者の要望を検出する機能、
− 運転者の要望をトランスミッションのプログラム電子ユニットに伝える機能、
− ギアボックスの各位置に対応する、触覚として適切なシフティング感覚を運転者に提供する機能、及び
− 形状表面に対するレバー位置を検出する機能
を有する。
使用される部材の数が低減されることにより、小型の、耐用年数の長い堅牢なギアシフト装置が提供される。これは、内蔵式検出手段を有するセレクタレバーを設けてレバー自体に感覚機構及び検出機構の両方を持たせることによって達成される。本発明の更なる利点は、検出手段が、レバーの下部に装着されるフィンガー内でセレクタレバー先端に含まれるので、標準的なセレクタレバーに検出手段を組み込むことができるため、低コストのギアシフト装置が得られることである。

本発明によるシフトバイワイヤギアシフト装置の特定の実施形態を、添付図面を参照し、非限定的実施例のみを用いて、以下に説明する。
図では、実施形態のシフトバイワイヤギアシフト装置全体を参照番号１で示す。本装置は、クロスメンバー４ａ、４ｂによってハウジング３に連結されるメインシャフト５（一部を図示）を有するセレクタレバー２を備えている。クロスメンバー４ａ、４ｂは、セレクタレバー２のメインシャフト５に対して横方向にヒンジ接続された第１シャフト４ａ、及びメインシャフト５と第１のシャフト４ａとに横方向にヒンジ接続された枢動可能なボディ４ｂとから構成される。当然ながら、別の構成として玉継手等の他の機械的連結を使用することができる。ハウジング３は上部開口１ａを有し、この上部開口１ａを通ってセレクタレバー２の一部が突出する。

セレクタレバー２は、メインシャフト５に装着された下部フォロワフィンガー６を有する。このフォロワフィンガー６は、図５の拡大図に明瞭に示される。フォロワフィンガー６は中空であるので、メインシャフト５をその中に適切に挿入できる。フォロワフィンガー６は、軸方向に、セレクタレバー２のメインシャフト５に対して可動である。圧縮ばねからなるバイアス手段７は、メインシャフト５及びフォロワフィンガー６からそれぞれ放射方向に延びる突出部５ａと突出部６ａとの間に設けられている。上述のように、ばね７は、前記突出部５ａと前記突出部６ａとの間で、セレクタレバー２のメインシャフト５の外側でこれを囲むように配置されており、よってばね７がフォロワフィンガー６をハウジング３の底部に位置する形状表面８に対して下向きに圧迫し、その結果セレクタレバーの先端２ａが常に前記形状表面８と実質的に接触する。形状表面８は、不均一な溝又はチャネル８ａを有する３Ｄレリーフ表面であり、この溝又はチャネル８ａ内をセレクタレバー先端２ａが通る。この構成によって、自動車のトランスミッションの遠隔制御のためにセレクタレバー２を操作すると、ユーザにシフティング感覚が提供される。
セレクタレバー２のフォロワフィンガー６の端部には、適切な大きさのＯリング１２が設けられ、このＯリング１２は、セレクタレバー２に可能な各方向について適切な移動終了感覚が得られるように、圧縮状態で機能する。

シフトバイワイヤギアシフト装置１は、更に、形状表面８上におけるセレクタレバー先端２ａの位置を検出するための、放射手段９ａ及び受信手段９ｂを有する検出手段を備える。
図示の実施形態では、放射手段９ａは、セレクタレバー２に取り付けられた、例えばセレクタレバー先端２ａ内にオーバーモールドされた磁石を含む。磁石９ａは、受信手段９ｂによって検出されるのに十分強い磁界を生成する。

受信手段９ｂは、図５に示すように、形状表面８の下方の、その底部に装着された電子ボードを含む。電子ボードには、一群のホールセンサ１０が設けられ、これらのホールセンサ１０は、形状表面８の溝又はチャネル８ａの底部に配置される。セレクタレバー先端２ａの位置が変化した時の磁界の変動がセンサ１０によって検出される。次いで、トランスミッションのプログラム制御された電子ユニット（図示せず）へ指令信号が発せられ、よって遠隔ギアチェンジが行われる。
図示の例では、検出手段は更に金属プレート１１、例えば強磁性体プレートを含み、このプレートが電子ボードに結合されて、磁石９ａによって形成される磁界を増大させる。

以上のように、ユーザがセレクタレバー２を操作すると、検出手段（放射手段９ａ及び受信手段９ｂを有する）が、感覚手段（セレクタレバー先端２ａ、バイアス手段７及び形状表面８によって提供される）と協働する。感覚機能及び検出機能の両方が、セレクタレバー２によって実行される。

本発明によるシフトバイワイヤギアシフト装置の一実施形態の立面図である。 図４の線ＡＡ’に沿った、図１のシフトバイワイヤギアシフト装置の断面図である。 図４の線ＢＢ’に沿った、シフトバイワイヤギアシフト装置の断面図である。 図１〜３のシフトバイワイヤギアシフト装置の実施形態の上面図である。 分かり易く示すためにハウジングを取り外した、図３に示すギアシフト装置の拡大図である。

符号の説明

１ シフトバイワイヤギアシフト装置
２ セレクタレバー
２ａ セレクタレバー先端
３ ハウジング
４ａ、４ｂ クロスメンバー
５ メインシャフト
６ フォロワフィンガー
７ バイアス手段
８ 形状表面
８ａ 溝又はチャネル
９ａ 放射手段
９ｂ 受信手段
１０ センサ
１１ 金属プレート
１２ Ｏリング

Claims (9)

1. 自動車のトランスミッションを遠隔制御するためにユーザが操作できる、メインシャフト（５）と当該メインシャフト（５）に対して軸方向に移動可能なフォロワフィンガー（６）とから構成されるセレクタレバー（２）、当該フォロワフィンガー（６）の端部に設けられたＯリング、前記セレクタレバー（２）の一方の端部（２ａ）と平坦でない形状表面（８）との接触を保持するバイアス手段（７）、並びに放射手段（９ａ）及び受信手段（９ｂ）を有する検出手段を備え、前記放射手段（９ａ）及び受信手段（９ｂ）の一方が、前記セレクタレバー（２）の前記端部（２ａ）に取り付けられていることにより、前記形状表面（８）上における前記セレクタレバー（２）の端部（２ａ）の位置を検出できることを特徴とする、シフトバイワイヤギアシフト装置。
2. 放射手段（９ａ）が、セレクタレバー（２）の端部（２ａ）に装着されていることを特徴とする、請求項１に記載のシフトバイワイヤギアシフト装置。
3. 前記放射手段（９ａ）が磁石を含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載のシフトバイワイヤギアシフト装置。
4. 前記受信手段（９ｂ）が、前記形状表面（８）に隣接して装着された電子ボードであり、前記電子ボードには前記磁石によって生成される磁界の変動を検出するセンサ（１０）が設けられていることを特徴とする、請求項３に記載のシフトバイワイヤギアシフト装置。
5. 前記検出手段が、更に、前記電子ボードに連結された金属プレート（１１）を含むことを特徴とする、請求項４に記載のシフトバイワイヤギアシフト装置。
6. 前記形状表面（８）が３Ｄレリーフ表面であることを特徴とする、請求項１に記載のシフトバイワイヤギアシフト装置。
7. 前記バイアス手段（７）がフォロワフィンガー（６）に作用することにより、フォロワフィンガーが前記形状表面（８）に対して押し付けられることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか１項に記載のシフトバイワイヤギアシフト装置。
8. 前記バイアス手段（７）が圧縮ばねを含むことを特徴とする、請求項１ないし７のいずれか１項に記載のシフトバイワイヤギアシフト装置。
9. セレクタレバーのメインシャフト（５）の下端部がフォロワフィンガー（６）内に挿入可能であり、前記圧縮ばねがセレクタレバーのメインシャフト（５）の外側でシャフトを取り囲むように配置されて、前記形状表面（８）に対してフォロワフィンガー（６）を押し付けることを特徴とする、請求項７又は８に記載のシフトバイワイヤギアシフト装置。

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