JP5356824B2 - シフトモジュール - Google Patents

Description

本発明は、オートマチックギア駆動部のシフトレバーのためのシフトモジュールに関するもので、特にマニュアルシフトモードの場合のシフトレバーのシフト位置を示すのに適したシフトモジュールに関する。

近代的オートマチックギア駆動部においては、通常のオートマチックモードに加えて、運転者がシフトレバーを傾ける（動かす）ことによりギアを上昇側又は下降側に変更することができるようなモードが可能である。このシフトモードにおいては、通常、シフトレバーを前側に（進行方向に）傾けることにより高いギアが選択され、シフトレバーを後側に傾けることにより低いギヤが選択される。シフトレバーを前側に又は後側に傾けた（チッピングした）後、該シフトレバーは通常は自動的に自身の中間位置又は休止位置に戻される。

シフト位置を検出及び指示するために、スイッチ又はシフトモジュールが使用され、これらはシフトレバーに接続されると共に、通常はギア駆動制御部に電気信号を供給する。これとは別に、シフトモジュールはチッピングの後にシフトレバーを自身の休止位置へ戻すように作用する。

特許文献１にはシフトモジュールが示されており、該シフトモジュールにおいてはシフト動作の間において両シフト方向へのシフトレバーがバネ付勢されたタペットを各々作動させ、該タペットがマイクロスイッチを作動させる。シフト動作の過程において、各タペットのバネはバイアスされており、シフト動作過程の後に、シフトレバーは上記バネの圧力により自身の休止位置に自動的に戻される。この構成は、製造するのに費用が掛かり、２つのタペット、２つのバネ及び２つのマイクロスイッチにより複数の機械部品を有している。

特許文献２にはシフトモジュールが示されており、該シフトモジュールは、反対に作用するバネにより自身の中間位置に保持されるようなスライダを有している。マニュアルシフトモードでは、シフトレバーは上記スライダに係合して、所望なら該スライダを２つのシフト方向のうちの一方へ変位させる。該スライダは更に窪みを有し、該窪み内にバネ付勢されたストッパが係合して、該スライダの中間位置を（これにより、シフトレバーの中間位置を）正確に定める。切り換え過程の間において、上記ストッパ部材が上記窪みを離脱することができるように、十分な力がシフトレバーに生ぜられなければならない。シフトレバーが２つのシフト位置の一方において釈放された場合、上記スライダは戻しバネの一方により自身の中立位置に戻される。これにより、上記ストッパ部材は該中立位置において上記窪みに再び係合し、該中立位置を正確に定める。従って、特許文献２は、スライダの自身の中立位置からの望ましくない移動を防止するためのみに作用し、該スライダを自身の中立位置に戻るよう移動させることはないようなスライダを示すものである。このためには、更に２つの戻しバネが必要である。

スライダ及びストッパ部材を持つシフトモジュールの同様の構成が、特許文献３に示されている。ここでは、力-変位特性及びシフトレバーの中立位置における圧力点はローラガイド及びストッパ部材により実現されている。しかしながら、更に、２つの戻しバネがスライダの対応する端部に配置され、これらがスライダ及びシフトレバーを中間位置に戻す。

更に、上述したシフトモジュールにおいては、シフト挙動が当該構造により永久的に予め定まったものとなる。必要とされるシフト行程、シフト力及びシフト操作の間の感覚（特に、成功したギヤチェンジに対する触覚的フィードバック）は、シフト操作の全行程にわたって調整可能でないか又は定めることができない。加えて、上述したシフトモジュールは製造に費用が掛かり、戻しバネ及びストッパ部材等の使用により摩耗を受け易い。

ヨーロッパ特許出願公開第EP0846897A1号 ヨーロッパ特許出願公開第EP1036959A1号 DE102004006150B3

従って、本発明の課題は、オートマチックギア駆動部のシフトレバーのためのシフトモジュールであって、製造が容易であり、より少ない部品しか有さず、従って一層費用効果的なシフトモジュールを提供することである。更に、本発明によれば、シフト行程、シフト力及びシフト感覚を正確に定めることができ且つ調整することができるようなシフトモジュールが提供されねばならない。特に、該シフトモジュールのシフト点は調整可能でなければならない。更に、該シフトモジュールは一層高信頼度で動作しなければならず、シフト感覚は当該車両の全寿命にわたって一定でなければならない。

上述した課題は、請求項１又は請求項３に記載のシフトモジュールにより解決される。

特に、上述した課題は、オートマチックギア駆動部のシフトレバーのためのシフトモジュールであって、シフトレバーと係合可能であると共に該シフトレバーにより休止位置から２つの反対の切換方向に変位させることが可能な直線的に変位可能に支持されたスライダと、前記スライダに接続されて該スライダの位置を決定する測定装置とを有し、前記測定装置が、前記スライダの実際の位置を該スライダの変位の全行程にわたり連続的に測定することができるように形成されたシフトモジュールにより解決される。

本発明による上記測定装置によれば、スライダの実際の位置を全変位行程にわたって連続的に測定することができ、かくして、シフトレバーの任意の切換位置を設定することが可能となる。従って、切換点の確定は電子的方法で実施され、従来技術においてそうであったように、機械的条件により予め定められるものではない。特に、切換点を、スライダの任意の変位位置に関連づけることができる。これにより、シフト行程を、そしてギア駆動部のシフトアップ又はシフトダウンに対するシフト感覚を正確に定めることができる。

好ましい実施例では、当該シフトモジュールは、少なくとも１つのリセットエレメントを更に有し、該リセットエレメントは、前記スライダに対して実質的に垂直に変位可能に支持されると共に、前記スライダに対して傾斜された少なくとも１つの案内面に向かってバイアス（予備付勢）されており、これにより、前記スライダには該スライダの全変位行程にわたり該スライダの休止位置の方向へのリセット力が作用し、該リセット力は、前記スライダ及び前記シフトレバーを任意の各位置から前記休止位置へ戻すのに単独で十分である。

また、前述した課題は、オートマチックギア駆動部のシフトレバーのためのシフトモジュールであって、シフトレバーと係合可能であると共に該シフトレバーにより休止位置から２つの反対の切換方向に変位させることが可能な直線的に変位可能に支持されたスライダと、前記スライダのシフト位置を検出するために該スライダに関連づけられた測定装置と、少なくとも１つのリセットエレメントであって、前記スライダに対して実質的に垂直に変位可能に支持されると共に、前記スライダに対して傾斜された少なくとも１つの案内面に向かってバイアスされており、これにより、前記スライダに対して該スライダの全変位行程にわたり該スライダの休止位置の方向へのリセット力が作用し、該リセット力が、前記スライダ及び前記シフトレバーを任意の各位置から前記休止位置へ戻すのに単独で十分であるようなリセットエレメントとを有するようなシフトモジュールによっても解決される。

全変位行程にわたりスライダの休止位置の方向において該スライダを調整することができるように形成された、上記リセットエレメントと前記傾斜された案内面との組み合わせにより、オートマチックギア駆動部のシフトレバーのシフト感覚又は操作感覚を決定するための簡単で確実且つ正確な可能性が提供される。上記案内面の形状及び傾きにより、ユーザに対してシフト過程の触覚的フィードバックを与えることができる。同時に、該案内面によれば、追加のリセットバネ等を設けることを要せずに、スライダは、従ってシフトレバーは自動的に休止位置に戻される。

シフトレバーのリセット動作及び触覚的フィードバックの機能は、互いに組み合わされて、スライダ及びバイアスされたリセットエレメントにより統合されている。このようにして、当該シフトモジュールは実質的に２つの可動部品（スライダ及びリセットエレメント）しか有さず、従って特に耐摩耗的、高信頼及び確実である。

第１の好ましい実施例においては、上記リセットエレメントは、ハウジング内に支持された、バネでバイアスされたタペットである。ハウジング内で変位可能に支持されるタペットは、前記スライダに対して垂直に配置されるようなリセットエレメントを設けるための特に簡単な可能性を提供する。

好ましくは、前記案内面は当該スライダに設けられ、上記タペットの最大変位行程よりも大きな有効幅を有するものとする。従って、該タペットは、前記スライダを確実に休止位置に戻すために該スライダにリセット力を作用させるべく、傾斜された案内面を常に押圧する。

他の好ましい実施例において、前記案内面は２つの略対称な部分面を有し、これら部分面は、前記リセットエレメントの方向に凸状に形成されると共に、これらの間に休止位置を定める。この特別な形状によれば、シフトレバーが休止位置からは比較的大きな力により変位されねばならず、この力は最大点を超えた後は端部位置の方向に向かって減少し、かくしてシフト機能の触覚的フィードバックが与えられるようなシフト感覚が提供される。この場合、該シフト感覚は、通常のマニュアルギア駆動部におけるギアのラッチングに大凡一致する。

他の好ましい実施例では、前記タペットは前記スライダに面する端部に、回転可能に支持されたローラを有する。このローラにより、タペットとスライダとの間の摩擦が減少する。これにより、所望の特徴的なシフト感覚を一層正確に調整することができ、摩耗も低下する。

好ましくは、上記タペットは金属ガイド内に支持され、該金属ガイドは粉末金属材料から作製される。該金属ガイドは、好ましくはプラスチック材料からなる上記タペットとの組み合わせで、該タペットの非常に正確な且つ摩擦の無い支持を可能にする。従って、摩耗は更に低減され、シフト感覚が改善される。粉末冶金的に作製された材料と好ましくはプラスチック材料からなるタペットとの間では、当該シフトモジュールの全寿命にわたり殆ど一定した摩擦動作を持つ、非常に摩擦の少ないベアリングが可能となる。

他の好ましい実施例では、前記リセットエレメントは、前記スライダ内に支持された、バネでバイアスされたローラである。ローラをスライダ内に直に組み込むことにより、特に小型のシフトモジュールを提供することができる。

好ましくは、前記案内面は当該シフトモジュールのハウジングに形成される。更に、前記ローラはバネにより楔形エレメントを介してバネでバイアスされるのが好ましい。該楔形エレメントは上記バネの力を上記ローラに伝達し、かくして、該ローラは当該案内面に向かってスライダの移動方向に対し垂直にバイアスすることができる。

好ましい実施例では、共通のバネによりバイアスされた２つのローラが、スライダ内にリセットエレメントとして配設される。２つのローラをリセットエレメントとして使用することにより、両移動方向に対してリセット機能を分けることができる。これにより、より高く且つ一層正確に測られたリセット力を達成することができる。

他の好ましい実施例では、当該シフトモジュールは、ハウジング及び回路基板を更に有し、該回路基板はＯリングにより該ハウジング内に遊び無しで支持される。該Ｏリングは、一方では制振材料として作用し、他方では該ハウジングの誤差を均等化し、かくして、上記回路基板は当該シフトモジュールの上記ハウジング内に遊び無しで且つ振動から保護された状態で支持される。

他の好ましい実施例では、前記測定装置は永久磁石を有し、該永久磁石は前記スライダに接続されると共に、２つの静止したホールセンサと協動する。永久磁石と少なくとも２つのホールセンサとを用いることにより、当該スライダの位置の特別に確実な決定が可能となる。何故なら、可動接点等を削除することができるからである。更に、ホールセンサは光センサより好ましい。何故なら、ホールセンサは塵埃、プラスチックの摩耗屑又は潤滑剤等に対して敏感でないからである。このような測定装置は、塵埃又は油に対して費用を掛けて保護されるものであってはならない。

更に、当該ホールセンサは、単にスイッチとして使用され得るものではなく、これらホールセンサが受ける磁界の実際の強度を決定することができる。従って、これらは移動可能に配設された磁石と一緒に位置測定手段として使用することができ、該手段により上記磁石とホールセンサとの間の実際の位置を測定することができる。

好ましい実施例では、両ホールセンサは、当該スライダの休止位置においては上記永久磁石により実質的に同一の磁場で刺激される。これは、上記永久磁石が、上記休止位置において当該ホールセンサに作用する磁界が略等しくなるように幾何学的に配置されることを意味する。この状況においては、当該ホールセンサはシフトレバーの休止位置を検出する。

好ましい実施例において、当該シフトモジュールはシフト電子装置を更に有し、該シフト電子装置は、上記ホールセンサにより測定された特定の値において、当該オートマチックギア駆動部に対しデジタルシフト信号を出力する。前記測定装置により、当該スライダの位置が特定のシフト位置に到達したら、該スライダの正確な位置からデジタルシフト信号が計算される。

好ましくは、上記シフト電子装置は、当該スライダの所望のシフト位置を調整するために、対応するシフト信号が出力される特定の閾値が調整可能であるように構成される。当該スライダの、及びこれにより当該シフトレバーの、純粋に電子的な位置検出によれば、磁気的位置検出と相俟って、上記シフト電子装置はスライダの所望のシフト位置に設定することができる。従って、例えば当該シフトモジュールを、異なるシフト特性（例えば、気楽な又はスポーティな）に、又は運転者の特定の要求（短いシフト行程、長いシフト行程等）に設定することができる。

他の実施例では、上記シフト電子装置は、スライダの速度を、及びこれによりシフトレバーの速度を測定することができるように構成される。運転者がシフトレバーを動かす速度から、当該運転者がどの様な交通状況にあるかの情報（発進中、加速中、追い越し中、信号の前で転回中等）を導出することができる。それに際して、動力制御又はギア駆動制御を、それに対応して調整することができる。

他の好ましい実施例は、従属請求書に関するものである。

以下、本発明の好ましい実施例を、図面を参照して詳細に説明する。

図１にはシフトモジュール１が示され、該モジュールはハウジング６０と、スライダ１０と、ハウジング蓋体７０とを有している。シフトモジュール１は相対的に平らな小型の部品で、動力車両のシフトレバーユニット（図示略）内に取り付けることができる。この目的のために、シフトモジュール１はハウジング６０に取付孔６８を有し、シフトレバーユニット内にネジ又はリベット等により固定されるようになっている。

ハウジング６０は、当該シフトモジュール１の内部部品を保護するために、ハウジング蓋体７０により部分的に閉じられている。ハウジング６０におけるハウジング蓋体７０の組み立てを容易にするために、クリップ７２が設けられ、これらクリップは当該ハウジングにおける対応する突起６１に係合するようになっている。

図１には、ハウジング蓋体７０がスライダ１０上の領域を空きにしていることが示されており、該スライダは作動開口１６を有している。この作動開口１６にはシフトレバー（図示略）の凸部５（図２２参照）が係合して、スライダ１０を案内スロット６６内で直線的に変位させる。シフトレバーの凸部５とスライダ１０の作動開口１６との間の自由な遊びを最小にするために、該作動開口１６には軟らかいプラスチック材料のインサート１００が導入される。該インサート１００は、シフトモジュール１とシフトレバーとの間の製造誤差を均等化すると共に、当該シフトレバーユニットのオートマチックモードとマニュアルモードとの間の移行による音を防止する。

図２には、シフトモジュール１の内部部品を示すために、シフトモジュール１がハウジング蓋体７０無しで示されている。スライダ１０は、ハウジング60内の対応する案内スロット66内に直線的に変位可能に支持されている。スライダ１０は本質的に長尺のプリズム状部品を有し、該部品には案内面１２が配設されている。該案内面１２は第１部分面１３及び第２部分面１４を有し、これら部分面は当該スライダ１０に変位方向に順次に配置されている。

リセットエレメントとしてのタペット３０は、ハウジング６０内にスライダ１０に対して垂直に配置され、スライダ１０の案内面１２に向かってバネ５０によりバイアス（予備付勢）されている。タペット３０の端部にはローラ３２が回転可能に配設され、該ローラは案内面１２上を転動することができる。ローラ３２は、スライダ１０とタペット３０との間の摩擦を低減する。タペット３０は案内面１２と一緒に、スライダ１０が変位後に図２に示される自身の休止位置にリセットされるように、作用する。これを、図３を参照して、より詳細に説明する。

測定装置２０、９２及び９４の一部として、スライダ１０は更に磁石２０を有し、該磁石はスライダ１０に取り付けられると共に、底部方向に突出している。

シフトモジュール１は更に回路基板９０を有し、該回路基板はハウジング６０内に装着される。該回路基板９０上には、２つのホールセンサ９２及び９４がスライダ１０の移動方向に平行に互いに隣接して配設されている。ホールセンサ９２、９４は回路基板９０上に、永久磁石２０がスライダ１０の上記休止位置においては両ホールセンサを実質的に同一の磁力で刺激するように配向されている。図示の実施例では、永久磁石２０はホールセンサ９２、９４の中心に向けられている。

以下、シフトモジュール１の機能を、図３を参照して説明する。図３のａは、スライダ１０がシフトレバー（図示略）により、例えば高いギアにマニュアルでシフトするために右に変位された状況を示している。図３のｂは、シフトレバーが自身の休止位置又は中立位置に位置されているか、又はシフトレバーがスライダ１０に係合せずに、オートマチック路に位置される場合のスライダ１０の位置を示している。最後に、図３のｃは、スライダ１０がシフトレバーにより、例えば低いギアにマニュアルでシフトするために左に変位された位置を示している。

図３のａに示されるように、スライダ１０が右に変位されると、案内面１２における実質的に凸状の部分面１３はタペット３０をバネ５０のバネ効果に抗して底部側に押圧し、バネ５０は一層強くバイアスされる。同時に、永久磁石２０もスライダ１０と一緒に右に移動し、かくして左側ホールセンサ９２に対する磁気効果は減少する一方、右側ホールセンサ９４に対する磁気効果は増加する。従って、右側ホールセンサ９４は左側ホールセンサ９２（ここでは、永久磁石２０から一層遠く離れている）よりも強い磁界を測定する。この状況において、右側ホールセンサ９４における磁界の強度は、スライダ１０の休止位置におけるよりも高くなる。この場合、左側ホールセンサ９２における磁界の強度は、スライダ１０の休止位置におけるよりも低くなる。

図３のｃに示される状況では、スライダ１０は左に変位され、その場合、案内面１２の部分面１４がタペット３０をバネ５０の力に抗して底部方向に変位させる。これにより、永久磁石２０も左に変位され、左側ホールセンサ９２が右側ホールセンサ９４よりも強い磁界を受ける。この状況において、左側ホールセンサ９２における磁界の強さは、スライダ１０の休止位置におけるよりも高くなる。この場合、右側ホールセンサ９４における磁界の強さは、スライダ１０の休止位置におけるよりも低くなる。

スライダ１０の変位の間において測定されたホールセンサ９２及び９４の値が図２０のグラフ１２０に示され、該グラフにおいてｍＶでの測定値がスライダ１０の変位の行程にわたり描かれている。これによれば、曲線１２２は左側ホールセンサ９２の測定値に対応する一方、曲線１２４は右側ホールセンサ９４の測定値に対応する。

曲線１２２によれば、左側ホールセンサ９２の測定値が−５ｍｍの変位（スライダ１０が完全に左に変位される）における約１８００ｍＶなる最大値から＋５ｍｍの変位（スライダ１０が完全に右に変位される）における約２００ｍＶまで連続的に減少することがわかる。スライダ１０の休止位置においては、即ち０ｍｍなる変位においては、ホールセンサ９２は約１２５０ｍＶを出力する。

右側ホールセンサ９４の測定値は、−５ｍｍの変位（スライダ１０が完全に左に変位される）における約２００ｍＶなる最小値から＋５ｍｍの変位（スライダ１０が完全に右に変位される）における約１８００ｍＶまで連続的に増加する。スライダ１０の休止位置においては、即ち０ｍｍなる変位においては、ホールセンサ９４は、ホールセンサ９２と同様に約１２５０ｍＶを出力する。

スライダ１０の自身の休止位置（図３のｂ）から図３のａ又は図３のｃによる位置への変位の間において、バネ５０のバネ力は超過されねばならず、この力は案内面１２（部分面１３、１４）を介してタペット３０に伝達される。バネ５０のバネ定数及び案内面１２の形状によれば、変位の行程にわたり、定まった作動力が得られる。案内面１２又はその部分面１３、１４の形状は、ユーザがギアの切り換えの間に触覚的フィードバックを受けるように選定することができる。部分面１３、１４の図示の凸状の形状においては、シフトレバーは比較的大きな力で休止位置外へと変位される必要があり、その場合、この力は端部位置に向かう方向において最大点を超えた後は減少する。従って、運転者はシフトの過程を感じることができる。

図１９において、曲線１１０はスライダ１０における該スライダの滑動行程にわたる所望の力を示している。０ｍｍなる位置は、スライダ１０の休止位置に対応する。左側への、即ち−５ｍｍの方向への変位おいて、スライダ１０における対応する力は、該スライダの方向に対応させて負に描かれている。右側への、即ち＋５ｍｍの方向への変位おいて、スライダ１０における対応する力は、該スライダの方向に対応させて正に描かれている。曲線１１２は、曲線１１０の周りの典型的な許容誤差領域を示している。

該グラフは、初期的に左（−方向）及び右（＋方向）への最初のミリメートル距離において上記力は約±１.２ｍｍの変位行程において約±８０Ｎの最大力に到達するまで急激に増大する。それ以降においては、所要の力は約±６０Ｎに減少する。この実施例において、スライダ１０は休止位置に対して±５ｍｍの変位行程を有する。

上記力の進展１１０は、案内面１２の部分面１３、１４の凸状の形状の結果に関係するもので、該力の上昇は変位の増加に伴い低くなる。同時に、タペット３０を介して案内面１２に作用する圧力は、バネ５０の一層強い圧縮により減少する。所望の力の進展１１０を達成するためには、案内面１２の形状の計算に、更にローラ３２の直径及び摩擦効果を考慮しなければならない。

シフトレバーが自身の端部位置の何れかにおいて釈放された場合、スライダ１０の力は該スライダを休止位置に戻すのに十分なものである。この目的のために、バネ５０、タペット３０及び案内面１２又はその部分面１３、１４は、十分なリセット力が発生されるように設計されており、更なるリセット手段は必要とされない。

所望の力の進展１１０のためには、当該系内の摩擦はできる限り低くすべきである。従って、タペット３０には、図７に見られるように、案内面１２に面する端部にローラ３２が設けられている。該ローラ３２は軸３３を有し、該軸３３は図５及び６に示されるように上部が開いたベアリング３５内に保持することができる。

図６に示されるように、タペット３０は対向して配置される２つの側面に僅かに突出する案内面３１を有し、これら案内面は当該タペット３０の移動方向に延在している。タペット３０の横側面３１の該帯状のデザインにより、案内部６２内での該タペット３０の摩擦が減少される。

同様の方法により、ローラ３２も、タペット３０における突出する案内面３４により支持することができる。

タペット３０の摩擦の更なる低減のために、金属ガイド４０を案内部６２に挿入することができる。金属ガイド４０は、図８に見られるように略Ｕ字状であり、好ましくは２つの正確に平行な側壁４２を有する。これら側壁は、底壁４４により相互に接続されている。該底壁４４は、更に、バネ５０の支持面として働く。好ましくは、金属ガイド４０は粉末金属材料から、好ましくは高強度高耐摩耗性鉄炭素銅合金であるDIN SINT-D11から作製される。金属ガイド４０の配設により、タペット３０における摩擦は最小化することができ、これによりシフト感覚を一層良好に調整することができる。

図９に見られるように、ハウジング６０は回路基板９０の組み立てのための３つのピン６４を有し、これらピンはハウジング６０の側壁から上部に向かって垂直に延びている。図１０及び１１に見られるように、回路基板９０は、該回路基板９０を上記ピン６４上へと配置することができるように、これらピン６４に対応する取付開口９６を有している。回路基板９０をハウジング６０内で遊び無しに且つ振動から保護されて支持するために、ピン６４の各々にはＯリング８０が配置され、これらＯリングは制振手段として作用する。

図１１には、図９及び１０の取付方法が詳細に拡大されて示されている。Ｏリング８０は取付支柱６５上に当接し、これら支柱は回路基板９０をハウジング６０の壁から離れて位置させる。Ｏリング８０は、取付状態においては、回路基板９０をハウジング蓋体７０の取付ブッシング７４に向かって押し付ける。Ｏリング８０は組み立ての間において一緒に圧縮されるので、ハウジング６０及びハウジング蓋体７０の誤差は均等化され、回路基板９０は激しい振動の間においても遊び無しで支持されるので、損傷から保護される。上記取付ブッシング７４は、回路基板９０をハウジング蓋体７０の壁からも離れて位置させる。従って、回路基板９０上の電気部品、特にホールセンサ９２及び９４は、機械的負荷から保護される。

図１２は、２つの取付開口６８及び突起６１を備えるハウジング６０の後面を示している。

図１３には、ハウジング蓋体７０の底面が示され、特にクリップ７２及び取付ブッシング７４が示されている。図１４はハウジング蓋体７０の上面をクリップ７２と共に示している。ハウジング蓋体７０は、更に、上方への板状の延長部７６を有し、該延長部はスライダ１０の後側を覆うと共に、回路基板９０を泥の侵入から保護する。

図１５ないし１７には、スライダ１０が示されている。図１５において、シフトレバー用のリセプタクル１６にはインサート１００が挿入されている。インサート１００は、図１８に別途示され、略Ｕ字状の部品からなっている。該Ｕ字状部品の側壁は開口の方向において互いに離れるように湾曲され、シフトレバーとの係合を容易にしている。インサート１００は、スライダ１０内へのシフトレバーの遊びの無い係合を可能にするために、例えばＰＯＭ（ポリオキシメチレン：polyoxymethylene）等の軟プラスチック材料からなっている。

図１５ないし１７には、案内面１２の形状が示されている。案内面１２は２つの部分面１３及び１４からなり、これら部分面は、互いに略対称であると共に、タペット３０の方向に（即ち、図１５ないし１７では底部に向かって）凸型形状となっており、概ねＶ字状の開口を形成している。部分面１３及び１４は互いの間に或る位置を定めることになり、該位置がスライダ１０の前記休止位置に対応する。スライダ１０の該休止位置において、タペット３０の端部又はローラ３２は、上記Ｖ字の最深位置に、即ち部分面１３及び１４の正確に中間に位置される。

上記部分面１３及び１４は２つの略三角形のエレメントから形成され、これらエレメントはスライダ１０と一体に形成されると共に、該スライダ１０の移動方向に対して略垂直に延びている。案内面１２は有効幅ｂを有し、この幅はスライダ１０の変位の最大行程より僅かに大きい。これにより、タペット３０の端部又はローラ３２が案内面１２の傾斜された部分面１３、１４を常に押圧し、従って変位の全行程にわたりスライダ１０に対して十分に大きなリセット力を作用させることが保証される。凸状面１３及び１４の迎え角は、タペット３０がスライダ１０を、当該スライダに接続されたシフトレバーも休止位置にリセットされるように、リセットさせるように選定される。図示した実施例において、該迎え角は約４５°である。

図１７及び２１は永久磁石２０も示しており、該永久磁石はオーバーモールディングによりスライダ１０、２００に接続される。図示の実施例において、永久磁石２０は略平らな長方形の形状を有している。しかしながら、該永久磁石は丸い又は任意の形状とすることもできる。但し、ホールセンサ９２、９４の配置は該永久磁石２０の形状に調整されなければならない。永久磁石２０は、本質的に、磁界の大きな力を有するネオジム磁石である。この対策により、当該シフトモジュール１は、外部から侵入され、一般的には弱い磁界に対して不感的となる。

既に述べたように、ホールセンサ９２及び９４の結果としての電圧は図２０のグラフ１２０に示されている。スライダ１０、２００の各位置は、ホールセンサ９２の確定的電圧値に割り当てられる（曲線１２２）と共に、ホールセンサ９４の確定的電圧値に割り当てられる（曲線１２４）。従って、これら２つの電圧値を用いれば、スライダ１０、２００の正確な位置を正確に測定することができる。

ホールセンサ９２、９４から測定された値は、回路基板９０上に位置するか又はシフトモジュール１の外側に配置することが可能なシフト電子装置により処理される。該シフト電子装置は、ホールセンサ９２、９４の電圧値を周期的に制御すると共に、これら電圧値を、ギア駆動部（図示略）にシフト信号が出力される前記閾値と比較する。

これらのデジタルシフト信号が、図２０の下側の図１３０及び１３２に例示されている。シフト信号１３０は、ギア駆動部に対する、例えばより低いギアを設定するための信号であり、シフト信号１３２は、例えば、より高いギアのための信号である。上記閾値は、シフト信号１３０、１３２を起動するために要するスライダ１０、２００のシフト位置を任意に設定することができるように、任意に設定することができる。

図示の例では、シフトダウンのために−２.０ｍｍなるシフト位置１２６が設定され、シフトアップのために例えば＋３.３ｍｍなるシフト位置１２８が設定されている。これは、１ギア分シフトダウンするための信号１３０は−２ｍｍの変位後に高い電圧又は論理１をとり、該信号は５ｍｍから−２ｍｍまでは論理０であることを意味する。信号１３２は、ギアをシフトアップするために＋３.３ｍｍの変位後に高い電圧又は論理１をとり、該信号は−５ｍｍから＋３.３ｍｍまでは論理０である。

図示の実施例において、シフト電子装置は、左側ホールセンサ９２が１７００ｍＶ以上の電圧１２２を測定したら（図２０の曲線１２２参照）信号１３０を値１に設定する。代わりに、該シフト電子装置は、右側ホールセンサ９４が７００ｍＶ未満の電圧１２４を測定したら信号１３０を値１に設定することもできる。

これは、信号１３２に対しても対応するように当てはまる。シフト電子装置は、右側ホールセンサ９４が１８００ｍＶ以上の電圧１２４を測定したら（図２０の曲線１２４参照）信号１３２を値１に設定する。代わりに、該シフト電子装置は、左側ホールセンサ９２が３００ｍＶ未満の電圧１２２を測定したら信号１３２を値１に設定することもできる。

これらの考察から、スライダ１０、２００の正確な位置を決定するためには、通常は、１つのみのホールセンサ（９２又は９４）を使用すれば十分であることが明らかである。もっとも、安全性の理由で、冗長性を生じさせるために好ましくは２つのホールセンサ９２及び９４が使用される。この場合、当該系は外部から侵入する磁界の影響を受けにくくなる。

上に示した測定方法は、曲線１２２及び１２４が切換電子装置（switch electronics）内に記憶され、最初にスライダ１０、２００の実際の位置がホールセンサ９２、９４の電圧から測定されるようにすることにより変更することができる。次いで、この位置は、同じく切換電子装置内に記憶された所望の切換位置と比較される。これら切換位置より下である又は超える間に、対応する信号１３０又は１３２がギア駆動部に出力される。車両のギア駆動部及び他の部品との通信は、好ましくは、データベースを介して実行される。

好ましくは８ビットマイクロコントローラを有する前記シフト電子装置は、位置の変化から、スライダ１０、２００の速度、従ってシフトレバーの速度を測定又は計算することができるように構成することもできる。運転者がシフトレバーを作動させる速度から、ギア駆動部又は動力の最適制御のために使用することが可能な情報を導出することができる。従って、切換速度は当該運転者がどの様な交通状況（発進中、加速中、追い越し中、信号の前で転回中等）にいるかの重要なヒントを提供することができる。

図２１ないし２３は、シフトモジュール１の他の実施例を示している。回路基板９０及びホールセンサ９２、９４並びにシフト電子装置等の電子部品、並びにこれらに対応する機能は既に説明した実施例に対応する。

図２１ないし２３の実施例は、スライダ２００及びリセットエレメント２３０、２３２の設計が相違する。ここでは、２つのローラ２３０、２３２が、スライダ２００内にリセットエレメントとして、且つ、該スライダ２００の移動方向に対して垂直に支持されている。ローラ２３０、２３２は、共通バネ２４０により２つの楔形エレメント２２０、２２２を介して図２３における上方に向かって付勢されており、上記共通バネは好ましくは渦巻きバネとして設けられる。図２２は、バネ２４０がどの様にして楔形エレメント２２２に作用するか、及びローラ２３２がどの様にして楔効果により上方に向かって押されるかを詳細に示している。

これにより、ローラ２３０、２３２はハウジング６０内に形成された２つの特別に整形された案内面２１２、２１４に向かって予備付勢（バイアス）される。図２３のａに明瞭に見られるように、案内面２１２、２１４は、２つの面２１５及び２１６を備える本質的に丸められた三角形状を有し、これら２つの面はスライダ２００に対して各々傾斜されている。これらの面により、スライダ２００の休止位置からの変位の間において、ローラ２３０、２３２はスライダ２００内へと、即ち図２３における下方に向かって押される。これにより、楔形エレメント２２０はスライダ２００に対して右方向に押され、楔形エレメント２２２は左方向に押される。同時に、バネ２４０は圧縮される。

変位された位置（例えば、図２３のｂの位置）において、シフトレバーを釈放することによりスライダ２００が釈放されると、バネ２４０が楔形エレメント２２２及びローラ２３２を介してスライダ２００を休止位置へ押し戻す。これにより、ローラ２３０、２３２は案内面２１２、２１４に沿って上方に移動する。

シフトモジュール１の力の進展は、案内面２１２、２１４の形状、ローラ２３０、２３２のサイズ、楔形エレメント２２０、２２２の形状、バネ２４０の強さ及び使用される材料により決まり、例示として図１９に示される。

ローラ２３０、２３２及び案内面２１２、２１４は、一方においてはスライダ２００及びシフトレバーをリセットするように作用し、他方においては、これらはユーザに対するシフト操作の触覚的フィードバックを提供すべく所望の力の進展を定めるように同時に作用する。上述したように、図１ないし８による実施例におけるのと同様に、有利にも両機能を実現するために１つのみのバネ５０、２４０しか必要とされない。

ハウジング６０、ハウジング蓋体７０及びスライダ１０、２００は、好ましくは、ガラス繊維強化プラスチック材料、特に好ましくはPA 6.6 + 30GF + 2% MoS₂からなるものとする。MoS₂の添加により、上記プラスチック材料は自己潤滑的となり、かくして、最小限の潤滑剤しか必要としないような優れた滑走特性を提供する。インサート１００、タペット３０及び楔形エレメント２２０、２２２は、好ましくは、ＰＯＭ（ポリオキシメチレン）からなる。ローラ３２、２３０、２３２は、鋼F
2114からなり、好ましくは６ｍｍの直径を有する。バネ５０及び２４０は、好ましくは、DIN 17223 CAL.Cによるバネ鋼ワイヤからなる。前記Ｏリングは、好ましくは、ＮＢＲ（ブタジェンアクリルニトリルゴム）からなる。磁石２０は、好ましくは、７ｘ７ｘ２.５ｍｍの寸法を持つネオジム磁石とする。金属ガイド４０は、粉末金属材料、特に好ましくはDIN
SINT-D11からなる。

図１は、組み立てられた状態の本発明によるシフトモジュールの三次元図である。 図２は、図１のシフトモジュールの三次元図であり、内部部品を示すためにハウジング蓋体が削除されている。 図３は、図２のシフトモジュールの３つのシフト位置ａ、ｂ及びｃのシーケンスを示す。 図４は、タペットを支持するための金属ガイドを備えるハウジングの三次元図である。 図５は、ローラを有するタペットの三次元図である。 図６は、ローラが取り付けられていないタペットの三次元図である。 図７は、タペットのローラの三次元図である。 図８は、図４の金属ガイドの三次元図である。 図９は、取付ピン及びＯリングが取り付けられたハウジングの三次元図である。 図１０は、取付ピン及び回路基板が取り付けられたハウジングの三次元図である。 図１１は、回路基板を取り付けるための取付ピンの領域における図１のシフトモジュールの拡大断面図である。 図１２は、ハウジングの後側からの三次元図である。 図１３は、取付エレメントを備える下側からのハウジング蓋体の三次元図である。 図１４は、図１３のハウジング蓋体の上側からの三次元図である。 図１５は、インサートが組み込まれたスライダの三次元図である。 図１６は、インサート無しの図１５のスライダの三次元図である。 図１７は、磁石が挿入された図１５のスライダの後側からの三次元図である。 図１８は、インサートの三次元図である。 図１９は、変位の行程にわたるスライダでの力の進展を示すグラフである。 図２０は、変位の行程にわたるホールセンサにより出力される電圧及びシフト信号を示す図である。 図２１は、本発明によるシフトモジュールの他の実施例の三次元図である。 図２２は、バネ、楔型エレメント及びローラを備えるスライダの端部の三次元部分図である。 図２３は、休止位置にある（ａ）及びスライダが左に移動された場合（ｂ）のスライダの内部部品を示すための、図２１のシフトモジュールの三次元部分断面図である。

符号の説明

１ シフトモジュール
５ 凸部
１０ スライダ
１２ 案内面
１３ 第１部分面
１４ 第２部分面
１６ 作動開口
２０ 永久磁石
３０ リセットエレメント、タペット
３１ 案内面
３２ ローラ
３３ 軸
３４ 案内面
３５ ベアリング
４０ 金属ガイド
４２ 側壁
４４ 底壁
５０ バネ
６０ ハウジング
６１ 突起
６２ 案内部
６４ ピン
６５ 取付支柱
６６ 案内スロット
６８ 取付孔
７０ ハウジング蓋体
７２ クリップ
７４ 取付ブッシング
７６ 板状延長部
８０ Ｏリング
９０ 回路基板
９２ 左側ホールセンサ
９４ 右側ホールセンサ
９６ 取付開口
１００ インサート
１１０ 力の進展曲線
１１２ 誤差領域曲線
１２０ 電圧変位グラフ
１２２ 左側ホールセンサの曲線
１２４ 右側ホールセンサの曲線
１２６ 下側切換位置
１２８ 上側切換位置
１３０ シフトダウンに関する信号図
１３２ シフトアップに関する信号図
２００ スライダ
２１２ 案内面
２１４ 案内面
２１５ 傾斜された面
２１６ 傾斜された面
２２０ 楔形エレメント
２２２ 楔形エレメント
２３０ リセットエレメント、ローラ
２３２ リセットエレメント、ローラ
２４０ バネ

Claims (10)

1. オートマチックギア駆動部のシフトレバーのためのシフトモジュール（１）において、
   ａ．シフトレバーと係合可能であると共に、該シフトレバーにより休止位置から２つの反対の切換方向に変位させることが可能な、直線的に変位可能に支持されたスライダ（１０，２００）と、
   ｂ．前記スライダ（１０，２００）のシフト位置を検出するために該スライダ（１０，２００）に割り当てられた測定装置（２０，９２，９４）と、
   ｃ．少なくとも１つのリセットエレメント（３０，２３０，２３２）であって、前記スライダ（１０，２００）の移動方向に対して実質的に垂直方向に変位可能に支持されると共に、前記スライダ（１０，２００）の移動方向に対して傾斜された少なくとも１つの案内面（１２，２１２，２１４）に向かってバイアスされており、これにより、前記スライダ（１０，２００）に対して該スライダの全変位行程にわたり該スライダの休止位置の方向へのリセット力が作用し、該リセット力が、前記スライダ（１０，２００）及び前記シフトレバーを任意の各位置から前記休止位置へ戻すのに単独で十分であるようなリセットエレメントと、
   を有し、
   前記リセットエレメント（２３０，２３２）が、前記スライダ（２００）内に支持され且つバネでバイアスされたローラ（２３０，２３２）であることを特徴とするシフトモジュール。
2. 請求項１に記載のシフトモジュールにおいて、前記案内面（２１２，２１４）が、前記シフトモジュール（１）のハウジング（６０）に形成されるようなシフトモジュール。
3. 請求項１又は請求項２に記載のシフトモジュールにおいて、前記ローラ（２３０，２３２）が、バネ（２４０）により楔形エレメント（２２０，２２２）を介してバネでバイアスされているようなシフトモジュール。
4. 請求項１ないし３の何れか一項に記載のシフトモジュールにおいて、共通バネ（２４０）によりバイアスされた２つのローラ（２３０，２３２）が、前記スライダ（２００）内にリセットエレメントとして配設されているようなシフトモジュール。
5. 請求項１ないし４の何れか一項に記載のシフトモジュールにおいて、ハウジング（６０）及び回路基板（９０）を更に有し、該回路基板が前記ハウジング（６０）内にＯリング（８０）により遊び無しで取り付けられているようなシフトモジュール。
6. 請求項１ないし５の何れか一項に記載のシフトモジュールにおいて、前記測定装置（２０，９２，９４）が永久磁石（２０）を有し、該永久磁石は前記スライダ（１０，２００）に取り付けられると共に、２つの静止したホールセンサ（９２，９４）と協動するようなシフトモジュール。
7. 請求項６に記載のシフトモジュールにおいて、両ホールセンサ（９２，９４）が、前記スライダ（１０，２００）の休止位置においては、前記永久磁石（２０）により実質的に同一の磁力により刺激されるようなシフトモジュール。
8. 請求項６又は請求項７に記載のシフトモジュールにおいて、前記ホールセンサ（９２，９４）により測定された特定の値において前記オートマチックギア駆動部に対しデジタルシフト信号を出力するシフト電子装置を更に有するようなシフトモジュール。
9. 請求項８に記載のシフトモジュールにおいて、前記シフト電子装置は、前記スライダ（１０，２００）の所望のシフト位置を調整するために、対応するシフト信号が出力される特定の閾値が調整可能であるように構成されているようなシフトモジュール。
10. 請求項８又は請求項９に記載のシフトモジュールにおいて、前記シフト電子装置は、前記スライダ（１０，２００）の速度及びこれにより前記シフトレバーの速度が前記測定された位置の変化から計算されるように構成されているようなシフトモジュール。

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