JP3032948B2 - 自動車の変速機で調整されたシフト位置を検出する装置 - Google Patents

自動車の変速機で調整されたシフト位置を検出する装置

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JP3032948B2
JP3032948B2 JP7211302A JP21130295A JP3032948B2 JP 3032948 B2 JP3032948 B2 JP 3032948B2 JP 7211302 A JP7211302 A JP 7211302A JP 21130295 A JP21130295 A JP 21130295A JP 3032948 B2 JP3032948 B2 JP 3032948B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の変速機で
調整されたシフト位置を検出する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】多くの適用事例にとって、例えば自動車
駆動系の自動摩擦クラッチにおいて、又は自動車シャシ
の減衰力制御装置においても、多段変速機の１つでその
都度調整された変速段位置又はシフト位置を知ること
は、できるだけ快適な又は安全上の視点でも望ましい制
御操作のために必要である。特に、できるだけ早く知る
ことは、変速段、即ち変速機のシフト位置を切換える観
点から望ましいだけでなく、どのシフト位置に切換えら
れのかをできるだけ早く検出可能でもなければならな
い。
【０００３】ドイツ公開特許公報第 38 36 145号によ
り、抵抗面上で２つの座標方向に移動可能なそのスライ
ダが変速機の手動操作可能なシフトレバーと連結されて
いる表面電位差計によって、変速機でその都度調整され
たシフト位置を検出することが知られている。評価回路
は、両方の座標方向において、変速機のシフト位置によ
って決まる抵抗比を測定して、測定された抵抗比を、個
々のシフト位置用に設定される値範囲に割当てる。これ
らの値範囲は実際の設計に基づいて１学習過程において
設定され、このことは配置の調整を容易とするのではあ
るが、しかし比較的高い回路支出を不可避とする。表面
電位差計も比較的支出が多く又故障し易い。
【０００４】ドイツ公開特許公報第 42 08 888号によ
り、変速機のケーシングに取付けられるスイッチモジュ
ールによって自動車変速機のシフト位置を検出すること
が知られている。このスイッチモジュールは、歯車対を
切換える変速機のシフトロッドに設けられた磁石に応答
する多数の磁界センサを含んでいる。磁界センサは、シ
フトロッドの端位置のとき磁石に応答するように配置さ
れている。操作される磁界センサの組合せから次に評価
回路によって、変速機でその都度調整されたシフト位置
を推論することができる。自動車の通常の多段変速機で
はかかる磁界センサが比較的多数必要とされる点を別に
しても、個々の場合に磁界センサの調整が問題を生じる
ことがある。
【０００５】殊に自動車の自動摩擦クラッチでは、クラ
ッチ制御装置に対して、変速機をシフトする意図が通知
されねばならない。変速機は電動式操作部によって切換
えることができ、この場合切換意図信号が変速機制御装
置から供給される。手動切換式変速機に関して、この場
合シフトレバーとして構成される操作部に付属して、シ
フトレバーを転向して変速機のシフト運動が導入される
ときに操作されるスイッチを設けることが知られてい
る。かかるシフトレバーセンサは例えばドイツ公開特許
公報第 42 37 669号により公知である。このセンサはシ
フトレバーの握り部のなかに一体化されており、シフト
レバーの運動方向の確認を可能とする２つの切換接点を
含む。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、比較
的僅かな構造部品の支出で実現することができ、且つ場
合によって生じる調整公差に対して強い、自動車の変速
機で調整されたシフト位置を検出する装置を提供するこ
とである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、自動車の変速
機で調整されたシフト位置を検出する装置から出発し、
変速機が、操作部、特に手動操作可能なシフトレバーに
よって、変速機の出力軸がその入力軸から遮断されてい
る中立シフト位置に調整可能であり、又この中立シフト
位置から出発して複数の変速ゲートにおいて複数の走行
運転シフト位置の１つに調整可能であり、このシフト位
置のとき出力軸が、走行運転シフト位置に個々に割当て
られた回転数変速比でもって入力軸と接続されている変
速機用に指定されている。
【０００８】本発明はこの場合：変速機が中立シフト位
置に調整されると、センサ装置が、操作部の調整されて
いる変速ゲートを表すゲート信号を提供し、すべての変
速ゲートに共通する転向通知手段が、中立シフト位置か
ら引き出される操作部の調整運動を表す転向信号を提供
し、評価手段が、ゲート信号及び転向信号に依存して、
その都度のシフト位置を表す位置信号を提供する以上を
特徴としている。
【０００９】
【作用】従来のシフト位置検出装置の場合とは異なり、
このセンサ装置は、変速機のシフト運動の最終状態を検
出するのではなく、変速機がその中立シフト位置にある
間、操作部が設定されて、それに続いて変速段、即ち走
行運転シフト位置が調整されるべき変速ゲートを表す。
転向通知手段は、その転向信号によって、操作部が変速
機を中立シフト位置から変速ゲートに付属した走行運転
シフト位置へと移動させることを表す。評価手段は、セ
ンサ装置から供給されるゲート信号と転向通知手段の転
向信号とを論理結合して位置信号とし、この位置信号が
シフト位置、即ち投入された変速段を表す。通知手段
は、変速機が中立シフト位置で調整された変速ゲートを
表さねばならないだけであるので、比較的大きな公差を
持つことができる。これらの公差は、変速機が中立シフ
ト位置にある限り、個々の変速ゲートの検出範囲が部分
的に重なることができるような大きさとすることができ
る。少なくとも操作部が相互に分離された変速ゲートに
導入されたとき、個々の変速ゲートに付属したセンサ装
置のシフト範囲が分離されていることは、問題なく確保
することができる。センサ装置は、望ましくは、変速ゲ
ートに付属して設けられる別個のスイッチ、特に非接触
式に操作可能なスイッチを含み、これらのスイッチは前
記非臨界公差条件の故にきわめて簡単に、場合によって
は調整なしに、組付けることができる。
【００１０】変速ゲートの少なくとも１つに付属して、
又は従来のＨ形変速機構において一般的なように複数の
変速ゲートに付属して、２つの走行運転シフト位置が設
けられており、これらのシフト位置は、中立シフト位置
から出発して、操作部によって逆向きのシフト運動によ
って調整可能である。この場合転向通知手段は、望まし
くは、変速ゲートの方向での調整運動の方向を表す転向
信号を供給し、評価手段は、転向信号によって表される
運動方向に依存して、シフト位置を表す位置信号を供給
する。自動変速機の場合、操作部はアクチュエータとし
て構成しておくことができ、この場合転向信号はアクチ
ュエータを制御する変速機制御装置から供給される。手
動切換式変速機の場合転向通知手段は、シフト運動を開
始するために手でシフトレバーに加えられる操作力に応
答する少なくとも１つのスイッチ、しかし特に１つのス
イッチ対を含むことができる。
【００１１】自動摩擦クラッチでは、クラッチ制御装置
が摩擦クラッチを接続する前に、変速機のシフト過程が
完了していなければならない。これは、通常、ギヤチェ
ンジの開始と接続過程の開始との間の一定の時間遅延に
よって確保することができる。しかし手動切換式変速機
では、場合によっては、このことから望ましくない遅延
を生じることがあり、そのことから、希望するシフト位
置に変速機が完全に調整される前にクラッチ制御装置が
接続過程を開始することになることがある。従来のクラ
ッチ制御装置は、普通、運転者が加速ペダル又はシフト
レバーを介して摩擦クラッチを意識的に開くことができ
るように構成されているのではあるが、しかし、設計措
置によってかかる運転状態を確実に防止することが望ま
しい。このために、好ましい１構成では、評価手段は、
位置信号によって表される走行運転シフト位置の完全な
調整を表す情報と一緒に、走行運転シフト位置を表す位
置信号を供給する。この情報は、例えば、走行運転シフ
ト位置に達したときにのみ位置信号が評価手段の出力端
から供給される形で、位置信号に特有のものとすること
ができる。しかしこの情報は別個の情報信号によって用
意することもできる。しかし、従来のシフト位置検知装
置の場合とは異なり、情報は変速機のシフト位置監視か
ら得られるのでなく、クラッチ制御装置のセンサ等の信
号から得られ、これらの信号は、希望するシフト位置が
完全に達成されたことを直接又は間接的に逆推論させ
る。
【００１２】かかる情報は、例えば、運転者によって行
われる加速ペダルの定位置からの転向から導き出すこと
ができる。このために、評価手段は、加速ペダルの定位
置からの転向を検出する加速ペダルセンサに応答し、加
速ペダルセンサが加速ペダルの定位置からの転向を確認
するとき、走行運転シフト位置の完全な調整を表す情報
を供給することができる。車両が停止している限りクラ
ッチ制御装置が摩擦クラッチを遮断保持し且つ加速ペダ
ルの操作に伴ってはじめて接続過程を開始するような状
況は、特に、自動車の始動時に現れる。始動運転のとき
運転者は、加速ペダルを離すことによって接続過程を遅
らせ又は中断する可能性を有する。評価手段は、場合に
よっては、例えば変速機の出力軸の回転数を検出する回
転数センサとすることのできる自動車走行速度を検出す
る走行速度センサに応答することができ、自動車が実質
的に停止しているときにのみ、走行運転シフト位置の完
全な調整を表す情報が加速ペダルに依存して供給される
ように確保される。
【００１３】走行中にギヤチェンジするために、走行運
転シフト位置の完全な調整を表す情報は変速機の入力軸
と出力軸との回転数比から明確に求めることができる。
好ましい１構成では、評価手段が、変速機の出力軸の回
転数を検出する第１回転数センサと、変速機の入力軸の
回転数を検出する第２回転数センサとに応答し、入力軸
の回転数と出力軸の回転数との比が、位置信号によって
表される走行運転シフト位置の回転数変速比に実質的に
等しいとき、走行運転シフト位置の完全な調整を表す情
報を評価手段が供給する。この場合、摩擦クラッチが開
いたときでも、走行速度によって決まる回転数で変速機
の出力軸が回転することが利用される。それに応じて、
走行運転シフト位置が完全に調整されると変速機の入力
軸はこのシフト位置の回転数変速比によって決まる回転
数で回転する。測定された回転数又はそれらの比から、
このシフト位置用に設定された回転数変速比と比較する
ことによって、シフト位置が完全に達成されたこと、つ
まり変速段が入れられたことを推論することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】図面に基づいて、以下、本発明の
一実施例を詳しく説明する。図１に略示された自動車の
変速機１はその入力軸３が、詳しくは図示されていない
摩擦クラッチ、特に自動操作可能な摩擦クラッチを介し
て、自動車の内燃機関と連結可能であり、他方で変速機
の出力軸５は通常の仕方で自動車の駆動輪と捩り剛性に
結合されている。変速機１は、図２に示されたシフトパ
ターンに応じて、手動操作されるシフトレバー７によっ
て、中立シフト位置Ｎに、そして中立シフト位置Ｎから
出発して複数の走行運転シフト位置１〜５及びＲに入れ
ることができる。中立シフト位置Ｎにおいて出力軸５は
入力軸３から遮断されており、つまり入力軸３は出力軸
５に対して相対的に自由に回転可能である。走行運転シ
フト位置では出力軸５が入力軸３と捩り剛性に結合され
ており、これらの走行運転シフト位置に付属した変速段
が、出力軸回転数に対する入力軸回転数のさまざまな所
定の回転数変速比を確定する。しかしここでの関連にお
いて回転数変速比とは、入力軸回転数に対する出力軸回
転数の増大だけでなく、低減も意味する。更に、シフト
パターンのなかの走行運転シフト位置の数及び配置様式
は図２のパターンとは相違することができる。変速機１
は５つの前進段１〜５よりも多くすることができ又は少
なくすることもでき、後退段Ｒはシフトパターンの別の
箇所に配置しておくことができる。図１では更に、符号
９の箇所で定置式に関節支承されるシフトレバー７は図
２のシフトパターンに応じて、軸平行に並置される３つ
のシフトロッド11と交互に連結可能であり、シフトロッ
ド11は走行運転シフト位置の変速ゲートに沿って摺動す
るとき軸方向に摺動して変速段を切換える。変速機１の
構造及びシフト操作は実施例として図示された実施態様
とは相違することができる。
【００１５】図２に示されたシフトパターンに応じて、
シフトレバー７は中立ゲート13において、これを横切っ
て延びて走行運転シフト位置に対して対で割当てられた
複数の変速ゲート15に入れることができ、シフトレバー
７を中立ゲート13から転向させる転向方向に応じて、こ
れらの変速ゲートを介して、変速ゲート15に割当てられ
た２つの走行運転シフト位置の各一方に達することがで
きる。例えば図２の左側の変速ゲート15において、通常
のＨ形シフトパターンに応じて、シフトレバー７を走行
方向に転向させることによって第１速が到達可能であ
り、シフトレバー７を後退方向に転向させると第２速が
調整される。第３速と第４速は中央の変速ゲート15にお
いて到達可能であり、第５速と後進Ｒは右側の変速ゲー
ト15において調整することができる。
【００１６】変速機１でその都度調整されたシフト位置
は、中立ゲート13内のシフトレバー７の位置を監視する
スイッチ17のシフト状態信号から導き出される。スイッ
チ17は、好ましくは非接触式に作動するスイッチ、例え
ば磁界感応スイッチであり、シフトレバー７が中立ゲー
ト13のなかで少なくとも近似的に変速ゲート15の１つに
調整されるときに作動する。図２では、ハッチング円形
面19によって個々のスイッチ17の操作範囲が示唆されて
おり、この範囲内で個々のスイッチはスイッチ17によっ
て監視される変速ゲート15にシフトレバー７が接近した
ことを検出する。検出範囲19は比較的大きくしておくこ
とができ、公差円21によって示唆したように、場合によ
っては部分的に重なり合う。
【００１７】スイッチ17は変速ゲートのみを確認し、従
って比較的大きな操作公差を持つことができる一方、変
速ゲートを介して到達される変速段は、シフトレバー７
の中立シフト位置Ｎからのシフト転向を運動方向に依存
して検出する転向通知手段によって検知される。図１で
は、運動方向に依存した転向信号が２つのシフトレバー
接点23によって発生され、これらの接点は、シフト時に
シフトレバー７に手で加えられるシフト力によって操作
され、それもしかも転向方向に依存して交互に操作され
る。かかるシフトレバー接点の１例が、既に触れたドイ
ツ公開特許公報第 42 37 669号に述べられている。
【００１８】評価回路25は、自動摩擦クラッチの詳しく
は図示していないクラッチ制御装置の構成要素とするこ
とができ、変速ゲート15を表すスイッチ17のゲート信号
と、シフトレバー７の転向方向を表すシフトレバー接点
23の転向信号とに依存して、図２のシフトパターンに従
って、変速機１のその都度の走行運転シフト位置を表す
位置信号を供給する。例えば図２で中立ゲート13のなか
で左側のスイッチ17が応答して、シフトレバー接点23が
この変速ゲート内での前進運動を通知すると、評価回路
25は第１速を表す位置信号を供給する。それに対して、
この変速ゲート内での後退方向用シフトレバー接点23が
応答すると、位置信号は第２速を表す。
【００１９】自動摩擦クラッチを備えた自動車の始動時
に、始動速、例えば第１速又は後進Ｒが完全に入れられ
る前に、付属のクラッチ制御装置が既にクラッチを投入
しはじめるのを防止するために、自動車加速ペダル29の
位置を監視する加速ペダルセンサ31の制御信号が評価回
路25に送られる。加速ペダルセンサ31は、内燃機関のア
イドリング運転を決定する定位置からの加速ペダル29の
転向を検出し、同時に、通常の如くにクラッチ制御装置
を介して摩擦クラッチの投入過程を引き起こす。こうし
て運転者は、始動速が完全に投入された後にはじめて投
入過程がはじまることを確保することができる。評価回
路25は、その出力端27を介して、加速ペダル29の定位置
からの転向時の位置信号を補足して、なお、始動速が完
全に投入されたことを後続の回路、例えばクラッチ制御
装置に通知する情報を供給する。この情報は位置信号の
構成要素とすることができるが、しかし別の信号として
用意することもできる。付加的に、評価回路25は、出力
軸５の回転数を検出する回転数センサ、従って自動車走
行速度に比例したパラメータを検出する回転数センサ23
に応答する。評価回路25は、好ましくは、回転数センサ
33が実質的に自動車の停止を確認するときにのみ、始動
速を表す位置信号を供給する。
【００２０】走行運転シフト位置の完全な調整を表す前
記情報は、走行中のギヤチェンジ時に、出力軸回転数と
入力軸回転数との比と、希望する走行運転シフト位置の
ために変速機構造によって設定される回転数変速比との
比較に基づいて算定することができる。このために、回
転数センサ33によって出力軸５の回転数が検出されるだ
けでなく、回転数センサ35によって入力軸３の回転数も
検出される。ギヤチェンジ時にシフトレバー７が中立ゲ
ート13（図２）内にあり且つ摩擦クラッチが開いている
限り入力軸３は実質的に停止する一方、出力軸５は走行
速度によって決まった回転数で回転する。ギヤチェンジ
後に変速機１で新たな走行運転シフト位置が調整された
なら、入力軸３は、この走行運転シフト位置の回転数変
速比によって確定された回転数で回転する。評価回路25
は、測定された回転数比がスイッチ17及びシフトレバー
接点23によって確認された変速段の所定の回転数変速比
に実質的に等しくなるや、走行運転シフト位置の完全な
調整を表す情報を提供する。この情報も、やはり、変速
段を表す位置信号の構成要素とすることができ、又は付
加的信号として供給することもできる。
【００２１】
【発明の効果】従来のシフト位置検出装置の場合とは異
なり、このセンサ装置は、変速機のシフト運動の最終状
態を検出するのではなく、変速機がその中立シフト位置
にある間、操作部が設定されて、それに続いて変速段、
即ち走行運転シフト位置が調整されるべき変速ゲートを
表す。転向通知手段は、その転向信号によって、操作部
が変速機を中立シフト位置から変速ゲートに付属した走
行運転シフト位置へと移動させることを表す。評価手段
は、センサ装置から供給されるゲート信号と転向通知手
段の転向信号とを論理結合して位置信号とし、この位置
信号がシフト位置、即ち投入された変速段を表す。通知
手段は、変速機が中立シフト位置で調整された変速ゲー
トを表さねばならないだけであるので、比較的大きな公
差を持つことができる。これらの公差は、変速機が中立
シフト位置にある限り、個々の変速ゲートの検出範囲が
部分的に重なることができるような大きさとすることが
できる。少なくとも操作部が相互に分離された変速ゲー
トに導入されたとき、個々の変速ゲートに付属したセン
サ装置のシフト範囲が分離されていることは、問題なく
確保することができる。センサ装置は、望ましくは、変
速ゲートに付属して設けられる別個のスイッチ、特に非
接触式に操作可能なスイッチを含み、これらのスイッチ
は前記非臨界公差条件の故にきわめて簡単に、場合によ
っては調整なしに、組付けることができる。
【００２２】従って、本発明によれば、比較的僅かな構
造部品の支出で実現することができ、且つ場合によって
生じる調整公差に対して強い、自動車の変速機で調整さ
れたシフト位置を検出する装置を提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】変速機のシフト位置を検出する装置を有する自
動車の手動で切換えられる変速機の略示図である。
【図２】図１の変速機のシフトパターンである。
【符号の説明】
１・・・変速機 ３・・・入力軸 ５・・・出力軸 ７・・・操作部 １５・・・変速ゲート １７・・・センサ装置 ２３・・・転向通知手段 ２５・・・評価手段 ２９・・・加速ペダル ３１・・・加速ペダルセンサ ３３・・・第１回転数センサ ３５・・・第１回転数センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−3323（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−73445（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16H 59/70 F16H 59/10 B60K 20/02

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 自動車の変速機で調整されたシフト位置
    を検出する装置であって、変速機(1) が、操作部(7)に
    よって、変速機(1) の出力軸(5) がその入力軸(3) から
    遮断されている中立シフト位置に調整可能であり、又こ
    の中立シフト位置から出発して複数の変速ゲート(15)に
    おいて複数の走行運転シフト位置の１つに調整可能であ
    り、これらのシフト位置のとき出力軸(5) が、走行運転
    シフト位置に個々に割当てられた回転数変速比でもって
    入力軸(3) と接続されているものにおいて、 変速機(1) が中立シフト位置に調整されると、センサ装
    置(17)が、操作部(7) の調整されている変速ゲート(15)
    を表すゲート信号を提供し、変速ゲート(15)の少なくとも１つには２つの走行運転シ
    フト位置が設けられており、これらのシフト位置が、中
    立シフト位置から出発して、操作部(7) によって逆向き
    のシフト運動によって調整可能であり、 すべての変速ゲート(15)に共通する転向通知手段(23)
    が、操作部(7) の中立シフト位置からの変速ゲート(15)
    の方向での調整運動の方向を表す転向信号を、当該調整
    運動の開始時に提供し、 評価手段(25)が、ゲート信号及び転向信号によって表さ
    れる運動方向に依存して、シフト位置を表す位置信号を
    提供することを特徴とする装置。
  2. 【請求項２】 センサ装置(17)が、変速ゲート(15)に付
    属して設けられた別個のスイッチを含むことを特徴とす
    る、請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】 転向通知手段(23)が、シフト運動を開始
    するために手でシフトレバーに加えられる操作力に応答
    する少なくとも１つのスイッチ(23)を含むことを特徴と
    する、請求項１又は２に記載の装置。
  4. 【請求項４】 逆方向の運動方向を検出するために少な
    くとも１つのスイッチ対が設けられていることを特徴と
    する、請求項３に記載の装置。
  5. 【請求項５】 評価手段(25)が、走行運転シフト位置を
    表す位置信号を、位置信号によって表される、操作部
    (7)が走行運転シフト位置に完全に調整されたことを表
    す情報と一緒に、供給することを特徴とする、請求項１
    〜４のいずれか１項に記載の装置。
  6. 【請求項６】 評価手段(25)が、加速ペダル(29)の定位
    置からの転向を検出する加速ペダルセンサ(31)に応答
    し、加速ペダルセンサ(31)が加速ペダル(29)の定位置か
    らの転向を確認するとき、操作部(7)が走行運転シフト
    位置に完全に調整されたことを表す情報を評価手段が供
    給することを特徴とする、請求項５に記載の装置。
  7. 【請求項７】 自動車の始動を可能とする走行運転シフ
    ト位置を位置信号が表すとき、操作部(7)が走行運転シ
    フト位置に完全に調整されたことを表す情報を評価手段
    (25)が供給することを特徴とする、請求項６に記載の装
    置。
  8. 【請求項８】 評価手段(25)が、自動車の走行速度を検
    出する走行速度センサに応答し、走行速度センサが自動
    車の停止を確認するとき、操作部(7)が走行運転シフト
    位置に完全に調整されたことを表す情報を評価手段が供
    給することを特徴とする、請求項７に記載の装置。
  9. 【請求項９】 評価手段(25)が、変速機(1) の出力軸
    (5) の回転数を検出する第１回転数センサ(33)と、変速
    機(1) の入力軸(3) の回転数を検出する第２回転数セン
    サ(35)とに応答し、入力軸(3) の回転数と出力軸(5) の
    回転数との比が、位置信号によって表される走行運転シ
    フト位置の回転数変速比に等しいとき、操作部(7)が走
    行運転シフト位置に完全に調整されたことを表す情報を
    評価手段が供給することを特徴とする、請求項５〜８の
    いずれか１項に記載の装置。
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