(57)【要約】      （修正有）【課題】据え付けが単純で容易な構造を有し、機能の信頼性が高い変換装置を提供する。【解決手段】空間的に任意の距離を置いて設けられた車両のトランスミッション（ＴＭ）またはドライブを制御するための電気機械変換装置であり、軸２ａ、２ｂの周りに枢動可能に作動可能であり、ＴＭまたはドライブから機械的に切り離されたレバー１を備え、レバーは軸上でサスペンション（ＳＰ）３によって支持され、軸は、軸線方向の端部セクションで磁気回転角度センサシステムの第１のセンサ６ａ、６ｂを備え、レバーの角度位置または回転運動を検出する回転角度センサシステムの第２のセンサ７ａ、７ｂと相互に作用し、第２のセンサは軸の端部セクションの反対側のＳＰ３に配設され、軸線方向の端部セクションはＳＰ内に設置され、センサ７ａ、７ｂを収容する回路基板１５はＳＰに配設され、回路基板は、回路基板平面から突出するフランジ状の拡張部１７、１８を備える。【選択図】図１
2014141251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変換器から物理的に離して配設された車両トランスミッションまたは車両ドライブの少なくとも１つの機能を制御するための電気機械変換装置であって、少なくとも１つの第１の軸（２ａ、２ｂ）の周りを旋回するように作動可能であり、前記レバーは前記トランスミッションまたはドライブから機械的に切り離され、サスペンション（３）によって前記第１の軸（２ａ、２ｂ）に取り付けられるレバー（１）を備え、前記軸（２ａ、２ｂ）が、軸線方向の端部セクションに磁気回転角度センサ構成（６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂ）の第１の構成要素（６ａ、６ｂ）を有し、前記レバー（１）の角度位置または回転運動を直接検出するために、前記軸線方向の端部セクションが前記サスペンション（３）内にくるように、前記軸（２ａ、２ｂ）の前記端部セクションの反対側のサスペンション（３）に配設された回転角度センサ構成の第２の構成要素（７ａ、７ｂ）と協働し、前記サスペンション（３）には、前記回転角度センサ（７ａ、７ｂ）を保持する回路基板（１５）が配設され、前記回路基板（１５）が、前記回路基板の平面から突出した少なくとも１つのほぼフランジ状の拡張部（１７、１８）を有し、前記拡張部が、少なくとも１つの回転角度センサ要素（７ａ、７ｂ）を保持するように構成され、前記第１の軸（２ａ、２ｂ）に本質的に平行な表面法線とともに配置されている、電気機械変換装置。
【請求項２】
前記第１の軸（２ａ、２ｂ）に対して前記レバー（１）の角度位置を求めるために、単一の回転角度センサ（７ａ、７ｂ）が設けられる、請求項１に記載の電気機械変換装置。
【請求項３】
前記回転角度センサ構成（６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂ）の前記第１の構成要素（６ａ、６ｂ）が、磁場を発生する磁気要素として構成され、前記回転角度センサ構成（６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂ）の前記第２の構成要素（７ａ、７ｂ）が、回転角度センサとして構成される、請求項１または２に記載の電気機械変換装置。
【請求項４】
前記回転角度センサ構成の前記構成要素（６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂ）の一方が、前記軸（２ａ、２ｂ）の前記端部セクションの面に回転不能に配設され、対応する他方の構成要素（６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂ）が、前記軸（２ａ、２ｂ）の想定した軸線方向の拡張部において前記サスペンションに配設される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電気機械変換装置。
【請求項５】
前記回転角度センサ（７ａ、７ｂ）が、本質的に平坦に構成され、前記回転角度センサの表面法線が前記第１の軸（２ａ、２ｂ）に本質的に平行になるように配向される、請求項４に記載の電気機械変換装置。
【請求項６】
前記磁気要素（６ａ、６ｂ）が、前記軸（２ａ、２ｂ）に配設され、前記関連するセンサ要素（７ａ、７ｂ）が、表面法線が前記軸（２ａ、２ｂ）に対して半径方向に面するように前記軸に対して配向される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電気機械変換装置。
【請求項７】
前記レバー（１）が、前記第１の軸（２ａ、２ｂ）から半径方向の距離にある位置で前記サスペンション（３）のスロットを通り、前記スロットが、前記第１の軸（２ａ、２ｂ）に平行に延び、前記サスペンション（３）に対して第２の軸（５）の周りでの前記レバー（１）の旋回運動を制限する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の電気機械変換装置。
【請求項８】
前記第１の軸（２ａ、２ｂ）および前記第２の軸（５）が、互いに対して本質的に垂直に配向され、前記サスペンション（３）が、前記第１の軸（２ａ、２ｂ）に対して前記サスペンション（３）を旋回可能に取り付けるために、軸線方向の拡張部において互いに反対側にある前記第１の軸（２ａ、２ｂ）の２つのベアリングボルトを保持するように構成される、請求項７に記載の電気機械変換装置。
【請求項９】
前記サスペンション（３）が、前記第１の軸（２ａ、２ｂ）に本質的に垂直に延び、前記レバー（１）に堅く接合されるベアリングボルト（５）を保持するように構成される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の電気機械変換装置。
【請求項１０】
前記旋回軸（２ａ、２ｂ、５）から半径方向の距離の位置で前記レバー（１）に別の磁気要素（８）が配設され、前記磁気要素の位置が、前記サスペンション（３）に配設された単一の磁気位置センサ（１０）によって検出され得る、請求項１〜９のいずれか一項に記載の電気機械変換装置。
【請求項１１】
前記レバー（１）の位置を検出するために設けられた少なくとも３つ以上のセンサ要素（１１、１２、１３、１４）が、前記サスペンション（３）および／または前記サスペンションに貼り付けられた前記回路基板（１５）上に前記レバー（１）の旋回方向に沿って互いに隣り合わせに配設される、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の電気機械変換装置。
【請求項１２】
前記レバー（１）に配設された前記磁気要素（８）が、旋回方向に互いに隣り合わせに配設された少なくとも２つのセンサ要素（１１、１２、１３、１４）を同時に作動させるように構成される、請求項１０または１１に記載の電気機械変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変換器（transducer）から物理的に離れた位置に配設された車両トランスミッションまたはドライブの少なくとも１つの機能を制御するための電気機械変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最新技術において、さまざまな異なるシフト位置に移動可能なギヤシフトレバーなどの車両トランスミッションまたは車両ドライブの機能を制御するための電気機械変換装置が知られている。マニュアルまたはオートマチックトランスミッションのギヤシフトレバーの場合、ギヤシフトレバーのＰ、Ｎ、Ｒ、Ｄのようなさまざまなシフト位置を検出するために、複数の異なるホールセンサを用いることが一般的である。この場合、個々のホールセンサが互いに任意の距離を置いて装着された回路基板を、レバーの旋回軸に対して平行に配設するようにされる。
【０００３】
この場合、ホールセンサの配列は、各個々のホールセンサがギヤシフトおよびセレクタレバーの１つの特定の位置を検出可能なように構成される。このようなホールセンサはまた、ギヤシフトまたはセレクタレバーに配設された磁気要素が、ホールセンサの反対側に設置されているかに関する情報を与える二値信号を発生するように構成される。互いに任意の距離を置いた位置にある複数のホールセンサが、比較的大きな表面積にわたって分布されるように配設される必要があり、ギヤシフトレバーの想定されるあらゆるシフト位置が明確に検出可能なように電気的に接触される必要がある。
【０００４】
独国実用新案第２０２００７０００２１０号には、車両トランスミッション用のシフトバイワイヤ作動デバイスが記載されている。このデバイスは、ギヤシフトレバーレセプタクルによって第１の軸に取り付けられたギヤシフトレバーからなる。ギヤシフトレバーレセプタクルのベアリングジャーナルに、ギヤシフトレバーの角度位置を直接検出するために、反対側に位置付けられたホールセンサと協働する永久磁石がある。
【０００５】
欧州特許出願公開第００７５６９３号には、磁石感応センサによって、さらには、ギヤシフトレバーに貼り付けられた磁石によって、ギヤシフトレバーの位置を非接触式に検出可能なトランスミッション用の速度セレクタが記載されている。この場合、個々の磁石感応センサは、区別される各ギヤシフトレバー位置に対して専用センサが設けられるか、あるいはギヤ数より少ないセンサが設けられるように配設されることで、ギヤシフトレバーの位置は、それぞれの場合に作動されているセンサの組み合わせからコードに従って確認可能である。
【０００６】
このような先行技術の変換装置には、複数のホールセンサを使用し、複数のホールセンサに関連付けられた回路基板の表面積が比較的大きいという欠点がある。これは、車両の利用可能な据え付け空間に制限があるという点から特に不利益なことである。
【０００７】
さらに、最新技術において一般に用いられているこのような位置検出デバイスは、ギヤシフトまたはセレクタレバーの幾何学的形状および構成に個々に適応される必要がある。その結果、異なるギヤシフトおよびセレクタレバーを有する異なる車両のタイプに対して、所与の状況に合わせて特別に構成および適応された回路基板が常に必要になる。これは、特に、長さが異なるギヤシフトレバーを有する多種多様なギヤシフトまたはセレクタ機構の場合に大きな欠点となることが分かっている。特に、ステアリングホイールが左側または右側にある変形体として車両が構成される場合、ギヤシフトまたはセレクタレバーの点から、ステアリングホイールが左側または右側にある変形体に回路基板の配列および構成を適応させる必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上のことから、本発明は、据え付けが単純で容易な構造を有し、機能の信頼性、特に、ギヤシフトおよびセレクタレバーのシフト位置を検出するための機能の信頼性が高レベルであり、非常に少ない数のセンサ要素で機能し、異なる変換装置に対して広く適応可能であり、非常にコスト効率良く生産可能である、自動車のドライブまたはトランスミッションを制御するための単純化された変換装置を提供するという目的に基づいたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の目的は、請求項１に記載の変換装置により達成される。本発明の有益な実施形態は、関連する従属請求項に示される。
【００１０】
本発明による変換装置は、変換器から物理的に離して配設された車両トランスミッションまたはドライブの少なくとも１つの機能を制御するように構成され、少なくとも１つの第１の軸の周りを旋回するように作動可能であるレバーを有し、上記レバーは、作動されるトランスミッションまたはドライブから機械的に切り離される。このようにして、レバーの設定移動または設定位置は、最終的に、トランスミッションまたはドライブの機能を制御するために用いられる電気信号に変換可能である。変換装置のレバーは、サスペンションにより第１の軸に取り付けられ、軸は、サスペンション内に置かれることになる端部セクションに磁気回転角度センサ構成の第１の構成要素を有し、レバーの角度位置または回転移動を直接検出するために、軸は、軸の端部セクションの反対側のサスペンションに配設された回転角度センサ構成の第２の構成要素と協働する。これに関して、今や本発明は、いくつかのホールセンサを互いに物理的に離して配設するのではなく、回転角度センサは１つあれば、レバーの角度位置だけでなく、レバーの回転または旋回運動を検出し、下流に設置された電子判定ユニットを用いてこの角度位置を所定の設定位置に関連付けるのに基本的に十分である。磁気回転角度センサ構成の第１および第２の構成要素という用語は、対となる対応する要素、すなわち、回転角度センサ要素と、磁場を発生する磁気要素とをさす。これに関して、２つの構成要素のどちらがサスペンションに配設されるか、および２つの構成要素のどちらが回転点を構成する軸に配設されるかは重要ではない。
【００１１】
サスペンションは、第１の軸に対して本質的に垂直に延び、ユーザによって作動されるレバーに堅く接合されるベアリングボルトを保持するように構成される。ここで、回転角度センサを保持する回路基板が、サスペンション自体に直接配設される。回路基板は、回路基板の平面から突出する少なくとも１つのほぼフランジ状の拡張部を有し、上記拡張部に回転角度センサ要素の少なくとも１つが配設され得る。この場合、特に、この拡張部の表面法線、ひいては、拡張部に配設された回転角度センサの表面法線が、第１の軸に対して本質的に平行に延びる。その結果、第１の軸に対するサスペンションの旋回運動と、その結果として得られる第１の軸に対してサスペンションで強制的に誘導されるレバーの角度位置とが、正確かつ明確に確認され得る。
【００１２】
本発明の第１の有益な実施形態によれば、第１の軸に対してレバーの角度位置または回転移動を確認するために、単一の回転角度センサ要素が設けられる。この場合、回転角度センサ要素は集積回路として構成され、内部に、回路上またはセンサ要素内に互いに対して異なる方向に向けられ、互いに電気的に結合された複数の個々の磁気抵抗要素またはホール効果に基づいた要素を有し得るため、得られた電気信号により、外部印加された磁場に対する回転角度センサ要素の相対配向に関する情報を明確に得ることが可能である。
【００１３】
回転角度センサ要素の個々の磁気抵抗要素は、磁場を検出および定量化するために、特に、いわゆる巨大磁気抵抗効果または異方性磁気抵抗効果を利用する、いわゆるＧＭＲ要素またはＡＭＲ要素として構成され得る。特に、センサは、磁気要素の各設定位置および角度位置に対する設定角度に対応する明確な電気信号を与える、いわゆる３６０度センサとして構成される。別の方法として、またはこの方法に追加して、回転角度センサは、ホール効果の利用にのみ基づくため、本発明により与えられた集積回路は、磁気抵抗要素の代わりに、互いに電気的に連結された個々のホール要素を有し得る。
【００１４】
レバーまたはレバーを保持するサスペンションの旋回軸領域に単一の回転角度センサ要素を設けることによって、互いから物理的に離された複数のホールセンサを実装しないですむようにすることができるという点で有益である。回転角度センサ要素によって発生可能な電気信号は、回転角度センサに磁気的に連結されるか、またはレバーまたはサスペンションに機械的に連結された磁気要素の現在の位置または角速度に関する直接情報を生じる。
【００１５】
また、単一の回転角度センサ要素の本発明の配列により、旋回または回転移動の検出に要求される回路構成を著しく低減し得る。要するに、今や複数の個々のセンサ要素、例えば、ホールセンサを電気的に連結することが不要になり、単一の回転角度センサの出力を、下流に設置された判定ユニットに連結するだけで済み、判定ユニットは、回転角度センサが発生する信号の振幅または周波数の関数として、レバーの回転角度および／角速度を確認できる。
【００１６】
また、旋回軸のすぐ近傍に回転角度センサ要素を配列させることで、このような角度または位置の検出が、この軸の周りを旋回可能なレバーの具体的な構成とはまったく関係なく実行可能であるという利点が得られる。結果的に、本発明による配列は、あらゆる種類の構成の変換装置に広く適応され得る。この場合、同様に、ステアリングホイールが左側または右側にある車両の変形体に変換装置が設けられるかどうは関係ない。さらに、レバーの旋回軸に平行に伸びる回路基板をなくすことで、最終的に、貴重な据え付け空間を節約可能になることが有益である。
【００１７】
本発明の別の有益な実施形態によれば、回転角度センサ構成の第１の構成要素は、磁場を発生する磁気要素として構成されるのに対して、回転角度センサ構成の第２の構成要素は、回転角度センサとして構成されるように設けられる。本来、磁気要素は、サスペンションが取り付けられた軸の対称性を失わせる磁気Ｎ極および磁気Ｓ極を有する。これに関して、特に、回転角度センサ構成の構成要素の一方、特に、磁場を発生する磁気要素は、軸の端部セクションの面に回転不能に配設され、対応する他方の構成要素、すなわち、回転角度センサ要素は、軸の想定した軸線方向の拡張部のサスペンションに配設される。
【００１８】
ここで、軸自体、または軸のベアリングボルトは、車両のシャシに対して固定して配設され得るため、回転角度センサが固定磁気要素に対して枢動すると、判定され得る信号が発生する。反対の構成も同様に考えられることは言うまでもなく、センサ自体は車両のシャシに対して固定されるように配設されるのに対して、センサとは反対の磁気要素は、旋回または回転移動を受ける。結局、回転角度または位置を決定するために決定的な態様は、回転角度センサ構成を構成する要素、磁気要素、および回転角度センサ間の相対移動である。
【００１９】
本発明の別の有益な実施形態によれば、回転角度センサは、特に、回路基板上に本質的に平坦に構成され、磁気要素が配設可能な第１の軸に対して表面法線を本質的に平行にして配向される。この場合、回転角度センサは、軸に平行にオフセットされて配設され得る。しかしながら、回転角度センサは、軸と同一平面にあり、軸に対して軸線方向の拡張部にあるように配設されるのが好ましい。
【００２０】
別の方法として、または冗長性の目的のために追加して、磁気要素が軸に配設され、表面法線が軸に対して半径方向に面するように、関連するセンサ要素がレバーまたはサスペンションの軸に対して配向されるように設けられ得る。この場合も、回転角度センサと磁気要素との間の関連する相対移動が、明確に検出され、角度位置に対応する電気信号に変換され、次に、下流に設置された判定ユニットに中継され得る。
【００２１】
さらに、本発明によれば、レバーが第１の軸から半径方向の距離の位置でサスペンションのスロットを通過し、上記スロットが、第１の軸の軸線方向の拡張部に平行に延び、サスペンションに対する第２の軸の周りでのレバーの旋回運動を制限するように設けられる。したがって、スロットガイドのエリアにある旋回軸のような第１の軸を用いてユーザが始動可能なレバーの旋回運動が、スロットの長手方向の拡張部に対して垂直に配向されたサスペンションの旋回運動に変えられることが、変換装置に特に与えられる。
【００２２】
このようにして、スロットガイドにより、旋回軸のような第１の軸によりレバーを生じるあらゆる旋回運動が、実質的に１対１の比率でサスペンションに伝達される。このようにして、スロットガイドは、旋回軸のような第１の軸に対して携行機能を実行する。第１の軸に垂直な方向において、レバー自体が、旋回軸のような第２の軸を用いてサスペンションに旋回可能に蝶着されるように設けられる。この第２の旋回運動により、レバーは、回転軸のような第１の軸によってレバーおよびサスペンションの連結された旋回運動に垂直な方向においてサスペンションに対して旋回できる。
【００２３】
レバーの長手方向の拡張部に対して、２つの軸、すなわち、第１および第２の軸は、ほぼ同じ高さに配設される。しかしながら、高さをずらした配列も同様に可能である。
【００２４】
オートマチックトランスミッションの車両の場合、これらの２つの旋回軸が、例えば、ギヤシフトレバーを１つの旋回方向に沿ってさまざまなシフト位置Ｐ、Ｎ、Ｒ、Ｄに移動させるために用いられ、旋回軸のような第２の軸による旋回運動によって、オートマチックトラックまたはマニュアルシフトモードにレバーが移動され得る。
【００２５】
本発明の改良例によれば、第２の軸は、第１の軸に本質的に垂直に配向され、サスペンションは、第１の軸に対してサスペンションを枢動可能に取り付ける目的で、軸線方向の拡張部に互いに反対側にある第１の軸の２つのベアリングボルトを保持するように構成される。この目的のために、サスペンションは、反対側の端部セクションに、互いに反対の第１の軸のベアリングボルトの端部セクションが載置されるベアリングを有することが好ましい。第１の軸またはそのベアリングボルトは、言わば、連続的であるように構成されず、ベアリングボルト間にサスペンションが設置されることで、第２の軸は、第１の軸の２つの端部セクション間のサスペンションによって形成される隙間においてサスペンションのベアリングに取り付けられ、２つの軸の長手方向の拡張部は、互いに対して約９０°の角度にある。
【００２６】
本発明の改良例によれば、旋回軸から、言い換えれば、第１および／または第２の旋回軸から半径方向の距離にある位置で、レバーに別の磁気要素が配設され、上記磁気要素の位置は、サスペンションまたはサスペンションに配設された回路基板上に取り付けられた単一の磁気位置センサによって検出され得るように設けられる。この磁気位置センサは、サスペンションに対するレバーの旋回運動または旋回位置を検出するように働き、適切に較正が行われると、回転角度センサのようなこの位置センサにより、関連付けられた磁気要素によってもたらされる電気信号の値または代数符号に基づいて、レバーの位置または角度位置と直接関連付けされる。
【００２７】
この磁気位置センサは、第２の軸の軸線方向の拡張部に垂直に伸びる回路基板平面に配設され得る。このようにして、サスペンションに対してレバーを旋回運動させると、回路基板の平面に平行にレバーが旋回する。レバーに配設された磁気要素と、回路基板に配設された位置センサとの間の距離に生じた変化に基づいて、さらに、この変化から導き出され得る電気信号に基づいて、単一の位置センサおよび回転角度センサを用いて、レバーの位置および角度位置を基本的に正確に求めることができる。
【００２８】
本発明により提示された磁気位置センサおよび回転角度センサの各々は、回転角度検出の動作不良に備えて冗長性および保護の強化を最終的に与えられるようにするために、２セットの個々の磁気感応要素を有し得る。
【００２９】
さらに、本発明の特に有益な実施形態によれば、レバーの位置を検出するために設けられた少なくとも３つ以上のセンサ要素が、サスペンションまたはサスペンションに貼り付けられた回路基板上にレバーの旋回方向に沿って互いに隣り合わせに配設される。この場合、特に、これらのいくつかのセンサ要素は、互いに任意に直接隣接したものであり、レバーの旋回方向にのみ、言い換えれば、レバーの旋回運動に対してほぼ一定の半径方向の構成要素をもたせて回路基板またはサスペンション上に互いに隣り合わせに配設される。
【００３０】
この場合、特に、センサ要素に関連付けられ、レバーに配設された磁気要素が、旋回方向に互いに隣り合わせに配設された少なくとも２つのセンサ要素を同時に作動させるように構成される。これは、センサ要素の１つが動作不良を起こすか、または完全に故障する場合に冗長性になる。サスペンション内の旋回レバーの位置は、他方のセンサ要素からの情報から明確かつ確実に常に求められ得る。
【００３１】
本発明のさらなる目的、特徴、および有益な効果は、図面に説明された実施形態を参照しながら詳述される。この場合、文や画像の有意義な組み合わせの形態で提示されるあらゆる特徴は、本発明の主題を構成し、これはまた、特許請求項および特許請求項が参照する請求項にも関係なく当てはまる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】サスペンションによって旋回軸に取り付けられたギヤシフトまたはセレクタレバーを有する変換装置の略図である。
【図２】図１による実施形態の側面図である。
【図３】回路基板、およびサスペンション内に配設されたギヤシフトまたはセレクタレバーの斜視図である。
【図４】磁気要素センサ対の略図的斜視図である。
【図５】回転角度センサ構成の別の構成である。
【図６】ギヤシフトに配設された磁気要素と、関連するセンサ要素の略図的斜視図である。
【図７】いくつかのセンサ要素を旋回方向に互いに隣り合わせに配設させた、図６による実施形態の別の構成である。
【図８】互いに縦横に並べて配設された４つの個々のセンサ要素の別の構成である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１〜図３は、ギヤシフトおよびセレクタレバー１が、第１の軸２ａ、２ｂおよび第２の軸５に対して２つの異なる方向に旋回可能に取り付けられた、オートマチックトランスミッションの車両の場合の本発明の第１の実施形態を明らかにする。２つの異なる旋回平面は、マニュアルシフトモードと、いわゆる、オートマチックトラックをほぼ規定し、シフト位置Ｐ、Ｎ、Ｒ、Ｄにレバーが移動され得る。レバー１は、サスペンション３の上側セクションに設けられたスロット１６を通って延びることで、サスペンションは、ギヤシフトレバーケージとして構成され得、第１の旋回軸２ａ、２ｂに対して平行に延伸する縦方向の拡張部を有するスロット１６を有する。
【００３４】
サスペンション３またはギヤシフトレバーケージは、下側セクションの横方向の両方の端部に、ベアリングボルト２ａ、２ｂの自由端部セクションを保持するベアリングアイ４ａ、４ｂを有する結果、サスペンション３は、この第１の軸２ａ、２ｂの周り全体で旋回可能になる。
【００３５】
ユーザが、旋回軸のような軸２ａ、２ｂとともにレバー１に旋回運動を及ぼすと、この方向に強制的な誘導が与えられることにより、サスペンション３はこの方向に沿って保持される。図２および図３に示すように、サスペンション自体には回路基板１５があり、回路基板１５は、ベアリングボルト２ａ、２ｂの高さに位置する下側セクションに、回転角度センサ構成の少なくとも１つの要素が設けられたフランジ状の突出部１７、１８を有するのに対して、ベアリングボルト２ａ、２ｂの自由端部セクションに、回転角度センサ構成６ａ、６ｂの対応する要素が配設される。
【００３６】
したがって、サスペンション３が旋回運動すると、その運動に対応して、サスペンションに配設された回路基板１５およびフランジ状突出部１７、１８の領域に配設された回転角度センサ要素７ａ、７ｂが旋回運動する。回転角度センサ要素７ａ、７ｂの反対側に、各ベアリングボルト２ａ、２ｂが、磁気要素６ａ、６ｂを有し、磁気要素６ａ、６ｂは、磁場を発生し、図４に示すように、例えば、円形の外側形状を有してもよく、上記磁気要素６ａ、６ｂの反対側にくる回転角度センサ要素７ａ、７ｂによって、磁気要素の角度位置が明確な電気信号に直接変換され得る。
【００３７】
特に、磁気要素６ａ、６ｂは、永久磁石として構成される。しかしながら、要求プロファイルに応じて、電磁石の形態で設けられてもよい。
【００３８】
回転角度センサ７ａ、７ｂがサスペンション３に固定して配設され、磁場を発生する磁気要素６ａ、６ｂが軸２ａ、２ｂに配設される図示した具体的な実施形態の代わりに、センサ要素と、任意に、関連する回路基板が、車両の支持構造に対して固定して配設され、磁場を発生する磁気要素が、枢動可能に取り付けられたレバー１、または操作上、レバーに接続されたサスペンション３、例えば、ギヤシフトレバーケージに配設される反対の構成を備えることも同様に可能である。
【００３９】
図１および図２の底部に位置する端部セクションにおいて、ギヤシフトレバーケージまたはサスペンション３は、軸２ａ、２ｂの２つの自由端部間に、図３に最もよく示されているように、軸２ａ、２ｂに平行に延伸し、レバー１に堅く連結された旋回軸５を有する。回路基板１５に面するレバー１のセクションには、旋回軸５、２ａ、２ｂから半径方向の距離にある位置に別の磁気要素８が設けられることで、旋回軸のような軸５による旋回運動の場合の上記要素の位置は、図６および図７に示すように、回路基板１５に配設された他のセンサ要素１０、１１、１２、１３、１４によって求められ得る。
【００４０】
センサ７ａ、７ｂによって検出可能な第１の軸２ａ、２ｂに対する旋回運動は、ギヤシフトレバーケージ３に対するレバー１の角度位置および軸５に対する旋回位置とはまったく関係なく起こり得る。つまり、ギヤシフトレバーケージ３は、図１に示すように、レバー１の横方向の傾斜運動に関して固定状態になるように取り付けられる。同じように、旋回軸５に対する旋回レバー１の位置決めも、ギヤシフトレバーケージ３の想定される旋回位置とは関係なく起こり得る。
【００４１】
図４に示す測定構成では、平坦になるように構成され、回路基板平面１５、１７に本質的に平行に配設されたセンサ７ａ、７ｂが設けられている。永久磁石６ａ、６ｂによって発生され得る磁場は、センサ７ａ、７ｂにおいて直交し回路基板平面に伸びる磁場成分に分割され得る。軸２ａ、２ｂの周りでの永久磁石６ａ、６ｂの回転は、測定可能な磁場成分の対応する変化に変換され、この変化は、センサ要素７ａ、７８ｂの向きの点から磁石６ａ、６ｂの具体的な角度位置に関する情報を与える。
【００４２】
図５による代替または追加の構成は、表面法線が回転軸２ａ、２ｂに対して半径方向に伸びるセンサ９を示す。ここでも、適切な較正が行われたとすると、センサ９によって発生され得る電気信号に基づいて、磁気要素６ａ、６ｂの角度位置を明確に関連付けることが可能である。しかしながら、この場合、センサ９に存在し、磁気要素６ａ、６ｂからくる磁場は、センサ９の平面ではさまざまな磁場成分に分割されず、図５の垂直方向に伸びる磁場成分のみが、センサの向きおよび磁場強度の点から求められる。
【００４３】
非常に類似した状況が、レバー１に配設された磁気要素８と、磁気要素に関連する位置センサ１０の相対的な構成に見られる。ここでは、特に、得られた測定信号の振幅に基づいて、較正がすでに実行されたと仮定すると、レバー１の対応する旋回位置に測定信号を正確に関連付けることが可能である。
【００４４】
最後に、図７は、互いに隣り合わせに配設され、任意に、互いから物理的に分離された複数のセンサ要素、特に、個々のホールセンサ１１、１２、１３、１４が、旋回軸５に対してレバー１の旋回平面に平行に回路基板平面が延びる回路基板１５上に配設される別の代替実施形態を示す。磁気要素８およびセンサ１１、１２、１３、１４の交互構成は、スイッチ式に構成されたセンサ要素１１、１２、１３、１４が、所定の位置Ｐ１、Ｐ２、およびＰ３で毎回、二重に作動されるようになっている。レバー１が、例えば、位置Ｐ１にあれば、最初の２つの隣接するセンサ１１、１２が電気信号を発生する。位置Ｐ２において、２つのセンサ１２および１３がアクティブであるのに対して、レバー１の位置Ｐ３では、最後の２つのセンサ１３および１４が、電気的に判定可能な信号を発生する。
【００４５】
これらのセンサの１つが動作不良であれば、他のセンサのスイッチング状態に基づいて、現在のシフトまたは選択位置に関する正確かつ明確な情報が得られ得る。
【００４６】
これを示したものが、以下に提示する真理値表である。例えば、センサ１２が位置Ｐ２で故障していれば、センサ１３が信号の発生を継続する。センサ１４が現在信号を発生しておらず、当該センサ１２を示す追加の情報が動作不良であるということから、機能している他の３つのセンサ１１、１３、および１４が、レバー１の現行位置Ｐ１、Ｐ２、またはＰ３を正確かつ明確に求め得る。
【表１】
2014141251.tif 000003
【００４７】
図８は、レバー１の角度位置の冗長性検出の別の実施形態を示す。図４による提示とは対照的に、一例としてここに与えられた４つのセンサ要素２１、２２、２３、２４は、互いに対してほぼ正方形状に、互いに縦横に並んで配設される。ここでも、レバー１に貼り付けられた磁石８は、センサ２１、２２、２３、２４の少なくとも２つによって検出されることで、最終的に、以下の真理値表が得られる。
【表２】
2014141251.tif 000004
この場合、電子システムが、センサが動作不良であることを示すことができない場合であっても、明確に関連付けされた信号が発生され得る。
【符号の説明】
【００４８】
１  ギヤシフトレバー
２ａ、２ｂ  軸、ベアリングボルト
３  サスペンション
４ａ、４ｂ  ベアリングアイ
５  旋回軸
６ａ、６ｂ  磁石
７ａ、７ｂ  センサ
８  永久磁石
９  センサ
１０  センサ
１１  センサ
１２  センサ
１３  センサ
１４  センサ
１５  回路基板
１６  スロット
１７  突出部
１８  突出部
【図１】
2014141251.tif 000005
【図２】
2014141251.tif 000006
【図３】
2014141251.tif 000007
【図４】
2014141251.tif 000008
【図５】
2014141251.tif 000009
【図６】
2014141251.tif 000010
【図７】
2014141251.tif 000011
【図８】
2014141251.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成26年3月25日(2014.3.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変換器から物理的に離して配設された車両トランスミッションまたは車両ドライブの少なくとも１つの機能を制御するための電気機械変換装置であって、
端部を有する少なくとも１つの第１の軸（２ａ、２ｂ）と、
前記第１の軸（２ａ、２ｂ）の周りを旋回するように作動可能であり、前記トランスミッションまたはドライブから機械的に切り離されるレバー（１）と、
前記レバー（１）に接続される接続部分と、前記第１の軸（２ａ、２ｂ）の端部を回動可能に保持する保持部分とを有するサスペンション（３）と、
前記サスペンション（３）に取り付けられた回路基板（１５）と、
前記回路基板の平面から前記第１の軸（２ａ、２ｂ）の端部に対向する位置まで突出し、前記第１の軸（２ａ、２ｂ）にほぼ平行な表面法線を有するように配置されている少なくとも１つの突出部（１７、１８）と、
前記レバー（１）の角度位置または回転運動を直接検出するために、前記第１の軸（２ａ、２ｂ）の端部に設けられた、磁気回転角度センサ構成の第１の構成要素（６ａ、６ｂ）と、
前記突出部（１７、１８）に配設された、磁気回転角度センサ構成の第２の構成要素（７ａ、７ｂ）と、
を備え、
前記第２の構成要素（７ａ、７ｂ）は、２つの前記第１の軸（２ａ、２ｂ）の内側に配置されている、電気機械変換装置。
【請求項２】
前記第１の軸（２ａ、２ｂ）に対する前記レバー（１）の角度位置を求めるために、前記第２の構成要素（７ａ、７ｂ）として単一の回転角度センサが設けられる、請求項１に記載の電気機械変換装置。
【請求項３】
前記磁気回転角度センサ構成の前記第１の構成要素（６ａ、６ｂ）が、磁場を発生する磁気要素として構成され、前記磁気回転角度センサ構成の前記第２の構成要素（７ａ、７ｂ）が、回転角度センサとして構成される、請求項１または２に記載の電気機械変換装置。
【請求項４】
前記磁気回転角度センサ構成の前記第１の構成要素（６ａ、６ｂ）が、前記第１の軸（２ａ、２ｂ）の前記端部の面に回転不能に配設され、
前記第２の構成要素（７ａ、７ｂ）が、前記突出部（１７、１８）に配設される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電気機械変換装置。
【請求項５】
前記第２の構成要素（７ａ、７ｂ）である回転角度センサが、ほぼ平坦に構成され、前記回転角度センサの表面法線が前記第１の軸（２ａ、２ｂ）にほぼ平行になるように配向される、請求項４に記載の電気機械変換装置。
【請求項６】
前記第１の構成要素（６ａ、６ｂ）である磁気要素が、前記第１の軸（２ａ、２ｂ）に配設され、前記第２の構成要素（７ａ、７ｂ）である回転角度センサが、回転角度センサの表面法線が前記第１の軸（２ａ、２ｂ）に対して半径方向になるように前記第１の軸（２ａ、２ｂ）に対して配向される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電気機械変換装置。
【請求項７】
前記レバー（１）が、前記第１の軸（２ａ、２ｂ）から半径方向に離れた位置で前記サスペンション（３）のスロットを通り、前記スロットが、前記第１の軸（２ａ、２ｂ）に平行に延び、前記サスペンション（３）に対して第２の軸（５）の周りでの前記レバー（１）の旋回運動を制限する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の電気機械変換装置。
【請求項８】
前記第１の軸（２ａ、２ｂ）および前記第２の軸（５）が、互いに対してほぼ垂直に配向され、前記サスペンション（３）が、前記第１の軸（２ａ、２ｂ）に対して前記サスペンション（３）を旋回可能に取り付けるために、軸線方向の延長上において互いに反対側にある２つの前記第１の軸（２ａ、２ｂ）を保持するように構成される、請求項７に記載の電気機械変換装置。
【請求項９】
前記サスペンション（３）が、前記第１の軸（２ａ、２ｂ）にほぼ垂直に延び、前記レバー（１）に堅く接合される第２の軸（５）を保持するように構成される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の電気機械変換装置。
【請求項１０】
前記第１の軸（２ａ、２ｂ）にほぼ垂直に延びる第２の軸（５）から半径方向に離れた位置で前記レバー（１）に磁気要素（８）が配設され、この磁気要素（８）の位置が、前記サスペンション（３）または前記サスペンション（３）に取り付けられた前記回路基板（１５）上に配設された単一の磁気位置センサ（１０）によって検出され得る、請求項１〜９のいずれか一項に記載の電気機械変換装置。
【請求項１１】
前記第１の軸（２ａ、２ｂ）にほぼ垂直に延びる第２の軸（５）から半径方向に離れた位置で前記レバー（１）に磁気要素（８）が配設され、
前記レバー（１）の位置を検出するために設けられた少なくとも３つ以上のセンサ要素（１１、１２、１３、１４）が、前記サスペンション（３）および／または前記サスペンション（３）に取り付けられた前記回路基板（１５）上に前記レバー（１）の旋回方向に沿って互いに隣り合わせに配設され、
前記レバー（１）に配設された前記磁気要素（８）の位置が、前記少なくとも３つ以上のセンサ要素（１１、１２、１３、１４）によって検出される、請求項１〜９のいずれか一項に記載の電気機械変換装置。
【請求項１２】
前記レバー（１）に配設された前記磁気要素（８）が、前記レバー（１）の旋回方向に互いに隣り合わせに配設された前記センサ要素（１１、１２、１３、１４）の少なくとも２つを同時に作動させるように構成される、請求項１１に記載の電気機械変換装置。