(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操縦コンソール（１０１）、多数の所定の位置の間で可動な操縦レバー（１０３）、コード装置（１１１）、および、該コード装置（１１１）が共に相互作用するように適合される検出器装置（１０７）を備える操縦装置（１００）であって、
該操縦装置（１００）は、該多数の所定の位置の間で該操縦レバー（１０３）の運動を、表面上の該コード装置（１１１）の運動に変換する手段（１１３、１１５、１１９、１１７、１２１）であって、コード装置（１１１）中の開口部に嵌合するピン（１１５）により該コード装置（１１１）に接続されるフレーム（１１３）を含み、該ピン（１１５）は、該操縦コンソール（１０１）の壁にある溝の中に延び、そしてスプリング要素（１１９）によって該操縦コンソール（１０１）に向かう方向に偏倚され、該コード装置（１１１）はまた、該コード装置（１１１）を該検出器装置（１０７）と同じ平面に保持し、そして該コード装置（１１１）を嵌合するが、該操縦コンソール（１０１）の壁には嵌合しないプレートスプリング（１１７）により該フレーム（１１３）に接続される手段を備え、
該検出器装置（１０７）は、この領域上で該コード装置（１１１）の位置を検出する手段（１０９）を備え、
該検出器装置（１０７）は、平坦で、かつ、該操縦コンソール（１０１）の壁に配置され、
該コード装置（１１１）は、平坦で、該検出器装置（１０７）に平行に配置され、かつ、その運動の全てを本質的に一平面で実施することを特徴とする、操縦装置。
【請求項２】
前記検出器装置（１０７）が、ホール要素（Ｈａｌｌ  ｅｌｅｍｅｎｔｓ）（１０９）を備え、かつ、前記コード装置（１１１）が磁化領域を有するプレートから構成されることとを特徴とする、請求項１に記載の操縦装置（１００）。
【請求項３】
請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の操縦装置（１００）の、自動車のギアレバーとしての使用。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、操縦レバーおよび操縦レバーの運動を検出するためのセンサー装置を備える、操縦装置（ｍａｎｏｅｕｖｒｉｎｇ  ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）に関するものである。
【０００２】
（当該技術）
自動車のギアレバーなどの、従来式の操縦器官においては、ギアレバーは、大半の場合、ギアレバーが制御するべきシステム、すなわち、ギアボックスに機械的に接続される。しかし、幾つかのより新規なシステムは、ギアレバーとギアボックスとの間の機械的接続がなく、その場合、所望の態様でギアボックスに作用できるようにするために、ギアレバーの位置および運動を検知するためのセンサー装置が利用される。
【０００３】
ギアレバーの位置を検知するためのセンサー装置を利用するシステムにおいては、システムに含まれるセンサー装置は、可能な限り数が少なく、可能な限り小型で、可能な限り廉価であることが、大いに重要となる。大半の場合、センサー装置を備えた従来公知のシステムは、ギアレバーが移動し得る各方向についての別個のセンサー装置を利用するか、または、ギアレバーが配置され得る各位置ごとのセンサー装置を利用する。
【０００４】
米国特許第４，９８７，７９２号は、後者のタイプの、ギアレバーが採ることのできる各位置ごとに１つのセンサー装置を用いる解決策の具体例を開示する。これが比較的高価で、また、比較的大きな面積を占めるという点は、かかる解決策の欠点であると思量され得る。更に、ギアシフト運動が行われている間に、ギアレバーの位置についての情報を有することが望ましい場合は、更なるセンサー装置が設けられねばならないことも、かかる解決策の更なる欠点であると思量され得る。
【０００５】
刊行物ＥＰ  ６２０  ３８５  Ａ１号は、操縦装置の底面における検出器装置を備えた操縦装置を開示する。この操縦装置の欠点は、検出器装置の位置決め動作のために、操縦レバーの向きの度合いが増大されるという点であり、これは、この装置が概して、可能な限り小型の、省スペース設計であるようにとの要求に逆作用する。
【０００６】
刊行物ＵＳ５，２４３，８７１号は、コード装置と検出器プレートとが、操縦レバーの側面で、操縦コンソールの壁に、それぞれ、配置された構成を開示し、これは、言い換えると、ＥＰ  ６２０  ３８５号の構成と比較すると、小型の解決策を提供する。しかし、ＵＳ５，２４３，８７１号に従った構成の欠点は、ギアレバーの上方シフト方向への運動期間中は、コード装置は検出器装置から直角に離れる方に移動し、同装置は、検出器装置の感度についての要件を増大させる。更に、コード装置と検出器装置との間の距離を増大させた結果は、同装置が、概して、外乱に対して比較的影響を受け易くなることである。
【０００７】
（発明の要旨）
それゆえ、本発明の目的は、操縦レバーの異なる位置を検出するための、小型かつ廉価なセンサー装置を備える操縦装置を製造することであり、同操縦装置は、自動車のギアボックスなどで使用され得る。
【０００８】
操縦装置はまた、従来公知の装置と比較して、感度についての要件が低減され、また、従来公知の装置よりも外乱の影響を受ける度合いも少ない。
【０００９】
上記目的は、操縦レバーの全ての運動を表面上のコード装置の運動に変換する手段が設けられた操縦装置により、達成される。本発明に従った操縦装置は、操縦コンソールと、多数の所定位置の間で可動となる上述の操縦レバーと、コード装置と、コード装置が互いに相互作用させられる検出器装置とを備える。
【００１０】
検出器装置は、平坦で、かつ、操縦コンソールの壁に配置されるのが好ましいが、この領域の上のコード装置の各位置を検出する手段を備える。コード装置はまた、平坦で、検出器装置に平行に配置され、かつ、その全ての運動を本質的に一平面において実施するのが、好ましい。
【００１１】
（好ましい実施態様）
図１は、本発明に従った操縦装置１００の断面図を示す。図１における操縦装置１００は、車両におけるギア位置を制御するために使用されることが意図される。操縦装置１００は、本実施態様においては操縦装置１００の少なくとも一部を封入する、操縦コンソール１０１を備える。明瞭にするために、操縦コンソール１０１の比較的小さい部分のみが、例示される。
【００１２】
操縦装置１００はまた、操縦レバー１０３を備え、本実施態様ではギアレバーを備えるが、これは、ボールの形態の旋回ジョイント１０５を中心として、旋回自在に搭載され、この旋回ジョイント１０５により、ギアレバー１０３は、矢印１により示される方向に操縦コンソール１０１に対して移動させられ得て、また、矢印１により規定される湾曲運動に対して本質的に直角な、別な対応する湾曲運動でも移動可能である。図１に例示されるコンソール１０１の壁のその部分には、センサー装置１０７が存在し、この事例では、以下に明瞭にされる理由で４つのセンサー１０９が設けられた検出器ボードが存在する。
【００１３】
例示の具体的実施態様の操縦装置１００はまた、ギアレバー１０３が移動すると移動するように、かつ、そのように動作するうちに、以下により詳細に記載される態様で、検出器ボード１０７と相互作用することを意図したプレート１１１も備える。プレート１１１は、フレーム１１３、ピン１１５、および、プレートスプリング１１７を介してギアレバー１０３に接続される。好ましい実施態様においては、検出器ボード１０７とプレート１１１の両方が平坦で、かつ、互いに平行である。
【００１４】
プレート１１１がギアレバー１０３の運動と共に移動することを確実にするように、プレート１１１は、上述のように、プレート１１１における開口部で嵌合するピン１１５を介して、ギアレバー１０３のフレーム１１３に接続される。ピン１１５は、コンソール壁１０１における溝（図示せず）の中で延び、スプリング要素１１９により、コンソール壁１０１に向かう方向に偏倚される。
【００１５】
プレート１１１はまた、プレートスプリング１１７により、フレーム１１３にも接続される。このプレートスプリング１１７は、検出器ボード１０７と同一平面にプレート１１１を保持し、かつ、プレート１１１において嵌合するが、コンソール壁１０１には嵌合しない（接続部１２１により図式に示される）。この接続部１２１は、例えば、プレート１１１の陥凹に嵌合するプレートスプリング１１７により、または、好ましい実施態様では、コンソール壁１０１に嵌合しない場合は、プレート１１１の開口部に嵌合するピンにより、多様な方法で設けることが可能である。
【００１６】
ギアレバー１０３を用いて可能である運動の方向のうちの１つが、図１の矢印１により例示される。ギアレバー１０３が矢印１に従って運動すると、プレート１１１は、コンソール壁１０１に沿って、検出器ボード１０７の上を、コンソール壁１０１において溝（図示せず）の中で矢印１’の方向に延びるピン１１５のせいで矢印１’示される方向に移動し、そのように動作するうちに、ピンと一緒にこの運動方向にプレート１１１を持っていく。ピン１１５がコンソール壁１０１に向かう方向に偏倚される理由は、ピン１１５が、矢印１’に従ったその運動期間中は、溝（図示せず）内に残留することを確実にすることであるものと、理解される。
【００１７】
矢印１の方向へのギアレバー１０３の本質的に２次元の運動は、このように、矢印１’の方向に、プレート１１１の本質的に１次元の運動へと変換される。
【００１８】
図２は、プレート１１１の輪郭、矢印１に従ったギアレバーの運動期間中の、その運動方向１’、また、プレート１１１が運動方向１’への運動期間中に採り得る、多数の異なる位置を、例示する。図２はまた、プレート１１１における、ピン１１５が嵌合する開口部と、またプレート１１１における仮想上の中央線２０２とを例示する。
【００１９】
図３は、本発明に従ったギアレバー１０３がこの具体的実施態様において採り得る、利用可能な位置と、またギアレバー１０３がその異なる位置に達するように移動させられ得る、操縦コンソールの溝とを、それらの上方から例示した図である。
【００２０】
図３で分かり得るように、好ましい実施態様のギアレバー１０３は６つの位置を有し、以下にＲ、Ｎ、Ｄ、−、＋、および、Ｍと指定されるが、ここでは、位置＋と位置−は、自動ギアボックスの手動モードにおける上方シフトと下方シフトのそれぞれに対応し、Ｍは位置＋と位置−の間の休止位置であり、Ｎはニュートラル位置、Ｄは自動ギアボックスにおける駆動位置に対応し、また、Ｒは逆転位置である。
【００２１】
図３でも分かり得るように、例示の本発明の実施態様は、ギアレバーの運動のための、３つの本質的に縦方向の溝３２３、３２５、および３２７を備え、また、ギアレバー１０３の運動のための、本質的に横方向の溝３２９をも備える。
【００２２】
矢印１は、図１におけるのと同一運動を例示するが、上方から見たもので、横方向溝３２９において運動するギアレバー１０３に対応する。３つの縦方向溝３２３、３２５、および３２７におけるギアレバー１０３の運動は、矢印２により例示される。縦方向の溝でギアレバー１０３が実施し、かつ、矢印２により示される運動が、図１において矢印１により示される運動と同様の湾曲運動であり、また、矢印１および矢印２により規定される２つの湾曲運動は、本質的に互いに直角であるものと、理解されるべきである。
【００２３】
上記に鑑みて、ギアレバー１０３が矢印１に従って運動すると、プレート１１１は、プレート１１１の開口部内へのピン１１５の嵌合のせいで、矢印１’の方向に運動し、かつ、ギアレバー１０３が矢印２に従って運動すると、プレート１１１はピン１１５を中心として、矢印２の運動の方向に回転するものと、理解される。プレート１１１のこの回転運動が起こる理由は、ピン１１５がプレート１１１に嵌合し、かつ、コンソール壁１０１に嵌合し、従って、プレート１１１のために回転軸を構成するからであると共に、プレートスプリング１１７が接続部１２１を介してプレート１１１に接続されると、プレートスプリング１１７により、プレート１１１がこの回転軸を中心に回転するからである。
【００２４】
それゆえ、矢印２に従ったギアレバー１０３の運動期間中は、プレート１１１は、平面検出器ボード１０７により規定される平面と一致する表面上で、円弧状に運動する。このように、換言すると、ギアレバー１０３の全ての運動を、本質的に１つの平面において、プレート１１１の運動に変換することは、可能であった。この前後で使用される「平面」という名詞は、本質的に２次元の領域に関するものであり、本発明の異なる実施態様では、平面状または湾曲状などの、異なる形状を有していてもよいことが、指摘されるべきである。
【００２５】
ギアレバー１０３の運動の主たる方向が矢印２のとおりである場合は、ギアレバー１０３は、図３に例示される縦方向溝３２３、３２５、３２７のうちの１つに配置される。縦方向溝３２３、３２５、および、３２７のうちのいずれの中にギアレバー１０３が配置されるかに依存して、上述の円弧は異なる寸法の半径を有するが、というのも、ピン１１５は、矢印１’の方向で異なる位置を採るからである。この具体的実施態様では、３つの縦方向溝が例示され、結果的には、この円弧について３つの異なる半径が存在する。
【００２６】
ギアレバー１０３の運動期間中の、矢印２に従った、プレート１１１の円弧状の回転の原理は、図４に例示される。図４は、プレート１１１の輪郭、この輪郭の仮想上の中央線２０２を、また、破線により、矢印２に従ったギアレバー１０３の運動期間中に、プレート１１１上の所与の点ｘが沿って運動する円弧を例示する。
【００２７】
図４はまた、ピン１１５が、従って、プレート１１１が具体的実施態様において採り得る、矢印１’に従った３つの異なる位置を例示する。このように、プレート１１１上の全ての点と同様に、プレート１１１上の点ｘは、縦方向の溝３２３、３２５、および、３２７のうちのいずれの中にギアレバー１０３が配置されるかに依存して、３つの異なる円弧に沿って移動可能となるものと、理解される。
【００２８】
図５は、プレート１１１、プレート１１１の仮想上の中央線２０２、プレート１１１上に在って、また、プレート１１１の背後に配置されもする点ｘ、本実施例においては、以下でＡ、Ｂ、Ｃ、および、Ｄと指定される、４つセンサー１０９が設けられた検出器ボード１０７を例示する。破線は、プレート１１１の仮想上の中央線２０２がピン１１５を中心としたその回転の期間中に採り得る外部位置を示すが、これら外部位置は、図示の実施例では、位置Ｒと位置＋という、互いから最も遠隔に配置されたギアレバー１０３の２つの位置に対応する。プレート１１１の仮想上の中央線２０２が、その外部各位置の間の運動の期間中にカバーする領域が円形分節を形成すると、上述の領域に適した寸法を備えた円形分節としてプレート１１１を設計することの好適さが、理解される。
【００２９】
検出器ボート１０７を備えたプレート１１１の、本発明に従った相互作用の原理は、ここで明瞭にされ、図６に例示される。図６は、「Ｒ」位置に存在するギアレバー１０３に対応する位置にプレート１１１を例示する。検出器ボード１０７は、コンソール壁１０１に固定式態様で配置され、このために、検出器ボード１０７とそのセンサーは、図５におけるのと同一位置に在る。図面中に見られ得るように、プレート１１１上の点ｘは、ここでは、センサーＢの正面に在る。
【００３０】
プレート１１１がギアレバー１０３の運動と共に運動し、かつ、ギアレバー１０３の位置の各々が検出器ボード１０７に対してプレート１１１の固有の位置に対応すると、ギアレバー１０３の位置の検出は、検出器ボード１０７により検出され得る好適なコード機能が設けられたプレート１１１により、行われ得る。このようにして、プレート１１１はコードプレートとなる。
【００３１】
好ましい実施態様においては、検出器ボート１０７のセンサーＡ、Ｂ、Ｃ、およびＤは、いわゆるホールセンサーであり、これらは、磁界の変化を検出可能である。この実施態様においては、プレート１１１は磁化可塑性プレートであるのが好適であり、全プレート１１１が「Ｓ極」として磁化されるが、但し、ギアレバー１０３の異なる位置におけるセンサーＡ、Ｂ、Ｃ、およびＤの正面で終端する、プレート１１１上の特定の領域を例外とする。次いで、これらの領域は、「Ｎ極」として磁化される。
【００３２】
図示の実施例においては、４つのセンサーが使用され、これは、検出器ボード１０７が４桁バイナリコードを生成し得ることを意味するが、この場合、センサーの「０」はコードプレート１１１上の「Ｓ極」に対応し、センサーの「１」は、コードプレート１１１上の「Ｎ極」に対応する。
【００３３】
図６において分かり得るように、プレート１１１上の点ｘは、ギアレバー１０３が「Ｒ」位置にある場合には、センサーＢの正面で終端する。点ｘは、「Ｎ極」として磁化されており、プレート１１１の残余は「Ｓ極」であり、これは、換言すると、ギアレバー１０３の「Ｒ」位置において検出器ボード１０７により検出されるコードは、Ａ＝０、Ｂ＝１、Ｃ＝０、Ｄ＝０になることを、意味する。
【００３４】
これに対応して、「Ｎ極」は、ギアレバー１０３の他の位置に対応するコードプレート１１１の領域で磁化される。「Ｎ極」は、所望のコードがギアレバー１０３の位置の各々について生成されるような態様で、導入される。任意のコードが使用され得るのは勿論だが、コードについての唯一の要件はコードが特有であることであり、但し、これに関連する好適なコードはいわゆるグレーコードであり、これは、４桁バイナリコードにおける唯一の位置が、ギアレバー１０３が２つの緊密に据え置かれた位置の間で移動した場合には、変更されることを意味する。図７は、仮想上の中央線２０２と共に、この方法でコード化された、本発明に従ったコードプレート１１１を例示する。
【００３５】
図７におけるコードプレート上の「Ｎ極」の幾つかは、比較的大きな連続領域からなる。これは、コードにおいて一度に１つの数字を変更するだけという上述の原理のためである。次いで、検出器ボード１０７におけるホールセンサーの幾つかは、多数の連続位置において「Ｎ極」によりカバーされ、このために、これら位置に対応するコードプレート１１１上の各位置が接続されて、より大型の連続する「Ｎ極」へと形成される。
【００３６】
図８は、ギアレバー１０３の全ての位置についての、本発明に従った完全なコード表の具体例を示す。この表の全てのコードが本具体例で使用される訳ではない。
【００３７】
図９は、本発明に従った操縦装置１００の好ましい実施態様の、より詳細な展開図を示す。図９における参照番号は、図１におけるものに対応する。図９はまた、ピン１１５が設計される態様をより詳細に示し、同ピンがコード装置１１１と相互作用する態様も、より詳細に示す。図９に示されるように、また、以下により詳細に説明されるように、ピン１１５は、プレート１１１と機械的接触状態にあるピンの部分９９０が仮想上の球面からの切片のような形状にされるような態様で、設計される。ピン１１５のこの部分と機械的接触状態になるプレート１１１の上記各部分は、今度は、対応する仮想上の球面の内側のような形状にされる。
【００３８】
この説明において先に言及されたように、ピン１１５はコンソール壁の溝（図示せず）内で延びる。溝の中のピンの運動を促進するために、溝の中で延びるピンの、少なくともその部分９８０は、プレート１１１と機械的接触状態になるピンのその部分９９０の中央から突出する、より狭い部分として設計される。これはまた、図９に示される。しかし、原則として、仮想上の球面の全体は、ピン１１５に含まれ得る。
【００３９】
図１０は、ピン１１５のコードプレート１１１との相互作用の原理を、より詳細に例示する。先に記載されたように、プレート１１１と機械的接触状態になるピン１１５のその部分９９０は、破線により示される、仮想上の球面９３５からの切片のような形状にされる。ピン１１５の端点９８０は、また破線によって示される、より小さい球面９８５の一部のような形状にされる。プレート１１１の運動のための旋回軸９２０は、プレート１１１に直角に、このより小さい球面の中央を貫通する。ギアレバー１０３のあらゆる運動期間中に、かつ、同レバーのあらゆる位置において、より小さい球面の中心が２つの旋回軸９１０および９２０の交差点を構成するように、同構成を設計することが、有利である。
【００４０】
ピン１１５がその主要な伸びを有する方向は、レバー１０３の旋回軸９１０と一致する。好ましい実施態様では、図１０に示されるように、レバー１０３の旋回軸９１０は、ピン１１５の長軸方向に、ピン１１５の中心を貫通する。
【００４１】
操縦レバー１０３が図１０に示される位置にある場合は、レバー１０３の旋回軸９１０は、プレートの運動についての旋回軸９２０と一致する。
【００４２】
図１１は、ギアレバー１０３が図１０に示される位置とは異なる位置に在る場合の、ピン１１５のコードプレート１１１との相互作用を例示する。ピン１１５と機械的接触状態になるプレート１１１の表面９２５の球面設計はまた、図１１においても分かり得る。
【００４３】
図１１に示されるレバー１０３の位置においては、プレート１１１は、矢印１’により示される方向に運動させられる。これとは無関係に、プレート１１１の運動についての旋回軸９２０は、プレートに直角となるが、これは、プレート１１１が実施し得るあらゆる運動とシフトとに当てはまる。
【００４４】
プレートの運動で或る役割を演じる第２要素１２１は、ギアレバー１０３のあらゆる運動期間中は、ギアレバー１０３の旋回軸９１０に平行である。
【００４５】
互いに機械的接触状態になるピン１１５およびプレート１１１の上記各部分の球面設計と、操縦レバー１０３の旋回軸９１０に対する要素１１７の角度と、またプレート１１１の運動についての旋回軸９２０がプレートの運動の平面に直角であるという事実とにより、プレート１１１の全ての運動およびシフトは、一平面において起こる。
【００４６】
本発明は、上述の実施態様に限定されないが、添付の特許請求の範囲の範囲内で、自由に変更されてもよい。使用されるセンサー原理は、例えば、ホールセンサーおよび磁化コードプレートである必要は無いが、感光性センサーと一緒になった発光プレートまたは光透過性プレートなどの、任意の相互作用コード部材およびセンサーであればよい。
【００４７】
コード装置および検出器装置は、上記説明では、平坦なプレートとして例示されたが、検出器装置に対するコード装置の２次元運動の原理が保たれるのであれば、これらの他の実施態様も可能である。実施例中のギアレバーの運動が湾曲領域上で起こると、コード装置のドーム状平面上の運動を検出するドーム状検出器装置が可能であり得る。
【００４８】
上述の原理は、勿論、上述の位置よりも多数の、または、より少数のギア位置を備えたギアレバーにおいて使用され得る。上述の原理はまた、多様なタイプの車両用および乗り物用の操舵レバーなどの自動車用ギアレバーとは全く異なる操縦レバーの適用例においても、採用され得る。
【００４９】
ギアレバーの運動をコード装置の２次元の運動へと変換するための上述の原理は、勿論、多数の代替の方法で達成され得る。１つの可能な代替例としては、例えば、ピンを置換し得る、操縦コンソールにおけるトラック中を移動するコード装置がある。
【００５０】
コードプレートおよび／または検出器装置が配置される構造は、操縦コンソールである必要は無いが、概して、車両における任意の選択された構造であればよい。
【００５１】
本発明に従った代替の実施態様においては、コードプレートはまた、各ギア位置のいずれかの間に配置されているギアレバーに対応する各位置についての所与のコードであってもよい。このようにして、シフトを受けるギアレバーと、かかるシフトの方向とについて、情報が獲得可能である。
【図面の簡単な説明】
本発明は、好ましい実施態様の具体例を助けとしながら、かつまた、添付の図面を参照しながら、以下により詳細に記載される。
【図１】  図１は、本発明の側面からの図式断面図である。
【図２】  図２は、本発明に従ったコード装置の運動の方向を示す図である。
【図３】  図３は、本発明の好ましい実施態様におけるギアレバーの可能な運動パターンを上方から示す図である。
【図４】  図４は、本発明に従ったコード装置の運動の方向を示す図である。
【図５】  図５は、本発明に従ったコード装置およびセンサー装置を示す図である。
【図６】  図６は、コード装置の、センサー装置との相互作用の原理を例示する図である。
【図７】  図７は、本発明に従ったコード装置の好ましい実施態様の図である。
【図８】  図８は、本発明における用途のためのコード表の具体例を示す。
【図９】  図９は、本発明の好ましい実施態様の展開図である。
【図１０】  図１０は、本発明に従ったコード装置の運動の原理を示す図である。
【図１１】  図１１は、本発明に従ったコード装置の運動の原理を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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