車両ギアボックスアクチュエータ
車両ギアボックス・シフト・アクチュエータ及びこれを含む装置。アクチュエータはリードネジ、リードネジにネジ込まれた駆動ナット、プランジャ、駆動ナットとプランジャの第１端部との間に配置された第１バネ、及び、駆動ナットと第１端部と反対側にあるプランジャとの間に配置された第２バネを含む。アクチュエータ出力の非接触式位置検出器も設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願についてのクロス・リファレンス］
本願は、２００４年１０月２６日に出願された米国仮特許出願番号第６０／６２２，１５１号に基づく優先権を主張し、更に２００５年１月１０日に出願された米国仮特許出願番号第６０／６２２，６４５号に基づく優先権を主張する。上述した出願の全ての全開示内容は、本願明細書に参考文献として援用する。
【０００２】
本発明は、一般に、車両ギアボックス・シフト・アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００３】
近年、フルタイム又はパートタイム４輪駆動及び／又は全輪駆動運転ができる商用車、スポーツ用途車両及び乗用車がありふれたものになっている。幾つかの構成では、運転者は、如何なる所与の時刻にも状況に応じて２輪又は４輪駆動を選択するオプションを有する。車両は、１つの駆動トレイン又はサスペンション作動状況から車両が検知した道路状況に基づいて別の状況に自動的に移動するように構成し得る。例えば、車両は２輪駆動から４輪駆動に変わり得るか、あるいは、滑りやすい道路状況に遭遇したときに、特定の車輪を選択的に駆動し得る。車両サスペンション安定器の接続及び非接続も、道路状況により、手動又は自動的に定立し得る。
【０００４】
駆動トレイン又はサスペンション作動状況のこれらの変化を定立するために、例えば、前部及び／又は後部差動装置の状態、トランスファ・ケース、及び／又はスタビライザバーシステムを変えるために、車両は、１つ以上の電気機械式アクチュエータを備え得る。
こうしたアクチュエータのコスト及び信頼性は、勿論、重要な考慮点である。このように、費用対効果及び信頼し得る車両ギアボックス・シフト・アクチュエータの連続需要が存在する。
【０００５】
本発明の利点はその例示的実施形態の以下の詳細な説明から明らかであり、詳細な説明は添付図面を参照して考慮すべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
説明の容易さのために、本発明によるアクチュエータは、例えば４輪駆動車両のトランスファ・ケース、車両前部差動装置、車両後部差動装置、トランスミッション等のようなギアボックスと関連して本願明細書で記載し得る。しかしながら、本発明によるアクチュエータは、スタビライザーバー、駐車ブレーキ、インターロック等のような様々な用途に関して有用であることが理解される。従って、本願明細書に記載されている図示された例示的実施形態は例示のみによって設けられており、限定することを意図したものではないことが理解されるべきである。
【０００７】
図１は、ギアボックス１４に連結されたアクチュエータ１２を含むシステム１０のブロック線図である。本発明によれば、ギアボックス１４は、トランスファ・ケース、前部差動装置、後部差動装置等を含み得る。アクチュエータ１２はギアボックス１４、及び／又はギアボックス内の１つ以上の構成要素に係合させるためのプランジャ１６を含み得る。例えば、ギアボックス１４が４輪駆動車両のトランスファ・ケースである実施形態では、プランジャ１６は、トランスファ・ケースを全輪駆動と４輪駆動との間でシフト移送させるためのギアボックス１４内で移送フォークに作用し得る。アクチュエータ１２は、ギアボックス１４に直に連結し得る。あるいは、アクチュエータ及びプランジャは中間リンケージ等を介してギアボックスに直に連結し得る。アクチュエータ１２は制御信号１８に応じて作動し得る。各種実施形態によれば、制御信号１８は、例えば、ＣＡＮ又はＬＩＮバスのようなコミュニケーションバス２０に亘ってアクチュエータ１２に設け得る。
【０００８】
図２を参照すると、アクチュエータ１００の実施形態が示されている。アクチュエータ１００は、通常、モータ、駆動トレイン、幾つかの実施形態では、制御回路を包囲を少なくとも部分的に包囲し得る上下ハウジング部分１０２、１０４によって形成される本体を含み得る。上下のハウジング１０２、１０４は、ガラス充填されたナイロン、あるいは、プラスチック及び金属材料を含む他の適切な材料から形成し得る。アクチュエータ１００は、例えば、アクチュエータ１００をギアボックス又は他の車両構成要素又は構造体に装着するのを容易にするフランジ１０６、１０８のような装着機構を含み得る。図示するように、アクチュエータ１００は、力及び／又は制御信号をアクチュエータ１００に供するための、例えば、４ピンコネクタのような、一体コネクタ１１０を含み得る。アクチュエータの各種実施形態は、力及び／又は制御信号をアクチュエータに供するための、例えば、ピグテールコネクタのような別様のコネクタ構成を含み得る。
【０００９】
図示された例示的実施形態では、アクチュエータ１００はプランジャアセンブリ１１２を含み得る。プランジャアセンブリ１１２はアクチュエータ本体内で軸線方向に往復動可能とし得る。プランジャアセンブリ１１２はブロックされたシフト補償を与えるように構成し得る。図３を参照すると、プランジャアセンブリ１１２の実施形態の断面図が示されている。駆動ネジ１１４は、所望の減速ギアを得るために、アクチュエータ駆動トレイン（図示せず）の出力に連結し得る。駆動ネジ１１４は、アクチュエータ取付フランジ１０６を含み得る、プランジャハウジング１１６を貫通して延在し得る。シール１１８、１２０は、駆動ネジ１１４がハウジング１１６に入る、プランジャハウジング１１６の内側及び外側に設け得る。
【００１０】
プランジャ１２２が内部で軸線方向に往復動し得るように、該プランジャ１２２は少なくとも部分的にプランジャハウジング１１６内で摺動自在に配置し得る。駆動ネジ１１４は、プランジャ１２２の端壁１２４を貫通してプランジャ１２２内に延在し得る。駆動ナット１２６は、プランジャ１２２内で駆動ネジ１１４上に配置し得る。第１コンプライアンスバネ１２８は駆動ナット１２６とプランジャ１２２の端壁１２４との間に配置し得る。第２コンプライアンスバネ１３０は駆動ナット１２６とプランジャ１２２の対向端壁１３２との間に配置し得る。図示するように、第１及び第２コンプライアンスバネ１２８、１３０は螺旋形コイルバネとし得る。
【００１１】
駆動ネジ１１４がアクチュエータ駆動トレイインによって回転駆動されるにつれて、駆動ナット１２６は駆動ネジ１１４に沿って軸線方向に移動し得る。通常動作状態下で、プランジャ１２２は、例えば、ギアボックスの移走フォーク等の被駆動部材を駆動するために駆動ナット１２６と並んで移動し得る。例えば、駆動部材がブロックされるように、プランジャ移動が阻止される場合、被駆動部材の運動はブロックされ、プランジャ１２２内部のコンプライアンスバネ１２８、１３０は駆動ナット１２６を駆動ネジに沿って移動させる一方でプランジャが固定したままでいることを可能にし得る。駆動ナット１２６が駆動ネジ１１４に沿って移動するにつれて、駆動ネジ１１４の回転方向に依存して、補償バネ１２８、１３０の１つを圧縮し得る。ブロックされた状態が一掃／解除される場合、圧縮コンプライアンスバネ１２８、１３０に蓄えられたエネルギーはプランジャ１２２を駆動して２つのコンプライアンスバネ１２８、１３０間の釣合位置内に入れ得る。ブロックされた状態においてさえも圧縮されたコンプライアンスバネ１２８、１３０に蓄えられたエネルギーは、ブロックされた状態が一掃／解除される場合に所望位置に駆動部材を移動させるには十分であり得る。ブロックされた移送装置の実例は米国特許出願第１１／１０８，３５１号明細書に開示されており、その全内容は本願明細書に参考文献として援用される。
【００１２】
図４は、アクチュエータ２００の実施形態の内部構成要素の斜視図である。図示するように、アクチュエータ２００は、永久磁石ＤＣモータとし得る、可逆モータ２０２を含み得る。モータ２０２は、アクチュエータ駆動トレインに連結し得る。アクチュエータ駆動トレインの実施形態は、モータ２０２の出力軸に配置し得る、ピニオンギア２０４を含み得る。ピニオンギア２０４は、例えば、第１複合ギア２０６に、例えば、かみ合い係合によって駆動連結し得る。第１複合ギア２０６は、今度は、複合ギアともし得る、出力ギアに駆動連結し得る。様々な別の及び／又は付加的な駆動トレインを本発明により適切に採用し得る。実施形態によれば、出力ギア２０８は、図３に関して検討される、プランジャアセンブリ１１２の駆動ネジ１１４のようなアクチュエータ出力に結合し得る。
【００１３】
アクチュエータ２００は非接触位置検出システムを更に含み得る。例示的実施形態では、非接触位置検出システムは、プランジャアセンブリの駆動ナットの位置に応じて出力を供し得る。非接触位置検出システムは、アクチュエータ駆動トレインの出力歯車２０８に連結されたセンサ駆動ネジ２１４を含み得る。例えば、図示するように、センサ駆動ネジ２１４は、出力歯車２０８の中心から延在するように設け得る。キャリア２１６は、モータ２０２の回転の方向に依存して、センサ駆動ネジ２１４に沿って往復運動するためにセンサ駆動ネジ２１４上に配置し得る。
【００１４】
磁石２１８はキャリア２１６に連結し得るものであり、かつ該キャリア２１６と共に移動し得る。キャリア２１６及び磁石２１８は、ホール効果センサ、フラックスゲートセンサ、リードスイッチ等のような少なくとも１つの磁場センサを含み得る、プリント回路基盤（ＰＣＢ）上を移動し得る。説明した例示的実施形態では、２つのホール効果センサをＰＣＢ上に配置し得る。ホール効果センサ２２２、２２４はキャリア２１６上の磁石２１８の位置に応じて出力を供し得る。磁石の位置はアクチュエータ出力の位置に直に関連させ得る。
【００１５】
１実施形態では、ホール効果センサ２２２、２２４はスイッティングホール効果センサとし得る。こうした実施形態では、磁石２１８が、例えば、第１ホール効果センサ２２２に隣接、例えば、より上に配置される場合、第１ホール効果センサ２２２は”オン”状態に対応する出力を供し得る。第２ホール効果センサ２２４は、オフ状態に対応する出力を供し得る。逆に、磁石２１８が第２ホール効果センサ２２４に隣接、例えば、より上に配置される場合、第２ホール効果センサ２２４は”オン”状態に対応する出力をし得るものであり、第１ホール効果センサ２２２は”オフ”状態に対応する出力を供し得る。非接触位置検出システムのこうした実施形態は、磁石２１８の移動位置の端部及び何れかの方向におけるキャリア２１６の応じた信号を出力し得る。磁石２１８及びキャリア２１６の移動位置の端部は、プランジャアセンブリの駆動ナットの移動位置の端部に対応し得る。
【００１６】
位置検出システムの他の実施形態は線形ホール効果装置を利用し得る。こうした実施形態は移動位置の端部に応じて出力を供し得る。さらに、位置検出システムは、移動位置の端との間に、磁石およびキャリアの位置に応答して、出力を提供することもできる。関連した実施形態では、位置検出システムは、磁石及びキャリアの移動の移動経路に沿って配置された２つ以上の磁場センサを含み得る。更なる磁場センサは移動位置の端部間で磁石及びキャリア、及び／又は位置検出システムの解像度を向上させるために中間位置を示し得る。本発明による非接触位置検出システムの更なる実施形態は、例えば、光学センサ等のような磁場センサ以外の非接触式センサを利用し得る。
【００１７】
図５に示すように、磁石は３極磁石２１８ａとし得る。図示するように、３極磁石２１８ａは、交番極性２２６、２２８、２３０の領域を含み得る。図示した実施形態では、外側領域２２６、２３０は、中間領域２２８より狭くし得る。各種実施形態において、３極磁石２１８ａは一体物として磁化された本体を含み得る。あるいは、３極磁石は、交番極性の領域を与えるために互いに対して結合された別々の磁石を含む、接合された構造体とし得る。図６に示すように、３極磁石は、オン／オフするときにホール効果デバイスのヒステリシス効果を減じ得る。ヒステリシスの減少は、例えば、”オン”領域２３４に比較されるような、”灰色”又は未知領域２３２の減少を被り得る。３極磁石は、従って、ホール効果デバイスの改良されたスイッチング精度を与え得る。
【００１８】
図７に示すような、図４の例示的な非接触式位置検出システムで使用されるような、一対の離隔配置されたホール効果センサを含む位置検出システムでは、３極磁石の使用は、スイッチング領域２４０間の空間に対する２つのホール効果センサの灰色領域２３６、２３８の間の増大された移動２３６を与える。”灰色領域”２３６、２３８の減少は、ホール効果センサを利用している位置検出システムの正確さを向上させ得る。ホール効果せンサによって被る”灰色領域”を減らすことに加えて、３極磁石はより大きな電圧、温度及び時間範囲に亘るより正確で信頼し得る性能をも供し得る。
【００１９】
図８に戻ると、本発明によるモータ制御電子装置８００のための例示的構成が例示されている。図示された例示的実施形態は、アクチュエータに与えられた制御信号に応字手制御入力を受信するための制御回路８０４に結合されたコントローラ８０２を含む。
アクチュエータへの点火入力は、安定した供給電圧をコントローラ８０２へ供給するための入力電力調節回路８１２に連結し得る。一般に、コントローラ８０２は、制御信号に応じてアクチュエータモータ２０２を駆動するための双方向モータ駆動回路８０６に出力を供し、かつ、例えば、ホール効果センサ２２２、２２４のような１つ以上の位置センサ８０８、８１０から出力する。コントローラは、作動位置を示すＬＥＤディスプレイを駆動する出力を供するように構成されたＬＥＤ出力回路８１４に連結し得る。
【００２０】
機械判読可能メモリデバイス８１６は、モータ駆動を制御する際にコントローラによって、及び/又は、コントローラからの診断出力によってアクセス可能な診断データを実行するために、例えば、ソフトウェアインストラクションのようなインストラクションを記憶するためにプロセッサに結合し得る。診断データは、コントローラに連結された周知の温度センサ８１８から得られる温度データを含み得る。診断データは、例えば、ＣＡＮ又はＬＩＮバスのような車両通信バスに亘って送受信し得るものであり、ＣＡＮ又はＬＩＮバス又は他の要素を有するインタフェース（図示せず）を介してプロセッサから要請し得る。
【００２１】
モータ制御電子装置は、アクチュエータ位置の瞬間的な制御を供するためにパルスの形態の制御信号に応じて、例えば、４ＷＤ又は２ＷＤ状態のトランスファ・ケースを配置するために、所望のモータ出力シャフト位置を達成するためにモータを駆動するように構成し得る。例えば、１実施形態では、制御信号はアクチュエータへの８０ｍｓ、１２Ｖパルス入力とし得る。また、モータ制御電子装置８００の構成要素は、９〜１６ＶＤＣの作動電圧で―４０℃から１４０℃までの範囲に亘って瞬間制御によって信頼し得る作動を供するために選択し得る。
【００２２】
図示した例示的実施形態では、制御信号パルスは制御入力回路によって受信される。
１実施形態では、制御入力回路はスイッチデバウンス機構及び、例えば、１．５Ｖのような接地浮動許容電圧を供するように構成し得る。また、制御入力回路は比較的低い電流（例えば１５ｍＡ）を招くように構成されることができる。そのとき、アクチュエータは駆動して、静電放電から保護されていることができる。
【００２３】
制御入力回路の出力はコントローラ８０２にパルス結合し得る。コントローラ８０２は、制御入力回路８０４の出力と、単数又は複数の出力あるいはモータを所望位置まで駆動するための１つ以上の位置センサ８０８、８１０に応じてモータ制御出力を双方向モータ駆動回路８０６に供するように構成し得る。コントローラ８０２からのモータ制御出力は、より大きな電圧及び温度範囲に亘る安定性、低消費電力、及びソフトスタート機能を可能にするためにパルス幅変調とし得る。コントローラは、電源異常事象の間にアクチュエータの位置が失われないことを保証するために電力回復のインテリジェント損失を供するようにも構成し得る。電力を増す際に、コントローラはアクチュエータに指令を与えて、例えば、４ＷＤ又は２ＷＤ位置の何れかのような予め定められた位置にし得る。別様に、移動方向は移送要求時にメモリ８１６に記憶し得るものであり、また、電力が回復されてきた場合に移動の記憶された方向を続けるようにアクチュエータに指令を与え得る。
【００２４】
コントローラ８０２は、本発明の実施形態によって必要とされる速度及び機能を与えることができる何れかのタイプの電子回路とし得る。例えば、コントローラは、マイクロプロセッサ、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、複合プログラマブル論理装置（ＣＰＬＤ）特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、あるいは他の類似のデバイスとして構成し得る。コントローラがマイクロプロセッサとして構成される実施形態では、プロセッサは、インテル社によって製造されたプロセッサのＰｅｎｔｉｕｍ（登録商標）ファミリのプロセッサ又はモトローラによって製造されたプロセッサのファミリとし得た。コントローラ／プロセッサをして適切な出力を供せしめるソフトウェア指令は、例えば、メモリ８１４に、プロセッサ／コントローラによって実行されるように構成された指令を記憶することができる何れかの機械判読可能な媒体に記憶し得る。本願明細書で使用しているように、「プロセッサによって実行されるように構成されている」というフレーズは、圧縮及び／又は暗号化されたフォーマット、並びにプロセッサによって実行される以前にコンパイル又はインストールされなければならない指令を含むことが意図されている。
【００２５】
双方向モータ駆動回路８０６は、ＮＥＣ株式会社から入手し得るＮＥＣ ＥＸ２−Ｎ５駆動回路のような周知のモータ駆動回路を含み得る。１実施形態では、モータに指令を与えて２ＷＤ又は４ＷＤのそれぞれにするためにモータ駆動回路８０６に第１及び第２出力を与えるように構成し得る。モータ駆動回路８０６はコントローラ出力に応じて第１又は第２回転方向にモータを駆動するためのモータ制御信号を与え得る。
【００２６】
ＬＥＤ出力回路８１４は、例えば、２ＷＤ又は４ＷＤのようなアクチュエータの位置を示すためにコントローラから出力されるＬＥＤ出力を受信し得る。ＬＥＤ出力回路８１４は、アクチュエータによって駆動されたシステムの位置の視覚的指示を与えるためにアクチュエータ出力でＬＥＤ駆動電流を与え得る。１実施形態では、ＬＥＤ出力回路は、２５℃において１３．８V、１００ｍＡのＬＥＤ駆動電流を与えるように構成し得る。
【００２７】
コントローラ８０２に対する供給電圧は入力電力調節回路８１２によって供し得る。
入力電力調節回路８１２は、１２Ｖのイグニション入力から安定した供給電圧をコントローラへ供給するための、例えば、５Ｖの調節装置のような電圧調整装置を受け入れ得る。
１実施形態では、入力電力調節回路は低ドロップアウト電圧をも供し得るものであり、低不活電流は、逆になされた極性を具備する車両バッテリの接続に対して保護する回路を含み得るものであり、ＥＳＤで保護し得る。
【００２８】
本発明の一態様によれば、車両ギアボックス・シフト・アクチュエータが設けられており、リードネジと、リードネジにネジ込まれた駆動ナットと、プランジャと、駆動ナットとプランジャの第１端部との間に配置された第１バネと、駆動ナットと第１端部とは反対側のプランジャの第２端部との間に配置された第２バネと、リードネジに連結されたモータと、を含む。プランジャがブロックされた状態になるまで、駆動ナットは、プランジャの対応する運動を引き起こすべくモータの励磁に際しリードネジに沿って移動するように構成し得る。ブロックされた状態が発生した際に、駆動ナットは、ブロックされた状態が解除されたときにリードネジに沿って釣合位置に駆動ナットを戻すためのエネルギーを蓄えるべく第１及び第２バネの少なくとも１つを圧縮すべくプランジャに対して移動するように構成される。
【００２９】
本発明の別の態様によれば、モータを具備するアクチュエータ駆動トレインによって駆動されるリードネジを含む非接触位置検出システムが設けられている。キャリアはリードネジ及び該キャリアに連結された磁石に連結し得る。キャリアは、磁石の対応する運動を引き起こすためにモータの励磁の際にリードネジに沿って移動動させるように構成し得る。非接触位置検出システムは、キャリア及び磁石の移動の経路に沿って配置された第１及び第２磁場センサを更に含み得る。第１及び第２磁場センサは、何れかの方向におけるキャリアの移動位置の端部に応じて出力を供し得る。
【００３０】
本発明の別の態様では、９―１６のＶＤＣから作動電圧で―４０℃〜１４０℃までの範囲の温度に亘って瞬間的な制御で信頼性が高い動作を供するための車両ギアボックス・シフト・アクチュエータ用のモータ制御電子装置が設けられている。電子機器は、アクチュエータ及び１つ以上の位置センサからの出力への制御信号入力に応じてモータを駆動するためのマイクロプロセッサコントローラを含み得る。
【００３１】
しかしながら、本願明細書に記載してきた実施形態は、本願明細書に例示として記載されたものであり限定を意図したものではない。さらに、各種実施形態の態様を他の実施形態に組み込み得ることが理解される。当業者には直に明らかである、多くの他の実施形態は、添付の特許請求の範囲に記載の本発明の精神及び範囲から逸脱せずに作り得ることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明によるアクチュエータを含むシステムのブロック線図である。
【図２】本発明によるアクチュエータの１つの例示的実施形態の斜視図である。
【図３】本発明によるプランジャアセンブリを含む図２に示されたアクチュエータの一部の断面図である。
【図４】本発明による例示的な非接触位置検出システムの斜視図である。
【図５】本発明による非接触位置検出システムと関連して適切に用い得る３極磁石の斜視図である。
【図６】本発明による３極磁石と結合して使用されるホールデバイスの例示的切換領域特性を表す図である。
【図７】本発明による第１及び第２ホールデバイスのための例示的な切換領域特性を表す図である。
【図８】本発明による例示的なモータ制御電子装置構成のブロック線図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０ システム
１２ アクチュエータ
１４ ギアボックス
１６ プランジャ
１８ 制御信号
２０ コミュニケーションバス
１００ アクチュエータ
１０２、１０４ ハウジング部分
１０６、１０８ フランジ
１１０ 一体コネクタ
１１２ プランジャアセンブリ
１１４ 駆動ネジ
１１６ プランジャハウジング
１１８、１２０ シール
１１８ａ ３極磁石
１２２ プランジャ
１２４ 端壁
１２６ 駆動ナット
１２８ 第１コンプライアンスバネ
１３０ 第２コンプライアンスバネ
２００ アクチュエータ
２０２ モータ
２０４ ピ二オンギア
２０６ 第１複合ギア
２０８ 出力歯車
２１４ センサ駆動ネジ
２１６ キャリア
２１８ 磁石
２２２、２２４ ホール効果センサ
２２６、２２８、２３０ 交番極性
２３２ 未知領域
２３４ オン領域
２３６、２３８ 灰色領域
２４０ スイッチング領域
８０２ コントローラ
８０４ 制御回路
８０６ 双方向モータ駆動回路
８０８、８１０ 位置センサ
８１２ 入力電力調節回路
８１４ ＬＥＤ出力回路
８１６ 機械判読可能メモリデバイス
８１８ 温度センサ
【技術分野】
【０００１】
［関連出願についてのクロス・リファレンス］
本願は、２００４年１０月２６日に出願された米国仮特許出願番号第６０／６２２，１５１号に基づく優先権を主張し、更に２００５年１月１０日に出願された米国仮特許出願番号第６０／６２２，６４５号に基づく優先権を主張する。上述した出願の全ての全開示内容は、本願明細書に参考文献として援用する。
【０００２】
本発明は、一般に、車両ギアボックス・シフト・アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００３】
近年、フルタイム又はパートタイム４輪駆動及び／又は全輪駆動運転ができる商用車、スポーツ用途車両及び乗用車がありふれたものになっている。幾つかの構成では、運転者は、如何なる所与の時刻にも状況に応じて２輪又は４輪駆動を選択するオプションを有する。車両は、１つの駆動トレイン又はサスペンション作動状況から車両が検知した道路状況に基づいて別の状況に自動的に移動するように構成し得る。例えば、車両は２輪駆動から４輪駆動に変わり得るか、あるいは、滑りやすい道路状況に遭遇したときに、特定の車輪を選択的に駆動し得る。車両サスペンション安定器の接続及び非接続も、道路状況により、手動又は自動的に定立し得る。
【０００４】
駆動トレイン又はサスペンション作動状況のこれらの変化を定立するために、例えば、前部及び／又は後部差動装置の状態、トランスファ・ケース、及び／又はスタビライザバーシステムを変えるために、車両は、１つ以上の電気機械式アクチュエータを備え得る。
こうしたアクチュエータのコスト及び信頼性は、勿論、重要な考慮点である。このように、費用対効果及び信頼し得る車両ギアボックス・シフト・アクチュエータの連続需要が存在する。
【０００５】
本発明の利点はその例示的実施形態の以下の詳細な説明から明らかであり、詳細な説明は添付図面を参照して考慮すべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
説明の容易さのために、本発明によるアクチュエータは、例えば４輪駆動車両のトランスファ・ケース、車両前部差動装置、車両後部差動装置、トランスミッション等のようなギアボックスと関連して本願明細書で記載し得る。しかしながら、本発明によるアクチュエータは、スタビライザーバー、駐車ブレーキ、インターロック等のような様々な用途に関して有用であることが理解される。従って、本願明細書に記載されている図示された例示的実施形態は例示のみによって設けられており、限定することを意図したものではないことが理解されるべきである。
【０００７】
図１は、ギアボックス１４に連結されたアクチュエータ１２を含むシステム１０のブロック線図である。本発明によれば、ギアボックス１４は、トランスファ・ケース、前部差動装置、後部差動装置等を含み得る。アクチュエータ１２はギアボックス１４、及び／又はギアボックス内の１つ以上の構成要素に係合させるためのプランジャ１６を含み得る。例えば、ギアボックス１４が４輪駆動車両のトランスファ・ケースである実施形態では、プランジャ１６は、トランスファ・ケースを全輪駆動と４輪駆動との間でシフト移送させるためのギアボックス１４内で移送フォークに作用し得る。アクチュエータ１２は、ギアボックス１４に直に連結し得る。あるいは、アクチュエータ及びプランジャは中間リンケージ等を介してギアボックスに直に連結し得る。アクチュエータ１２は制御信号１８に応じて作動し得る。各種実施形態によれば、制御信号１８は、例えば、ＣＡＮ又はＬＩＮバスのようなコミュニケーションバス２０に亘ってアクチュエータ１２に設け得る。
【０００８】
図２を参照すると、アクチュエータ１００の実施形態が示されている。アクチュエータ１００は、通常、モータ、駆動トレイン、幾つかの実施形態では、制御回路を包囲を少なくとも部分的に包囲し得る上下ハウジング部分１０２、１０４によって形成される本体を含み得る。上下のハウジング１０２、１０４は、ガラス充填されたナイロン、あるいは、プラスチック及び金属材料を含む他の適切な材料から形成し得る。アクチュエータ１００は、例えば、アクチュエータ１００をギアボックス又は他の車両構成要素又は構造体に装着するのを容易にするフランジ１０６、１０８のような装着機構を含み得る。図示するように、アクチュエータ１００は、力及び／又は制御信号をアクチュエータ１００に供するための、例えば、４ピンコネクタのような、一体コネクタ１１０を含み得る。アクチュエータの各種実施形態は、力及び／又は制御信号をアクチュエータに供するための、例えば、ピグテールコネクタのような別様のコネクタ構成を含み得る。
【０００９】
図示された例示的実施形態では、アクチュエータ１００はプランジャアセンブリ１１２を含み得る。プランジャアセンブリ１１２はアクチュエータ本体内で軸線方向に往復動可能とし得る。プランジャアセンブリ１１２はブロックされたシフト補償を与えるように構成し得る。図３を参照すると、プランジャアセンブリ１１２の実施形態の断面図が示されている。駆動ネジ１１４は、所望の減速ギアを得るために、アクチュエータ駆動トレイン（図示せず）の出力に連結し得る。駆動ネジ１１４は、アクチュエータ取付フランジ１０６を含み得る、プランジャハウジング１１６を貫通して延在し得る。シール１１８、１２０は、駆動ネジ１１４がハウジング１１６に入る、プランジャハウジング１１６の内側及び外側に設け得る。
【００１０】
プランジャ１２２が内部で軸線方向に往復動し得るように、該プランジャ１２２は少なくとも部分的にプランジャハウジング１１６内で摺動自在に配置し得る。駆動ネジ１１４は、プランジャ１２２の端壁１２４を貫通してプランジャ１２２内に延在し得る。駆動ナット１２６は、プランジャ１２２内で駆動ネジ１１４上に配置し得る。第１コンプライアンスバネ１２８は駆動ナット１２６とプランジャ１２２の端壁１２４との間に配置し得る。第２コンプライアンスバネ１３０は駆動ナット１２６とプランジャ１２２の対向端壁１３２との間に配置し得る。図示するように、第１及び第２コンプライアンスバネ１２８、１３０は螺旋形コイルバネとし得る。
【００１１】
駆動ネジ１１４がアクチュエータ駆動トレイインによって回転駆動されるにつれて、駆動ナット１２６は駆動ネジ１１４に沿って軸線方向に移動し得る。通常動作状態下で、プランジャ１２２は、例えば、ギアボックスの移走フォーク等の被駆動部材を駆動するために駆動ナット１２６と並んで移動し得る。例えば、駆動部材がブロックされるように、プランジャ移動が阻止される場合、被駆動部材の運動はブロックされ、プランジャ１２２内部のコンプライアンスバネ１２８、１３０は駆動ナット１２６を駆動ネジに沿って移動させる一方でプランジャが固定したままでいることを可能にし得る。駆動ナット１２６が駆動ネジ１１４に沿って移動するにつれて、駆動ネジ１１４の回転方向に依存して、補償バネ１２８、１３０の１つを圧縮し得る。ブロックされた状態が一掃／解除される場合、圧縮コンプライアンスバネ１２８、１３０に蓄えられたエネルギーはプランジャ１２２を駆動して２つのコンプライアンスバネ１２８、１３０間の釣合位置内に入れ得る。ブロックされた状態においてさえも圧縮されたコンプライアンスバネ１２８、１３０に蓄えられたエネルギーは、ブロックされた状態が一掃／解除される場合に所望位置に駆動部材を移動させるには十分であり得る。ブロックされた移送装置の実例は米国特許出願第１１／１０８，３５１号明細書に開示されており、その全内容は本願明細書に参考文献として援用される。
【００１２】
図４は、アクチュエータ２００の実施形態の内部構成要素の斜視図である。図示するように、アクチュエータ２００は、永久磁石ＤＣモータとし得る、可逆モータ２０２を含み得る。モータ２０２は、アクチュエータ駆動トレインに連結し得る。アクチュエータ駆動トレインの実施形態は、モータ２０２の出力軸に配置し得る、ピニオンギア２０４を含み得る。ピニオンギア２０４は、例えば、第１複合ギア２０６に、例えば、かみ合い係合によって駆動連結し得る。第１複合ギア２０６は、今度は、複合ギアともし得る、出力ギアに駆動連結し得る。様々な別の及び／又は付加的な駆動トレインを本発明により適切に採用し得る。実施形態によれば、出力ギア２０８は、図３に関して検討される、プランジャアセンブリ１１２の駆動ネジ１１４のようなアクチュエータ出力に結合し得る。
【００１３】
アクチュエータ２００は非接触位置検出システムを更に含み得る。例示的実施形態では、非接触位置検出システムは、プランジャアセンブリの駆動ナットの位置に応じて出力を供し得る。非接触位置検出システムは、アクチュエータ駆動トレインの出力歯車２０８に連結されたセンサ駆動ネジ２１４を含み得る。例えば、図示するように、センサ駆動ネジ２１４は、出力歯車２０８の中心から延在するように設け得る。キャリア２１６は、モータ２０２の回転の方向に依存して、センサ駆動ネジ２１４に沿って往復運動するためにセンサ駆動ネジ２１４上に配置し得る。
【００１４】
磁石２１８はキャリア２１６に連結し得るものであり、かつ該キャリア２１６と共に移動し得る。キャリア２１６及び磁石２１８は、ホール効果センサ、フラックスゲートセンサ、リードスイッチ等のような少なくとも１つの磁場センサを含み得る、プリント回路基盤（ＰＣＢ）上を移動し得る。説明した例示的実施形態では、２つのホール効果センサをＰＣＢ上に配置し得る。ホール効果センサ２２２、２２４はキャリア２１６上の磁石２１８の位置に応じて出力を供し得る。磁石の位置はアクチュエータ出力の位置に直に関連させ得る。
【００１５】
１実施形態では、ホール効果センサ２２２、２２４はスイッティングホール効果センサとし得る。こうした実施形態では、磁石２１８が、例えば、第１ホール効果センサ２２２に隣接、例えば、より上に配置される場合、第１ホール効果センサ２２２は”オン”状態に対応する出力を供し得る。第２ホール効果センサ２２４は、オフ状態に対応する出力を供し得る。逆に、磁石２１８が第２ホール効果センサ２２４に隣接、例えば、より上に配置される場合、第２ホール効果センサ２２４は”オン”状態に対応する出力をし得るものであり、第１ホール効果センサ２２２は”オフ”状態に対応する出力を供し得る。非接触位置検出システムのこうした実施形態は、磁石２１８の移動位置の端部及び何れかの方向におけるキャリア２１６の応じた信号を出力し得る。磁石２１８及びキャリア２１６の移動位置の端部は、プランジャアセンブリの駆動ナットの移動位置の端部に対応し得る。
【００１６】
位置検出システムの他の実施形態は線形ホール効果装置を利用し得る。こうした実施形態は移動位置の端部に応じて出力を供し得る。さらに、位置検出システムは、移動位置の端との間に、磁石およびキャリアの位置に応答して、出力を提供することもできる。関連した実施形態では、位置検出システムは、磁石及びキャリアの移動の移動経路に沿って配置された２つ以上の磁場センサを含み得る。更なる磁場センサは移動位置の端部間で磁石及びキャリア、及び／又は位置検出システムの解像度を向上させるために中間位置を示し得る。本発明による非接触位置検出システムの更なる実施形態は、例えば、光学センサ等のような磁場センサ以外の非接触式センサを利用し得る。
【００１７】
図５に示すように、磁石は３極磁石２１８ａとし得る。図示するように、３極磁石２１８ａは、交番極性２２６、２２８、２３０の領域を含み得る。図示した実施形態では、外側領域２２６、２３０は、中間領域２２８より狭くし得る。各種実施形態において、３極磁石２１８ａは一体物として磁化された本体を含み得る。あるいは、３極磁石は、交番極性の領域を与えるために互いに対して結合された別々の磁石を含む、接合された構造体とし得る。図６に示すように、３極磁石は、オン／オフするときにホール効果デバイスのヒステリシス効果を減じ得る。ヒステリシスの減少は、例えば、”オン”領域２３４に比較されるような、”灰色”又は未知領域２３２の減少を被り得る。３極磁石は、従って、ホール効果デバイスの改良されたスイッチング精度を与え得る。
【００１８】
図７に示すような、図４の例示的な非接触式位置検出システムで使用されるような、一対の離隔配置されたホール効果センサを含む位置検出システムでは、３極磁石の使用は、スイッチング領域２４０間の空間に対する２つのホール効果センサの灰色領域２３６、２３８の間の増大された移動２３６を与える。”灰色領域”２３６、２３８の減少は、ホール効果センサを利用している位置検出システムの正確さを向上させ得る。ホール効果せンサによって被る”灰色領域”を減らすことに加えて、３極磁石はより大きな電圧、温度及び時間範囲に亘るより正確で信頼し得る性能をも供し得る。
【００１９】
図８に戻ると、本発明によるモータ制御電子装置８００のための例示的構成が例示されている。図示された例示的実施形態は、アクチュエータに与えられた制御信号に応字手制御入力を受信するための制御回路８０４に結合されたコントローラ８０２を含む。
アクチュエータへの点火入力は、安定した供給電圧をコントローラ８０２へ供給するための入力電力調節回路８１２に連結し得る。一般に、コントローラ８０２は、制御信号に応じてアクチュエータモータ２０２を駆動するための双方向モータ駆動回路８０６に出力を供し、かつ、例えば、ホール効果センサ２２２、２２４のような１つ以上の位置センサ８０８、８１０から出力する。コントローラは、作動位置を示すＬＥＤディスプレイを駆動する出力を供するように構成されたＬＥＤ出力回路８１４に連結し得る。
【００２０】
機械判読可能メモリデバイス８１６は、モータ駆動を制御する際にコントローラによって、及び/又は、コントローラからの診断出力によってアクセス可能な診断データを実行するために、例えば、ソフトウェアインストラクションのようなインストラクションを記憶するためにプロセッサに結合し得る。診断データは、コントローラに連結された周知の温度センサ８１８から得られる温度データを含み得る。診断データは、例えば、ＣＡＮ又はＬＩＮバスのような車両通信バスに亘って送受信し得るものであり、ＣＡＮ又はＬＩＮバス又は他の要素を有するインタフェース（図示せず）を介してプロセッサから要請し得る。
【００２１】
モータ制御電子装置は、アクチュエータ位置の瞬間的な制御を供するためにパルスの形態の制御信号に応じて、例えば、４ＷＤ又は２ＷＤ状態のトランスファ・ケースを配置するために、所望のモータ出力シャフト位置を達成するためにモータを駆動するように構成し得る。例えば、１実施形態では、制御信号はアクチュエータへの８０ｍｓ、１２Ｖパルス入力とし得る。また、モータ制御電子装置８００の構成要素は、９〜１６ＶＤＣの作動電圧で―４０℃から１４０℃までの範囲に亘って瞬間制御によって信頼し得る作動を供するために選択し得る。
【００２２】
図示した例示的実施形態では、制御信号パルスは制御入力回路によって受信される。
１実施形態では、制御入力回路はスイッチデバウンス機構及び、例えば、１．５Ｖのような接地浮動許容電圧を供するように構成し得る。また、制御入力回路は比較的低い電流（例えば１５ｍＡ）を招くように構成されることができる。そのとき、アクチュエータは駆動して、静電放電から保護されていることができる。
【００２３】
制御入力回路の出力はコントローラ８０２にパルス結合し得る。コントローラ８０２は、制御入力回路８０４の出力と、単数又は複数の出力あるいはモータを所望位置まで駆動するための１つ以上の位置センサ８０８、８１０に応じてモータ制御出力を双方向モータ駆動回路８０６に供するように構成し得る。コントローラ８０２からのモータ制御出力は、より大きな電圧及び温度範囲に亘る安定性、低消費電力、及びソフトスタート機能を可能にするためにパルス幅変調とし得る。コントローラは、電源異常事象の間にアクチュエータの位置が失われないことを保証するために電力回復のインテリジェント損失を供するようにも構成し得る。電力を増す際に、コントローラはアクチュエータに指令を与えて、例えば、４ＷＤ又は２ＷＤ位置の何れかのような予め定められた位置にし得る。別様に、移動方向は移送要求時にメモリ８１６に記憶し得るものであり、また、電力が回復されてきた場合に移動の記憶された方向を続けるようにアクチュエータに指令を与え得る。
【００２４】
コントローラ８０２は、本発明の実施形態によって必要とされる速度及び機能を与えることができる何れかのタイプの電子回路とし得る。例えば、コントローラは、マイクロプロセッサ、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、複合プログラマブル論理装置（ＣＰＬＤ）特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、あるいは他の類似のデバイスとして構成し得る。コントローラがマイクロプロセッサとして構成される実施形態では、プロセッサは、インテル社によって製造されたプロセッサのＰｅｎｔｉｕｍ（登録商標）ファミリのプロセッサ又はモトローラによって製造されたプロセッサのファミリとし得た。コントローラ／プロセッサをして適切な出力を供せしめるソフトウェア指令は、例えば、メモリ８１４に、プロセッサ／コントローラによって実行されるように構成された指令を記憶することができる何れかの機械判読可能な媒体に記憶し得る。本願明細書で使用しているように、「プロセッサによって実行されるように構成されている」というフレーズは、圧縮及び／又は暗号化されたフォーマット、並びにプロセッサによって実行される以前にコンパイル又はインストールされなければならない指令を含むことが意図されている。
【００２５】
双方向モータ駆動回路８０６は、ＮＥＣ株式会社から入手し得るＮＥＣ ＥＸ２−Ｎ５駆動回路のような周知のモータ駆動回路を含み得る。１実施形態では、モータに指令を与えて２ＷＤ又は４ＷＤのそれぞれにするためにモータ駆動回路８０６に第１及び第２出力を与えるように構成し得る。モータ駆動回路８０６はコントローラ出力に応じて第１又は第２回転方向にモータを駆動するためのモータ制御信号を与え得る。
【００２６】
ＬＥＤ出力回路８１４は、例えば、２ＷＤ又は４ＷＤのようなアクチュエータの位置を示すためにコントローラから出力されるＬＥＤ出力を受信し得る。ＬＥＤ出力回路８１４は、アクチュエータによって駆動されたシステムの位置の視覚的指示を与えるためにアクチュエータ出力でＬＥＤ駆動電流を与え得る。１実施形態では、ＬＥＤ出力回路は、２５℃において１３．８V、１００ｍＡのＬＥＤ駆動電流を与えるように構成し得る。
【００２７】
コントローラ８０２に対する供給電圧は入力電力調節回路８１２によって供し得る。
入力電力調節回路８１２は、１２Ｖのイグニション入力から安定した供給電圧をコントローラへ供給するための、例えば、５Ｖの調節装置のような電圧調整装置を受け入れ得る。
１実施形態では、入力電力調節回路は低ドロップアウト電圧をも供し得るものであり、低不活電流は、逆になされた極性を具備する車両バッテリの接続に対して保護する回路を含み得るものであり、ＥＳＤで保護し得る。
【００２８】
本発明の一態様によれば、車両ギアボックス・シフト・アクチュエータが設けられており、リードネジと、リードネジにネジ込まれた駆動ナットと、プランジャと、駆動ナットとプランジャの第１端部との間に配置された第１バネと、駆動ナットと第１端部とは反対側のプランジャの第２端部との間に配置された第２バネと、リードネジに連結されたモータと、を含む。プランジャがブロックされた状態になるまで、駆動ナットは、プランジャの対応する運動を引き起こすべくモータの励磁に際しリードネジに沿って移動するように構成し得る。ブロックされた状態が発生した際に、駆動ナットは、ブロックされた状態が解除されたときにリードネジに沿って釣合位置に駆動ナットを戻すためのエネルギーを蓄えるべく第１及び第２バネの少なくとも１つを圧縮すべくプランジャに対して移動するように構成される。
【００２９】
本発明の別の態様によれば、モータを具備するアクチュエータ駆動トレインによって駆動されるリードネジを含む非接触位置検出システムが設けられている。キャリアはリードネジ及び該キャリアに連結された磁石に連結し得る。キャリアは、磁石の対応する運動を引き起こすためにモータの励磁の際にリードネジに沿って移動動させるように構成し得る。非接触位置検出システムは、キャリア及び磁石の移動の経路に沿って配置された第１及び第２磁場センサを更に含み得る。第１及び第２磁場センサは、何れかの方向におけるキャリアの移動位置の端部に応じて出力を供し得る。
【００３０】
本発明の別の態様では、９―１６のＶＤＣから作動電圧で―４０℃〜１４０℃までの範囲の温度に亘って瞬間的な制御で信頼性が高い動作を供するための車両ギアボックス・シフト・アクチュエータ用のモータ制御電子装置が設けられている。電子機器は、アクチュエータ及び１つ以上の位置センサからの出力への制御信号入力に応じてモータを駆動するためのマイクロプロセッサコントローラを含み得る。
【００３１】
しかしながら、本願明細書に記載してきた実施形態は、本願明細書に例示として記載されたものであり限定を意図したものではない。さらに、各種実施形態の態様を他の実施形態に組み込み得ることが理解される。当業者には直に明らかである、多くの他の実施形態は、添付の特許請求の範囲に記載の本発明の精神及び範囲から逸脱せずに作り得ることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明によるアクチュエータを含むシステムのブロック線図である。
【図２】本発明によるアクチュエータの１つの例示的実施形態の斜視図である。
【図３】本発明によるプランジャアセンブリを含む図２に示されたアクチュエータの一部の断面図である。
【図４】本発明による例示的な非接触位置検出システムの斜視図である。
【図５】本発明による非接触位置検出システムと関連して適切に用い得る３極磁石の斜視図である。
【図６】本発明による３極磁石と結合して使用されるホールデバイスの例示的切換領域特性を表す図である。
【図７】本発明による第１及び第２ホールデバイスのための例示的な切換領域特性を表す図である。
【図８】本発明による例示的なモータ制御電子装置構成のブロック線図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０ システム
１２ アクチュエータ
１４ ギアボックス
１６ プランジャ
１８ 制御信号
２０ コミュニケーションバス
１００ アクチュエータ
１０２、１０４ ハウジング部分
１０６、１０８ フランジ
１１０ 一体コネクタ
１１２ プランジャアセンブリ
１１４ 駆動ネジ
１１６ プランジャハウジング
１１８、１２０ シール
１１８ａ ３極磁石
１２２ プランジャ
１２４ 端壁
１２６ 駆動ナット
１２８ 第１コンプライアンスバネ
１３０ 第２コンプライアンスバネ
２００ アクチュエータ
２０２ モータ
２０４ ピ二オンギア
２０６ 第１複合ギア
２０８ 出力歯車
２１４ センサ駆動ネジ
２１６ キャリア
２１８ 磁石
２２２、２２４ ホール効果センサ
２２６、２２８、２３０ 交番極性
２３２ 未知領域
２３４ オン領域
２３６、２３８ 灰色領域
２４０ スイッチング領域
８０２ コントローラ
８０４ 制御回路
８０６ 双方向モータ駆動回路
８０８、８１０ 位置センサ
８１２ 入力電力調節回路
８１４ ＬＥＤ出力回路
８１６ 機械判読可能メモリデバイス
８１８ 温度センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクチュエータであって、
モータと、
前記モータに連結された駆動トレインであって、前記駆動トレインは第１及び第２のリードネジに連結された出力ギアを具備し、前記第１リードネジは駆動ナットに連結され、かつ、前記モータが励磁される場合に、前記駆動ナットを第１及び第２位置間に駆動し、前記駆動ナットは第１及び第２バネを介してプランジャに連結され、前記第２リードネジは磁石に連結され、前記モータが励磁される場合に、前記磁石を、前記駆動ナットの位置に応じた第１及び第２位置間に移動させる、前記駆動トレインと、
前記磁石の位置に応じて出力を供するように構成された少なくとも１つの磁場センサと、を備えるアクチュエータ。
【請求項２】
前記駆動ナットは、前記プランジャがブロックされた状態にある場合に、エネルギーを蓄えるべく前記第１及び第２バネの１つを圧縮するように構成されている、請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記第１及び第２バネは、前記ブロックされた状態が解除された場合に前記プランジャを駆動すべく前記蓄えられたエネルギーを解放するように構成されている、請求項２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記磁場センサがホール効果センサである、請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項５】
前記第１及び第２位置と関連づけられた第１及び第２磁場センサを備え、
前記磁場センサの各々は前記磁石の位置に応じて関連する出力を供する、請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項６】
前記磁石が交番極性を有する３つの領域を備える、請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項７】
前記第１及び第２バネが螺旋コイルバネである、請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項８】
前記アクチュエータがコントローラを更に備え、
前記コントローラはパルス入力信号に応じて前記第１及び第２位置の少なくとも１つまで前記駆動ナットを駆動すべく前記モータを励磁するように構成されている、請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項９】
車両ギアボックスの作動状態を変更する装置であって、
プランジャを第１及び第２位置間で移動させるように構成された往復動可能要素であって、前記プランジャが前記車両ギアボックスに連結されている、前記往復動可能要素と、
往復動可能磁石と、前記第１駆動可能要素の位置に応じた信号を供するように構成された第１及び第２磁場センサであって、前記磁石が交番極性を有する３つの領域を備える、前記往復動可能磁石と前記第１及び第２磁場センサと、を備える装置。
【請求項１０】
前記往復駆動可能要素が前記プランジャを動かすように構成された駆動ナットを備える、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
車両システムであって、
車両ギアボックスと、
前記ギアボックスに連結されたアクチュエータであって、該アクチュエータは
モータと、
前記モータに連結された駆動トレインであって、前記駆動トレインは第１及び第２のリードネジに連結された出力ギアを具備し、前記第１リードネジは駆動ナットに連結され、かつ、前記モータが励磁される場合に、前記駆動ナットを第１及び第２位置間に駆動し、前記駆動ナットは第１及び第２バネを介してプランジャに連結され、前記プランジャは、前記駆動ナットが、前記ギアボックスを、前記第１位置にある場合に第１作動状態に、前記駆動ナットが前記第２位置にある場合に第２作動状態に配置すべく前記ギアボックスの可動要素に連結され、前記第２リードネジは磁石に連結され、前記モータが励磁される場合に、前記磁石を、前記駆動ナットの位置に応じた第１及び第２位置間に移動させる、前記駆動トレインと、を備えた前記アクチュエータと、
前記磁石の位置に応じて出力を供するように構成された少なくとも１つの磁場センサと、を備える車両システム。
【請求項１２】
前記駆動ナットは、前記プランジャがブロックされた状態にある場合にエネルギーを蓄えるべく前記第１及び第２バネの１つを圧縮するように構成されている、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第１及び第２バネは、前記ブロックされた状態が解除された場合に前記プランジャを駆動すべく前記蓄えられたエネルギーを解放するように構成されている、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記磁場センサがホール効果センサである、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記第１及び第２位置と関連づけられた第１及び第２磁場センサを備え、前記磁場センサの各々は前記磁石の位置に応じて関連する出力を供する、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記磁石が交番極性を有する３つの領域を備える、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記第１及び第２バネが螺旋コイルバネである、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１８】
前記アクチュエータがコントローラを更に備え、
前記コントローラはパルス入力信号に応じて前記第１及び第２位置の少なくとも１つまで前記駆動ナットを駆動すべく前記モータを励磁するように構成されている、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１】
アクチュエータであって、
モータと、
前記モータに連結された駆動トレインであって、前記駆動トレインは第１及び第２のリードネジに連結された出力ギアを具備し、前記第１リードネジは駆動ナットに連結され、かつ、前記モータが励磁される場合に、前記駆動ナットを第１及び第２位置間に駆動し、前記駆動ナットは第１及び第２バネを介してプランジャに連結され、前記第２リードネジは磁石に連結され、前記モータが励磁される場合に、前記磁石を、前記駆動ナットの位置に応じた第１及び第２位置間に移動させる、前記駆動トレインと、
前記磁石の位置に応じて出力を供するように構成された少なくとも１つの磁場センサと、を備えるアクチュエータ。
【請求項２】
前記駆動ナットは、前記プランジャがブロックされた状態にある場合に、エネルギーを蓄えるべく前記第１及び第２バネの１つを圧縮するように構成されている、請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記第１及び第２バネは、前記ブロックされた状態が解除された場合に前記プランジャを駆動すべく前記蓄えられたエネルギーを解放するように構成されている、請求項２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記磁場センサがホール効果センサである、請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項５】
前記第１及び第２位置と関連づけられた第１及び第２磁場センサを備え、
前記磁場センサの各々は前記磁石の位置に応じて関連する出力を供する、請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項６】
前記磁石が交番極性を有する３つの領域を備える、請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項７】
前記第１及び第２バネが螺旋コイルバネである、請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項８】
前記アクチュエータがコントローラを更に備え、
前記コントローラはパルス入力信号に応じて前記第１及び第２位置の少なくとも１つまで前記駆動ナットを駆動すべく前記モータを励磁するように構成されている、請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項９】
車両ギアボックスの作動状態を変更する装置であって、
プランジャを第１及び第２位置間で移動させるように構成された往復動可能要素であって、前記プランジャが前記車両ギアボックスに連結されている、前記往復動可能要素と、
往復動可能磁石と、前記第１駆動可能要素の位置に応じた信号を供するように構成された第１及び第２磁場センサであって、前記磁石が交番極性を有する３つの領域を備える、前記往復動可能磁石と前記第１及び第２磁場センサと、を備える装置。
【請求項１０】
前記往復駆動可能要素が前記プランジャを動かすように構成された駆動ナットを備える、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
車両システムであって、
車両ギアボックスと、
前記ギアボックスに連結されたアクチュエータであって、該アクチュエータは
モータと、
前記モータに連結された駆動トレインであって、前記駆動トレインは第１及び第２のリードネジに連結された出力ギアを具備し、前記第１リードネジは駆動ナットに連結され、かつ、前記モータが励磁される場合に、前記駆動ナットを第１及び第２位置間に駆動し、前記駆動ナットは第１及び第２バネを介してプランジャに連結され、前記プランジャは、前記駆動ナットが、前記ギアボックスを、前記第１位置にある場合に第１作動状態に、前記駆動ナットが前記第２位置にある場合に第２作動状態に配置すべく前記ギアボックスの可動要素に連結され、前記第２リードネジは磁石に連結され、前記モータが励磁される場合に、前記磁石を、前記駆動ナットの位置に応じた第１及び第２位置間に移動させる、前記駆動トレインと、を備えた前記アクチュエータと、
前記磁石の位置に応じて出力を供するように構成された少なくとも１つの磁場センサと、を備える車両システム。
【請求項１２】
前記駆動ナットは、前記プランジャがブロックされた状態にある場合にエネルギーを蓄えるべく前記第１及び第２バネの１つを圧縮するように構成されている、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第１及び第２バネは、前記ブロックされた状態が解除された場合に前記プランジャを駆動すべく前記蓄えられたエネルギーを解放するように構成されている、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記磁場センサがホール効果センサである、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記第１及び第２位置と関連づけられた第１及び第２磁場センサを備え、前記磁場センサの各々は前記磁石の位置に応じて関連する出力を供する、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記磁石が交番極性を有する３つの領域を備える、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記第１及び第２バネが螺旋コイルバネである、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１８】
前記アクチュエータがコントローラを更に備え、
前記コントローラはパルス入力信号に応じて前記第１及び第２位置の少なくとも１つまで前記駆動ナットを駆動すべく前記モータを励磁するように構成されている、請求項１１に記載のシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公表番号】特表２００８−５１８１８２（Ｐ２００８−５１８１８２Ａ）
【公表日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５３９０９７（Ｐ２００７−５３９０９７）
【出願日】平成１７年１０月２６日（２００５．１０．２６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０３８７２２
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０４７６６７
【国際公開日】平成１８年５月４日（２００６．５．４）
【出願人】（５０５２６９４１２）ストーンリッジ・コントロール・デバイスィズ・インコーポレーテッド (7)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月２６日（２００５．１０．２６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０３８７２２
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０４７６６７
【国際公開日】平成１８年５月４日（２００６．５．４）
【出願人】（５０５２６９４１２）ストーンリッジ・コントロール・デバイスィズ・インコーポレーテッド (7)
【Ｆターム（参考）】
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