JP2002310294A - 自動変速機のシフトレンジ切換装置 - Google Patents
自動変速機のシフトレンジ切換装置Info
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Abstract
レンジを正確に切り換える自動変速機のシフトレンジ切
換装置を提供する。 【解決手段】 自動変速機4のシフトレンジ位置を検知
するNSW8の出力信号よりカウンタ202のカウント
値を参照することで各レンジの中心を示すカウント値を
算出し、各レンジを指し示すカウント値を基準値として
設定し、この基準値に基づいてアクチュエータ1を制御
することにより、ディテント機構の組み付け位置精度お
よびアクチュエータ1の個体ごとのばらつきに関係な
く、アクチュエータ1を自動変速機4に組み付ける際の
組み付け角度を調整する工程を不要にし、アクチュエー
タ1を自動変速機4に組み付けることが容易になる。し
たがって、アクチュエータ1の組み付けおよび整備が容
易になるとともに、ディテント機構を駆動して自動変速
機4のシフトレンジを正確に切り換えることができる。
Description
トレンジをモータ等からなるアクチュエータを介して切
り換える自動変速機のシフトレンジ切換装置に関する。
操作に従い自動変速機のシフトレンジを切り換えるシフ
トレンジ切換装置においては、例えば特開平5−445
11号公報に開示されるように、シフトレンジ切換用の
動力源として直流モータを備えたものが知られている。
自動変速機のシフトレンジを運転者によるシフトレバー
の操作力によって直接切り換える一般的な切換装置のよ
うに、シフトレバーとシフトレンジ切換機構とを機械的
に接続する必要がないことから、これら各部を車両に搭
載する際のレイアウト上の制限がなく、設計の自由度を
高めることができる。また、車両への組み付け作業を簡
単に行うことができるという利点があった。
レンジ切換装置において、シフトレンジの切り換えに一
つの直流モータを使用していると、直流モータが故障し
たり、その駆動回路に異常が発生したとき、自動変速機
のシフトレンジを切り換えることができなくなるという
問題があった。
05号公報に開示されるように、同期モータに2組のモ
ータ巻線および駆動回路を内臓し、切換時に各モータ巻
線を同時に通電することにより、一方のモータ巻線の断
線または駆動回路の故障等によりモータとしての機能を
失ったときでも、他方のモータ巻線に通電することでア
クチュエータを駆動し、シフトレンジの切換を継続して
実行できるようにしたシフトレンジ切換装置が考えられ
ている。
号公報に開示されるシフトレンジ切換装置においては、
自動変速機のシフトレンジを、パーキング(P)、リバ
ース(R)、ニュートラル(N)、ドライブ(D)、セ
カンド(2)、ロー(L)の各走行レンジに順に切り換
えるためのシフトレンジ切換機構を備えている。このシ
フトレンジ切換機構は、自動変速機内の摩擦係合装置の
係合及び解放を、上記各走行レンジの切換状態に応じて
切換制御するためのスプール弁及びマニュアルバルブ
と、アクチュエータ及びニュートラルスタートスイッチ
と一体に回転可能なマニュアルシャフトとを有してい
る。ここで、ニュートラルスタートスイッチは自動変速
機のシフトレンジを検出するためのものである。シフト
レンジ切換機構は、アクチュエータによりマニュアルシ
ャフトが回転すると、スプール弁がマニュアルバルブ内
部で摺動し、油圧回路を切り換えて自動変速機のシフト
レンジを切り換える。
般に、マニュアルバルブを自動変速機に組み付ける際の
組み付け位置精度はあまり高くなく、そのため、ニュー
トラルスタートスイッチは自動変速機に組み付け後に個
体ごとに組み付け角度を調整する必要があった。
様に、アクチュエータも運転者の指示したとおり正確に
シフトレンジを切り換える必要があるため、自動変速機
に組み付け後に組み付け角度の調整を個体ごとに行って
いた。しかしながら、アクチュエータは個体ごとのばら
つきが大きいため、組み付け角度の調整に過大な工数を
必要としていた。また、アクチュエータの故障時には、
アクチュエータのアセンブリ交換を行うのであるが、そ
のときにもアクチュエータの組み付け角度を調整する必
要があり、整備が困難であるという問題があった。
なされたものであり、アクチュエータの組み付けが容易
な自動変速機のシフトレンジ切換装置を提供することを
目的とする。本発明の他の目的は、シフトレンジを正確
に切り換える自動変速機のシフトレンジ切換装置を提供
することにある。
シフトレンジ切換装置によると、外部操作によって入力
される切換指令に従いアクチュエータを駆動することに
より、自動変速機のシフトレンジを切換指令に対応した
シフトレンジに制御する。そして、自動変速機のシフト
レンジ位置を検知する検出手段の検出信号から自動変速
機のシフトレンジ位置の基準値を設定し、この基準値に
基づいてアクチュエータを制御する。このため、シフト
レンジ切換機構の組み付け位置精度およびアクチュエー
タの個体ごとのばらつきに関係なく、アクチュエータを
自動変速機に組み付ける際の組み付け角度を調整する工
程を不要にし、アクチュエータを自動変速機に組み付け
ることが容易になる。したがって、アクチュエータの組
み付けおよび整備が容易になるとともに、シフトレンジ
切換機構を駆動して自動変速機のシフトレンジを正確に
切り換えることができる。
トレンジ切換装置によると、基準値からアクチュエータ
の制御マップを作成し、この制御マップに従ってアクチ
ュエータを制御するので、アクチュエータを自動変速機
に組み付けた後にアクチュエータの組み付け角度を調整
しなくてもよい。したがって、アクチュエータに組み付
け位置の基準を検出する手段等を設けることなく、アク
チュエータの絶対位置を把握することができ、簡単な構
成で正確にシフトレンジを切り換えることができる。
トレンジ切換装置によると、基準値から目標値を設定
し、外部操作による指令値が目標値の範囲内となるよう
にアクチュエータを制御するので、アクチュエータを自
動変速機に組み付けた後にアクチュエータの組み付け角
度を調整しなくてもよい。したがって、アクチュエータ
に組み付け位置の基準を検出する手段等を設けることな
く、アクチュエータの絶対位置を把握することができ、
簡単な構成で正確にシフトレンジを切り換えることがで
きる。
トレンジ切換装置によると、基準値と外部操作による指
令値との偏差を算出し、この偏差を補正するようにアク
チュエータを制御するので、アクチュエータを自動変速
機に組み付けた後にアクチュエータの組み付け角度を調
整しなくてもよい。したがって、アクチュエータに組み
付け位置の基準を検出する手段等を設けることなく、ア
クチュエータの絶対位置を把握することができ、簡単な
構成で正確にシフトレンジを切り換えることができる。
実施例を図面に基づいて説明する。図1は、本発明が適
用された一実施例による自動変速機のシフトレンジ切換
装置のシステム構成を表すブロック図である。図1に示
すように、シフトレンジ切換装置は、アクチュエータ
1、アクチュエータ制御回路2、シフトスイッチ3、自
動変速機4、バッテリ5、リレー6、イグニッションス
イッチ(IG)7およびニュートラルスタートスイッチ
(NSW)8から構成される。
ギヤ102およびインクリメンタル型エンコーダ式位置
検出センサ103で構成され、自動変速機4のマニュア
ルシャフト401と、減速ギア102の出力軸と、NS
W8とが一体となって回転するように自動変速機4に組
み付けられている。アクチュエータ制御回路2は、モー
タ制御部201と、カウンタ202と、モータ制御部2
01に内蔵された不揮発性の書換可能な半導体記憶装置
(メモリ)203と、シフトスイッチ3およびNSW8
からの信号、ならびにブレーキ信号や車速信号を受ける
信号入力段204とで構成されている。ここで、モータ
制御部201は制御手段を構成している。
回路2の信号入力段204に電気的に接続され、運転者
が図示しないシフトレバーを操作することにより、自動
変速機4のシフトレンジを選択・指令するためのもので
ある。
構40を備えている。シフトレンジ切換機構としてのデ
ィテント機構40は、自動変速機4のシフトレンジを、
パーキング(P)、リバース(R)、ニュートラル
(N)、ドライブ(D)、セカンド(2)、ロー(L)
の各走行レンジに順に切り換えるためのものである。
は、自動変速機4内の図示しない摩擦係合装置の係合及
び解放を、上記各走行レンジの切換状態に応じて切換制
御するためのスプール弁404及びマニュアルバルブ4
05と、各レンジを保持するためのディテントスプリン
グ403及びディテントプレート402と、シフトレン
ジがPレンジに切り換えられたとき、自動変速機4の図
示しない出力軸に設けられたパークギヤ408にツメ4
07を嵌合させ、出力軸の回転を停止させるロッド40
6と、ディテントプレート402が固定されたマニュア
ルシャフト401とから構成されている。
ュエータ1によりマニュアルシャフト401が回転する
と、ディテントプレート402を介してスプール弁40
4がマニュアルバルブ405の内部で摺動し、油圧回路
を切り換えて自動変速機4のシフトレンジを切り換え
る。アクチュエータ作動完了後にアクチュエータの通電
を停止したときは、ディテントスプリング403とディ
テントプレート402により切り換えたシフトレンジは
保持される。また、Pレンジへの切り替えは、アクチュ
エータ1によりマニュアルシャフト401を回転させ、
ディテントプレート402を介してロッド406が図2
に示す矢印A方向に押され、ロッド406の先端に設け
られたテーパー部によりツメ407が図2に示す矢印B
方向に押し上げられて、自動変速機4の出力軸に固定さ
れたパークギヤ408とツメ407が機械的にロックし
て車両の駆動軸が機械的に係止されてPレンジに切り換
わる。バッテリ5は、エンジン駆動時に図示しないオル
タネータにより充電されており、アクチュエータ制御回
路2に電力を供給している。リレー6は、IG7のオン
/オフ状態によりバッテリ5からアクチュエータ制御回
路2への電力の供給、遮断を切り換えるためのものであ
る。IG7は、運転者の操作により図示しないエンジン
の駆動をオンまたはオフに切り換えるためのものであ
る。
4のシフトレンジ位置を検出するためのものであり、ア
クチュエータ制御回路2の信号入力段204に電気的に
接続され、自動変速機4のマニュアルシャフト401と
一体に回転可能な図3、図4および図5に示すブラシ8
01を有している。ブラシ801は、アクチュエータ1
によりマニュアルシャフト401が回転されると、マニ
ュアルシャフト401の回転方向に従って図3に示す矢
印C方向または図5に示す矢印D方向に移動する。ブラ
シ801が図3に示す位置から矢印C方向に移動した場
合、Pレンジの接点803とコモン802とが導通し、
Pレンジを検出する。同様に、Rレンジ、Nレンジ、D
レンジ、2レンジ、Lレンジの各接点804、805、
806、807、808とコモン802とが導通するこ
とで各レンジに切り換わったことを検出するようになっ
ている。ここで、図2に示すマニュアルバルブ405は
自動変速機4にノックピン等で位置決めされているわけ
ではなく、また、各部の遊びや加工精度の点で個体毎に
ばらつきがあるため、NSW8で検出するシフトレンジ
位置と、実際の自動変速機4のシフトレンジ位置とが一
致するように、NSW8を自動変速機4に組み付ける際
に組み付け角度が調整され、上記のばらつきが吸収され
ている。
置のアクチュエータ1の組み付け手順について、図1お
よび図3〜図8を用いて説明する。図3に示すように、
NSW8のブラシ801がPレンジの外側にある状態
で、自動変速機4にアクチュエータ1を組み付け、アク
チュエータ1をPレンジから矢印C方向に駆動し、位置
検出センサ103の出力パルスをカウンタ202でカウ
ントする。このとき、NSW8の信号は順番に、導通な
し、Pレンジ導通、導通なし、Rレンジ導通、導通な
し、Nレンジ導通、導通なし、Dレンジ導通、導通な
し、2レンジ導通、導通なし、Lレンジ導通と切り換わ
る。このときのNSW8の出力信号とカウンタ202の
カウント値との関係を図6に示す。同様に、図5に示す
ように、NSW8のブラシ801がLレンジの外側にあ
る状態からアクチュエータ1をLレンジから矢印D方向
に駆動したときのNSW8の出力信号とカウンタ202
のカウント値との関係を図7に示す。
n)のカウント値が110で、図7に示す出力信号(Po
n→off)のカウント値が90となっている。本来両者は
一致するはずであるが、両者のカウント値がずれてしま
うのは、減速ギア102や、マニュアルシャフト401
とアクチュエータ1およびNSW8との接合部に機械的
な遊びがあるためである。したがって、図8に示すよう
に、図6に示す出力信号(off→Pon)のカウント値
と、図7に示す出力信号(off→Pon)のカウント値と
の平均値である150がPレンジの中心を示すカウント
値となる。同様に、Rレンジの中心を示すカウント値は
350、Nレンジの中心を示すカウント値は550、D
レンジの中心を示すカウント値は750、2レンジの中
心を示すカウント値は950、Lレンジの中心を示すカ
ウント値は1150となる。
ウント値を知ることができ、各レンジを指し示すカウン
ト値を基準値として設定し、この基準値に基づいてアク
チュエータ1を制御することにより、アクチュエータ1
を自動変速機4に組み付けた後にアクチュエータ1の組
み付け角度を調整しなくても、正確にシフトレンジを切
り換えることができる。なお上記手順では、Pレンジの
中心を示すカウント値として、図6に示す出力信号(of
f→Pon)のカウント値と、図7に示す出力信号(off→
Pon)のカウント値との平均値を採用したが、Pレンジ
の中心を示すカウント値としては、図6に示す出力信号
(Pon→off)のカウント値と、図7に示す出力信号
(Pon→off)のカウント値との平均値を採用してもよ
いし、図6に示す出力信号(off→Pon)および(Pon
→off)のカウント値、ならびに図7に示す出力信号(o
ff→Pon)および(Pon→off)のカウント値のすべて
の平均値を採用してもよい。上記のことは、Rレンジ、
Nレンジ、Dレンジ、2レンジ、Lレンジの各レンジの
中心を示すカウント値についても同様である。
タ1を制御する方法としては、アクチュエータ1の制御
マップを自動的に作成してモータ制御部201に内蔵さ
れたマイコンにこの制御マップを書き込み、制御マップ
に従ってアクチュエータ1を制御したり、基準値から目
標値を設定し、メモリ203の空エリアにこの目標値を
書き込んでシフトスイッチ3の指令値が目標値の範囲内
となるようにアクチュエータ1を制御したり、または基
準値とシフトスイッチ3の指令値との偏差を補正するよ
うにアクチュエータ1を制御したりすることができる。
の作動について、図1を用いて説明する。運転者がIG
7を操作してエンジンの運転状態をオンにし、IG7の
オン状態によりリレー6を通じてバッテリ5からアクチ
ュエータ制御回路2に電力が供給され、シフトスイッチ
3からアクチュエータ制御回路2にシフトレンジの切換
指令が入力されると、モータ制御部201はモータ10
1の回転角度を所望のシフトレンジに対応した回転角度
に制御する。すると、アクチュエータ1はマニュアルシ
ャフト401を回転させて自動変速機4のシフトレンジ
(Pレンジ、Rレンジ、Nレンジ、Dレンジ、2レン
ジ、Lレンジ)を切り換える。
位置関係は、例えばPレンジを基準と考えるとRレンジ
はPレンジから約20度の位置、Nレンジは約30度の
位置、Dレンジは約40度の位置、2レンジは約50度
の位置、Lレンジは約60度の位置にある。アクチュエ
ータ1が減速比1/60の減速ギア102を内蔵してい
るとすると、モータ101の回転位置に直すと、Rレン
ジはPレンジからモータ101の3回転と120度の位
置、Nレンジは5回転の位置、Dレンジは6回転と24
0度の位置、2レンジは8回転と120度の位置、Lレ
ンジは10回転の位置ということになり、この位置情報
はモータ制御部201に内蔵されたマイコンまたはメモ
リ203にアクチュエータ1の制御マップまたは目標値
や基準値として書き込まれている。
101のロータの回転に伴ってパルスを出力し、その出
力値をカウンタ202がカウントしてモータ101の回
転回数と回転角度位置をモータ制御部201に伝達す
る。モータ制御部201はカウンタ202から入力した
モータ101の回転回数と回転角度位置、つまり自動変
速機4のシフトレンジがシフトスイッチ3の指令値と一
致しているか判断し、両者を一致させるようにモータ1
01を駆動してシフトレンジの切換制御を実行する。
態をIG7のオン/オフ状態により検出し、運転者の操
作によりIG7がオフの状態なったときリレー6の通電
を保持し、カウンタ202から出力されるモータ101
の回転回数と回転角度をメモリ203に書き込み、書き
込みが終了したらリレー6を切断してシステムの電源を
オフにする。運転者がIG7を操作してエンジンの運転
状態を再びオンにし、リレー6がオン状態となったとき
には、メモリ203からモータ101の回転回数と回転
角度を読み出し、この値を初期値として設定し制御を開
始する。
場合、自動変速機4のシフトレンジは、ディテント機構
40により保持されているので、IG7のオフ状態にお
いて自動変速機4のシフトレンジが切り換わることはな
い。つまり、IG7のオフ時にモータ101の回転回数
と回転角度が変わることはない。従って、バッテリ5か
らモータ制御部201に電力が再度供給されたとき、メ
モリ203に記憶されたアクチュエータ1の回転位置
と、アクチュエータ1の実際の回転位置とがずれてしま
うことはなく、アクチュエータ制御回路2は正常にアク
チュエータ1を制御することができる。
よる自動変速機のシフトレンジ切換装置においては、自
動変速機4のシフトレンジ位置を検知するNSW8の出
力信号よりカウンタ202のカウント値を参照すること
で各レンジの中心を示すカウント値を算出し、各レンジ
を指し示すカウント値を基準値として設定し、この基準
値に基づいてアクチュエータ1を制御することにより、
ディテント機構40の組み付け位置精度およびアクチュ
エータ1の個体ごとのばらつきに関係なく、アクチュエ
ータ1を自動変速機4に組み付ける際の組み付け角度を
調整する工程を不要にし、アクチュエータ1を自動変速
機4に組み付けることが容易になる。したがって、アク
チュエータ1の組み付けおよび整備が容易になるととも
に、ディテント機構40を駆動して自動変速機4のシフ
トレンジを正確に切り換えることができる。
ータ1の制御マップを自動的に作成してモータ制御部2
01に内蔵されたマイコンにこの制御マップを書き込
み、制御マップに従ってアクチュエータ1を制御した
り、基準値から目標値を設定し、メモリ203の空エリ
アにこの目標値を書き込んでシフトスイッチ3の指令値
が目標値の範囲内となるようにアクチュエータ1を制御
したり、または基準値とシフトスイッチ3の指令値との
偏差を補正するようにアクチュエータ1を制御したりす
ることで、アクチュエータ1を自動変速機4に組み付け
た後にアクチュエータ1の組み付け角度を調整しなくて
もよい。したがって、アクチュエータ1に組み付け位置
の基準を検出する手段等を設けることなく、アクチュエ
ータ1の絶対位置を把握することができ、簡単な構成で
正確にシフトレンジを切り換えることができる。
ンジ切換装置を示すシステム構成図である。
のディテント機構の概略構成を示す説明図である。
のNSWを平面に展開した状態を示す模式図である。
のNSWを平面に展開した状態を示す模式図である。
のNSWを平面に展開した状態を示す模式図である。
のNSWの出力信号とカウンタのカウント値との関係を
説明するためのデータ図である。
のNSWの出力信号とカウンタのカウント値との関係を
説明するためのデータ図である。
を示すデータ図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 自動変速機のシフトレンジを、パーキン
グを含む各種走行レンジに切り換えるためのシフトレン
ジ切換機構と、 前記シフトレンジ切換機構の動力源となるアクチュエー
タと、 外部操作によって入力される切換指令に従い前記アクチ
ュエータを駆動することにより、前記自動変速機のシフ
トレンジを前記切換指令に対応したシフトレンジに制御
する制御手段と、 前記自動変速機のシフトレンジ位置を検知して前記制御
手段に検出信号を送出する検出手段とを備えた自動変速
機のシフトレンジ切換装置であって、 前記制御手段は、前記検出手段の検出信号から前記自動
変速機のシフトレンジ位置の基準値を設定し、前記基準
値に基づいて前記アクチュエータを制御することを特徴
とする自動変速機のシフトレンジ切換装置。 - 【請求項2】 前記制御手段は、前記基準値から前記ア
クチュエータの制御マップを作成し、前記制御マップに
従って前記アクチュエータを制御することを特徴とする
請求項1記載の自動変速機のシフトレンジ切換装置。 - 【請求項3】 前記制御手段は、前記基準値から目標値
を設定し、前記切換指令の値が前記目標値の範囲内とな
るように前記アクチュエータを制御することを特徴とす
る請求項1記載の自動変速機のシフトレンジ切換装置。 - 【請求項4】 前記制御手段は、前記基準値と前記切換
指令の値との偏差を算出し、この偏差を補正するように
前記アクチュエータを制御することを特徴とする請求項
1記載の自動変速機のシフトレンジ切換装置。
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