JP2002323131A - 自動変速装置 - Google Patents

自動変速装置

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JP2002323131A
JP2002323131A JP2001127192A JP2001127192A JP2002323131A JP 2002323131 A JP2002323131 A JP 2002323131A JP 2001127192 A JP2001127192 A JP 2001127192A JP 2001127192 A JP2001127192 A JP 2001127192A JP 2002323131 A JP2002323131 A JP 2002323131A
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康弘 山内
Hiroaki Akazawa
浩明 赤澤
Masaru Sakakibara
賢 榊原
Naoshi Shibayama
尚士 柴山
Takao Koyama
隆夫 小山
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 大型なモータを設けることなくシフトバイワ
イヤ機構を実現する。 【解決手段】 運転者の選択したレンジを電気信号に変
換して、アクチュエータにより自動変速機4のレンジ切
換操作を行うシフトバイワイヤ式の自動変速装置におい
て、前記アクチュエータとしてエンジンのスタータ用の
モータ1を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、自動変速装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】特開平7−81448号等に開示されて
いるように、運転者の選択したレンジを電気信号に変換
して、モータ等のアクチュエータを作動して、自動変速
機本体内のレンジ切換弁、パーキング機構の操作を行う
ことでレンジ切換えを行うシフトバイワイヤ式の自動変
速装置がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな装置においては、N(ニュートラル)レンジ、D
(ドライブ)レンジ、R(リバース)レンジ等は、軽量
なレンジ切換弁を平行移動させるだけであるから、レン
ジ切換えにそれほど大きな力は必要ないが、例えばP
(パーキング)レンジでは、車両を止めておくための比
較的重い部品(パーキングポール、パーキングレバー等)
を力の強いリターンスプリングに抗して動かすことにな
るため、他のレンジ切換えと比べ大きな操作力を必要と
する。
【0004】したがって、シフトバイワイヤ機構を実現
するには、Pレンジの操作に耐えうる大きなモータを備
える必要があり、コスト、設置スペースの点で不利にな
る。
【0005】この発明は、このような大型なモータを設
けることなくシフトバイワイヤ機構を実現することを目
的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、運転者の
選択したレンジを電気信号に変換して、アクチュエータ
により自動変速機のレンジ切換操作を行うシフトバイワ
イヤ式の自動変速装置において、前記アクチュエータと
してエンジンのスタータ用のモータを用いる。
【0007】第2の発明は、第1の発明において、前記
スタータ用のモータの出力ギアは、エンジンと常時一体
に回転するリングギアと噛み合う始動位置と、リングギ
アと噛み合わない走行位置に移動可能であり、スタータ
用のモータの出力ギアが走行位置にあるときに、これと
噛み合うようにレンジ切換操作用のギアを設ける。
【0008】第3の発明は、第1の発明において、前記
スタータ用のモータの出力軸を、出力ギアに結合する状
態と、レンジ切換操作機構に結合する状態とに、切換え
るクラッチ機構を設ける。
【0009】第4の発明は、第1〜第3の発明におい
て、レンジ切換操作のうち、パーキングレンジの出入り
操作のみエンジンのスタータ用のモータを用いる。
【0010】
【発明の効果】第1、第2の発明によれば、既存のスタ
ータ用のモータを用いてレンジ切換を行うことで、パー
キングレンジの操作に耐えうる大きなモータを備える必
要がなくなり、シフトバイワイヤ機構を構成する場合の
コスト、設置スペースの増加を抑制できる。レンジ切換
操作、エンジンの始動操作は同時に必要になることが有
り得ないので、スタータ用のモータをレンジ切換操作を
行うアクチュエータとして兼用させても、互いに時期的
な制約は全く生じることはない。
【0011】第2の発明によれば、既存のスタータ用の
モータの出力ギアの移動機構を応用して、スタータ用の
モータを本来のスタータとして用いる状態と、レンジ切
換え用に用いる状態との切り換えを行うことができるの
で、容易に実施できる。シフトバイワイヤ式以外の自動
変速機でも、エンジンのスタータと兼用できる部品が多
くなり、適用が容易である。
【0012】第3の発明によれば、出力ギアの噛み合い
開始時に歯の端部同士がぶつかって、スムースな切換え
を行えないといった事態を避けるための工夫を不要にで
き、常時切換えをスムースに行える。
【0013】第4の発明によれば、エンジンのスタータ
用のモータを用いるのを、パーキングレンジの出入り操
作のみとすることで、スタータ用のモータが担当するの
は2位置間の制御のみとなり、そのため本来位置制御用
に精度、応答性を考慮されていないスタータ用のモータ
でも、高度な位置制御機能を備えることなく十分対応で
きる。また、スタータ用のモータからの動力取り出し機
構(レンジ切換操作機構)をパーキング機構部分にさえ持
ってくればよいので簡素な構成となる。またこの場合、
他のレンジ切換についてはアクチュエータの追加が必要
になるものの、他のレンジでの切換えは小型のアクチュ
エータで対応できるので、パーキングレンジをレンジ切
換専用のアクチュエータで動かす場合と比べ、コスト低
減、設置スペースの低減が図れる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
【0015】図1はエンジンの始動時にスタータ用のモ
ータ(スタータモータ)1の出力ギア2が噛み合うリン
グギア3ならびに自動変速機4の部分を表す概略図、図
2は図1の断面図を示し、右側部分は図1のA−A線断
面を、左側部分は図1のB−B線断面を表している。
【0016】エンジンの出力軸5には、リングギア3な
らびにトルクコンバータ(図示しない)が取り付けら
れ、スタータモータ1はエンジンの出力軸5と平行に配
置される。
【0017】自動変速機4は、例えばVベルト(図示し
ない)とプーリ幅が可変制御される駆動側プーリ6と従
動側プーリ7とを備えた無段変速機から構成され、駆動
側プーリ6の入力軸8は前後進切換機構(図示しない)
を介してトルクコンバータの出力軸に、従動側プーリ7
の出力軸(変速機出力軸)10は所定の歯車列11、差
動装置12を介してドライブシャフト13に連結され
る。
【0018】変速機出力軸8にはパーキングギヤ14が
取り付けられ、パーキングギヤ14の一側に、パーキン
グ時、パーキングギヤ14に噛み合って車両を止めてお
くためのパーキング機構15が設けられる。
【0019】図3、図4に詳細を示すように、パーキン
グ機構15は、パーキングギヤ14との噛み合い位置と
非噛み合い位置とに揺動可能なパーキングポール16
と、パーキングポール16を非噛み合い位置に付勢する
スプリング17と、パーキングレバー18の作動によっ
てパーキングポール16をスプリング17に抗してパー
キングギヤ14との噛み合い位置に押動するテーパ形状
のブッシュ20等から構成され、パーキングレバー18
はレンジ切換操作機構21に連結される。
【0020】レンジ切換操作機構21は、パーキングレ
バー18にリンク22を介して連結されるアーム23
と、アーム23の駆動軸24の端部に取り付けられる操
作用ギヤ25等から構成され、操作用ギヤ25は、スタ
ータモータ1の出力ギア2がリングギア3と噛み合う始
動位置にあるときは出力ギア2と噛み合わず、スタータ
モータ1の出力ギア2がリングギア3と噛み合わない走
行位置にあるときに出力ギア2と噛み合うように配置さ
れる。
【0021】なお、スタータモータ1の出力ギア2は、
スタータモータ1に設けられる公知の移動機構によって
リングギア3と噛み合う始動位置とリングギア3と噛み
合わない走行位置とに駆動される。
【0022】図5は制御ブロック図を示し、26はコン
トロールユニット、27はイグニッションスイッチ、2
8は運転者により操作されるセレクトレバー(図示しな
い)のレンジ選択位置(P…パーキング、R…リバー
ス、N…ニュートラル、D…ドライブ、2、1)を検出
するセレクトスイッチ、1はスタータモータ、30は自
動変速機4内のレンジ切換弁(マニュアル弁)を駆動す
るためのシフトアクチュエータ(モータ等)である。
【0023】イグニッションスイッチ27をスタート位
置に入れると、スタータモータ1の出力ギア2が、リン
グギア3と噛み合わない走行位置(レンジ切換操作機構
21の操作用ギヤ25と噛み合う位置)からリングギア
3と噛み合う始動位置に進出されて駆動され、エンジン
が起動される。
【0024】イグニッションスイッチ27がスタート位
置以外にあるときは、スタータモータ1の出力ギア2
は、リングギア3と噛み合わない走行位置に戻り、レン
ジ切換操作機構21の操作用ギヤ25と噛み合わされ
る。
【0025】運転者がセレクトレバーを操作してPレン
ジを選択すると、スタータモータ1が所定方向(パーキ
ングポール16の噛み合う方向)に一時的に駆動され、
その出力ギア2の回動が操作用ギヤ25、駆動軸24を
介してアーム23に伝えられ、リンク22を介してパー
キングレバー18が引き上げ作動(図4の反時計回り方
向)される。これによって、ブッシュ20によってパー
キングポール16が押動されてパーキングギヤ14と噛
み合わされ、変速機出力軸8がパーキング状態にロック
される。
【0026】セレクトレバーを操作してPレンジから他
のレンジに切り換えると、スタータモータ1が前述の逆
方向(パーキングポール16を外す方向)に一時的に駆
動され、その出力ギア2の回動が操作用ギヤ25、駆動
軸24を介してアーム23に伝えられ、リンク22を介
してパーキングレバー18が引き下げ方向(図4の時計
回り方向)に戻される。これによって、ブッシュ20が
戻され、スプリング17によってパーキングポール16
が非噛み合い位置に復帰されてパーキングギヤ14から
外され、変速機出力軸8が解放される。
【0027】一方、セレクトレバーを操作してレンジを
切り換えると、自動変速機4内のレンジ切換弁(マニュ
アル弁)のシフトアクチュエータ30が作動され、レン
ジ切換弁が選択されたレンジに切り換えられる。
【0028】なお、このシフトアクチュエータ30は軽
量なレンジ切換弁のスプールを移動させるだけなので、
小型のものを用いることができる。
【0029】このように、既存のスタータモータ1を用
いてレンジ切換を行うことで、Pレンジの操作に耐えう
る大きなモータを備える必要がなくなり、シフトバイワ
イヤ機構を構成する場合のコスト、設置スペースの増加
を抑制できる。
【0030】レンジ切換操作、エンジンの始動操作は同
時に必要になることが有り得ないので、スタータモータ
1をレンジ切換操作を行うアクチュエータとして兼用さ
せても、互いに時期的な制約は全く生じることはない。
【0031】また、既存のスタータモータ1の出力ギア
2の移動機構を応用して、スタータモータ1を本来のス
タータとして用いる状態と、レンジ切換え用に用いる状
態との切り換えを行うことができるので、容易に実施で
きる。シフトバイワイヤ式以外の自動変速機でも、エン
ジンのスタータと兼用できる部品が多くなり、適用が容
易である。
【0032】また、エンジンのスタータモータ1を用い
るのを、Pレンジの出入り操作のみとすることで、スタ
ータモータ1が担当するのは2位置間の制御のみとな
り、そのため本来位置制御用に精度、応答性を考慮され
ていないスタータモータ1でも、高度な位置制御機能を
備えることなく十分対応できる。また、スタータモータ
1からの動力取り出し機構(レンジ切換操作機構21)を
パーキング機構部分にさえ持ってくればよいので簡素な
構成となる。またこの場合、他のレンジ切換については
アクチュエータ30の追加が必要になるものの、他のレ
ンジでの切換えは小型のアクチュエータで対応できるの
で、Pレンジをレンジ切換専用のアクチュエータで動か
す場合と比べ、コスト低減、設置スペースの低減が図れ
る。
【0033】図6は本発明の第2の実施の形態を示す。
【0034】これは、スタータモータ1の出力軸1A
を、出力ギア2に結合する状態と、レンジ切換操作機構
21に結合する状態とに、切換えるクラッチ機構40を
設けたものである。
【0035】出力軸1Aに出力ギア2を軸方向に摺動自
由に嵌装すると共に、出力軸1Aの端部に電磁クラッチ
のクラッチプレート41を、このクラッチプレート41
に対峙してレンジ切換操作機構21の駆動軸24の端部
に電磁クラッチのクラッチプレート42をそれぞれ取り
付ける。
【0036】出力ギア2、クラッチプレート41、42
を間に、出力ギア2、クラッチプレート42に面してそ
れぞれ電磁コイル43、44を配設する。
【0037】エンジンの始動時は、電磁コイル44によ
り、図6のように出力ギア2と出力軸1Aのクラッチプ
レート41とを接続し、スタータモータ1の回転をリン
グギア3に伝達する。
【0038】始動時以外は、電磁コイル43により、図
7のように出力軸1Aのクラッチプレート41とレンジ
切換操作機構21の駆動軸24のクラッチプレート42
とを接続し、スタータモータ1の回転をレンジ切換操作
機構21に伝達する。
【0039】このようにすれば、出力ギア2の噛み合い
開始時に歯の端部同士がぶつかって、スムースな切換え
を行えないといった事態を避けるための工夫(歯の端部
に斜面を設けるなど)を不要にでき、常時切換えをスム
ースに行える。
【0040】なお、各形態では、スタータモータ1によ
るレンジ切換はPレンジ関連のみとしたが、いずれも全
レンジ切換をスタータモータ1で行うようにしても良
い。
【0041】また、エンジンの始動時以外は、スタータ
モータ1を常時レンジ切換操作機構21に結合する構成
としたが、これに限らず通常走行時は結合しない中立位
置を設け、レンジ切換必要時のみ結合するようにしても
良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態を示す概略図である。
【図2】図1のA−A線ならびにB−B線断面図であ
る。
【図3】パーキング機構ならびにレンジ切換操作機構の
正面図である。
【図4】パーキング機構ならびにレンジ切換操作機構の
側面図である。
【図5】制御ブロック図である。
【図6】第2の実施の形態の概略図である。
【図7】その動作説明図である。
【符号の説明】
1 スタータモータ 1A 出力軸 2 出力ギア 3 リングギア 4 自動変速機 10 変速機出力軸 14 パーキングギヤ 15 パーキング機構 21 レンジ切換操作機構 24 駆動軸 25 操作用ギヤ 26 コントロールユニット 27 セレクトスイッチ 40 クラッチ機構
フロントページの続き (72)発明者 榊原 賢 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 柴山 尚士 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 小山 隆夫 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 Fターム(参考) 3J062 AA01 AB01 AB03 AB29 AC07 BA11 BA12 CB06 CB14 CG01 CG83 CG95 3J067 AA01 AB23 AB24 AC23 BA58 BB20 CA32 FB63 GA01

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 運転者の選択したレンジを電気信号に変
    換して、アクチュエータにより自動変速機のレンジ切換
    操作を行うシフトバイワイヤ式の自動変速装置におい
    て、 前記アクチュエータとしてエンジンのスタータ用のモー
    タを用いることを特徴とする自動変速装置。
  2. 【請求項2】 前記スタータ用のモータの出力ギアは、
    エンジンと常時一体に回転するリングギアと噛み合う始
    動位置と、リングギアと噛み合わない走行位置に移動可
    能であり、スタータ用のモータの出力ギアが走行位置に
    あるときに、これと噛み合うようにレンジ切換操作用の
    ギアを設けることを特徴とする請求項1に記載の自動変
    速装置。
  3. 【請求項3】 前記スタータ用のモータの出力軸を、出
    力ギアに結合する状態と、レンジ切換操作機構に結合す
    る状態とに、切換えるクラッチ機構を設けたことを特徴
    とする請求項1に記載の自動変速装置。
  4. 【請求項4】 レンジ切換操作のうち、パーキングレン
    ジの出入り操作のみエンジンのスタータ用のモータを用
    いることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記
    載の自動変速装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2020095493A1 (ja) * 2018-11-06 2020-05-14 武蔵精密工業株式会社 車両の電動式変速操作装置
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WO2020095492A1 (ja) * 2018-11-06 2020-05-14 武蔵精密工業株式会社 車両の電動式変速操作装置
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