JP2002349705A - シフトバイワイヤシステム - Google Patents

シフトバイワイヤシステム

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JP2002349705A JP2001160134A JP2001160134A JP2002349705A JP 2002349705 A JP2002349705 A JP 2002349705A JP 2001160134 A JP2001160134 A JP 2001160134A JP 2001160134 A JP2001160134 A JP 2001160134A JP 2002349705 A JP2002349705 A JP 2002349705A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動変速機のシフトポジションの選択を電気
制御に基づくモータ駆動により行うと共に、ディテント
機構によりシフト位置を決定するシフトバイワイヤシス
テムにおいて、高い加工精度を必要とせず、耐久性を確
保し、ディテント機構の動きに影響を与えることなくシ
フトアクチュエータを駆動することができるシフトバイ
ワイヤシステムを提供すること。 【解決手段】 シフトバイワイヤシステムにおいて、シ
フトアクチュエータを、サンギヤ39とピニオンキャリ
ヤ42とリングギヤ41を有する遊星歯車機構と、サン
ギヤ39と連結したメインモータと、ピニオンキャリヤ
42と連結したコントロールシャフトとから構成し、リ
ングギヤ41の外周にストッパ41aを設け、リングギ
ヤ41を収装する第2収装部44にストッパ41aがリ
ングギヤ41と共に回動可能な遊び44aを設け、この
遊び量44aは、ディテント機構の位置決めによる動作
を許容できる範囲に設定されていることとした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動変速機のシフ
トポジションの選択を電気制御に基づくモータ駆動によ
り行うと共に、ディテント機構によりシフト位置を決定
するシフトバイワイヤシステムの技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】従来、シフトバイワイヤシステムとして
は、例えば、特開平5−118436号公報に記載のも
のが知られている。この公報に記載のシフトバイワイヤ
システムは、電気制御に基づいて駆動するモータにより
ギヤ機構が駆動され、自動変速機のレンジ切換弁が切り
換えられる。図7は、従来技術におけるシフトバイワイ
ヤシステムの概略図である。まず、構成を説明すると、
100はモータ、101はウォーム、102はウォーム
ホイール、103はボス部、104はウォームホイール
102とコントロール軸131を結合する結合部、11
0はアクチュエータ位置センサ、120はバルブ位置セ
ンサ、130はコントロール機構である。
【0003】コントロール機構130は、コントロール
軸131に係合されたディテントレバー132と、ディ
テントレバー132に設けられた凹凸部135,136
と、凹凸部135,136と係合し、ディテントスプリ
ング133に押圧されたローラ134から構成されてい
る。また、ディテントレバー132には、シフトバルブ
機構140が係合し、所望のレンジ位置を得ることがで
きる。
【0004】ここで、図8に結合部104の拡大断面図
を示す。コントロール軸131の端部131aは外周面
の両側を所定寸法の二面幅を持って面取りすることで2
つの係合面131bが形成されている。そして、これら
係合面131bとボス部103の内壁面103aとの間
には、相互の回転方向に関して所定の遊び量δが設けら
れている。
【0005】[作用]次に作用を説明する。モータ10
0が駆動し、ウォームホイール102を例えばディテン
ト機構から見て時計回りに駆動する。ディテントレバー
132はディテントスプリング133により押圧されて
いるため、コントロール軸131は動かず、遊びδ分だ
けウォームホイール102が回転する。係合面131b
と内壁面103aが当接すると、ディテントスプリング
133の押圧力に逆らって、コントロール軸131が回
転し、ディテントレバー132が回転する。これによ
り、ローラ134は凹部136から凸部135に移動す
る。ローラ134が凸部135の頂点に達すると、ディ
テントスプリング133の押圧力によりローラ134が
一気に隣の凹部に移動し、ディテントレバー132を時
計回りの方向に押しやる。これにより、コントロール軸
131もウォームホイール102から入力される回転以
上に時計回りに回転されるため、結合部104におい
て、2δ分だけウォームホイール102より余分に回転
する。ローラ134が凹部136で停止することで、コ
ントロール軸131は固定され、さらにδ分だけウォー
ムホイール102が回転することで、係合面131bの
両面に隙間δが確保された位置において停止する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
シフトバイワイヤシステムにあっては、以下に示す問題
があった。すなわち、ボス部103に設けられた結合部
104の遊びδは、ディテント機構の動きに応じた量に
設定する必要があるが、非常に微妙な動きを要求される
ため、高い加工精度を要求されることで、コストアップ
に繋がるという問題があった。また、係合面131bと
内壁面103aがぶつかり合うため、異音の発生や、耐
久性を悪化を招くという問題があった。
【0007】本発明は、上記問題点に着目してなされた
もので、その目的とするところは、自動変速機のシフト
ポジションの選択を電気制御に基づくモータ駆動により
行うと共に、ディテント機構によりシフト位置を決定す
るシフトバイワイヤシステムにおいて、高い加工精度を
必要とせず、耐久性を確保し、ディテント機構の動きに
影響を与えることなくシフトアクチュエータを駆動する
ことができるシフトバイワイヤシステムを提供すること
にある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の発明では、ドライバにより操作さ
れ、パーキングレンジやドライブレンジなどの各レンジ
に応じたシフトポジションを示すスイッチ信号を出力す
るシフトスイッチと、自動変速機に設けられ、マニュア
ルバルブに連結され、パーキングロッドを所定の位置に
位置決めするディテント機構と、該ディテント機構を駆
動するシフトアクチュエータと、前記シフトスイッチの
スイッチ信号を入力し、スイッチ信号が示すシフトポジ
ションを得る指令を前記シフトアクチュエータに出力す
るシフト制御手段と、を備えたシフトバイワイヤシステ
ムにおいて、前記シフトアクチュエータを、サンギヤと
ピニオンキャリヤとリングギヤを有する遊星歯車機構の
サンギヤと連結させ、ピニオンキャリヤと連結したアク
チュエータ出力軸とから構成し、リングギヤを収装する
収装部にリングギヤと共に回動可能な遊びを設け、該遊
び量は、前記ディテント機構の位置決めによる動作を許
容できる範囲に設定されていることを特徴とする。
【0009】請求項2に記載の発明では、請求項1に記
載のシフトバイワイヤシステムにおいて、リングギヤ外
周に設けた凸部の周方向側面両側と前記遊び周方向端部
との間に弾性部材を設けたことを特徴とする。
【0010】
【発明の作用および効果】請求項1記載のシフトバイワ
イヤシステムにあっては、シフトアクチュエータが、サ
ンギヤとピニオンキャリヤとリングギヤを有する遊星歯
車機構と、サンギヤと連結した駆動手段と、ピニオンキ
ャリヤと連結したアクチュエータ出力軸とから構成され
ている。更に、リングギヤの外周に凸部を設け、リング
ギヤを収装する収装部に、凸部がリングギヤと共に周方
向に回動可能な遊びが設けられている。この遊び量は、
ディテント機構の位置決めによる動作を許容できる範囲
に設定されている。
【0011】よって、ディテント機構の位置決めによる
動作により、アクチュエータ出力軸側からピニオンキャ
リヤに回転力が入力されたとしても、リングギヤの有す
る遊び量内でリングギヤが回転し、ピニオンキャリヤか
らの入力回転を遊星歯車機構内で吸収することが可能と
なり、駆動手段からサンギヤへの駆動力の入力に影響を
与えることなく、シフトアクチュエータを作動すること
ができる。これは、駆動手段にディテント機構からの駆
動力が入力されることが無いため、駆動手段の制御をデ
ィテント機構の階段状の動きを考慮することなく、回転
量のみを制御すれば良いためであり、これにより安定し
た制御を行うことができる。
【0012】また、従来技術においては、コントロール
シャフトの端部に遊びδを設けていたため、遊びδをシ
ャフトの軸径に応じた値しか取ることができず、非常に
微妙な加工が必要であった。しかしながら、本発明にお
いては、リングギヤの外周に遊びを設けたことで、従来
技術よりも遊び量を設ける際の回転径を大きく取ること
が可能となり、またリングギヤ外周及び収装部を加工す
ればよいため簡単に加工することができる。
【0013】また、ディテントスプリングの押圧力によ
りピニオンキャリヤから回転力が入力されたとしても、
その回転速度は減速されて、リングギヤに入力されるた
め、より凸部周方向側面と遊び周方向端部の間にかかる
衝撃を抑制することが可能となり、耐久性の向上を図る
ことができる。
【0014】請求項2に記載の発明では、凸部の周方向
側面両側と遊び周方向端部との間に弾性部材が設けられ
ている。すなわち、従来技術においては、コントロール
シャフトの端部に遊びδを設けていたため、遊びδをシ
ャフトの軸径に応じた値しか取ることができず、非常に
微妙な加工が必要であった。しかしながら、本発明にお
いては、リングギヤの外周に遊びを設けたことで、従来
技術よりも遊びを設ける際の回転径を大きく取ることが
可能となり、容易に弾性部材を設けることができる。こ
れにより、凸部が遊び内を回転する場合、凸部周方向側
面の両側に設けられた弾性部材が衝撃を吸収するため、
凸部周方向側面と遊び周方向端部がぶつかり合うことで
耐久性が悪化するという問題を回避することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明におけるシフトバイ
ワイヤシステムを実現する実施の形態を、請求項1及び
請求項2に対応する第1実施例に基づいて説明する。
【0016】(第1実施例)まず、構成を説明する。図
1は第1実施例のシフトバイワイヤシステムを表す全体
構成図である。図中1はシフトの選択位置を示すインジ
ケータ、2は運転者に異常を知らせるフェイルランプ、
3はイグニッションスイッチ、4はシフト位置を選択す
るシフトスイッチ、5はシフトロック機構である。ま
た、20はシフトコントロールユニット、63は自動変
速機60を制御するCVTコントロールユニット、64
はエンジンコントロールユニット、60は自動変速機で
あり、61は変速機構部、62は自動変速機が選択して
いるレンジ信号を出力するインヒビタスイッチである。
尚、本実施例では変速機構部61にベルト式無段変速機
を搭載しているが、有段変速機であっても何ら問題なく
使用できる。30はインヒビタスイッチ62の近傍に設
けられたシフトアクチュエータ、31はメインモータで
ある。
【0017】図2は第1実施例のシフトバイワイヤシス
テムを表す全体システム図である。シフトコントロール
ユニット20には、メインモータ31の駆動電圧を演算
するメインCPU21aと、このメインCPU21aに
より演算された駆動電圧をメインモータ31に供給する
メインドライバ21が備えられている。また、サブCP
U22aが備えられ、これらメインCPU21aとサブ
CPU22aは常に相互を監視し、異常を検出すること
ができるよう構成されている。また、シフトコントロー
ルユニット20は、変速機構部61の変速制御を行うC
VTコントロールユニット63からの信号が入力される
と共に、エンジンコントロールユニット64に信号を出
力する。
【0018】シフトアクチュエータ30には、メインモ
ータ31により駆動する歯車機構33と、メインモータ
31の温度を検出する温度センサ35と、歯車機構33
に連結し、インヒビタスイッチ62を介してシフトレン
ジをコントロールするコントロールシャフト36の回転
角度を検出する角度センサ34が備えられ、シフトコン
トロールユニット20からの信号に基づいて駆動する。
【0019】図3は第1実施例におけるディテント機構
を表す概略図である。まず構成を説明すると、30はシ
フトアクチュエータ、36はシフトアクチュエータ30
から駆動力を出力するコントロールシャフトであり、デ
ィテント機構70と係合している。71はディテントレ
バー、72はディテントスプリング、73はローラであ
る。ディテントレバー71には、ローラ73が契合する
凹凸部71a,71bが設けられている。
【0020】また、ディテントレバー71には、シフト
バルブ74とパーキング機構80が係合されている。デ
ィテントレバー71の動きに応じてパーキングギヤをロ
ックし、また、シフトバルブをシフトすることで所望の
シフトレンジを得ることができる。
【0021】図4は第1実施例におけるシフトアクチュ
エータ30の断面図である。シフトアクチュエータ30
は第1ハウジング43、第2ハウジング44及び第3ハ
ウジング45から構成されている。第1ハウジング43
と第2ハウジング44の間に形成された遊星収装室Aに
は歯車機構33が収装され、第2ハウジング44と第3
ハウジング45の間に形成されたウォーム収装室Bには
メインモータ31からの駆動力を入力するウォーム31
aとウォームホイール37が収装されている。
【0022】ウォームホイール37はインプットシャフ
ト38に連結され、メインモータ31の回転駆動力はイ
ンプットシャフト38を介して遊星収装室Aに伝達され
る。このインプットシャフト38は第3ハウジング45
に設けられたベアリング47cと第2ハウジング44に
設けられたボールベアリング47b及びピニオンキャリ
ヤ42に設けられたボールベアリング47aにより回転
可能に支持されている。また、このインプットシャフト
38は中空構造となっており、中空内には角度センサ3
4とピニオンキャリヤ42とに連結したセンサロッド4
9が設けられている。
【0023】遊星収装室A内には、挿入されたインプッ
トシャフト38に設けられたサンギヤ39と、このサン
ギヤ39と噛み合う複数のピニオンギヤ40、及びこの
ピニオンギヤ40に噛み合い、第1及び第2ハウジング
43,44に固定支持されたリングギヤ41が設けられ
ている。また、複数のピニオンギヤ40を回転可能に支
持するピニオンキャリヤ42が設けられ、ピニオンキャ
リヤ42にはコントロールシャフト36と連結する出力
ボス部42aが設けられている。また、出力ボス部42
aと第1ハウジング43の間にはオイルシール46が設
けられ、シフトアクチュエータ30内を液密としてい
る。また、ピニオンキャリヤ42は第1ハウジング43
に設けられたベアリング48a及び第2ハウジング44
に設けられたベアリング48bを介して摺動可能に支持
されている。
【0024】図5は第1実施例におけるシフトアクチュ
エータ30のC−C断面図である。リングギヤ41の外
周にはストッパ41aが設けられている。このリングギ
ヤ41は、ストッパ41aが第2ハウジング44に設け
られた遊び44a内を回転可能に収装されている。スト
ッパ41aは、遊び44aの中央部に配置され、ストッ
パ41aの周方向両側にα分の回動可能領域が設けられ
ている。更に、ストッパ41aの両側には弾性部材44
bが設けられ、ストッパ41aを両側から押圧すること
で中央部に位置決めしている。
【0025】次に、作用を説明する。図6(a)はシフ
トアクチュエータ作動時のサンギヤ39、ピニオンキャ
リヤ42及びリングギヤ41の回転速度を表すタイムチ
ャート、図6(b)はストッパ41aの位置を表すリン
グギヤ作動概略図、図6(c)はディテントレバー71
とローラ73の位置を表す概略図、図6(d)は歯車機
構33の共線図である。以下、図6(a),(b),
(c),(d)を用いて、作用を説明する。
【0026】ステップ1 シフトアクチュエータ30が作動する前の状態は、スト
ッパ41aが遊び44aの中央部に位置し、ローラ73
がディテントレバー71の凹部最下点71aに位置して
いる。
【0027】ステップ2 メインモータ31から入力された回転駆動力は、ウォー
ム31aからウォームホイール37に伝達され、インプ
ットシャフト38を駆動する。インプットシャフト38
に設けられたサンギヤ39に入力された回転は、ピニオ
ンキャリヤ42を回転しようとする。ところが、ローラ
73がディテントスプリング72に押圧されているた
め、コントロールシャフト36が固定されている。よっ
て、リングギヤ41が図中反時計回りに回転する。すな
わち、図6(a)のステップ2に相当し、図6(b)に
おいて、ストッパ41aの位置が(イ)から(ロ)に移
行する状態に相当し、図6(c)において、ローラ73
が凹部最下点71aにとどまる(イ)状態に相当し、図
6(d)において、共線図(イ)となる状態に相当す
る。
【0028】ステップ3 リングギヤ41が反時計回りに回転し、ストッパ41a
がα回転すると、リングギヤ41は第2ハウジング44
に固定される。このとき、サンギヤ39の回転はピニオ
ンキャリヤ42に伝達され、ディテントスプリング72
の押圧力に抗して、ローラ73を上に押し上げ、ディテ
ントレバー71を回転する。すなわち、図6(a)のス
テップ3に相当し、図6(b)において、ストッパ41
aの位置が(ロ)に固定された状態に相当し、図6
(c)において、ローラ73が凹部最下点71aから凸
部頂点71bに移行する(イ)から(ロ)状態に相当
し、図6(d)において、共線図(ロ)となる状態に相
当する。
【0029】ステップ4 ステップ3のままで回転を持続し、凹部最下点71aの
位置から−αの位置でモータを停止させることによって
ローラ73がディテントレバー71の凸部頂点71bを
乗り越えると、ローラ73はディテントスプリング72
の押圧力により一気に次の凹部最下点71aに移動す
る。よって、コントロールシャフト36は一気に回転す
ることになる。これはピニオンキャリヤ42にメインモ
ータ31と反対側から駆動力が入力されることを意味す
る。このとき、サンギヤ39の入力回転は変化しないた
め、リングギヤ41のストッパ41aが遊び44a内を
α分時計回りに回転し、ピニオンキャリヤ42からの入
力回転を吸収する。すなわち、図6(a)のステップ4
に相当し、図6(b)において、ストッパ41aの位置
が(ロ)から(ハ)に移行する状態に相当し、図6
(c)において、ローラ73が凸部頂点71bから凹部
最下点71aに移行する、すなわち(ロ)から(ハ)に
移行する状態に相当し、図6(d)において、共線図
(ハ)となる状態に相当する。
【0030】すなわち、上述のようにステップ1〜ステ
ップ4において、共線図からも明らかなように、ディテ
ントスプリング72の押圧力によりピニオンキャリヤ4
2から回転力が入力されたとしても、その回転速度は減
速されて、リングギヤ41に入力されるため、よりスト
ッパ41aにかかる衝撃を抑制することが可能となり、
耐久性の向上を図ることができる。
【0031】また、メインモータ31にディテント機構
からの駆動力が入力されることが無いため、メインモー
タ31の制御をディテント機構の階段状の動きを考慮す
ることなく、回転量のみを制御すれば良いため、安定し
た制御を行うことができる。また、従来技術において
は、コントロールシャフトの端部に遊びδを設けていた
ため、遊びδをシャフトの軸径に応じた値しか取ること
ができず、非常に微妙な加工が必要であった。しかしな
がら、本実施例においては、リングギヤ41の外周に遊
び44aを設けたことで、従来技術よりも遊びを設ける
際の回転径を大きく取ることが可能となり、またリング
ギヤ外周及び収装部を加工すればよいため簡単に加工す
ることができる。
【0032】また、遊びを設ける際の回転径が大きくな
ったことで、容易に弾性部材44bを設けることができ
る。これにより、ストッパ41aが遊び44a内を回転
する場合、ストッパ41aの両側に設けられた弾性部材
44bが衝撃を吸収するため、ストッパ41aと遊び4
4aの端部がぶつかり合うことで耐久性が悪化するとい
う問題を回避することができる。
【0033】(他の実施例)以上、本発明のシフトバイ
ワイヤシステムを第1実施例、第2実施例及び第3実施
例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、
これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範
囲の各請求項に記載された本発明の要旨を逸脱しない限
り、設計の変更や追加等は許容される。例えば、第1実
施例では、モータが一つの構成としたが、2つのモータ
を有するシフトアクチュエータに本願発明を適用しても
良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例のシフトバイワイヤシステムを示す
全体システム図である。
【図2】第1実施例のシフトバイワイヤシステムの制御
システム図である。
【図3】第1実施例のシフトバイワイヤシステムにおけ
るディテント機構を表す概略斜視図である。
【図4】第1実施例のシフトバイワイヤシステムにおけ
るシフトアクチュエータの断面図である。
【図5】第1実施例のシフトバイワイヤシステムにおけ
るシフトアクチュエータのC−C断面図である。
【図6】第1実施例のシフトバイワイヤシステムの作動
を表すタイムチャートである。
【図7】従来技術のディテント機構を表す概略斜視図で
ある。
【図8】従来のシフトバイワイヤシステムにおけるシフ
トアクチュエータのコントロール軸の結合部を表す拡大
断面図である。
【符号の説明】
1 インジケータ 2 フェイルランプ 3 イグニッションスイッチ 4 シフトスイッチ 5 シフトロック機構 20 シフトコントロールユニット 21 メインドライバ 21a メインCPU 22a サブCPU 30 シフトアクチュエータ 31 メインモータ 31a ウォーム 33 歯車機構 34 角度センサ 35 温度センサ 36 コントロールシャフト 37 ウォームホイール 38 インプットシャフト 39 サンギヤ 40 ピニオンギヤ 41 リングギヤ 42 ピニオンキャリヤ 42a 出力ボス部 43 第1ハウジング 44 第2ハウジング 45 第3ハウジング 46 オイルシール 47a ボールベアリング 47b ボールベアリング 47c ベアリング 48a ベアリング 48b ベアリング 49 センサロッド 60 自動変速機 61 変速機構部 62 インヒビタスイッチ 63 CVTコントロールユニット 64 エンジンコントロールユニット 70 ディテント機構 71 ディテントレバー 71a 凹部 71b 凸部 72 ディテントスプリング 73 ローラ 74 シフトバルブ 80 パーキング機構 100 モータ 101 ウォーム 102 ウォームホイール 103 ボス部 103a 内壁面 104 結合部 110 アクチュエータ位置センサ 120 バルブ位置センサ 130 コントロール機構 131 コントロール軸 131a 端部 131b 係合面 132 ディテントレバー 133 ディテントスプリング 134 ローラ 135 凹部 136 凸部 A 遊星収装室 B ウォーム収装室
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新明 正弘 静岡県富士市吉原宝町1番1号 ジヤト コ・トランステクノロジー株式会社内 Fターム(参考) 3D040 AA04 AA14 AA33 AB01 AC36 AE19 AF26 3J027 FA17 FA37 FB01 GA01 GB03 GC13 GC22 GD04 GD08 GD12 GE11 3J067 AA01 AA21 AB23 DB32 FA24 FB83 FB85 GA01

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ドライバにより操作され、パーキングレ
    ンジやドライブレンジなどの各レンジに応じたシフトポ
    ジションを示すスイッチ信号を出力するシフトスイッチ
    と、 自動変速機に設けられ、マニュアルバルブに連結されパ
    ーキングロッドを所定の位置に位置決めするディテント
    機構と、該ディテントを駆動するシフトアクチュエータ
    と、 前記シフトスイッチのスイッチ信号を入力し、スイッチ
    信号が示すシフトポジションとする指令を前記シフトア
    クチュエータに出力するシフト制御手段と、 を備えたシフトバイワイヤシステムにおいて、 前記シフトアクチュエータを、サンギヤとピニオンキャ
    リヤとリングギヤを有する遊星歯車機構のサンギヤと連
    結させ、ピニオンキャリヤと連結したアクチュエータ出
    力軸とから構成し、 リングギヤを収装する収装部にリングギヤと共に回動可
    能な遊びを設け、該遊び量は、前記ディテント機構の位
    置決めによる動作を許容できる範囲に設定されているこ
    とを特徴とするシフトバイワイヤシステム。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のシフトバイワイヤシス
    テムにおいて、 リングギヤ外周に設けた凸部の周方向両側と前記遊び周
    方向端部との間に弾性部材を設けたことを特徴とするシ
    フトバイワイヤシステム。
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