JP2003148601A - 自動変速機の電動式レンジ切換装置 - Google Patents

自動変速機の電動式レンジ切換装置

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JP2003148601A
JP2003148601A JP2001347981A JP2001347981A JP2003148601A JP 2003148601 A JP2003148601 A JP 2003148601A JP 2001347981 A JP2001347981 A JP 2001347981A JP 2001347981 A JP2001347981 A JP 2001347981A JP 2003148601 A JP2003148601 A JP 2003148601A
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JP
Japan
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range
motor
automatic transmission
switching device
torque
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JP2001347981A
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Hiroyuki Yuasa
弘之 湯浅
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Hitachi Unisia Automotive Ltd
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Hitachi Unisia Automotive Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】マニュアルシャフトを回転駆動するためのモー
タを大型化させることなく、Pレンジからのシフト時に
必要なトルクが確保できるようにする。 【解決手段】モータへの電源供給を高周波でON・OF
F切り換えするパルス制御によって、モータへの平均印
加電圧を制御して、マニュアルシャフトを要求レンジに
対応する角度に回転駆動させる。Pレンジからのシフト
時には、他のシフト時よりも、前記パルス制御における
駆動周波数を低くし、パーキング機構を開放するために
要求されるトルクを確保できるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、モータで回転駆動
されるマニュアルシャフトによってマニュアルバルブを
駆動する構成の自動変速機の電動式レンジ切換装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来から、マニュアルシャフトの角度を
ポテンショメータで検出し、該検出角度が要求レンジに
対応する目標値になるように、前記マニュアルシャフト
を回転駆動するモータをフィードバック制御する構成の
自動変速機の電動式レンジ切換装置が知られている(特
開平7−305770号公報参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記電動式
レンジ切換装置では、モータに要求される発生トルクが
シフトの種類に応じて異なり、特に、機械的なパーキン
グ機構が作用するPレンジから他のレンジへのシフトを
行なうときに、大きなトルクを必要とする。ここで、大
きなトルクを必要とするPレンジからのシフトに対応す
べく、大きなトルクを発生する大型のモータを用いる構
成とすると、イナーシャトルクが大きくなってフィード
バック制御の応答性が大きく低下するという問題があっ
た。
【0004】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、フィードバック制御の応答性を大きく低下させる
ことなく、Pレンジからのシフト時であっても、マニュ
アルシャフトを回転させるための必要トルクを確保でき
る自動変速機の電動式レンジ切換装置を提供することを
目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】そのため、請求項1記載
の発明では、モータで回転駆動されるマニュアルシャフ
トによってマニュアルバルブをレンジに対応する位置に
駆動する自動変速機の電動式レンジ切換装置において、
シフトの種類に応じて、モータのパルス制御における駆
動周波数を変更する構成とした。
【0006】上記構成によると、P→R,N→D,R→
Pなどのシフトの種類によって、モータが異なる駆動周
波数でパルス制御される。ここで、パルス制御における
ON時間割合(平均印加電圧)が同じであっても、駆動
周波数(1周期)を変化させることで、モータの発生ト
ルクが変化する。請求項2記載の発明では、Pレンジか
らのシフト時とそれ以外のシフト時とで、モータのパル
ス制御における駆動周波数を異なる値に設定する構成と
した。
【0007】上記構成によると、Pレンジからのシフト
時はそれ以外のシフト時よりもマニュアルシャフトを回
転させるのに必要なトルクが大きくなる条件であり、必
要トルクの大小に応じてモータの駆動周波数が切り換え
られる。請求項3記載の発明では、Pレンジからのシフ
ト時に、モータのパルス制御における駆動周波数を他の
シフト時に比べて低く設定する構成とした。
【0008】上記構成によると、マニュアルシャフトを
回転させるのに必要なトルクが大きくなるPレンジから
のシフト時に、モータのパルス制御における駆動周波数
を低く設定することで、モータの発生トルクを大きくす
る。
【0009】
【発明の効果】請求項1記載の発明によると、シフトの
種類に応じて駆動周波数を変更することで、シフトの種
類に応じて異なる必要トルクの要求に応じてトルクを発
生させることができ、モータを大型化することなく必要
なトルクを確保することが可能となり、マニュアルシャ
フトの角度のフィードバック制御における応答性を向上
させることができるという効果がある。
【0010】請求項2記載の発明によると、機械的なパ
ーキング機構が作用するPレンジから他のレンジへのシ
フト時には、他のシフト時に比べて大きなトルクが必要
とされることに対応して、駆動周波数を的確に切り換え
ることができるという効果がある。請求項3記載の発明
によると、機械的なパーキング機構が作用するPレンジ
から他のレンジへのシフト時であって、他のシフト時に
比べて大きなトルクが必要とされるときに、駆動周波数
を低くしてモータの発生トルクを高め、マニュアルシャ
フトの回転に必要なトルクを確保することができるとい
う効果がある。
【0011】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
する。図1は、実施の形態における自動変速機の電動式
レンジ切換装置のシステム構成図である。この図1にお
いて、車両用自動変速機1には、電動式レンジ切換装置
のアクチュエータとしてのモータ2が取り付けられる。
【0012】前記モータ2の出力軸には減速機構3が設
けられ、該減速機構3を介してマニュアルシャフト4を
回転駆動するよう構成される。前記マニュアルシャフト
4には、該マニュアルシャフト4を複数のレンジにそれ
ぞれ対応する角度に位置決めするためのディテント機構
5が取り付けられる。前記ディテント機構5は、図2に
示すように、マニュアルシャフト4に固定されて一体に
回転するディテントレバー5A、ディテントレバー5A
の周縁に各レンジに対応して形成される凹部に係合する
ローラを支持すると共に、該ローラを切欠きに向けて押
圧付勢するディテントスプリング5Bから構成され、マ
ニュアルシャフト4を、Pレンジ,Rレンジ,Nレン
ジ,Dレンジ,2レンジ,1レンジのいずれかに対応す
る角度に位置決めする。
【0013】前記マニュアルシャフト4の回転運動は、
ディテントレバー5Aとマニュアルバルブ6(スプール
バルブ)との係合によって、マニュアルバルブ6の軸方
向運動に変換され、マニュアルバルブ6がバルブボディ
7内で軸方向に変位することで、油圧ポートの開閉が切
り換えられ、各シフトレンジを設定するための摩擦係合
要素の解放・締結が制御される。
【0014】前記ディテントレバー5Aに一端が取り付
けられるロッド8の他端には、カム9が取り付けられ、
揺動可能に支持されたパーキングポール10が前記カム
9との摺接によって揺動駆動され、Pレンジ位置におい
ては、パーキングポール10の爪10aがパーキングギ
ヤ11の凹部11aに噛み合って、パーキングギヤ11
が固定されるようになっている。
【0015】上記ロッド8,カム9,パーキングポール
10及びパーキングギヤ11によってパーキング機構が
構成される。また、前記マニュアルシャフト4には、該
マニュアルシャフト4(ディテントレバー5A)の角度
を検出するポテンショメータ21が備えられる一方、自
動変速機1が各レンジのいずれに切り換えられているか
を検出するインヒビタースイッチ22が設けられる。
【0016】また、運転者によって操作されるA/Tセ
レクトレバーでP,R,N,D,2,1のいずれのレン
ジが選択されているかを検出するレンジセレクトスイッ
チ23が設けられている。前記ポテンショメータ21,
インヒビタースイッチ22及びレンジセレクトスイッチ
23からの信号は、A/Tコントロールユニット(A/
T C/U)24に入力される。
【0017】前記A/Tコントロールユニット24は、
レンジセレクトスイッチ23からの信号に基づき運転者
が選択しているレンジを判定し、該レンジに対応する位
置にマニュアルシャフト4(マニュアルバルブ)を駆動
すべく、前記ポテンショメータ21で検出される実際の
角度に基づいて前記モータ2の平均印加電圧及び電圧印
加の方向をフィードバック制御する。
【0018】以下、前記A/Tコントロールユニット2
4によるモータ制御の詳細を、図3のフローチャートに
従って説明する。図3のフローチャートにおいて、ステ
ップS1では、レンジセレクトスイッチ23の信号から
運転者による選択レンジを判別する。ステップS2で
は、前記ステップS1で判別した選択レンジに対応する
マニュアルシャフト4の目標角度を設定する。
【0019】ステップS3では、前記ポテンショメータ
21で検出されるマニュアルシャフト4の実角度を入力
する。ステップS4では、前記目標角度と実角度との偏
差Err(Err=目標角度−実角度)を演算する。ス
テップS5では、前記偏差Errの絶対値が所定値を超
えているか否かを判別する。
【0020】前記偏差Errの絶対値が所定値を超えて
いるときには、マニュアルシャフト4を回転駆動して偏
差Errの絶対値を所定値以下にすべく、ステップS6
以降へ進む。ステップS6では、前記偏差Errに基づ
いて、電圧印加の方向を示す符号付きの制御デューティ
比を、比例・積分・微分制御に基づいて演算する。
【0021】前記制御デューティ比は、モータ2への電
源供給を高周波でONとOFFとに切り換えるパルス制
御におけるON時間割合を示す。ステップS7では、今
回のシフトがPレンジから他のレンジへのシフトである
か否かを判別する。ステップS7では、Pレンジから他
のレンジへのシフト時であると判別されると、ステップ
S8へ進み、前記パルス制御における駆動周波数(駆動
周期=ON時間+OFF時間)として、Pレンジからの
シフトに対応して予め設定された周波数f1(Hz)を
設定する。
【0022】一方、ステップS7で、Pレンジから他の
レンジへのシフト時ではないと判別されると、ステップ
S9へ進み、Pレンジ以外からのシフトに対応して予め
設定された周波数f2(Hz)を設定する。ここで、f
1<f2であり、Pレンジから他のレンジへのシフト時
には、それ以外のシフト時に比べて駆動周波数が低く設
定されるようにしてある。
【0023】ステップS10では、前記ステップS8又
はステップS9で設定された駆動周波数及びステップS
6で設定された制御デューティ比の駆動パルス信号を、
前記モータ2に対する電源供給をスイッチングするスイ
ッチング素子に出力して、モータ2に印加される平均電
圧を制御する。Pレンジにおいては、前述のパーキング
機構によってパーキングギヤ11が機械的に固定され、
係るPレンジに対応する角度位置からマニュアルシャフ
ト4を回転させるためには、前記パーキングギヤ11の
固定状態を開放する力が必要となる分、他のシフト時よ
りもモータ2の発生トルクがより多く要求される。
【0024】そこで、本実施形態では、モータ2のパル
ス制御における駆動周波数を、Pレンジからのシフト時
においては、他のシフト時に比べて低くすることで平均
電流を大きくして、同じ制御デューティ比でのモータ2
の発生トルクがより大きくなるようにしてある(図4参
照)。上記構成によると、Pレンジからのシフトである
か否かに応じて駆動周波数を変更することで、必要トル
クの違いに応じてトルクを発生させることができ、モー
タを大型化することなく必要なトルクを確保することが
可能となり、マニュアルシャフト4の角度制御における
フィードバック応答性を向上させることができる。
【0025】尚、上記実施形態では、Pレンジからのシ
フトであるか否かに応じて駆動周波数を2種類に切り換
える構成としたが、他の種類のシフトにおいても要求ト
ルクに違いがある場合に、係る要求トルクの違いに応じ
て3種類以上に駆動周波数を切り換える構成としても良
い。更に、同じPレンジであっても、車両が傾斜地に止
められている場合には、Pレンジからシフトさせるのに
要求されるトルクが、平地に比べて大きくなる場合があ
るので、路面勾配(車両の傾き)に応じてPレンジから
のシフト時の駆動周波数を補正するよう構成しても良
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】自動変速機の電動式レンジ切換装置を示すシス
テム構成図。
【図2】マニュアルシャフトの駆動機構を示す斜視図。
【図3】モータ制御を示すフローチャート。
【図4】モータ制御の駆動周波数と発生トルクとの相関
を示す線図。
【符号の説明】
1…自動変速機 2…モータ 3…減速機構 4…マニュアルシャフト 5…ディテント機構 6…マニュアルバルブ 21…ポテンショメータ 22…インヒビタースイッチ 23…レンジセレクトスイッチ 24…A/Tコントロールユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3J067 AA01 AA21 AB23 BA58 BB14 DA52 DB32 DB35 EA21 FB42 FB71 FB83 GA01 3J552 MA01 NA01 PA20 PA67 QA10C QB07 QC10 RA19 SA30 TA01 TB07 VA62W VA63W VA64Z VA65Z VA66Z VA67Z

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】モータで回転駆動されるマニュアルシャフ
    トによってマニュアルバルブをレンジに対応する位置に
    駆動する自動変速機の電動式レンジ切換装置において、 シフトの種類に応じて、前記モータのパルス制御におけ
    る駆動周波数を変更することを特徴とする自動変速機の
    電動式レンジ切換装置。
  2. 【請求項2】Pレンジからのシフト時とそれ以外のシフ
    ト時とで、前記駆動周波数を異なる値に設定することを
    特徴とする請求項1記載の自動変速機の電動式レンジ切
    換装置。
  3. 【請求項3】前記Pレンジからのシフト時に、前記モー
    タのパルス制御における駆動周波数を他のシフト時に比
    べて低く設定することを特徴とする請求項2記載の自動
    変速機の電動式レンジ切換装置。
JP2001347981A 2001-11-13 2001-11-13 自動変速機の電動式レンジ切換装置 Pending JP2003148601A (ja)

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Cited By (2)

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