JP2004150468A - バルブポジション検出装置 - Google Patents

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英樹 宮田
Masafumi Kinoshita
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勇治 安田
Masaru Morise
勝 森瀬
Akio Sugawara
昭夫 菅原
Fumitada Suzuki
文規 鈴木
Naoyuki Fukaya
直幸 深谷
Haruki Yamamoto
晴樹 山本
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H61/0262Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used the signals being hydraulic
    • F16H61/0276Elements specially adapted for hydraulic control units, e.g. valves
    • F16H61/0286Manual valves

Abstract

【課題】バルブポジションの数よりも少ない数のON−OFFスイッチでそのバルブポジションを検出できるようにして、検出装置を簡単且つ安価に構成する。
【解決手段】マニュアルバルブのスプールに、3つの大径部72a、72b、72cを有する検出用シャフト72を一体的に連接し、その大径部72a、72b、72cの接近でON状態になる2つのホール素子(ON−OFFスイッチ)74、76を用いて、そのON、OFFの組合せに基づいてマニュアルバルブの4つのバルブポジション「P」、「R」、「N」、「D」を検出する。
【選択図】 図6

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はバルブポジション検出装置に係り、特に、ON−OFFスイッチを用いて複数のバルブポジションを検出する装置の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
弁体が予め定められた複数のバルブポジションへ移動させられることによって油圧回路を切り換える油路切換バルブのバルブポジションを、ON−OFFスイッチを用いて検出するバルブポジション検出装置が知られている。例えば、特許文献1に記載の装置はその一例で、車両用自動変速機のマニュアルバルブのバルブポジション(操作位置)を検出するためのものであり、そのマニュアルバルブに磁石を設置するとともに、複数のバルブポジションに対応して設けられたON−OFFスイッチ(磁気抵抗素子)によってその磁石を検出することにより、複数のバルブポジションを検出するようになっている。
【0003】
【特許文献1】
実開平4−95160号公報
【特許文献2】
実開平1−170924号公報
【特許文献3】
特開2001−254812号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のバルブポジション検出装置は、バルブポジションと同じ数だけON−OFFスイッチが必要であるため、装置が複雑で高価になるという問題があった。
【0005】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、バルブポジションの数よりも少ない数のON−OFFスイッチでそのバルブポジションを検出できるようにして、装置を簡単且つ安価に構成できるようにすることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、第1発明は、弁体が予め定められた複数のバルブポジションへ移動させられることによって油圧回路を切り換える油路切換バルブのバルブポジション検出装置であって、(a) 複数のON−OFFスイッチと、(b) 前記弁体の移動に伴って前記複数のON−OFFスイッチに相対的に接近、離間させられることにより、そのON−OFFスイッチのON、OFFをそれぞれ切り換える複数のスイッチ切換部と、を有し、(c) その複数のON−OFFスイッチのON、OFFの組合せに基づいて、そのON−OFFスイッチの数よりも多い数のバルブポジションを検出することを特徴とする。
【0007】
第2発明は、弁体が予め定められた4つのバルブポジションへ移動させられることによって油圧回路を切り換える油路切換バルブのバルブポジション検出装置であって、(a) 一対のON−OFFスイッチと、(b) 前記弁体の移動に伴って前記一対のON−OFFスイッチに相対的に接近、離間させられることにより、そのON−OFFスイッチのON、OFFをそれぞれ切り換える複数のスイッチ切換部と、を有し、(c) その一対のON−OFFスイッチのON、OFFの4つの組合せで前記4つのバルブポジションを検出することを特徴とする。
【0008】
第3発明は、第1発明または第2発明のバルブポジション検出装置において、前記油路切換バルブは、パーキング位置、後進駆動位置、ニュートラル位置、および前進駆動位置の4つのバルブポジションを有する車両用の駆動切換バルブであることを特徴とする。
なお、上記「パーキング位置」および「ニュートラル位置」は、基本的に車両の動力伝達を遮断する位置であるが、「パーキング位置」では、例えばパーキングロック装置などにより出力軸の回転が機械的に阻止されるように構成される。また、「後進駆動位置」は、車両を後進させるための変速段を成立させる後進油圧を出力する位置で、「前進駆動位置」は車両を前進させるための変速段を成立させる前進油圧を出力する位置であり、何れも必要に応じて変速比が異なる複数の変速段を成立させたり、変速比を連続的に変化させたりすることができるように構成される。
【0009】
【発明の効果】
第1発明のバルブポジション検出装置は、複数のON−OFFスイッチのON、OFFの組合せに基づいて、そのON−OFFスイッチの数よりも多い数のバルブポジションを検出するため、装置が簡単且つ安価に構成される。
【0010】
第2発明のバルブポジション検出装置は、一対のON−OFFスイッチのON、OFFの4つの組合せ、具体的にはON−ON、ON−OFF、OFF−ON、およびOFF−OFF、で4つのバルブポジションを検出するもので、実質的に第1発明の一実施態様に相当するものであり、第1発明と同様の作用効果が得られる。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明のバルブポジション検出装置は、第3発明のようにパーキング位置、後進駆動位置、ニュートラル位置、および前進駆動位置の4つのバルブポジションを有する車両用の駆動切換バルブのバルブポジション検出装置に好適に適用されるが、車両用或いは車両用以外の他の油路切換バルブのバルブポジション検出装置にも適用され得る。駆動切換バルブは、パーキング位置、後進駆動位置、ニュートラル位置、および前進駆動位置の4つのバルブポジションだけでも良いが、高速側変速段を制限する「3」、「2」、「L」などの他のバルブポジションを有するものにも適用され得、その場合は3つ以上のON−OFFスイッチを用いることによって総てのバルブポジションを検出することができる。なお、他の発明の実施に際しては、例えばニュートラル位置、前進駆動位置、および後進駆動位置の3つのバルブポジションを有するだけの駆動切換バルブなど、他の駆動切換バルブに適用することもできる。
【0012】
上記駆動切換バルブの弁体は、例えば運転者によって操作されるシフトレバー等の駆動状態選択操作手段に機械的に連結されて移動させられるように構成されるが、駆動状態選択操作手段の操作をスライドスイッチやON−OFFスイッチなどで電気的に検出するとともに、駆動切換バルブの弁体を電動モータなどの移動装置により電気的に移動させるようにしても良いなど、種々の態様が可能である。弁体は、例えばスプールのように直線移動させられるものでも良いが、一中心線まわりに回転させられるものでも良いなど、油路を切り換えることができる種々の態様を採用できる。駆動切換バルブ以外の油路切換バルブについても同様である。
【0013】
駆動切換バルブは、例えばエンジンおよび電動モータを駆動力源として備えているハイブリッド車両の駆動状態を切り換えるものの他、遊星歯車式の自動変速機の駆動状態を切り換えたり、2軸噛合式の変速機の噛合クラッチ(ハブスリーブ)を自動的に移動させて駆動状態を切り換えたりするものなど、種々の態様が可能である。
【0014】
ON−OFFスイッチは、弁体の移動形態(直線移動、回転移動など)に応じて種々のものを採用することが可能で、ホール素子や磁気抵抗素子、近接スイッチなどの非接触式スイッチが望ましいが、リミットスイッチや電気接点などの接触式スイッチを採用することも可能である。出力信号の信号強度等が連続的に変化するアナログ信号を出力する場合は、所定の閾値でON、OFF信号に変換する2値化装置(A/Dコンバータなど)を含んで構成すれば良く、マイクロコンピュータによる信号処理などで2値化置装置を構成することもできる。スイッチ切換部は、ON−OFFスイッチの検出原理に応じて磁性体や導電体、機械的に接触する突起、接続端子など、適宜定められる。
【0015】
また、ON−OFFスイッチは、必ずしも弁体そのものの移動でON、OFFが切り換わる必要はなく、弁体と連動して移動する他の部材の移動に伴ってON、OFFが切り換えられるようになっていても良い。ON−OFFスイッチおよびスイッチ切換部は、何れか一方が弁体の移動に伴って移動させられて、他方に対して相対移動させられるようになっておれば良く、例えば弁体或いは弁体と連動して移動する部材にスイッチ切換部が配設され、ハウジングなどの位置固定の部材にON−OFFスイッチが配設される。
【0016】
スイッチ切換部の数は、バルブポジションの数やON−OFFスイッチの数に応じて適宜定められ、例えば4つのバルブポジションを一対のON−OFFスイッチで検出する場合には、2つまたは3つのスイッチ切換部を設けることが適当である。
【0017】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、本発明が適用されたハイブリッド駆動装置10を説明する骨子図で、燃料の燃焼で動力を発生するエンジン14、電動モータおよびジェネレータとして用いられるモータジェネレータ16、ダブルピニオン型の遊星歯車装置18、およびベルト式無段変速機12を備えて構成されている。エンジン14およびモータジェネレータ16は駆動力源として機能し、遊星歯車装置18を経てベルト式無段変速機12に動力が伝達されるとともに、そのベルト式無段変速機12の出力軸44からカウンタ歯車46、リングギヤ48、差動装置50を介して左右の駆動輪52に動力が伝達される。遊星歯車装置18は合成分配装置として機能するもので、サンギヤ18sにはエンジン14が連結され、キャリア18cにはモータジェネレータ16が連結され、リングギヤ18rは第1ブレーキB1を介してケース20に連結されるようになっている。また、キャリア18cは第1クラッチC1を介して変速機12の入力軸22に連結され、リングギヤ18rは第2クラッチC2を介して入力軸22に連結されるようになっている。
【0018】
上記クラッチC1、C2および第1ブレーキB1は、何れも油圧によって摩擦係合させられる湿式多板式の油圧式摩擦係合装置で、図2に示す油圧制御回路24を備えている。図2において、電動ポンプを含む電動式油圧発生装置26で発生させられた元圧PCは、シフトレバー30(図4参照)の操作位置に応じてマニュアルバルブ28から各クラッチC1、C2、ブレーキB1へ供給される。シフトレバー30は、運転者によって操作される駆動状態選択操作手段で、本実施例では「P」、「R」、「N」、「D」の4位置へ選択操作されるようになっており、ケーブルやリンク等の連動機構56を介してレバー58がシャフト60まわりに揺動させられることにより、マニュアルバルブ28のスプール29は機械的に一直線方向へ移動させられて油路を切り換えるようになっている。シフトレバー30は、例えば車両の前後方向へ回動操作されるもので、車両前方側から「P」、「R」、「N」、「D」の各操作位置が設定されているとともに、レバー58に設けられた波形状のディテント部62に板バネ等によってディテントローラ64が押圧されることにより、所定の節度で各操作位置に位置決めされ、スプール29も対応する油路切換位置に位置決めされる。ディテント部62およびディテントローラ64は、シフトレバー30およびスプール29を位置決めする位置決め装置として機能している。
【0019】
上記「D」位置は前進走行するための前進駆動位置で、図2から明らかなように、マニュアルバルブ28は第1出力ポート28aからクラッチC1およびC2に対して元圧PCと等しい前進用油圧Pを出力する前進駆動状態になる。第1クラッチC1へは、シャトル弁31を介して前進用油圧Pが供給されるようになっている。「P」位置は、駆動力源からの動力伝達を遮断するとともに図示しないパーキングロック装置により機械的に駆動輪の回転を阻止するパーキング位置で、マニュアルバルブ28は第2出力ポート28bから第1ブレーキB1に対して元圧PCを出力するパーキング状態になる。「N」位置は駆動力源からの動力伝達を遮断するニュートラル位置で、マニュアルバルブ28は第2出力ポート28bから第1ブレーキB1に対して元圧PCを出力するニュートラル状態になる。また、「R」位置は後進走行するための後進駆動位置で、マニュアルバルブ28は第2出力ポート28bから第1ブレーキB1に対して元圧PCを出力するとともに、その第2出力ポート28bから戻し油路66を経て戻しポート28cへ入力された元圧PCを更に第3出力ポート28dから後進用油圧Pとして第1クラッチC1に対して出力する後進駆動状態になる。マニュアルバルブ28は駆動切換バルブで、油路切換バルブに相当し、スプール29は弁体に相当し、上記4つの油路切換位置すなわちパーキング位置「P」、後進駆動位置「R」、ニュートラル位置「N」、および前進駆動位置「D」はバルブポジションに相当する。なお、「EX」はドレーンポートである。
【0020】
クラッチC1、C2、およびブレーキB1には、それぞれコントロール弁32、34、36が設けられ、それ等の油圧PC1、PC2、PB1が制御されるようになっている。クラッチC1の油圧PC1についてはON−OFF弁38によって調圧され、クラッチC2およびブレーキB1についてはリニアソレノイド弁40によって調圧されるようになっている。
【0021】
そして、上記クラッチC1、C2、およびブレーキB1の作動状態に応じて、図3に示す各走行モードが成立させられる。すなわち、「D」位置では、「ETCモード」、「直結モード」、「モータ走行モード(前進)」の何れかが成立させられ、「ETCモード」では、第2クラッチC2を係合するとともに第1クラッチC1および第1ブレーキB1を開放した状態で、エンジン14およびモータジェネレータ16を共に作動させて車両を前進走行させる。「直結モード」では、クラッチC1、C2を係合するとともに第1ブレーキB1を開放した状態で、エンジン14を作動させて車両を前進走行させる。また、「モータ走行モード(前進)」では、第1クラッチC1を係合するとともに第2クラッチC2および第1ブレーキB1を開放した状態で、モータジェネレータ16を作動させて車両を前進走行させる。
【0022】
「N」位置または「P」位置では、「ニュートラル」または「充電・Eng始動モード」の何れかが成立させられ、「ニュートラル」ではクラッチC1、C2および第1ブレーキB1の何れも開放する。「充電・Eng始動モード」では、クラッチC1、C2を開放するとともに第1ブレーキB1を係合し、モータジェネレータ16を逆回転させてエンジン14を始動したり、エンジン14により遊星歯車装置18を介してモータジェネレータ16を回転駆動するとともにモータジェネレータ16を回生制御して発電し、図示しないバッテリを充電したりする。
【0023】
「R」位置では、「モータ走行モード(後進)」または「フリクション走行モード」が成立させられ、「モータ走行モード(後進)」では、第1クラッチC1を係合するとともに第2クラッチC2および第1ブレーキB1を開放した状態で、モータジェネレータ16を逆方向へ回転駆動してキャリア18c更には入力軸22を逆回転させることにより車両を後進走行させる。「フリクション走行モード」は、上記「モータ走行モード(後進)」での後進走行時にアシスト要求が出た場合に実行されるもので、エンジン14を始動してサンギヤ18sを正方向へ回転させるとともに、そのサンギヤ18sの回転に伴ってリングギヤ18rが正方向へ回転させられている状態で、第1ブレーキB1をスリップ係合させてそのリングギヤ18rの回転を制限することにより、キャリア18cに逆方向の回転力を作用させて後進走行をアシストするものである。
【0024】
前記マニュアルバルブ28には、図4および図5に示すようにバルブポジション検出装置70が配設されている。バルブポジション検出装置70は、マニュアルバルブ28のバルブポジションすなわち4つの油路切換位置を検出するためのもので、そのマニュアルバルブ28に機械的に連結されたシフトレバー30の操作位置検出装置としても機能するものであり、前記スプール29に一体的に連接された検出用シャフト72、およびその検出用シャフト72の外周側においてバルブハウジング73に配設された一対のホール素子74、76を主体として構成されている。検出用シャフト72は、鉄等の強磁性体にて構成されているとともに、スイッチ切換部として3つの大径部72a、72b、および72cを備えており、スプール29と共に軸方向へ直線往復移動させられることにより、前記ホール素子74、76に対して接近、離間させられる。一対のホール素子74、76は非接触式スイッチで、強磁性体から成る大径部72a〜72cが接近させられると、それぞれON状態になって検出信号を出力し、大径部72a〜72cが離間させられると、OFF状態になって検出信号の出力を停止する。このホール素子74、76はON−OFFスイッチに相当し、信号強度が連続的に変化するアナログ信号を所定の閾値でON、OFF信号に変換する2値化装置(A/Dコンバータなど)を含んで構成されている。なお、図4はマニュアルバルブ28とシフトレバー30との間の機械的な連結関係を説明する概略構成図で、図5の(a) はバルブポジション検出装置70の軸心と平行な断面を含む概略構成図、(b) は(a) におけるB−B断面図である。
【0025】
上記ホール素子74、76の検出信号は判定手段78に供給されるようになっており、その検出信号の有無すなわちON、OFFの組合せに基づいて、マニュアルバルブ28のバルブポジションを判定する。すなわち、図6に示すようにバルブポジションがパーキング位置「P」ではホール素子74はOFF、ホール素子76はONで、後進駆動位置「R」ではホール素子74、76は何れもOFFで、ニュートラル位置「N」ではホール素子74はON、ホール素子76はOFFで、前進駆動位置「D」ではホール素子74、76は何れもONであり、このON、OFFの組合せから4つのバルブポジションを判定できるのである。判定手段78は、例えば論理回路やマイクロコンピュータなどにより構成される。
【0026】
このような本実施例のバルブポジション検出装置70によれば、マニュアルバルブ28のスプール29に、3つの大径部72a、72b、72cを有する検出用シャフト72を一体的に連接し、その大径部72a、72b、72cの接近で検出信号を出力するON状態になる2つのホール素子74、76を用いて、そのON、OFFの組合せに基づいてマニュアルバルブの4つのバルブポジション「P」、「R」、「N」、「D」を検出するため、装置が簡単且つ安価に構成される。
【0027】
次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の実施例において前記実施例と実質的に共通する部分には同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
【0028】
図7は、マニュアルバルブ28のスプール29と連動して軸心Oまわりに回転させられる前記シャフト60(図4参照)にバルブポジション検出装置80を配設した場合で、シャフト60の外周面に所定の間隔で強磁性体製の検出部材82a、82b、82cを一体的に固設し、その外周側に位置固定に配設されたホール素子74、76によりそれ等の検出部材82a〜82cを検出することにより、その検出信号のON、OFFの組合せに基づいてバルブポジション「P」、「R」、「N」、「D」を判定する。すなわち、図7の(a) はパーキング位置「P」の状態で、ホール素子74はOFF、ホール素子76はONであり、(b) は後進駆動位置「R」の状態で、ホール素子74、76は何れもOFFであり、(c) はニュートラル位置「N」の状態で、ホール素子74はON、ホール素子76はOFFであり、(d) は前進駆動位置「D」の状態で、ホール素子74、76は何れもONであり、前記実施例と同様にしてバルブポジション「P」、「R」、「N」、「D」を判定することができるのである。3つの検出部材82a〜82cはスイッチ切換部に相当する。
【0029】
図8のバルブポジション検出装置90は、図5のバルブポジション検出装置70に比較して、大径部72aおよび72bの位置および大きさ(軸方向長さ)を変更することにより、その2つの大径部72aおよび72bだけで4つのバルブポジション「P」、「R」、「N」、「D」を判定できるようにした場合である。すなわち、図8の(a) はパーキング位置「P」の状態で、ホール素子74はON、ホール素子76はOFFであり、(b) は後進駆動位置「R」の状態で、ホール素子74、76は何れもONであり、(c) はニュートラル位置「N」の状態で、ホール素子74はOFF、ホール素子76はONであり、(d) は前進駆動位置「D」の状態で、ホール素子74、76は何れもOFFであり、それ等のON、OFFの組合せによりバルブポジション「P」、「R」、「N」、「D」を判定できる。
【0030】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これ等はあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更,改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が好適に適用されるハイブリッド駆動装置の骨子図である。
【図2】図1のハイブリッド駆動装置が備えている油圧制御回路のうちマニュアルバルブおよびクラッチC1、C2、ブレーキB1に関連する部分を示す回路図である。
【図3】図1のハイブリッド駆動装置において成立させられる幾つかの走行モードと、クラッチおよびブレーキの作動状態との関係を説明する図である。
【図4】図2のマニュアルバルブとシフトレバーとの間の機械的な連結関係を説明する概略構成図である。
【図5】図4のバルブポジション検出装置を具体的に説明する図で、(a) は軸心と平行な断面を含む概略構成図、(b) は(a) におけるB−B断面図である。
【図6】図5のバルブポジション検出装置によって検出される4つのバルブポジションにおける3つのスイッチ切換部と一対のホール素子との位置関係、およびそのホール素子のON、OFF状態を説明する図である。
【図7】本発明の他の実施例を説明する図で、4つのバルブポジションにおける3つのスイッチ切換部と一対のホール素子との位置関係を示す図である。
【図8】本発明の更に別の実施例を説明する図で、4つのバルブポジションにおける2つのスイッチ切換部と一対のホール素子との位置関係を示す図である。
【符号の説明】
28:マニュアルバルブ(駆動切換バルブ、油路切換バルブ) 29:スプール(弁体) 70、80、90:バルブポジション検出装置 72a、72b、72c:大径部(スイッチ切換部) 74、76:ホール素子(ON−OFFスイッチ) 82a、82b、82c:検出部材(スイッチ切換部)

Claims (3)

  1. 弁体が予め定められた複数のバルブポジションへ移動させられることによって油圧回路を切り換える油路切換バルブのバルブポジション検出装置であって、
    複数のON−OFFスイッチと、
    前記弁体の移動に伴って前記複数のON−OFFスイッチに相対的に接近、離間させられることにより、該ON−OFFスイッチのON、OFFをそれぞれ切り換える複数のスイッチ切換部と、
    を有し、該複数のON−OFFスイッチのON、OFFの組合せに基づいて、該ON−OFFスイッチの数よりも多い数のバルブポジションを検出する
    ことを特徴とするバルブポジション検出装置。
  2. 弁体が予め定められた4つのバルブポジションへ移動させられることによって油圧回路を切り換える油路切換バルブのバルブポジション検出装置であって、
    一対のON−OFFスイッチと、
    前記弁体の移動に伴って前記一対のON−OFFスイッチに相対的に接近、離間させられることにより、該ON−OFFスイッチのON、OFFをそれぞれ切り換える複数のスイッチ切換部と、
    を有し、該一対のON−OFFスイッチのON、OFFの4つの組合せで前記4つのバルブポジションを検出する
    ことを特徴とするバルブポジション検出装置。
  3. 前記油路切換バルブは、パーキング位置、後進駆動位置、ニュートラル位置、および前進駆動位置の4つのバルブポジションを有する車両用の駆動切換バルブである
    ことを特徴とする請求項1または2に記載のバルブポジション検出装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006098059A (ja) * 2004-09-28 2006-04-13 Sony Corp 検出装置および方法
JP2010216642A (ja) * 2009-03-19 2010-09-30 Mitsubishi Agricult Mach Co Ltd 前後進切換バルブの切換位置検出装置

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