JP2005282824A - 電動式のトランスミッション操作装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来の装置に比して安全性を一層高めると共に、故障時でも自力走行ができる電動式のトランスミッションの操作装置を提供する。
【解決手段】 運転席側に設けられるコントローラ１１と、そのコントローラからの信号に基づいてトランスミッション１７を切り換えるためのアクチュエータユニット１３と、そのアクチュエータユニットの出力軸１４と連結されたデテント機構１５とを備えた操作装置１０。アクチュエータユニット１３はモータＭと、減速機Ｇと、出力軸１４と、通常時にその出力軸の角度位置を検出する主センサ部Ｓｍおよび主センサ部に不具合が生じたときに検出する非常時センサ部Ｓｈとを有する、主センサ部Ｓｍは光センサを採用し、非常時センサ部Ｓｈは磁気センサを採用している。
【選択図】 図１

Description

本発明は電動式のトランスミッション操作装置に関する。さらに詳しくは、自動車のオートマチックトランスミッションを電気駆動で遠隔操作することができる電動式のトランスミッション操作装置に関する。

特許第３４７８０２９号公報 特許第３３５３５３８号公報 実公平６−３１５３３号公報 特開平１０−８１１５８号公報

特許文献１には、図８ａに示す自動変速機（Ａ／Ｔ）１００のマニュアルシャフト１０１に取りつけたスリット付きロータ１０２と、そのロータに近接して配置された発光素子および反射光の受光素子とからなる光センサユニット（ホトインタラプタ）１０３を備えた、シフトポジションを検出する位置検出スイッチ１０４が記載されている。このものはロータ１０２で反射される状態とスリットにより反射されない状態になることよるパルス信号をカウントすると共に、位相を９０度ずらせた光センサユニットにより回転方向を検出し、その検出信号とシフトレバー１０５の位置範囲の全体にわたって割り出されたインクリメンタルなパルス信号とに基づいて、ロータ１０２の回転位置を演算するようにしている。なお、図８ａの符号１０７は、マニュアルシャフト１０１とシフトレバー１０５とを機械的に連結するプッシュプルコントロールケーブルである。符号１０８はマニュアルシャフト１０１の回転角度を所定の位置で係止するためのデテント機構である。マニュアルシャフト１０１の回転はクランク機構によりマニュアル（切り換え）弁１０９の軸方向の作動をもたらし、ギヤがチェンジされる。位置検出スイッチ１０４の出力は自動変速機を制御する電子制御装置に送られる。

特許文献２には、前述の特許文献１の位置スイッチの基本となる位置検出装置および位置検出方法が具体的に開示されている。このものは図８ｂに示すように、特許文献１の場合と同様の扇状のスリット付きロータ１０２と、そのロータと対向して配置される光センサユニット１０３とからなる位置検出スイッチ１０４を備えている。さらに特許文献２には、光センサに代えて、可動側に磁石を用い、固定側にホール素子や磁気抵抗素子を備えた磁気センサを用いてもよいことが記載されている（段落番号［００３４］参照）。このものもマニュアルシャフトの角度を検出し、それにより、シフト状態、すなわちパーキング、ニュートラル、ファースト、セカンド、ドライブ、オーバードライブ、リバースなどのポジションを検出することができる。

特許文献３には従来技術として、図９に示すようなシフトシャフト１１０の軸端に設けた突起１１０ａと複数個のリミットスイッチＬＳとからなるシフトポジションの検出装置１１１が記載されている。シフトシャフト１１０は電磁弁ＳＶによって制御される流体アクチュエータの軸と一体になっている。符号１１２はセレクトシャフトであり、同様の検出装置１１３が設けられている。このものはシフトレバー１１４からの操作信号がコントローラを経由して電磁弁ＳＶ１、ＳＶ２を作動させ、流体圧駆動でシフトシャフト１１０およびセレクトシャフト１１２を、それぞれ軸方向の３位置に選択的に駆動する。そしてそのときのポジションをリミットスイッチＬＳからの信号でコントローラにフィードバックさせている。

さらに特許文献３には、図１０に示すような、上記検出装置１１１のリミットスイッチに代えて光りセンサ１１５および発光ダイオード１１６を用いた検出装置１１７が開示されている。符号１１８はシフトシャフト１１０および図示しないセレクトシャフトによって駆動されるシフトフォークである。

特許文献４には図１１に示すような、それぞれモータＭおよび減速機Ｇを備えたシフト用およびセレクト用の２個のアクチュエータ１２０、１２１により、一対のコントロールケーブル１２２、１２３を介してシフトフォーク１２４の軸方向の位置および回転角度を遠隔操作する操作装置１２５が記載されている。
そしてトランスミッションの状態をアクチュエータ１２０、１２１のモータＭ
に伴って回転する回転板と、その回転板の角度を検出する磁気センサあるいは光センサとによって検出することが記載されている。

なお、回転板に代えて、直進運動する場合についても言及している。さらにセンサシステムを２系統設けて安全を確保すること（段落番号［０１１９］参照）、ならびに第１のセンサシステムが故障したときのみ作動し、あるいはデータが利用される、第２のセンサシステムを設けて安全性を確保すること（段落番号［０１２０］参照）がそれぞれ記載されている。

特許文献１、２の位置検出スイッチ１０４は、ロータの反射面の反射作用が劣化したとき、発光ダイオードあるいは受光素子などの電子要素に故障が生じたときは、正しい位置を検出することができない。そのため、自動変速機の電子制御に不具合を生じ、また、運転者の側に正確に現在の状態を表示できない。特許文献３の光センサを用いたシフトシャフト１１０ないしセレクトシャフトの軸方向の位置検出装置も、発光素子および受光素子が故障して誤ったデータが送られたときは、自動変速操作が正確にできない。

特許文献４に記載されている２系統のセンサシステムを設ける構成、および非常時用の第２センサシステムを設ける構成は、偶発的な故障については、両方同時に故障する確率が小さいことから安全性が向上する。しかし電圧降下、外部からの光の進入、ロータの反射率の低減など、一定の原因に基づいて必然的に生ずる不具合については、両方の系統が同時に故障する場合がある。とくにシフト操作とエンジン操作の間で安全のためにインターロックを設けている場合は、自動車の自力走行はもちろん、牽引走行もできなくなることがある。

本発明は前記従来のシフトレンジの検出装置の問題を解消し、安全性を一層高めると共に、故障時でも自力走行ができる電動式のトランスミッション操作装置を提供することを技術課題としている。

本発明の電動式のトランスミッション操作装置（請求項１）は、運転席側に設けられるコントローラと、そのコントローラからの信号に基づいてトランスミッションを切り換えるモータ駆動のアクチュエータと、そのアクチュエータの作動状態を検出する手段と、検出したデータをモータ制御部にフィードバックする手段とを備え、前記検出する手段が、アクチュエータの状態を、トランスミッションの全操作位置に関して検出する光センサを備えた主センサ部と、トランスミッションの少なくとも主要位置に関して検出する磁気センサを備えた非常時用センサ部と、主センサ部の作動状態を監視し、異常と判断したときに主センサ部からの信号に代えて非常時用センサ部からの信号をモータ制御部に送る手段とを備えていることを特徴としている。

このような電動式のトランスミッション操作装置においては、前記非常時用センサ部が、前進、中立および後退の状態を検出するものが好ましい（請求項２）。その場合、非常用センサ部が、アクチュエータの状態に応じて回転するマグネットプレートと、そのマグネットプレートと対向して配列される３個の磁気センサとを備えているものがさらに好ましい（請求項３）。また、前記主センサ部が、アクチュエータの状態に応じて回転するセンサプレートと、そのセンサプレートに設けられるスリット群と対向するように配置される光センサとを備えており、前記マグネットプレートとセンサプレートとが同一の出力軸に平行に固定されているものが好ましい（請求項４）。さらに前記マグネットプレートが、出力軸に対して手動操作で角度調節可能に構成されているものが一層好ましい（請求項５）。さらに前記コントローラとアクチュエータの間の通信が所定のプロトコルに基づいて受発信されるデジタルデータにより行われるものが一層好ましい（請求項６）。

本発明の検出装置（請求項７）は、検出対象の実質的に全体の範囲を検出する光センサを備えた主センサ部と、検出対象の少なくとも主要位置に関して検出する磁気センサを備えた非常時用センサ部と、主センサ部の作動状態を監視し、異常と判断したときに主センサ部からの信号に代えて非常時用センサ部からの信号を出力する手段とを備えていることを特徴としている。

本発明のトランスミッション操作装置（請求項１）は、通常時には光センサからなる主センサ部でシフトレンジの状態を検出し、その状態に応じてアクチュエータを作動させ、自動的に適切なシフト状態に切り換えることができる。そして万一、光センサあるいはそれに関連する部位に故障が生じたとき、磁気センサからなる非常時用センサがシフトレンジの現在の状態を検出し、そのデータをコントローラの側に送る。その場合、光センサと磁気センサとは検出原理が異なるので、両方同時に故障する可能性はきわめて低い。また、磁気センサは少なくとも主要位置を検出するので、自力走行は確保される。

前記非常時用センサ部が、前進、中立および後退の状態を検出するものである場合（請求項２）は、３点のみの検出でよいので、構成がシンプルになり、要するスペースも小さいもので足りる。そして上記の３つのポジションが確保されると、とりあえずは修理工場などまで自力走行することができる。

その場合、非常用センサ部が、アクチュエータの状態に応じて回転するマグネットプレートと、そのマグネットプレートと対向して配列される３個の磁気センサとを備えている場合（請求項３）は、マグネットプレートの構成がシンプルであり、３個の磁気センサの相互の位置調整も容易であるので、非常用センサ部を製造しやすい。

また、前記主センサ部が、アクチュエータの状態に応じて回転するセンサプレートと、そのセンサプレートに設けられるスリット群と対向するように配置される光センサとを備えており、前記マグネットプレートとセンサプレートとが同一の出力軸に平行に固定されている場合（請求項４）は、１本の出力軸で両方のセンサ部に対応することができる。さらに磁気センサ群と光センサとを別個に配置することができるので、電気配線が容易になる。また、物理的な原因で故障する場合でも、両者が互いに離れているので、同時に故障する確率は低くなり、安全性が高い。そして上記の構成では、主センサ部だけでなく、非常時センサ部も常時作動しているので、主センサ部が故障した場合でも、非常時センサ部からの信号に容易に変更することができる。

前記マグネットプレートが、出力軸に対して手動操作で角度調節可能に構成されている場合（請求項５）は、万一、両方のセンサ部が故障した場合でも、手動操作でマグネットプレートの角度を、たとえばニュートラルの位置に設定すれば、各種のインターロックを解除することができる。それにより、たとえば自動車を安全な位置まで押して移動させることができる。

前記コントローラとアクチュエータの間の通信が所定のプロトコルに基づいて受発信されるデジタルデータにより行われる場合（請求項６）は、通信線を少なくすることができ、ワイヤハーネスが簡易なものとなる。また、二重配線化により安全性を高める場合でもシンプルに構成できる。

本発明の検出装置（請求項７）は、通常の状態では光センサを備えた主センサ部と検出対象の実質的に全体の範囲を検出し、異常時には磁気センサを備えた非常時用センサ部から信号を出力する。そのため、非常時においても基本的な検出機能を確保することができる。また、光センサと磁気センサという検出原理が異なる２種のセンサを用いるので、両方に同時に不具合が生ずる危険性はきわめて低い。そのため安全性が高い。

つぎに図面を参照しながら本発明のトランスミッション操作装置（以下、単に操作装置という）および検出装置の実施の形態を説明する。図１は本発明の操作装置の一実施形態を示す概略斜視図、図２は図１のアクチュエータユニットの側断面図、図３および図４はそれぞれ図２のIII-III線断面図および図３のIV-IV線断面図、図５は図２の要部拡大図、図６ａは図５のVI-VI線断面図、図６ｂは図６ａの磁気センサの出力信号とシフトレンジの関係の一実施形態を示すテーブル、図７は図５のVII-VII線断面図である。

図１に示す操作装置１０は、運転席側に設けられるコントローラ１１と、そのコントローラ１１と通信線１２で連結されているアクチュエータユニット１３と、そのアクチュエータユニット１３の出力軸１４の軸端部に設けられるデテント機構１５とを備えている。出力軸１４ないしデテント機構１５は切り換えバルブ１６の作動部（スプールなど）に連結されている。その切り換えバルブ１６は、トランスミッション１７のシフトフォークを駆動する油圧アクチュエータ１９の動作を制御するように油圧制御回路に組み込まれている。切り換えバルブ１６は図８ａのマニュアルバルブ１０９とほぼ同様であり、油圧アクチュエータ１９は図９の油圧アクチュエータと同様のものである。

前記コントローラ１１は指先で操作できる程度の小型のシフトレバー２１などの操作手段と、シフトレバーの位置を検出する検出器２１ａと、通信制御部２１ｂと、アクチュエータユニット１３の出力軸１４の操作状態を表示するインジケータ（ランプ）２２とを備えている。なお、通常のシフトレバー（図８ａの符号１０５参照）と同じ大きさのものでもよく、ダイヤル式など、他の操作手段でもよい。

シフトレバー２１の位置を検出する検出器２１ａとしては、ロータリエンコーダなど、角度位置を検出するものが用いられる。通信制御部２１ｂは検出器２１ａのアナログ出力データをデジタルデータに変換してアクチュエータユニットの制御部（モータ制御部）Ｃに送るものである。なお、制御部Ｃをコントローラ１１側に設けてもよい。

前記通信線１２は通常の銅線のほか、光ファイバーを用いることができ、さらに無線通信などの通信経路を用いることもできる。通信線１２は所定のプロトコルによってデジタルデータを順次送ることができる、いわゆるＬＡＮの通信を利用する。それによりワイヤハーネスの煩雑さを解消できる。前記デテント機構１５は、出力軸１４の下端に固定された扇状のデテントプレート１５ａと、そのデテントプレートの円弧状の端縁に形成された複数個のノッチ１５ｂと弾力的に係合するデテントレバー１５ｃなどからなる公知のものである。

前記アクチュエータユニット１３は、図２および図３に示すように、モータＭと、そのモータの出力軸２４に連結される減速機Ｇと、その減速機の出力軸であるアクチュエータユニットの出力軸１４と、その出力軸の回転角度を検出する検出機構２６とを備えている。モータＭ、減速機Ｇおよび出力軸１４は、上下に分かれたケース２７、２８内に収容されている。なおこの実施形態では、出力軸１４は上下に分割され、共廻りするように嵌合させると共に、上軸１４ａを上ケース２７で支持させ、下軸１４ｂを下ケース２８で支持させている。それにより上ケース２７を外すことが容易である。

上ケース２７には、電源線や通信線１２の端部を連結するコネクタ連結部２９と、モータＭの回転／停止、回転方向、回転速度などを制御する制御部Ｃが設けられている。制御部Ｃはマイクロプロセッサ、制御プログラムやモータの制御テーブルなどを内蔵したメモリ（ＲＯＭ、フラッシュメモリなど）、プログラムを作動させるメモリ（ＲＡＭなど）、Ｉ／Ｏインターフェース、Ｏ／Ｉインターフェース、後述する光センサや磁気センサなどのトランスデューサの増幅回路などから構成されている。それらの電子要素の一部は光センサ（図５の符号４５）と共に、基板３０に取りつけて、上ケース２７に取りつけてもよい。

前記減速機Ｇは、図３および図４に示すように、モータＭの出力軸２４に固定されるピニオン３２と、そのピニオンと噛み合う第１ギヤ３３と、その第１ギヤと共廻りするウォームギヤ３４と、そのウォームギヤと噛み合うウォームホイール３５と、そのウォームギヤと共廻りする第２ギヤ３６と、その第２ギヤ３６と噛み合うセクタギヤ３７とを備えている。セクタギヤ３７は出力軸１４の下軸１４ｂに共廻りするように固定されている。出力軸１４の下部は前述のようにデテント機構１５に連結されている。

出力軸１４の下軸１４ｂの下部はセクタギヤ３７のボス部と共に下ケース２８により回転自在に支持され、上部は下ケース２８に取りつけた軸受け板３８により回転自在に支持されている。そして上軸１４ａの上端は上ケース２７によって回転自在に支持されており、下端は下軸１４ｂと共廻りするように、かつ着脱自在に嵌合している。この実施形態では、図４に示すように、第１ギヤ３３はウォームギヤ３４と一体に成形される軸３４ａの周囲に共廻りするように固定されている。そしてその軸３４ａは、モータケースに取りつけた軸受けブラケット３９により、回転自在に、かつスラスト荷重に耐えるように支持されている。前記第２ウォームホイール３５は図２および図４に示すように、第２ギヤ３６と一体に形成された軸３６ａの周囲に共廻りするように固定され、その軸３６ａは下ケース２８および軸受け板３８によって回転自在に支持されている。

上記のように構成される減速機Ｇは、モータＭが一方向に回転してピニオン３２が回転すると、それに噛み合う第１ギヤ３３が回転する。この実施形態では第１ギヤ３３はピニオン３２より歯数が多く、そのためピニオン３２から第１ギヤ３３への回転伝達で減速される。第１ギヤ３３が回転すると、ウォームギヤ３４が共廻りし、ウォームホイール３５は大きく減速されて回転する。ウォームホイール３５の回転に基づき、それと共廻りする第２ギヤ３６が回転し、第２ギヤ３６と噛み合うセクタギヤ３７が一方向に回転する。セクタギヤ３７の歯数（全周にあるとした場合の歯数）は第２ギヤ３６の歯数より多いので、このときも減速作用が奏される。

図２および図３に示すように、前記セクタギヤ３７の上面には中立位置を示すテーパ状の穴４０が形成されており、その穴４０は下ケース２８に取りつけたバネで付勢されたボール４１が弾力的に係止されている。それにより中立位置に容易に設定することができる。

図５に示すように、出力軸１４の上部には、マグネットプレート４２とセンサプレート４３とがそれぞれ間隔を開けて固定されている。符号４２ａは鉄製のバックヨークである。基板３０のマグネットプレート４２と対向する部位には、磁気センサ４４が取りつけられており、軸受け板３８には光センサ４５が取りつけられている。光センサ４５はトランスミッションの全ポジション、すなわち図１のパーキング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（ファースト）Ｌなどのポジションを検出する主センサ部Ｓｍの要素である。磁気センサ４４は主要ポジション、たとえばニュートラルＮ、前進Ｆ、リバースＲを検出する非常時用センサ部Ｓｈの要素である。ここで「前進」は、ドライブＤ、セカンド２、ローＬの全体を含み、いずれかであれば前進とする。

前記磁気センサ４４はたとえば図６ａに示すように３個のホールＩＣ（ホール素子）４４ａ、４４ｂ、４４ｃから構成されている。Ｔｒ１〜３はそれらのホールＩＣの出力を増幅するトランジスタである。ホールＩＣに対向して設けられるマグネットプレート４２には、それぞれのホールＩＣのＯＮ／ＯＦＦを切り換えるため、Ｎ極とＳ極を隣接して配置した扇状のマグネットＭＧ１〜４が設けられている。第１マグネットＭＧ１と第３マグネットＭＧ３はホールＩＣにＮ極側（Ｎｐ）が向いており、第２マグネットＭＧ２と第４マグネットＭＧ４はホールＩＣにＳ極側（Ｓｐ）が向いている。

そしてニュートラル位置Ｎでは、第１ホールＩＣ４４ａは第１マグネットＭＧ１と第４マグネットＭＧ４の境界部分に対向しており、マグネットプレート４２がローＬ側またはパーキングＰ側に作動範囲Ｒ１で回動することにより、第１ホールＩＣ４４ａのトランジスタＴｒ１の出力が図６ｂに示すように切り替わる。また、第２ホールＩＣ４４ｂは第１マグネットＭＧ１と第２マグネットＭＧ２の境界近辺で、いくらか第１マグネット側の位置にある。そしてマグネットプレート４２の作動領域Ｒ２で図６ｂに示すように切り替わる。同様に第３ホールＩＣ４４ｃは第３マグネットＭＧ３と第４マグネットＭＧ４の境界近辺で、第４マグネット側に位置している。そしてマグネットプレート４２の作動領域Ｒ３で図６ｂに示すように切り替わる。

第１〜３ホールＩＣ４４ａ〜ｃのＴｒ１〜３のＯＮ／ＯＦＦ出力は前述のようにマグネットの磁極の切り替わりで判断している。たとえば図６ｂに示すテーブルにしたがって、シフトレンジがリバースＲか（第１ホールＩＣのトランジスタＴｒ１のみＯＮ）、ニュートラルＮか（第１および第２ホールＩＣのトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２がＯＮ）、ドライブＤか（第２ホールＩＣのトランジスタＴｒ２のみＯＮ）を判断する。なお、上記の実施形態では１個の第１マグネットＭＧ１の両端部分を第１ホールＩＣ４４ａと第２ホールＩＣ４４ｂの検出用に用いられているが、２個のマグネットとすることもできる。同様に第４マグネットＭＧ４も２個のマグネットにすることができる。

前記マグネットＭＧ１〜４と磁気センサ４４ａ〜ｃは非常時センサ部を構成する。磁気センサ４４ａ〜ｃとしては、ホールＩＣのほか、リードスイッチ、誘導センサなどの公知の磁気センサを用いることもできる。なお、マグネットを１個所にして磁気センサ４４を３個互いに近づけて設けたり、１個の磁気センサ４４と互いに近づけて設けた３個のマグネットＭＧ（ないしＮ極とＳ極の境界）とを組み合わせることもできるが、図６ａのように３個の磁気センサ３個所のＮ極−Ｓ極の境界とを組み合わせるほうが、検出精度型かくなる。前記マグネットプレート４２およびその周囲の部材には合成樹脂やステンレスなどの非磁性体を用いる。

前記センサプレート４３には、たとえば図７に示すように、前述の複数のポジションおよび途中の状態を検出するための光透過用のスリット列４６、４６、４６が同心状に複数組形成されている。それらのスリット列４６は光センサ４５と共に主センサ部である。そして光センサ４５は各列に対応するように、たとえば３個設けられている。スリット列４６のパターンや光センサ４５の個数は、従来公知のものと同様にすることができる。光センサ４５としては、発光素子と受光素子がセンサプレート４３に関して同じ側に設けられる反射型のもの、反対側に設けられる透過型のもののいずれも採用することができる。

磁気センサ４４および光センサ４５の出力は、前記制御部Ｃに送られ、マイクロプロセッサにより制御用のデータとして取り込まれる。前記実施形態では磁気センサ４４ａ〜ｃからのＯＮ／ＯＦＦ信号に基づき、図６ｂのテーブルを参照してシフト状態を判断する。一般的には光センサ４５は検出精度が高いので、出力軸１４の回転角を精度よく検出することができる。他方、磁気センサ４４はマグネットＭＧの磁気が拡がるので、検出精度は光センサに比して劣る。しかし光センサ４５に比して故障しにくいという利点がある。そこでこの操作装置１０では、全ポジションを検出する光センサ４５を通常の運転状態の時に作動させる主センサ部Ｓｍとして利用し、３ポジションのみを検出する磁気センサ４４を非常時用センサ部Ｓｈとして利用している。

主センサ部Ｓｍが通常状態か非常時かの検出は、監視制御部が判断する。監視制御部は制御部Ｃ内に設けられ、たとえば光センサ４５の作動状態と自動車のエンジン状態とを検出し、両者の関係をあらかじめ記録したテーブルに基づいて決定するなどの方法で、正常状態か異常が生じたかを判断する。また、運転者が異常を感じたときに手動で主センサ部Ｓｍから非常時センサ部Ｓｈに切り換えるようにしてもよい。さらに 発光側の電流検知による断線検知作動時のコード異常、バックアップ磁気センサ側との比較検知などの方法を採用してもよい。

上記のように構成される操作装置１０は、監視制御部が通常状態であると判断している場合は、光センサ４５のデータが制御部Ｃで利用される。そして図１のシフトレバー２１を操作すると、検出器２１ａの出力データが通信制御部２１ｂおよび通信線１２を介して制御部Ｃに送られる。そしてそのデータと主センサ部Ｓｍの光センサ４４の出力とが比較され、一致するようにモータＭを駆動し、前述のように減速機Ｇを介して出力軸１４を回転させる。さらに出力軸１４の回転により、切り換えバルブ１６が切り換えられる。

そのとき、デテント機構１５の作用により、出力軸１４は所定のポジションに対応する角度で安定して止まる。そして切り換えバルブ１６のスプールなどが操作され、油圧アクチュエータ１９に所定の作動を与えるように油圧回路を切り換える。それによりトランスミッションのギヤチェンジが行われる。その場合、主センサ部Ｓｍの検出は全ポジションについて行うので、シフトレバー２１の全操作状態について対応することができる。

他方、光センサ４５が故障したとき、あるいは光センサ４５の関連の電子回路が故障したときは、前述の監視制御部が主センサ部Ｓｍの作動を停止し、非常時センサ部Ｓｈのデータを制御部Ｃに利用させる。運転者が気づいて主センサ部から非常時センサ部に切り換えたときも同様である。その場合は非常時センサ部Ｓｈが前進、中立、後退の３ポジションしか検出しないので、シフトレバー２１をロー、セカンド、ドライブのいずれに操作しても、モータＭが一方向に回転し、切り換えバルブ１６をたとえばドライブの位置に操作する。それにより油圧アクチュエータ１９が操作され、トランスミッションがドライブの状態となって、通常の変速の状態で自動車が前進する。

そしてシフトレバー２１を中立にしたときはクラッチが切られる。また後退にチェンジしたときは、モータＭが反対方向に回転し、出力軸１４が反対方向に回転して切り換えバルブを後退に対応する状態に切り換える。そして油圧ア
クチュエータ１９がトランスミッション１７をリバースの状態に切り換え、自動車が後退する。このように光センサ４５が故障しても、前進、中立、後退の主要な操作が確保されるので、とりあえず自動車を修理工場などに移動させることができる。

前記実施形態ではセンサプレート４３とマグネットプレート４２の２枚のプレートに分けているが、一枚のプレートにスリットとマグネットを設けることもできる。その場合１枚のプレートの表側と裏側に光センサ４５と磁気センサ４４を設けるようにしてもよく、同じ側に設けてもよい。スリットに代えて、光を反射しない印刷を施してもよい。また複数個の磁気センサを採用する場合、マグネットプレート４２に貫通孔を形成し、その中にマグネットと埋め込むと共に、マグネットプレート４２の両面側にそれぞれ磁気センサを配置することもできる。それにより磁気センサ同士の間隔が広くなるので相互の干渉が少なくなる。

また前記実施形態では非常時用センサ部Ｓｈで「前進」、「中立」、「後退」の三つのポジションのみ検出させているが、４つ以上、あるいは全ポジションを検出させる構成とすることもできる。ただしその場合はマグネットＭＧ同士の間隔を大きくする必要がある。あるいは磁気センサが複数の場合は磁気センサ同士の間隔を大きくする必要がある。そのため、アクチュエータユニット１３も大きくなる。

図１の操作装置１０ではコントローラ１１とアクチュエータユニット１３を通信線１２のみで連結しているが、切り換えバルブ１６とシフトレバー２１とを、図８ａの従来例のようにプッシュプルコントロールケーブルで連結することもできる。ただし本発明の操作装置では主センサ部Ｓｍと非常時用センサ部Ｓｈの２段構えにして安全性を高めているので、プッシュプルコントロールケーブルを省略することができ、それにより大幅なコストダウンが図れる。

図１〜２の操作装置１０において、マグネットプレート４２を出力軸１４の廻りに回動自在に設け、所定位置でロックできるように構成してもよい。また、図５に示すように、出力軸１４の上端にスパナやレンチなどで回転させることができる平行面４７を設けてもよい。さらにデテント機構１５に一定のデテント状態をロックするロック機構を設けてもよい。そのような構成では、万一、主センサ部Ｓｍだけでなく非常用センサ部Ｓｈも故障した場合でも、手動操作でマグネットプレート４２の位置を調節することができる。それによりインターロックを解除して、少なくとも自動車を押すなどにより、路肩などの安全な場所に自動車を移動させることができる。また、牽引することも容易である。

本発明の操作装置の一実施形態を示す概略斜視図である。 図１のアクチュエータユニットの側断面図である。 図２のIII-III線断面図である。 図３のIV-IV線断面図である。 図２の要部拡大図である。 図６ａは図５のVI-VI線断面図、図６ｂは図６ａの磁気センサの出力信号とシフトレンジの関係の一実施形態を示すテーブルである。 図５のVII-VII線断面図である。 図８ａは従来の操作装置の一例を示す斜視図、図８ｂは従来の操作装置における位置検出センサの他の例を示す断面図である。 従来の操作装置の他の例を示す断面図である。 従来の操作装置のさらに他の例を示す断面図である。 従来の操作装置のさらに他の例を示す断面図である。

符号の説明

１０ 操作装置
１１ コントローラ
１２ 通信線
１３ アクチュエータユニット
１４ 出力軸
１４ａ 上軸
１４ｂ 下軸
１５ デテント機構
１６ 切り換えバルブ
１７ トランスミッション
１９ 油圧アクチュエータ
２１ シフトレバー
２２ インジケータ
Ｍ モータ
Ｇ 減速機
２４ モータの出力軸
２６ 検出機構
２７ 上ケース
２８ 下ケース
２９ コネクタ連結部
Ｃ 制御部
３２ ピニオン
３３ 第１ギヤ
３４ ウォームギヤ
３４ａ 軸
３５ ウォームホイール
３６ 第２ギヤ
３６ａ 軸
３７ セクタギヤ
３８ 軸受け板
３９ 軸受けブラケット
４０ 穴
４１ ボール
Ｓｍ 主センサ部
Ｓｈ 非常時センサ部
４２ マグネットプレート
４２ａ バックヨーク
４３ センサプレート
４４ 磁気センサ
４５ 光センサ
ＭＧ マグネット
４６ スリット列
４７ 平行面

Claims (7)

1. 運転席側に設けられるコントローラと、
   そのコントローラからの信号に基づいてトランスミッションを切り換えるモータ駆動のアクチュエータと、
   そのアクチュエータの作動状態を検出する手段と、
   検出したデータをモータ制御部にフィードバックする手段とを備え、
   前記検出する手段が、
   アクチュエータの状態を、トランスミッションの全操作位置に関して検出する光センサを備えた主センサ部と、
   トランスミッションの少なくとも主要位置に関して検出する磁気センサを備えた非常時用センサ部と、
   主センサ部の作動状態を監視し、異常と判断したときに主センサ部からの信号に代えて非常時用センサ部からの信号をモータ制御部に送る手段
   とを備えている、
   電動式のトランスミッション操作装置。
2. 前記非常時用センサ部が、前進、中立および後退の３つの状態を検出するものである請求項１記載のトランスミッション操作装置。
3. 前記非常用センサ部が、アクチュエータの状態に応じて回転するマグネットプレートと、そのマグネットプレートと対向して配列される３個の磁気センサとを備えている請求項２記載のトランスミッション操作装置。
4. 前記主センサ部が、アクチュエータの状態に応じて回転するセンサプレートと、そのセンサプレートに設けられるスリット群と対向するように配置される光センサとを備えており、前記マグネットプレートとセンサプレートとが同一の出力軸に平行に固定されている請求項３記載のトランスミッション操作装置。
5. 前記マグネットプレートが、出力軸に対して手動操作で角度調節可能に構成されている請求項４記載のトランスミッション操作装置。
6. 前記コントローラとアクチュエータの間の通信が所定のプロトコルに基づいて受発信されるデジタルデータにより行われる請求項１、２、３、４または５記載の電動式トランスミッション操作装置。
7. 検出対象の実質的に全体の範囲を検出する光センサを備えた主センサ部と、
   検出対象の少なくとも主要位置に関して検出する磁気センサを備えた非常時用センサ部と、
   主センサ部の作動状態を監視し、異常と判断したときに主センサ部からの信号に代えて非常時用センサ部からの信号を出力する手段
   とを備えている検出装置。