JP2008151210A - シフトバイワイヤ用レンジ切換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｐレンジから他のレンジに切り換えることを確実に実行できることと切換応答性を速くすることとの両立を図った、シフトバイワイヤ用レンジ切換装置を提供する。
【解決手段】電動モータ３０、および電動モータ３０の動力をコントロールロッド５０を介してマニュアルバルブ６０およびパーキングロック機構７０に伝達する減速機４０を有し、操作者の指示に応じてマニュアルバルブ６０およびパーキングロック機構７０を作動させるアクチュエータ２０を備え、減速機４０は、シフトレンジをＰレンジからＲレンジに切り換えるときの減速比が他の切り換えのときの減速比よりも大きくなるように、減速比を可変に構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、操作者の指示に応じて電動モータによりレンジ切換手段を作動させる、シフトバイワイヤ用レンジ切換装置に関する。

近年、車両搭乗者が選択した指示シフトレンジを検出し、検出した指示シフトレンジに応じて、自動変速機のシフトレンジを切り換えるレンジ切換手段を電動モータで作動させるシフトバイワイヤシステムが用いられるようになってきている（例えば、特許文献１参照）。

ここで、自動変速機のシフトレンジを切り換えるにあたり、レンジ切換手段を作動させるために必要なトルクは、いずれのレンジに切り換えるかによって異なり、Ｐレンジから他のレンジ（例えばＲレンジ）に切り換えるときに最も大きくなる。特に、坂道で車両を駐車させたＰレンジの状態から他のレンジに切換えるときには、パーキングロック機構をロック解除状態にするために必要なトルクが大きくなるので、上述の「必要なトルク」はより一層大きくなる。

そのため、特許文献１記載のレンジ切換装置では、電動モータの動力をレンジ切換手段に伝達する減速機を選定するにあたり、Ｐレンジから他のレンジに切り換えるときに必要なトルクが得られるギヤ比の減速機を選定している。
因みに、上記パーキングロック機構は、レンジ切換手段のＰレンジへの切換作動に連動して自動変速機の出力軸をロック状態にするとともに、他のレンジへの切換作動に連動して自動変速機の出力軸をロック解除状態にする機構である。

特表２００４−５２９２８号公報

しかしながら、上記特許文献１記載の如く、Ｐレンジから他のレンジに切り換えるときに必要なトルクが得られるギヤ比の減速機を選定すると、Ｐレンジから他のレンジに切り換えることを確実に実行できるものの、大きいトルクが不要な他の切り換えの時にまで大きなギヤ比でレンジ切換手段を作動させることになる。すると、他の切り換え時におけるレンジ切換手段の作動が遅くなり、その切換応答性が悪化してしまう。

そこで、本発明の目的は、Ｐレンジから他のレンジに切り換えることを確実に実行できることと切換応答性を速くすることとの両立を図った、シフトバイワイヤ用レンジ切換装置を提供することにある。

請求項１記載の発明では、減速機は、シフトレンジをＰレンジから切り換えるときの減速比が他のレンジから切り換えるときの減速比よりも大きくなるように、減速比を可変に構成されている。
これによれば、減速機は減速比を可変に構成されているので、大きいトルクが必要なときには減速比を大きくして切り換えを確実に実行するようにでき、大きいトルクが必要ないときには減速比を小さくして切換応答性を速くすることができる。
すなわち、レンジ切換手段を作動させるために必要なトルクが最も大きくなるＰレンジから他のレンジに切り換えるにあたり、そのときの減速比が他のレンジから切り換えるときの減速比よりも大きくなるので、Ｐレンジから他のレンジに切り換えることを確実に実行できる。一方、Ｐレンジから他のレンジに切り換えるとき以外の切り換えのときには、減速比が小さくなるので、切換応答性を速くすることができる。

請求項２記載の発明では、減速機は、ピッチ円直径が徐々に変化するようにピッチ円が楕円形状に形成されたドライブギヤおよびドリブンギヤを備えて構成されている。これによれば、ドライブギヤおよびドリブンギヤが回転するにつれ両ギヤのギヤ比が変化することとなる。よって、減速機の減速比を可変に構成することを容易に実現できる。

請求項３記載の発明では、ディテントプレートのうち一方側の回動端部に形成され、ディテントプレートがＰレンジ位置に回動したときに係合部材と係合して一方側への回動を規制するＰレンジ係合溝と、ディテントプレートのうち他方側の回動端部に形成され、ディテントプレートが他のレンジ位置に回動したときに係合部材と係合して他方側への回動を規制する他レンジ係合溝と、を備える。
また、係合部材が他レンジ係合溝に係合した状態でさらに他方側にディテントプレートを回動させて、係合部材を他レンジ係合溝に押し付けることにより、電動モータを構成するロータの回転初期位置を算出する初期位置算出手段と、電動モータを構成するステータに対するロータの相対回転位置を検出する検出センサと、を備える。
そして、算出された相対回転初期位置および検出センサによる検出結果に基づき、ロータの回転位置を算出する回転位置算出手段を備える。

このように、ロータの回転位置を算出するにあたりロータの回転初期位置を算出する必要がある場合であり、係合部材を他レンジ係合溝に押し付けることにより回転初期位置を算出する場合であっても、本発明によれば、上述の如くＰレンジから他のレンジに切り換えるとき以外の切り換えのときには減速比が小さくなるので、係合部材を他レンジ係合溝に押し付ける力が不必要に大きくなることを回避できる。

ここで、シフトレンジをＲレンジからＰレンジに切り換えるときにレンジ切換手段を作動させるために必要なトルクは、他のレンジ同士で切り換えるときに必要なトルクよりも大きくなる。
この点を鑑み請求項４記載の発明では、Ｐレンジの状態からレンジ切換手段を作動させると、Ｒレンジ、Ｎレンジおよび走行レンジの順に切り換わるように設定されており、シフトレンジをＲレンジからＰレンジに切り換えるときの減速比は、ＰレンジからＲレンジに切り換えるときの減速比よりも小さく、かつ、他のレンジ同士で切り換えるときの減速比よりも大きく設定されている。
そのため、ＲレンジからＰレンジに切り換えるときには、他のレンジ同士で切り換えるときよりも減速比が大きくなるので、ＲレンジからＰレンジに切り換えることを確実に実行でき、しかも、ＰレンジからＲレンジに切り換えるときに比べて切換応答性を速くすることができる。

請求項５記載の発明では、レンジ切換手段のＰレンジへの切換作動に連動して自動変速機の出力軸をロック状態にするとともに、他のレンジへの切換作動に連動して出力軸をロック解除状態にするパーキングロック機構を備える。
そして、このような構成のパーキングロック機構を備える場合には、Ｐレンジから他のレンジに切り換えるときにレンジ切換手段を作動させるために必要なトルクはより一層大きくなる。よって、請求項１から４のいずれか一項記載の発明による効果が好適に発揮される。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。
図１は、本実施形態に係るシフトバイワイヤ用レンジ切換装置としてのアクチュエータ２０の内部構造を示す模式図、図２は、アクチュエータ２０が搭載されるシフトバイワイヤシステム１０の構成を示す斜視図、図３は図１のIII−III断面図、図４はアクチュエータ２０が作動した状態を示す模式図である。

はじめに、図２を用いてシフトバイワイヤシステム１０の概略を説明する。
シフトバイワイヤシステム１０は、二輪駆動式または四輪駆動式の車両の走行を制御するシステムであり、アクチュエータ２０、シフトバイワイヤ（ＳＢＷ）用のＥＣＵ８０、パーキングロック機構７０および自動変速機制御装置１２等から構成されている。

ＳＢＷ用のＥＣＵ８０は、マイクロコンピュータを主体に構成された電気回路であり、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等から構成されている。そして、ＥＣＵ８０は、車両搭乗者がシフトレンジ切換装置としての図示しないシフトレバーを操作して選択した指示シフトレンジを検出し、この指示シフトレンジに応じてアクチュエータ２０を作動させて、コントロールロッド５０の回転位置を制御する。

指示シフトレンジに応じてコントロールロッド５０の回転によりマニュアルバルブ６０が往復移動することにより、自動変速機制御装置１２内の油路が切り換わり、図示しない自動変速機のシフトレンジが切り換わる。車両搭乗者がシフトレンジを選択する装置は、シフトレバーに代え、ボタン式のシフトスイッチでも、車両搭乗者が音声でシフトレンジを指示する音声認識装置のようなものであってもよい。また、シフトレバーのシフトレンジ位置は、シフトレバーの位置を検出するセンサ等により検出される。本実施形態のセンサには非接触式のセンサが採用されているが、シフトレバーと連動して接点位置が変化する接触式センサを採用してもよい。

ここで、自動変速機には、走行レンジとして前進レンジであるＤレンジおよび後進レンジであるＲレンジと、非走行レンジとして駐車レンジであるＰレンジおよび中立レンジであるＮレンジなどのシフトレンジが設定されている。なお、Ｒレンジ、ＮレンジおよびＤレンジは、特許請求の範囲に記載の「他のレンジ」に相当する。
また、自動変速機制御装置１２は、自動変速機のシフトレンジおよび変速段を切り換える油圧回路を備えている。そして、レンジ位置を選択するマニュアルバルブ６０が移動することにより、自動変速機制御装置１２の油圧回路を切り換えて、自動変速機を上記のシフトレンジのいずれかに設定する。

ＥＣＵ８０は、車両搭乗者が選択したシフトレバーの指示シフトレンジ位置をセンサ等で検出し、検出した指示シフトレンジに応じた回転をアクチュエータ２０の電動モータ３０（図３参照）に指示し、指示シフトレンジに応じた回転角度量を回転するように電動モータ３０を制御する。

コントロールロッド５０は、電動モータ３０の出力軸４６（図３参照）と結合しており、電動モータ３０の駆動力が減速機４０（図３参照）を介してコントロールロッド５０に伝達される。コントロールロッド５０には、ディテントプレート５２が一体となって回転するように固定されている。ディテントプレート５２が図２の矢印Ａ、Ｂ方向に回転することによりマニュアルバルブ６０の往復移動位置が決定される。

本実施形態の電動モータ３０は、永久磁石を用いないブラシレスのＳＲモータ（スイッチドリラクタンスモータ）である。そして、電動モータ３０が有するＵ相、Ｖ相、Ｗ相のコイル３２２（図３参照）への通電は、ＥＣＵ８０がトランジスタをオン、オフすることにより制御される。ＥＣＵ８０がＵ相、Ｖ相、Ｗ相のコイル３２２への通電を順次スイッチングすることにより、電動モータ３０は回転駆動する。

また、アクチュエータ２０は検出センサとしてのエンコーダ２５（図３参照）を有しており、ＥＣＵ８０は、エンコーダ２５が出力する電動モータ３０の回転角度量であるカウント数を参照しながら、目標のカウント数になるまで電動モータ３０を回転制御することにより、指示シフトレンジに相当する回転位置にディテントプレート５２を回転させる。ＥＣＵ８０は、目標カウント数を含む所定のカウント数の範囲内に電動モータ３０が回転すると、指示シフトレンジに相当する回転位置にディテントプレート５２が達したと判断し、電動モータ３０の回転制御を終了する。
なお、エンコーダ２５が出力するカウント数は、ＰレンジからＲレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジの順にシフトレンジが切り換わるにしたがって増加または減少し、その逆の順にシフトレンジが切り換わるにしたがって減少または増加する。

因みに、エンコーダ２５は、後述するロータ３１に固定された磁石２５１と、磁石２５１からの磁気を検出するホールＩＣ２５２と、ホールＩＣが実装された基板２５３とから構成されている。そして、ロータ３１の回転にともない磁石２５１がホールＩＣ２５２に対向する位置を通過する毎に、ホールＩＣ２５２は磁石２５１からの磁気を検出し、ＥＣＵ８０に出力する。

ディテントプレート５２はほぼ扇形をなす板状の部材であって、その円弧状の外周部に複数の係合溝５３が形成されている。ディテントスプリング６２は板バネであり、自動変速機制御装置１２に片持ち状に固定されている。なお、ディテントスプリング６２は自動変速機内等、自動変速機制御装置１２とは別の部位に取り付けるようにしてもよい。ディテントスプリング６２の先端部にはディテントプレート５２の係合溝５３に係合するローラ６３が取り付けられており、ローラ６３はディテントスプリング６２の弾性力によりディテントプレート５２の係合溝５３のいずれかに係合する。

ディテントプレート５２にはマニュアルバルブ６０に嵌合しているピン５４が設けられている。ディテントプレート５２がコントロールロッド５０とともに回転すると、ピン５４と嵌合しているマニュアルバルブ６０がディテントプレート５２の回転位置に応じて往復移動する。係合溝５３とローラ６３とはマニュアルバルブ６０における各シフトレンジの設定位置に対応させて配置されており、ローラ６３がいずれかの係合溝５３に完全に係合することによりその係合溝５３に対応するシフトレンジ位置にマニュアルバルブ６０が設定される。

そして、電動モータ３０が回転しシフトレバーで選択された指示シフトレンジに対応するシフトレンジ位置にマニュアルバルブ６０が移動することにより、自動変速機のシフトレンジは、マニュアルバルブ６０の往復移動位置で特定された実シフトレンジに対応するシフトレンジとなるように自動変速機制御装置１２により制御される。

パーキングロック機構７０は、パーキングギヤ７１の外周部に形成されている凹部７１ａにパーキングロックポール７２の爪７３を係合させて自動変速機の出力軸（図示せず）の回転を止めるように構成されている。パークロッド７４の一端はディテントプレート５２に固定されており、他端にはテーパーコーン状のカム７６が嵌合している。カム７６はスプリング７８により他端側に押圧された状態でパークロッド７４に嵌合しており、パークロッド７４に沿って往復移動自在である。

そして、ディテントプレート５２の回転に伴いパークロッド７４が往復移動することにより、カム７６がパーキングロックポール７２を上下動させ、パーキングロックポール７２の爪７３がパーキングギヤ７１の凹部７１ａに係合、または凹部７１ａから外れる。パーキングロックポール７２の爪７３がパーキングギヤ７１に係合すると、自動変速機は出力軸の回転が機械的に禁止されたロック状態となり、パーキングギヤ７１から爪７３が外れると、自動変速機は出力軸の回転が許可されたロック解除状態となる。

以上により、シフトバイワイヤシステム１０の通常作動により電動モータ３０を作動させると、電動モータ３０の駆動力は、出力軸４６、コントロールロッド５０、ディテントプレート５２を介して、パーキングロック機構７０のパークロッド７４およびマニュアルバルブ６０に伝達される。その結果、パーキングロック機構７０およびマニュアルバルブ６０は連動して駆動する。すなわち、マニュアルバルブ６０がＰレンジ位置に移動するとパーキングロック機構７０は連動してロック状態となり、マニュアルバルブ６０が他のレンジ位置に移動するとパーキングロック機構７０は連動してロック解除状態となる。

次に、図１および図３を用いて、本実施形態の要部であるアクチュエータ２０（シフトバイワイヤ用レンジ切換装置）の構造について説明する。
アクチュエータ２０は、リヤハウジング２１ａおよびフロントハウジング２１ｂ内に電動モータ３０および減速機４０を収容して構成されている。両ハウジング２１ａ、２１ｂはボルト２１ｃにより締結されており、両ハウジング２１ａ、２１ｂ間の接合面にはパッキン２１ｄが配置されている。なお、図３の右側をフロント（あるいは前）、左側をリヤ（あるいは後）として以下説明する。

先ず、電動モータ３０の構成について説明する。
電動モータ３０は、回転自在に支持されるロータ３１と、このロータ３１の回転中心φ１と同軸上に配置されたステータ３２とで構成されている。ロータ３１は、ロータ軸３１１およびロータコア３１２から構成されるものであり、ロータ軸３１１は前端と後端に配置されたベアリング（第１ベアリング２２ａ、第２ベアリング２２ｂ）によって回転自在に支持される。

第１ベアリング２２ａは、減速機４０を構成するドライブギヤ４１の内周に配置されたものであり、ドライブギヤ４１はフロントハウジング２１ｂの内周に配置された第３ベアリング２３によって回転自在に支持されている。つまり、ロータ軸３１１の前端は、フロントハウジング２１ｂに設けられた第３ベアリング２３→ドライブギヤ４１→第１ベアリング２２ａを介して回転自在に支持される。
一方、第２ベアリング２２ｂは、リヤハウジング２１ａによって支持されるものである。

ステータ３２は、ステータコア３２１およびコイル３２２から構成される。ステータコア３２１には、ロータ３１に向けて３０度毎に突設されたステータティース（図示せず）が設けられ、各ステータティースのそれぞれにＵ相、Ｖ相、Ｗ相を構成するコイル３２２が巻回されている。

一方、ロータコア３１２には、ステータ３２に向けて４５度毎に突設された突極（図示せず）が設けられている。そして、Ｗ相→Ｖ相→Ｕ相の順番にコイル３２２への通電を切り換えるとロータ３１が回転し、逆にＶ相→Ｗ相→Ｕ相の順番にコイル３２２への通電を切り換えるとロータ３１が逆回転するものであり、Ｕ、Ｖ、Ｗ相の通電が一巡する毎にロータ３１が４５度回転する構成になっている。なお、Ｕ、Ｖ、Ｗ相のコイル３２２への通電はＥＣＵ８０によりオンオフ制御される。

次に、減速機４０の構成について説明する。
減速機４０は、電動モータ３０のロータ軸と共通のロータ軸３１１と、このロータ軸３１１に設けられた偏心部４３を介してロータ軸３１１に対して偏心回転可能な状態で取り付けられた外歯歯車４４と、この外歯歯車４４が内接噛合する内歯歯車４５と、外歯歯車４４の自転成分のみを伝達する伝達手段としてのピン４４ａを介して連結されたドライブギヤ４１と、ドライブギヤ４１と噛合するドリブンギヤ４２とを備える。

偏心部４３は、ロータ軸３１１の回転中心に対して偏心回転して外歯歯車４４を揺動回転させる軸であり、偏心部４３の外周に配置された２つの第４ベアリング２４を介して外歯歯車４４を回転自在に支持するものである。
外歯歯車４４は、上述したように、第４ベアリング２４を介してロータ軸３１１の偏心部４３に対して回転自在に支持されるものであり、偏心部４３の回転によって内歯歯車４５に押しつけられた状態で回転するように構成されている。
内歯歯車４５は、フロントハウジング２１ｂに固定されるものである。

このような構成により、ロータ軸３１１が回転して外歯歯車４４が偏心回転することにより、外歯歯車４４がロータ軸３１１に対して減速回転し、その減速回転がドライブギヤ４１に伝えられる。さらに、ドライブギヤ４１からドリブンギヤ４２に動力伝達される際にも減速される。ドリブンギヤ４２に固定された出力軸４６は、シフトバイワイヤシステム１０のコントロールロッド５０に連結される。従って、電動モータ３０の回転トルクは、外歯歯車４４、内歯歯車４５、ドライブギヤ４１およびドリブンギヤ４２により減速され、コントロールロッド５０に伝達される。

次に、ドライブギヤ４１およびドリブンギヤ４２の構成について説明する。
ドライブギヤ４１およびドリブンギヤ４２は、回転するにつれ両ギヤ４１、４２のギヤ比が変化するように構成されている。つまり、減速機４０の減速比は可変である。

具体的には、図１に示すように、ドライブギヤ４１およびドリブンギヤ４２は、それぞれ噛み合う歯部４１１、４２１を有しており、これらの歯部４１１、４２１は両ギヤ４１、４２の円周の一部分にのみ円弧状に形成されている。そして、ドライブギヤ４１は１８０°以内の範囲で回動する。

両歯部４１１、４２１は、ピッチ円Ｐ１、Ｐ２が楕円形状となるように形成されている。換言すれば、ドライブギヤ４１の回転中心φ１から歯部４１１のピッチ点（または歯先）までのピッチ半径ｒ１が徐々に変化するように形成されている。同様にして、ドリブンギヤ４２の回転中心φ２から歯部４２１のピッチ点（または歯先）までのピッチ半径ｒ２が徐々に変化するように形成されている。

また、コントロールロッド５０がＰレンジ側に回動する向き（図１の時計方向）にドリブンギヤ４２が回転すると、ドリブンギヤ４２のピッチ半径ｒ２は徐々に大きくなり、ドライブギヤ４１のピッチ半径ｒ１は徐々に小さくなる。よって、減速比が徐々に大きくなり、その結果、出力軸４６は大トルクかつ低速で回転する。
なお、図４（Ａ）は、ドリブンギヤ４２がＰレンジ側に回転してＰレンジ側の回動端に位置している状態を示しており、この状態では減速比が最大となる。

一方、コントロールロッド５０がＤレンジ側に回動する向き（図１の反時計方向）にドリブンギヤ４２が回転すると、ドリブンギヤ４２のピッチ半径ｒ２は徐々に小さくなり、ドライブギヤ４１のピッチ半径ｒ１は徐々に大きくなる。よって、減速比が徐々に小さくなり、その結果、出力軸４６は小トルクかつ高速で回転する。
なお、図４（Ｂ）は、ドリブンギヤ４２がＤレンジ側に回転してＤレンジ側の回動端に位置している状態を示しており、この状態では減速比が最小となる。
因みに、本実施形態では、ドライブギヤ４１およびドリブンギヤ４２による減速比は、１〜１．７の範囲で可変となるように設定されている。

図４中の符号Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４は、ドライブギヤ４１の歯部４１１の範囲を示しており、歯部４１１のＷ１に示す範囲がドリブンギヤ４２の歯部４２１と噛み合っている状態では、マニュアルバルブ６０はＰレンジの位置に移動している。同様にして、歯部４１１のＷ２、Ｗ３、Ｗ４に示す範囲がドリブンギヤ４２と噛み合っている状態では、マニュアルバルブ６０はそれぞれＲレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジの位置に移動している。

ここで、マニュアルバルブ６０の移動位置が、Ｐレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジの順に配列されているとき、シフトレンジの切り換えには次の(1)〜(6)パターンがある。
(1)Ｐレンジ→Ｒレンジ、(2)Ｒレンジ→Ｐレンジ、(3)Ｒレンジ→Ｎレンジ、(4)Ｎレンジ→Ｒレンジ、(5)Ｎレンジ→Ｄレンジ、(6)Ｄレンジ→Ｎレンジ。
そして、減速機４０の減速比はＷ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４の順に小さくなるので、上記パターンによる切り換えにおいて、(1)〜(6)の順に減速比が小さくなることとなる。

以上により、本実施形態に係るアクチュエータ２０（シフトバイワイヤ用レンジ切換装置）によれば、マニュアルバルブ６０を作動させるために必要なトルクが最も大きくなるＰレンジからＲレンジに切り換える（パターン(1)）にあたり、そのときの減速比が、他のパターン(2)〜(6)にて切り換えるときの減速比よりも大きくなる。よって、出力軸４６を最大トルクで回転させることができるので、ＰレンジからＲレンジに切り換えることを確実に実行できる。
一方、他のパターン(2)〜(6)にて切り換えるときには減速比が小さくなる。よって、出力軸４６を最高速で回転させることができるので、マニュアルバルブ６０の切換応答性を速くすることができる。

ここで、シフトレンジをＲレンジからＰレンジに切り換える（パターン(2)）ときにマニュアルバルブ６０を作動させるために必要なトルクは、他のレンジ同士で切り換える（パターン(3)〜(6)）ときに必要なトルクよりも大きくなる。これに対し、本実施形態によれば、シフトレンジをＲレンジからＰレンジに切り換える（パターン(2)）ときの減速比は、ＰレンジからＲレンジに切り換える（パターン(1)）ときの減速比よりも小さく、かつ、他のレンジ同士で切り換える（パターン(3)〜(6)）ときの減速比よりも大きくなる。
そのため、ＲレンジからＰレンジに切り換える（パターン(2)）ときには、他のレンジ同士で切り換える（パターン(3)〜(6)）ときよりも減速比が大きくなる。よって、出力軸４６をパターン(3)〜(6)のときに比べて大トルクで回転させることができるので、ＲレンジからＰレンジに切り換えることを確実に実行でき、しかも、パターン(1)ときに比べて高速で回転させることができるので、マニュアルバルブ６０の切換応答性を速くすることができる。

因みに、各種切り換えパターン(1)〜(6)のうちパターン(1)のときに上記必要トルクが最も大きくなることは、パーキングロック機構７０を備えることに起因する。すなわち、ＰレンジからＲレンジに切り換えるとき（パターン(1)）には、パーキングロックポール７２とカム７６との摩擦力に抗してパーキングロックポール７２からカム７６を抜き出さなければならない。特に、坂道で車両を駐車させたＰレンジの状態からＲレンジに切換えるときには、車両の自重によりパーキングギヤ７１に回転力が付勢されているため、パーキングギヤ７１の凹部７１ａから前記回転力がパーキングロックポール７２の爪７３に伝達され、その結果、パーキングロックポール７２がカム７６に強く押し付けられることとなる。よって、前述の摩擦力が大きくなる。以上により、パターン(1)のときに必要トルクが最も大きくなる。

また、パターン(2)の必要トルクがパターン(3)〜(6)の必要トルクよりも大きくなることは、次の理由による。すなわち、ＲレンジからＰレンジに切り換えるとき（パターン(2)）には、爪７３と凹部７１ａの同期が取られておらず爪７３が凹部７１ａと完全に係合していない場合、スプリング７８の弾性変形力に抗してパークロッド７４をカム７６側に移動させなければない。よって、スプリング７８を弾性変形させる力の分、パターン(2)の必要トルクはパターン(3)〜(6)の必要トルクよりも大きくなる。また、爪７３と凹部７１ａの同期が取れている場合でも、スプリング７８を弾性変形させる力よりは小さいものの、パーキングロックポール７２とカム７６の摩擦力の分、パターン(2)の必要トルクはパターン(3)〜(6)の必要トルクよりも大きくなる。

（変形例）
本実施形態の変形例として、ＳＲモータ３０（電動モータ）の作動をＥＣＵ８０が制御するにあたり、ＳＲモータ３０のロータ３１の絶対回転位置を算出するための次の制御を実行することが挙げられる。すなわち、上述したエンコーダ２５からの検出信号だけでは、ＥＣＵ８０は、ロータ３１のステータ３２に対する相対回転位置は算出できるものの、ディテントプレート５２の回転位置およびマニュアルバルブ６０の作動位置に対するロータ３１の絶対回転位置までは算出できないため、マニュアルバルブ６０の作動位置を所望の位置に制御することができない。そこで、ＥＣＵ８０は以下の制御を実行することにより、ロータ３１の前記絶対回転位置を算出する。

以下の説明では、ディテントプレート５２に形成された複数の係合溝５３のうち、Ｐレンジ側（図２の矢印Ｂ側）の回動端部の係合溝をＰレンジ係合溝５３１と呼び、Ｄレンジ側（図２の矢印Ａ側）の回動端部の係合溝をＤレンジ係合溝５３２と呼ぶ。よって、Ｐレンジに切り換わったときにローラ６３はＰレンジ係合溝５３１と係合し、Ｄレンジに切り換わったときにローラ６３はＤレンジ係合溝５３２と係合する。
なお、Ｄレンジ係合溝５３２は特許請求の範囲に記載の「他レンジ係合溝」に相当し、ローラ６３は特許請求の範囲に記載の「係合部材」に相当する。

ＥＣＵ８０は、イグニッションスイッチを投入した直後等に、Ｐレンジ係合溝５３１にローラ６３が係合した状態でさらにＰレンジ側にディテントプレート５２を回動させる。すると、ローラ６３はＰレンジ係合溝５３１のうちＰレンジ側の壁面５３１ａに押し付けられる。このときに検出されるロータ３１の回転位置を回転初期位置と呼ぶ。そして、壁面５３１ａにローラ６３が押し付けられる位置に回転初期位置が対応する旨、ＥＣＵ８０には予め記憶されているため、ＥＣＵ８０は、ディテントプレート５２の回転位置およびマニュアルバルブ６０の作動位置に対するロータ３１の絶対回転位置を算出することができる。
なお、絶対回転位置の算出を実行しているときのＥＣＵ８０は特許請求の範囲に記載の「初期位置算出手段」に相当する。

また、ＥＣＵ８０は、上記絶対回転位置を算出するその精度を向上させるために、上述の如くローラ６３をＰレンジ側の壁面５３１ａに押し付けた後、ディテントプレート５２をＤレンジ側に回動させ、Ｄレンジ係合溝５３２にローラ６３が係合した状態でさらにＤレンジ側にディテントプレート５２を回動させる。すると、ローラ６３はＤレンジ係合溝５３２のうちＤレンジ側の壁面５３２ａに押し付けられる。このときに検出されるロータ３１の回転位置を回転初期位置として、ＥＣＵ８０は、ディテントプレート５２の回転位置およびマニュアルバルブ６０の作動位置に対するロータ３１の絶対回転位置を算出する。
このように、Ｐレンジ側の壁面５３１ａおよびＤレンジ側の壁面５３２ａの両位置においてロータ３１の回転位置を回転初期位置を検出するため、上記絶対回転位置を算出するその精度を向上できる。

そして、ＥＣＵ８０は、上述の如く算出されたロータ３１の絶対回転位置とエンコーダ２５からの検出信号に基づき、ロータ３１の回転位置を常時算出する。
なお、当該回転位置の算出を実行しているときのＥＣＵ８０は特許請求の範囲に記載の「回転位置算出手段」に相当し、エンコーダ２５は特許請求の範囲に記載の「検出センサ」に相当する。

本変形例のように、ロータ３１の回転位置を算出するにあたりロータ３１の回転初期位置を算出する必要がある場合であり、ローラ６３をＤレンジ側の壁面５３２ａに押し付けることにより回転初期位置を算出する場合であっても、上述の実施形態によれば、ＮレンジからＤレンジに切り換えるとき（パターン(6)）には減速比が最も小さくなるので、ローラ６３をＤレンジ側の壁面５３２ａに押し付ける力が不必要に大きくなることを回避できる。よって、ディテントプレート５２のうちＤレンジ側の壁面５３２ａ部分の必要強度を低減できる。また、本変形例のシフトバイワイヤでは、イグニッションスイッチをオンさせる毎にＰレンジ側の壁面５３１ａに押し当て、バッテリークリア毎、あるいは、イグニッションスイッチのオン回数が所定回数（例えば１０００〜５０００回）になる毎に、Ｄレンジ側の壁面５３２ａに押し当てる。特にこのような場合に、Ｄレンジ側壁面５３２ａへの押し当て時にアクチュエータ２０、パーキングロック機構７０、自動変速機制御装置１２等にかかる負荷が軽減される。
また、コントロールロッド５０とディテントプレート５２の接合部、コントロールロッド５０の軸受部、アクチュエータ２０の減速機４０、各ベアリング２２ａ、２２ｂ、２３、２４等の必要強度も低減できる。

（他の実施形態）
上記実施形態では、減速比が可変となるように減速機４０を構成するにあたり、ドライブギヤ４１およびドリブンギヤ４２の両歯部４１１、４２１を、ピッチ円Ｐ１、Ｐ２が楕円形状となるように形成することで実現しているが、本発明に係る減速機４０の構成は、このように両歯部４１１、４２１のピッチ円Ｐ１、Ｐ２を楕円形状に形成することに限定されるものではない。

また、上記実施形態では、電動モータ３０としてＳＲモータを採用しているが、本発明に係る電動モータ３０はＳＲモータに限定されるものではない。
また、上記実施形態では、イグニッションスイッチのオンをトリガとして、Ｐレンジ側の壁面５３１ａに押し当てる作動を実行しているが、アクセサリスイッチのオンをトリガとして実行してもよい。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。

本発明の一実施形態に係るアクチュエータ（シフトバイワイヤ用レンジ切換装置）の内部構造を示す模式図。 図１のアクチュエータが搭載されるシフトバイワイヤシステムの構成を示す斜視図。 図１のIII−III断面図。 （Ａ）は、図１に示すドリブンギヤがＰレンジ側の回動端に位置している状態を示す模式図、（Ｂ）は、Ｄレンジ側の回動端に位置している状態を示す模式図。

符号の説明

１０：シフトバイワイヤシステム、１２：自動変速機制御装置、２０：アクチュエータ（シフトバイワイヤ用レンジ切換装置）、２５：エンコーダ（検出センサ）、３０：電動モータ、３１：ロータ、３２：ステータ、４０：減速機、４１：ドライブギヤ、４２：ドリブンギヤ、６０：マニュアルバルブ、６３：ローラ（係合部材）、７０：パーキングロック機構、７１ａ：凹部、８０：ＥＣＵ（初期位置算出手段、回転位置算出手段）、５３１：Ｐレンジ係合溝、５３１ａ：Ｐレンジ係合溝のうちＰレンジ側の壁面、５３２：Ｄレンジ係合溝（他レンジ係合溝）、５３２ａ：Ｄレンジ係合溝のうちＤレンジ側の壁面。

Claims (5)

1. 自動変速機のシフトレンジをＰレンジと他のレンジとに切り換えるように作動するレンジ切換手段と、
   電動モータ、および前記電動モータの動力を前記レンジ切換手段に伝達する減速機を有し、操作者の指示に応じて前記レンジ切換手段を作動させるアクチュエータと、
   を備えるシフトバイワイヤ用レンジ切換装置において、
   前記減速機は、前記シフトレンジを前記Ｐレンジから切り換えるときの減速比が前記他のレンジから切り換えるときの減速比よりも大きくなるように、減速比を可変に構成されていることを特徴とするシフトバイワイヤ用レンジ切換装置。
2. 前記減速機は、ピッチ円直径が徐々に変化するようにピッチ円が楕円形状に形成されたドライブギヤおよびドリブンギヤを備えて構成されている請求項１記載のシフトバイワイヤ用レンジ切換装置。
3. 前記レンジ切換手段と連動し、前記操作者が指示するシフトレンジと対応する位置に回動するディテントプレートと、
   前記ディテントプレートと係合する係合部材と、
   前記ディテントプレートのうち一方側の回動端部に形成され、前記ディテントプレートが前記Ｐレンジ位置に回動したときに前記係合部材と係合して一方側への回動を規制するＰレンジ係合溝と、
   前記ディテントプレートのうち他方側の回動端部に形成され、前記ディテントプレートが前記他のレンジ位置に回動したときに前記係合部材と係合して他方側への回動を規制する他レンジ係合溝と、
   前記係合部材が前記他レンジ係合溝に係合した状態でさらに他方側に前記ディテントプレートを回動させて、前記係合部材を前記他レンジ係合溝に押し付けることにより、前記電動モータを構成するロータの回転初期位置を算出する初期位置算出手段と、
   前記電動モータを構成するステータに対する前記ロータの相対回転位置を検出する検出センサと、
   算出された前記相対回転初期位置および前記検出センサの検出結果に基づき、前記ロータの回転位置を算出する回転位置算出手段と、
   を備える請求項１または２記載のシフトバイワイヤ用レンジ切換装置。
4. 前記他のレンジにはＲレンジ、Ｎレンジおよび走行レンジがあり、
   前記Ｐレンジの状態から前記レンジ切換手段を作動させると、前記Ｒレンジ、前記Ｎレンジおよび前記走行レンジの順に切り換わるように設定されており、
   前記シフトレンジを前記Ｒレンジから前記Ｐレンジに切り換えるときの減速比は、前記Ｐレンジから前記Ｒレンジに切り換えるときの減速比よりも小さく、かつ、前記他のレンジ同士で切り換えるときの減速比よりも大きく設定されている請求項１から３のいずれか一項記載のシフトバイワイヤ用レンジ切換装置。
5. 前記レンジ切換手段の前記Ｐレンジへの切換作動に連動して前記自動変速機の出力軸をロック状態にするとともに、前記他のレンジへの切換作動に連動して前記出力軸をロック解除状態にするパーキングロック機構を備える請求項１から４のいずれか一項記載のシフトバイワイヤ用レンジ切換装置。

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