JP2008223813A

JP2008223813A - シフトバイワイヤ式自動変速機

Info

Publication number: JP2008223813A
Application number: JP2007059593A
Authority: JP
Inventors: Tadayasu Sanpei; 忠康三瓶
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2007-03-09
Filing date: 2007-03-09
Publication date: 2008-09-25

Abstract

【課題】コントロールシャフトの撓みを吸収し、ＳＢＷアクチュエータへ不要な荷重がかかるのを防止するようにしたシフトバイワイヤ式自動変速機を提供することである。
【解決手段】電気的手段により自動変速機のマニュアルバルブを作動してシフトレンジを切り替えるシフトバイワイヤ式自動変速機であって、コントロールシャフトの一端部に取り付けられ自動変速機のポジションを検出するポジションセンサと、入力信号に応じてコントロールシャフトを回転駆動するアクチュエータと、ポジションセンサとの干渉を回避してアクチュエータの出力軸をコントロールシャフトに連結する連結手段を具備している。連結手段は、アクチュエータの出力軸に第１スプラインによりスプライン嵌合されたシャフトと、一端が該シャフトに固定され、他端が第２スプラインによりコントロールシャフトに嵌合されたＵ形状部材とを含んでいる。
【選択図】図１

Description

本発明は、シフト操作に応じて発生する電気信号によりマニュアルバルブを切り替えて、所望の変速制御を達成するシフトバイワイヤ式自動変速機に関する。

一般的な自動変速機の制御装置は、アクセル開度（アクセルペダルの踏込操作量）、車速等に応じてリニアソレノイドバルブ及びオン・オフソレノイドバルブの作動を制御して、複数のシフトバルブを作動させて摩擦係合要素への係合作動油圧の供給油量を選択し、複数の摩擦係合要素を選択的に係合させて自動変速制御を行うようになっている。

このような自動変速機を有した車両においては、運転者は運転席のシフトレバーを操作してマニュアルバルブを作動させてシフトレンジを選択し、このように選択されたシフトレンジ内においてアクセル開度、車速等に基づいて自動的に変速制御を行うように構成されている。

シフトレバー操作により選択設定されるシフトレンジとしては、駐車レンジ（Ｐレンジ）、後進レンジ（Ｒレンジ）、中立レンジ（Ｎレンジ）、前進レンジ（例えばＤレンジ等）がある。また、前進レンジを複数のレンジから構成すること、例えば、Ｄレンジ、３レンジ、２レンジ、Ｌレンジから構成することも多い。

既存の自動変速機では、軸心周りに回転可能に保持されたコントロールシャフトに、コントロールシャフトの回転に応じてマニュアルバルブを作動するコントロールレバーが固定されている。

パーキングシャフトがコントロールシャフトと平行に配置されており、自動変速機のカウンタシャフトに固定されたパーキングギヤと係合可能なパーキングロックポールがパーキングシャフトに回転可能に取り付けられている。

パーキングロックポールに係合可能なパーキングレバーがコントロールシャフトに回転可能に取り付けられており、パーキングレバーをパーキングロックポールを押動する方向に回転付勢するねじりコイルスプリングがコントロールシャフトに取り付けられている。更に、コントロールシャフトの一端部に自動変速機のシフトポジションを検出するポジションセンサが取り付けられている。

既存の自動変速機では、シフトレバーの操作をケーブル等を使用したリンク機構を介してコントロールシャフトに伝達してこれを回転し、この回転によりマニュアルバルブのスプールを移動させてシフトレンジを選択するように構成されている。

ところで最近では、運転者がシフトレバー或いはシフトスイッチ等を操作してシフトレンジを選択すると、シフトレンジに応じて電気信号が発生し、この電気信号に基づいてシフトバイワイヤアクチュエータ（ＳＢＷアクチュエータ）を駆動して、マニュアルバルブを制御し、所望の変速制御を達成するシフトバイワイヤ（ＳＢＷ）方式の自動変速機が提案され、幾つか実際に使用されている。

例えば、特開２００４−１６９８７７号公報には、マニュアルバルブを制御する第１のアクチュエータと、パーキングロック機構を制御する第２のアクチュエータとを具備したシフトバイワイヤ式自動変速機の制御装置が開示されている。

また、特開２００３−４９９４２号公報には、電力供給が断たれたことを検知してエネルギー蓄積手段のエネルギーを解放することで車両固定手段を駆動し、自動的に車両の停止状態を確保する車両制御装置が開示されている。これにより、電力供給が断たれてシフトレンジの切り替えができなくなった場合においても、車両を確実に停止状態に保持できるようにしている。
特開２００４−１６９８７７号公報特開２００３−４９９４２号公報

リンク機構を使用した既存の自動変速機を改造して、シフトバイワイヤ式自動変速機に変更する場合、シフトレバーの操作に応じてコントロールシャフトを回転するリンク機構を取り外してシフトバイワイヤ（ＳＢＷ）アクチュエータを装着する必要がある。

しかし、コントロールシャフトの一端部にはポジションセンサが取り付けられているため、コントロールシャフトをポジションセンサを貫通して延長し、この延長部分端部にＳＢＷアクチュエータをスプライン結合により取り付ける構造が考えられる。

この構造では、接続スプライン部の強度を十分確保するために、スプライン部のシャフトの直径をある程度大きくする必要があるが、スプライン部はポジションセンサを貫通する構造のため、ポジションセンサ取付部のコントロールシャフトの直径はスプライン部の直径よりも大きくする必要があるため、コントロールシャフト全体の直径を大きくせざるを得ないという問題がある。

また、コントロールシャフトがパーキング位置に回転されたとき、パーキングレバーに押されてパーキングロックポールはパーキングギヤに噛み合うため、パーキングレバー、パーキングロックポール及びパーキングギヤからなる車両固定装置の反力を受けてコントロールシャフトが撓み、ＳＢＷアクチュエータに不要な荷重がかかることになる。

更に、コントロールシャフトがポジションセンサを貫通する構造のため、接続スプライン部の支点からの距離が長くなってしまい、ＳＢＷアクチュエータ位置では大きな変位量となるという問題がある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、コントロールシャフトがパーキング位置のとき、コントロールシャフトの撓みを吸収することによりＳＢＷアクチュエータへ不要な荷重がかかるのを防止するようにしたシフトバイワイヤ式自動変速機を提供することである。

請求項１記載の発明によると、電気的手段により自動変速機のマニュアルバルブを作動してシフトレンジを切替えるシフトバイワイヤ式自動変速機であって、軸心回りに回転可能に保持されたコントロールシャフトと、該コントロールシャフトの回転に応じて前記マニュアルバルブを作動する前記コントロールシャフトに固定されたコントロールレバーと、前記コントロールシャフトと平行に配置されたパーキングシャフトと、該パーキングシャフトに回転可能に取り付けられ自動変速機のカウンタシャフトに固定されたパーキングギヤと係合可能なパーキングロックポールと、前記コントロールシャフトに回転可能に取り付けられ前記パーキングロックポールに係合可能なパーキングレバーと、前記コントロールシャフトに取り付けられ前記パーキングレバーを前記パーキングロックポールを押動する方向に回転付勢する付勢手段と、前記コントロールシャフトの一端部に取り付けられ自動変速機のポジションを検出するポジションセンサと、入力信号に応じて前記コントロールシャフトを回転駆動するアクチュエータと、前記ポジションセンサとの干渉を回避して前記アクチュエータの出力軸を前記コントロールシャフトに連結する連結手段とを具備し、前記連結手段は、前記アクチュエータの出力軸に第１スプラインによりスプライン嵌合され前記コントロールシャフトと同軸に配置されたシャフトと、一端が該シャフトに固定され、他端が第２スプラインにより前記コントロールシャフトに嵌合されたＵ形状部材とを含むことを特徴とするシフトバイワイヤ式自動変速機が提供される。

請求項２記載の発明によると、請求項１記載の発明において、前記連結手段は、前記コントロールシャフトに固定された第１スリーブと、前記Ｕ形状部材の前記他端に結合され前記第２スプラインにより前記第１スリーブの半径方向外側に嵌合した第２スリーブと、該第１及び第２スリーブ間に形成された前記第２スプラインをシールする一対のシール手段とを更に含み、前記シール手段を収容した前記第１及び第２スリーブの両端部間に所定のクリアランスが設けられていることを特徴とする請求項１記載のシフトバイワイヤ式自動変速機が提供される。

請求項１記載の発明によると、Ｕ形状部材とシャフトとを含む連結手段により、アクチュエータの出力軸とコントロールシャフトとを連結する構造であるため、ポジションセンサとの干渉を回避してアクチュエータのトルクをコントロールシャフトに伝達できるとともに、シャフトの直径を十分大きくして第１スプライン部の強度を確保することができ、更にポジションセンサ取付部のコントロールシャフトの直径は拡大する必要がないので従来と同一径のコントロールシャフトを利用することができる。

請求項２記載の発明によると、シール手段を収容した第１及び第２スリーブの両端部間に所定のクリアランスが設けられているため、このクリアランス部によりコントロールシャフトの撓みを吸収することができ、コントロールシャフトが撓んだ場合アクチュエータへ不要な荷重がかかるのを防止することができる。更に、一対のシール手段により第２スプライン部への水／ダストの浸入を防止することができ、第２スプライン部の潤滑のためのグリースを封入することができる。

図１を参照すると、本発明実施形態に係るシフトバイワイヤ式自動変速機のシフトポジション操作装置２の断面図が示されている。コントロールシャフト４が一対のベアリング６，８によりトランスミッションケース１０に回転可能に取り付けられている。

コントロールシャフト４には、コントロールシャフト４の回転に応じて自動変速機のマニュアルバルブ１４を作動するコントロールレバー１２が固定されている。良く知られているように、マニュアルバルブ１４はコントロールレバー１２の回転に応じてそのスプールが移動され、選択的に自動変速機のライン圧を確立するバルブである。

コントロールシャフト４には、パーキングレバー１６が回転可能に取り付けられている。パーキングレバー１６はコントロールシャフト１４に螺合されたボルト１８によりその左右方向の動きを規制されている。

コントロールシャフト４と平行にパーキングシャフト２０が配置されている。パーキングシャフト２０はトランスミッションケース１０に回転可能に取り付けられている。パーキングシャフト２０をトランスミッションケース１０に固定的に取り付けるようにしても良い。パーキングシャフト２０にはパーキングロックポール２２が回転可能に取り付けられている。

図２を参照すると、シフトスイッチをパーキング位置（Ｐ位置）にしたときの図１の右側面図が示されている。パーキングギヤ２８が自動変速機のカウンタシャフト２６に固定されている。パーキングギヤ２８には複数の外周歯２８ａが形成されている。

パーキングロックポール２２の端部には、パーキングギヤ２８の外周歯２８ａと対向するように突出した突起２２ａが形成されており、この突起２２ａがパーキングギヤ２８の外周歯２８ａと噛み合ったときに、パーキングギヤ２８が、即ちカウンタシャフト２６がトランスミッションケース１０に対してロックされ、車両が停止状態でロックされる。

３０はパーキングレバー１６をパーキングロックポール２２を押動する方向に付勢するねじりコイルばねであり、その一端はパーキングレバー１６に係合すると共に他端はボルト３４によりコントロールシャフト４に固定された取付片３２に係合している。パーキングレバー１６の反時計回り方向の回転は図示しないストッパーにより規制されている。

パーキングレバー１６の先端にはローラ３６が回転自在に取り付けられている。パーキングロックポール２２はリターンスプリング２４によりパーキングギヤ２８から離れる方向に付勢されている。

後述するＳＢＷアクチュエータにより、コントロールシャフト４が図２で反時計回り方向に回転されると、パーキングレバー１６もねじりコイルばね３０の付勢力により反時計回り方向に回転され、パーキングレバー１６の先端に取り付けられたローラ３６がパーキングロックポール２２を押し上げ、点Ｐでローラ３６がパーキングロックポール２２に圧接する。

このとき、パーキングロックポール２２の突起２２ａがパーキングギヤ２８の外周歯２８ａに噛み合い、カウンタシャフト２６がトランスミッションケース１０に対してロックされ、車両が停止状態でロックされる。

接点Ｐは、コントロールシャフト４の中心とローラ３６の中心を結ぶ直線の延長線上に概略位置する。このような位置関係をとることにより、パーキングレバー１６の押圧力によりパーキングロックポール２２を確実にパーキングギヤ２８の外周歯２８に噛み合わせ保持することができる。

再び図１を参照すると、ベアリング８の外側のコントロールシャフト４とトランスミッションケース１０との間にはオイルシール３８が設けられ、トランスミッションケース１０の内部を封止している。図１において、オイルシール３８の左側がトランスミッションケース１０内に収容されており、右側はトランスミッションケース１０から突出している。

図４は図１のＡ部拡大図を示している。図４に最も良く示されるように、第１スリーブ４０がボルト４２によりコントロールシャフト４に固定されている。第２スリーブ４４がスプライン４６により、第１スリーブ４０の外側に第１スリーブ４０に対して回転不能且つ軸方向摺動可能に取り付けられている。第２スリーブ４４の軸方向の摺動はクリップ４８により規制されている。

スプライン４６は一対のＯ−リング５０，５２により封止されている。スプライン４６にグリースを注入することによりスプライン４６は潤滑され、更に一対のＯ−リング５０，５２によりスプライン４６への水及び／又ダストの浸入を防止している。

Ｏ−リング５０，５２の軸方向外側の第１及び第２スリーブ４０，４４の対向部分５４，５６には適度のクリアランスが形成されている。このクリアランスは、例えば０．２ｍｍ〜０．３５ｍｍである。

このクリアランスを設けたことにより、車両固定装置の反力を受けコントロールシャフト４が撓んだとき、このクリアランスにより撓みを吸収し、後述するＳＢＷアクチュエータに不要な荷重がかかることを防止することができる。

第２スリーブ４４にはＵ形状部材５８の一端が溶接されており、Ｕ形状部材５８の他端はコントロールシャフト４と同軸に配置されたシャフト７０に溶接されている。Ｕ形状部材５８を第２スリーブ４４及びシャフト７０に結合した状態の斜視図が図３に示されている。

コントロールシャフト４の一端（右端）にはシフトポジションを検知するポジションセンサ６０が取り付けられている。Ｕ形状部材５８はこのポジションセンサ６０との干渉を回避してシャフト７０と第２スリーブ４４との連結、即ちシャフト７０とコントロールシャフト４との連結を達成している。

本実施形態では、シャフト７０をＵ形状部材５８を使用してコントロールシャフト４と連結したため、シャフト７０をコントロールシャフト４と同心上に配置して且つシャフト７０の直径を十分大きく取ることができる。

６４は運転席に取り付けられた図示しないシフトスイッチに接続されたＳＢＷアクチュエータであり、トランスミッションケース１０に取り付けられたブラケット６２にボルト６６で取り付けられている。ＳＢＷアクチュエータ６４の出力軸６８とシャフト７０はスプライン７２により回転不能且つ軸方向摺動可能に連結されている。スプライン７２はオイルシール７４により封止されている。

コントロールシャフト４の左端部にはデテントプレート７６が固定されている。図５に示されるように、略扇形状のデテントプレート７６の先端部には複数の谷部７６ａと複数の山部７６ｂが交互に形成されている。

デテントアーム７８が軸８０により回動可能にトランスミッションケース１０に取り付けられており、デテントアーム７８の先端部にはベアリング８４によりピン８２が回転可能に取り付けられている。デテントアーム７８はコイルばね８６によりピン８２がデテントプレート７６の先端部に常に係合するように付勢されている。

ＳＢＷアクチュエータ６４によりコントロールシャフト４が回転されると、デテントプレート７６もコントロールシャフト４につれて回転され、デテントアーム７８の先端に取り付けられたピン８２がデテントプレート７６の回転に応じた谷部７６ａに係合することにより、例えば２ＮＤポジション、Ｄポジション、Ｎポジション、Ｒポジション、Ｐポジションをそれぞれ保持する。

以下、上述した実施形態のパーキングロック時の作用について説明する。運転者がシフトレバーをＰ位置に入れるか、或いはシフトスイッチをＰ位置に入れると、これらにワイヤーで連結されたＳＢＷアクチュエータ６４が回転駆動され、コントロールシャフト４が図２で反時計回り方向にパーキング位置（Ｐ位置）まで回転される。

これにより、パーキングレバー１６もねじりコイルばね３０の付勢力により反時計回り方向に回転されて、先端のローラ３６がパーキングロックポール２２を押し上げて、ローラ３６がパーキングロックポール２２に点Ｐで圧接する。

これによりパーキングロックポール２２の先端に設けた突起２２ａがパーキングギヤ２８の外周歯２８ａに噛み合い、カウンタシャフト２６がトランスミッションケース１０に対してロックされ、車両が停止位置でロックされる。

このとき、デテントプレート７６もコントロールシャフト４の回転につれて回転し、デテントアーム７８の先端に取り付けたピン８２がデテントプレート７６に形成したパーキング位置（Ｐ位置）の谷部７６ａに係合し、パーキング位置を保持する。

車両を登坂路又は降坂路に駐車して、パーキングロックポール２２をパーキングギヤ２８に噛み合わせた場合には、車両の重量がパーキングギヤ２８，パーキングロックポール２２，パーキングレバー１６を介してコントロールシャフト４に印加される。

これにより、パーキングギヤ２８，パーキングロックポール２２及びパーキングレバー１６から成る車両固定装置の反力を受けてコントロールシャフト４は撓むことになるが、この撓みは上述した部分５４，５６のクリアランスにより吸収され、コントロールシャフト４の撓みがシャフト７０に影響することはないため、ＳＢＷアクチュエータ６４に不要な荷重が印加されることが防止される。

本発明実施形態に係るシフトバイワイヤ式自動変速機の操作装置の断面図である。シフト位置をＰ位置にしたときの図１の右側面図である。Ｕ形状部材をコントロールシャフト及びシャフトに結合した状態の斜視図である。図１のＡ部分の拡大断面図である。図１に示したデテント機構の側面図である。

符号の説明

４コントロールシャフト
１０トランスミッションケース
１２コントロールレバー
１４マニュアルバルブ
１６パーキングレバー
２０パーキングシャフト
２２パーキングロックポール
２４リターンスプリング
２６カウンタシャフト
２８パーキングギヤ
３０ねじりコイルばね
４０第１スリーブ
４４第２スリーブ
４６スプライン
５８Ｕ形状部材
６０ポジションセンサ
６４ＳＢＷアクチュエータ
７０シャフト
７２スプライン
７６デテントプレート
７８デテントアーム

Claims

電気的手段により自動変速機のマニュアルバルブを作動してシフトレンジを切替えるシフトバイワイヤ式自動変速機であって、
軸心回りに回転可能に保持されたコントロールシャフトと、
該コントロールシャフトの回転に応じて前記マニュアルバルブを作動する前記コントロールシャフトに固定されたコントロールレバーと、
前記コントロールシャフトと平行に配置されたパーキングシャフトと、
該パーキングシャフトに回転可能に取り付けられ自動変速機のカウンタシャフトに固定されたパーキングギヤと係合可能なパーキングロックポールと、
前記コントロールシャフトに回転可能に取り付けられ前記パーキングロックポールに係合可能なパーキングレバーと、
前記コントロールシャフトに取り付けられ前記パーキングレバーを前記パーキングロックポールを押動する方向に回転付勢する付勢手段と、
前記コントロールシャフトの一端部に取り付けられ自動変速機のポジションを検出するポジションセンサと、
入力信号に応じて前記コントロールシャフトを回転駆動するアクチュエータと、
前記ポジションセンサとの干渉を回避して前記アクチュエータの出力軸を前記コントロールシャフトに連結する連結手段とを具備し、
前記連結手段は、前記アクチュエータの出力軸に第１スプラインによりスプライン嵌合され前記コントロールシャフトと同軸に配置されたシャフトと、一端が該シャフトに固定され、他端が第２スプラインにより前記コントロールシャフトに嵌合されたＵ形状部材とを含むことを特徴とするシフトバイワイヤ式自動変速機。
前記連結手段は、前記コントロールシャフトに固定された第１スリーブと、前記Ｕ形状部材の前記他端に結合され前記第２スプラインにより前記第１スリーブの半径方向外側に嵌合した第２スリーブと、該第１及び第２スリーブ間に形成された前記第２スプラインをシールする一対のシール手段とを更に含み、前記シール手段を収容した前記第１及び第２スリーブの両端部間に所定のクリアランスが設けられていることを特徴とする請求項１記載のシフトバイワイヤ式自動変速機。