JP2008304010A - シフトレンジ切替装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＳＢＷアクチュエータに搭載される電動モータの通電制御を行わず、僅かな電力でＳＢＷアクチュエータを作動させてパーキング設定を達成させる。
【解決手段】 強制パーキング通電手段は、電源失陥時で、且つ所定の操作が成された場合に、キャパシタの蓄えた電力により電動アクチュエータ９４を通電する。すると、ロッドロック機構８２のアンロックが実施され、スプリング８５の付勢力により、ロッド８４、フランジ３３、出力軸１７が駆動されて、パーキング切替機構によるロック状態（パーキング状態）が達成される。僅かな電力消費をトリガーとして、スプリング８５の付勢力でパーキング設定するものであるため、パーキング設定する際の電力を小さく抑えることができ、キャパシタの小型化、低コスト化を図ることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、シフトレンジ切替機構およびパーキング切替機構をＳＢＷアクチュエータで駆動するシフトレンジ切替装置に関し、特にＳＢＷアクチュエータに搭載される電動モータの通電制御を行わずに自動変速機をパーキング設定する技術に関する。

車両用の自動変速機は、シフトレンジ切替機構およびパーキング切替機構を搭載しており、従来では運転者が手動にて切り替えを実施していたが、近年、シフトレンジ切替機構およびパーキング切替機構を、電動モータを搭載したＳＢＷアクチュエータによって切り替えるシフトレンジ切替装置（シフト・バイ・ワイヤ：ＳＢＷ）が市場に広がりつつある（例えば、特許文献１参照）。

このシフトレンジ切替装置に搭載されるＳＢＷアクチュエータは、電動モータを作動させて回転力を得るものであるため、車載バッテリから電動モータへ電力の供給がなされなくなる電源失陥が生じた場合には作動しなくなる。
万が一に電源失陥が生じた場合であっても、車両を駐車または移動させ得る技術として、車載バッテリとは別に、予備電源としてキャパシタを搭載させ、キャパシタの蓄える電力によりＳＢＷアクチュエータの電動モータを作動させる技術が提案されている（周知の技術ではない）。

しかるに、キャパシタを用いてＳＢＷアクチュエータの電動モータを作動させて、シフトレンジ切替機構およびパーキング切替機構を駆動しようとする場合には、キャパシタに大きな容量が要求される。即ち、万が一の備えのために、大きく、コストのかかる大容量のコンデンサを車両に搭載させる必要が生じてしまう。
特表２００４−５１３３０７号公報

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＳＢＷアクチュエータに搭載される電動モータの通電制御を行わず、僅かな電力でＳＢＷアクチュエータを作動させてパーキング切替機構をパーキング設定できるシフトレンジ切替装置の提供にある。

［請求項１の手段］
請求項１の手段を採用するシフトレンジ切替装置の強制パーキング通電手段は、パーキングの条件（電源失陥時における所定操作、セキュリティシステムの作動時など）が整うと、電動アクチュエータを通電する。すると、係合子とロッドの係合解除が成され、スプリングの付勢力によってロッドが初期位置から作動最終位置へ駆動され、ロッドが出力軸連動子および出力軸（出力軸連動子と出力軸は一体であっても、別体であっても良い）をパーキング設定側へ駆動し、パーキング切替機構をパーキング設定する。
即ち、ＳＢＷアクチュエータに搭載される電動モータの通電制御を行わず、僅かな電力とスプリングの付勢力とによりＳＢＷアクチュエータを作動させて、パーキング切替機構をパーキング設定することができる。

［請求項２の手段］
請求項２の手段を採用するシフトレンジ切替装置は、車載バッテリとは別に予備電源を備える。そして、強制パーキング通電手段は、電源失陥時で、さらに所定の操作（手動による強制パーキング指示、キーの抜き出し、乗員の離座、車両ドアの開放など）が成された場合に、予備電源の電力により電動アクチュエータを通電する。
僅かな電力消費でパーキング設定することができるため、電源失陥時のために搭載する予備電源（キャパシタ等）が大型化せず、コストも抑えることができる。

［請求項３の手段］
請求項３の手段を採用するシフトレンジ切替装置における予備電源は、電圧を受けると電荷を蓄えるキャパシタ（コンデンサ）であり、このキャパシタは、乗員によって操作されるイグニッションスイッチのオンオフ毎に充放電され、車載バッテリからＳＢＷアクチュエータへの電力の失陥時であっても最低１回は電動アクチュエータを作動可能な電力供給能力を備える。
予備電源がキャパシタであるため、予備電源に要するコストを抑えることができる。

［請求項４の手段］
請求項４の手段を採用するシフトレンジ切替装置のキャパシタは、シフトレンジ切替装置とは異なる車載システムに搭載されたキャパシタと共用するものである。これにより、キャパシタの搭載コスト、搭載スペースを抑えることができる。

［請求項５の手段］
請求項５の手段を採用するシフトレンジ切替装置の強制パーキング通電手段は、車両に搭載されたセキュリティシステムから強制パーキングの作動要求信号が与えられた場合に、車載バッテリまたは車載バッテリとは別の予備電源の電力によって電動アクチュエータを通電する。
ＳＢＷアクチュエータに搭載される電動モータの通電制御を行わずに、強制パーキング機構のロッドを作動させて強制パーキングするものであるため、セキュリティ機能を高めることができる。

［請求項６の手段］
請求項６の手段を採用するシフトレンジ切替装置は、作動最終位置へ変位したロッドを手動によって初期位置へ押し戻す手動パーキング解除レバーを備え、この手動パーキング解除レバーは、乗員によって操作可能な位置で、且つ通常時は乗員から見えない位置に配置される。
これにより、強制パーキング機構が作動してパーキング設定されている状態において、パーキングの解除を第３者が実施することが困難となる。即ち、駐車中における盗難対策を高めることができる。

［請求項７の手段］
請求項７の手段を採用するシフトレンジ切替装置における手動パーキング解除レバーは、機械的または電子的な照合が合致した場合に限って操作可能に設けられる。
これにより、強制パーキング機構が作動してパーキング設定されている状態において、パーキングの解除を第３者が実施することが極めて困難となり、駐車中における盗難対策をより高めることができる。

最良の形態のシフトレンジ切替装置は、自動変速機に搭載されるシフトレンジ切替機構およびパーキング切替機構の切替駆動を行うＳＢＷアクチュエータとは別に、強制パーキング機構、ロッドロック機構、強制パーキング通電手段を備える。
この強制パーキング機構は、初期位置と作動最終位置との間を移動可能に支持されるロッドと、このロッドを作動最終位置側に向けて付勢するスプリングと、ＳＢＷアクチュエータの出力軸とともに回転する出力軸連動子（出力軸は一体であっても、別体であっても良い）とを有する。そして、ロッドが初期位置に位置する状態では、ロッドが出力軸連動子に干渉せず、ロッドが初期位置から作動最終位置へ変位することで、ロッドが出力軸連動子に係合または噛合して、出力軸連動子および出力軸をパーキング設定側へ駆動するように設けられる。
ロッドロック機構は、初期位置に位置するロッドと係合して、ロッドを初期位置に保持する係合子を有し、通電を受けると係合子を駆動して、当該係合子とロッドの係合解除を行う係合解除用の電動アクチュエータを備える。
強制パーキング通電手段は、強制パーキングの条件（電源失陥時で所定操作がなされた場合や、セキュリティシステムが作動した場合など）が整うと電動アクチュエータを通電する。

実施例１のシフトレンジ切替装置を、図１〜図６を参照して説明する。
（シフトレンジ切替装置の説明）
シフトレンジ切替装置は、車両走行用のエンジン（内燃機関単独であっても良いし、内燃機関＋電動機のハイブリッドであっても良い）出力を変速する自動変速機２（図４中、ＡＴ）に搭載されたシフトレンジ切替機構３およびパーキング切替機構４（図５参照）を、ＳＢＷアクチュエータ１（図１〜図３参照）によって切り替えるものである。

ＳＢＷアクチュエータ１は、シフトレンジ切替機構３およびパーキング切替機構４を駆動するサーボ機構であり、図１（ｂ）に示すように、同期型の電動モータ５と、この電動モータ５の回転出力を減速して出力する減速機６とを備える。そして、ＳＢＷアクチュエータ１（具体的には電動モータ５）は、図４に示すように、ＳＢＷ・ＥＣＵ７によって回転が制御される。
即ち、シフトレンジ切替装置は、ＳＢＷ・ＥＣＵ７によって電動モータ５の回転方向、回転数（回転する数）および回転角を制御することで、減速機６を介してシフトレンジ切替機構３およびパーキング切替機構４を切替駆動するものである。

次に、シフトレンジ切替装置の具体的な構成例を説明する。なお、以下では、図１（ｂ）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ＳＢＷアクチュエータ１を説明するが、実際の搭載方向に関わるものではない。
（電動モータ５の説明）
電動モータ５を、図１（ｂ）を参照して説明する。
この実施例１の電動モータ５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）であり、回転自在に支持されるロータ１１と、このロータ１１の回転中心と同軸上に配置されたステータ１２とで構成される。

ロータ１１は、ロータ軸１３とロータコア１４で構成されるものであり、ロータ軸１３は前端と後端に配置された転がり軸受（フロント転がり軸受１５、リヤ転がり軸受１６）によって回転自在に支持される。
なお、フロント転がり軸受１５は、減速機６の出力軸１７の内周に嵌合固定されたものであり、減速機６の出力軸１７はフロントハウジング１８の内周に配置されたメタルベアリング１９によって回転自在に支持されている。つまり、ロータ軸１３の前端は、フロントハウジング１８に設けられたメタルベアリング１９→出力軸１７→フロント転がり軸受１５を介して回転自在に支持される。

ステータ１２は、固定されたステータコア２１および通電により磁力を発生する複数相の励磁コイル２２から構成される。
ステータコア２１は、薄板を多数積層して形成されたものであり、リヤハウジング２０に固定されている。具体的に、ステータコア２１には、内側のロータコア１４に向けて所定角度毎（例えば、３０度毎）に突設されたステータティース（内向突極）が設けられており、各ステータティースのそれぞれには各ステータティース毎に磁力を発生させるための励磁コイル２２が設けられている。そして、各励磁コイル２２は、ＳＢＷ・ＥＣＵ７により通電制御される。

ロータコア１４は、薄板を多数積層して形成されたものであり、ロータ軸１３に圧入固定されている。このロータコア１４には、外周のステータコア２１に向けて所定角度毎（例えば、４５度毎）に突設されたロータティース（外向突極）が設けられている。
そして、ＳＢＷ・ＥＣＵ７により各励磁コイル２２の通電位置および通電方向を順次切り替えることで、ロータティースを磁気吸引するステータティースを順次切り替えて、ロータ１１を一方または他方へ回転させる構成になっている。

（減速機６の説明）
減速機６を、図１（ｂ）、図６を参照して説明する。なお、図６は後述するピニオン８７が設けられていない参考図である。
この実施例１に示す減速機６は、遊星歯車減速機の１種である内接噛合遊星歯車減速機（サイクロイド減速機）であり、ロータ軸１３に設けられた偏心部２５を介してロータ軸１３に対して偏心回転可能な状態で取り付けられたサンギヤ２６（インナーギヤ：外歯歯車）と、このサンギヤ２６が内接噛合するリングギヤ２７（アウターギヤ：内歯歯車）と、サンギヤ２６の自転成分のみを出力軸１７に伝達する伝達手段２８とを備える。

偏心部２５は、ロータ軸１３の回転中心に対して偏心回転してサンギヤ２６を揺動回転させる軸であり、偏心部２５の外周に配置されたサンギヤ軸受３１を介してサンギヤ２６を回転自在に支持するものである。
サンギヤ２６は、上述したように、サンギヤ軸受３１を介してロータ軸１３の偏心部２５に対して回転自在に支持されるものであり、偏心部２５の回転によってリングギヤ２７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。
リングギヤ２７は、フロントハウジング１８に固定されるものである。

伝達手段２８は、出力軸１７とともに回転するフランジ３３において同一円周上に形成された複数の内ピン穴３４と、サンギヤ２６に形成され、内ピン穴３４にそれぞれ遊嵌する複数の内ピン３５とによって構成される。
複数の内ピン３５は、サンギヤ２６のフロント面に突出する形で設けられている。
複数の内ピン穴３４は、出力軸１７の後端に設けられたフランジ３３に設けられており、内ピン３５と内ピン穴３４の嵌まり合いによって、サンギヤ２６の自転運動が出力軸１７に伝えられるように構成されている。
このように設けられることにより、ロータ軸１３が回転してサンギヤ２６が偏心回転することによって、サンギヤ２６がロータ軸１３に対して減速回転し、その減速回転が出力軸１７に伝えられる。なお、出力軸１７は、シフトレンジ切替機構３およびパーキング切替機構４を駆動操作するコントロールロッド４５（後述する）に連結される。
なお、この実施例１とは異なり、複数の内ピン穴３４をサンギヤ２６に形成し、複数の内ピン３５をフランジ３３に設けて構成しても良い。

（シフトレンジ切替機構３およびパーキング切替機構４の説明）
シフトレンジ切替機構３およびパーキング切替機構４は、ＳＢＷアクチュエータ１の出力軸（具体的には、上述した減速機６の出力軸１７）によって切り替え駆動されるものである。
シフトレンジ切替機構３は、油圧バルブボディ４１に設けられたマニュアルスプール弁４２をシフトレンジに応じた適切な位置にスライド変位させ、自動変速機２の図示しない油圧クラッチへの油圧供給路を切り替えて、油圧クラッチの係合状態をコントロールするものである。

パーキング切替機構４は、車両の駆動軸（ドライブシャフト等）と連動して回転するパーキングギヤ４３と、固定部材（自動変速機２のハウジング等）に支持されるパークポール４４との噛合および噛合解除を実行させて、パークギヤ４３のロック（パーキング状態）とアンロック（パーキング解除状態）の切り替えを実行するものである。具体的に、パークギヤ４３の凹部４３ａとパークポール４４の凸部４４ａの係脱によってパーキング切替機構４のロックとアンロックの切り替えが行われるものであり、パークギヤ４３の回転を規制することで、ドライブシャフトやディファレンシャルギヤ等を介して車両の駆動輪がロックされて、車両のパーキング状態が達成される。

減速機６によって駆動されるコントロールロッド４５には、略扇形状を呈したディテントプレート４６が取り付けられ、コントロールロッド４５とディテントプレート４６が一体に回転するように設けられている。
ディテントプレート４６は、半径方向の先端（略扇形状の円弧部）に複数の凹部４６ａが設けられており、油圧バルブボディ４１に固定されたディテントスプリング４７の先端の係合部４７ａが凹部４６ａに嵌まり合うことで、切り替えられたシフトレンジが保持されるようになっている。なお、この実施例では、板バネを用いたディテント機構を示すが、コイルスプリング等を用いた他のディテント機構であっても良い。

ディテントプレート４６には、マニュアルスプール弁４２を駆動するためのピン４８が取り付けられている。
ピン４８は、マニュアルスプール弁４２の端部に設けられた溝４９に噛合しており、ディテントプレート４６がコントロールロッド４５によって回動操作されると、ピン４８が円弧駆動されて、ピン４８に噛合するマニュアルスプール弁４２が油圧バルブボディ４１の内部で直線運動を行う。

コントロールロッド４５を図５中矢印Ａ方向から見て時計回り方向に回転させると、ディテントプレート４６を介してピン４８がマニュアルスプール弁４２を油圧バルブボディ４１の内部に押し込み、油圧バルブボディ４１内の油路がＤ→Ｎ→Ｒ→Ｐの順に切り替えられる。つまり、自動変速機２のシフトレンジがＤ→Ｎ→Ｒ→Ｐの順に切り替えられる。 逆方向にコントロールロッド４５を回転させると、ピン４８がマニュアルスプール弁４２を油圧バルブボディ４１から引き出し、油圧バルブボディ４１内の油路がＰ→Ｒ→Ｎ→Ｄの順に切り替えられる。つまり、自動変速機２のシフトレンジがＰ→Ｒ→Ｎ→Ｄの順に切り替えられる。

ディテントプレート４６には、パークポール４４を駆動するためのパークロッド５１が取り付けられている。このパークロッド５１の先端には円錐部５２が設けられている。
この円錐部５２は、自動変速機２のハウジングの突出部５３とパークポール４４の間に介在されるものであり、コントロールロッド４５を図５中矢印Ａ方向から見て時計回り方向に回転させると（具体的には、Ｒ→Ｐレンジ）、ディテントプレート４６を介してパークロッド５１が図５中矢印Ｂ方向へ変位して円錐部５２がパークポール４４を押し上げる。すると、パークポール４４が軸４４ｂを中心に図５中矢印Ｃ方向に回転し、パークポール４４の凸部４４ａがパークギヤ４３の凹部４３ａに噛合し、パーキング切替機構４によるロック状態（パーキング状態）が達成される。

逆方向へコントロールロッド４５を回転させると（具体的には、Ｐ→Ｒレンジ）、パークロッド５１が図５中矢印Ｂ方向とは反対方向に引き戻され、パークポール４４を押し上げる力が無くなる。パークポール４４は、図示しないねじりコイルバネにより、図５中矢印Ｃ方向とは反対方向に常に付勢されているため、パークポール４４の凸部４４ａがパークギヤ４３の凹部４３ａから外れ、パークギヤ４３がフリーになり、パーキング切替機構４のアンロック状態（パーキング解除状態）が達成される。

（エンコーダ６０の説明）
上述したＳＢＷアクチュエータ１には、図１（ｂ）に示すように、ハウジング（フロントハウジング１８＋リヤハウジング２０）の内部に、ロータ１１の回転角度を検出するエンコーダ６０が搭載されている。このエンコーダ６０によってロータ１１の回転角度を検出することにより、電動モータ５を脱調させることなく高速運転することができる。
エンコーダ６０は、インクリメンタル型であり、ロータ１１と一体に回転する磁石６１と、リヤハウジング２０内において磁石６１と対向配置されて磁石６１における磁束発生部の通過を検出する磁気検出用のホールＩＣ６２（例えば、磁石６１の多極着磁の磁束を検出する回転角度検出用ホールＩＣ、および励磁コイル２２の各相の通電が一巡する毎に発生する磁束を検出するインデックス信号用ホールＩＣ等）とで構成され、ホールＩＣ６２はリヤハウジング２０内に固定される基板６３によって支持される。

（ＳＢＷ・ＥＣＵ７の説明）
ＳＢＷ・ＥＣＵ７は、制御処理、演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラムおよびデータを保存する記憶装置（ＲＯＭ、ＳＲＡＭまたはＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリ）、入力回路、出力回路、電源回路等で構成された周知構造のマイクロコンピュータを搭載するものであり、ＳＢＷ・ＥＣＵ７を内蔵するケース内に電動モータ５のコイル駆動回路が搭載されたものであっても良いし、ＳＢＷ・ＥＣＵ７のケースの外部にコイル駆動回路を搭載するものであっても良い。

ＳＢＷ・ＥＣＵ７は、図４に示すように、ＳＢＷアクチュエータ１に接続されている他、イグニッションスイッチ（図示しない）、車載バッテリ（図中、ＢＡＴＴ）７１、シフトレンジ切替装置の状態（シフトレンジの切替状態）などを乗員に表示する表示装置類（図示しない）、乗員によって操作されるシフトレンジ操作手段（図中、シフタ）７２、車速センサやブレーキスイッチなど、車両状態を検出する他のセンサ類（図示しない他の車載装置類を含む）と接続されている。

ＳＢＷ・ＥＣＵ７には、エンコーダ６０の出力からロータ１１の回転速度、回転数、回転角度を把握するロータ読取手段や、乗員によって操作されるシフトレンジ操作手段７２とＳＢＷ・ＥＣＵ７が認識するシフトレンジ位置とが一致するように電動モータ５を制御する通常制御手段など、種々の制御プログラムが搭載されている。

通常制御手段は、乗員によって操作されるシフトレンジ操作手段７２の操作位置（シフトレンジ）に基づいて、電動モータ５の回転方向、回転数（回転する数）および回転角の決定を行い、その決定に基づいて複数相よりなる各励磁コイル２２を通電制御して、電動モータ５の回転方向、回転数および回転角の制御を行うシフトレンジ切替設定のための制御プログラムである。具体的にＳＢＷ・ＥＣＵ７は、電動モータ５を回転させる際、エンコーダ６０によって検出されるロータ１１の回転角度等に基づいて複数相の励磁コイル２２の通電状態を切り替える同期運転を実施して、電動モータ５の回転方向、回転数および回転角の制御を行い、減速機６を介してシフトレンジ切替機構３およびパーキング切替機構４の切替制御を実施する。

（実施例１の背景技術）
上述したように、ＳＢＷアクチュエータ１は、電動モータ５を作動させてシフトレンジ切替機構３およびパーキング切替機構４の切替制御を実施するものであるため、車載バッテリ７１から電動モータ５へ電力の供給がなされなくなる電源失陥が生じた場合には、シフトレンジ切替機構３およびパーキング切替機構４の切り替えができなくなってしまう。 万が一に電源失陥が生じた場合であっても、車両を駐車または移動させ得る技術として、車載バッテリ７１とは別に、予備電源としてキャパシタ７３を搭載させ、電源失陥が生じた場合にキャパシタ７３の蓄える電力によってＳＢＷアクチュエータ１の電動モータ５を作動させる技術が提案されている。しかし、キャパシタ７３の電力で電動モータ５を作動させてシフトレンジ切替機構３およびパーキング切替機構４を駆動しようとする場合には、キャパシタ７３に大きな容量が要求されることになり、キャパシタ７３が大型化するとともに、コスト上昇の要因になってしまう。

（実施例１の特徴１）
上記の不具合を回避するために、この実施例１のシフトレンジ切替装置は、下記に示す技術を採用している。
上述したＳＢＷアクチュエータ１（シフトレンジ切替機構３およびパーキング切替機構４の切替駆動を行う電動式の回転アクチュエータ）の他に、強制パーキング手段を備える。
強制パーキング手段は、電動モータ５を作動させることなくバネの復元力を利用してＳＢＷアクチュエータ１を駆動してパーキング設定を行うための強制パーキング機構８１と、この強制パーキング機構８１を作動させるためのロッドロック機構８２と、ロッドロック機能を作動（アンロック）させる強制パーキング通電手段８３とで構成される。
なお、この実施例では、強制パーキング通電手段８３が、電源失陥時であっても後述するキャパシタ７３の電力によって作動するＳＢＷ・ＥＣＵ７に設けられる例を示すが、ＳＢＷ・ＥＣＵ７とは独立して設けられるものであっても良い。
また、この実施例では、強制パーキング機構８１およびロッドロック機構８２がＳＢＷアクチュエータ１に搭載される例を示すが、ＳＢＷアクチュエータ１とは別の部位に搭載して、出力軸１７と一体に回転する部材（コントロールロッド４５を含む）を駆動するものであっても良い。

強制パーキング機構８１は、一方の初期位置（図２参照）と他方の作動最終位置（図３参照）との間を移動可能に支持されるロッド８４、このロッド８４を作動最終位置側に向けて付勢するスプリング８５、および出力軸１７と一体に回転する出力軸連動子を有する。
この実施例１の出力連動子は、出力軸１７と一体に設けられたフランジ３３を用いるものである（この実施例では出力軸連動子＝フランジ３３であり、以下において出力軸連動子をフランジ３３として説明する）。
スプリング８５は、ロッド８４により圧縮された状態で組付けられる圧縮コイルバネである。このスプリング８５がロッド８４を作動最終位置側へ押す付勢力は、後述するラック８６とピニオン８７が噛合してフランジ３３に力を付与した状態で、パーキング切替機構４をパーキング設定する力より大きく設定されている。

ここで、強制パーキング機構８１は、ロッド８４が初期位置に位置する状態ではフランジ３３に干渉せず、ロッド８４が初期位置から作動最終位置へ変位することで、ロッド８４がフランジ３３に噛合して、フランジ３３を介して出力軸１７をパーキング設定側（パーキングレンジ）へ駆動するものである。
具体的に、ロッド８４とフランジ３３との噛合は、ロッド８４に形成されたラック８６と、フランジ３３に形成されたピニオン８７とで行われるものであり、ロッド８４が初期位置に位置する状態ではラック８６（ロッド８４を含む）とピニオン８７とが干渉しないように、ロッド８４にはピニオン８７の逃げ部（切欠部凹部）８８が形成されている。これによって、ロッド８４が初期位置に位置する状態では、ピニオン８７、フランジ３３を含む出力軸１７が電動モータ５の出力により自由に回転できる（図２参照）。

ロッドロック機構８２は、ロッド８４の途中において図１（ａ）の上辺に形成された凹部９１と、リターンスプリング９２の付勢力により図１（ａ）の下方へ付勢される係合子９３とが嵌まり合うことで、ロッド８４を初期位置に保持する。係合子９３は、電動アクチュエータ９４により駆動される部材であり、電動アクチュエータ９４が通電を受けると係合子９３を駆動して、係合子９３と凹部９１との係合解除を行う。

この実施例では、電動アクチュエータ９４において係合子９３を駆動する手段として、この実施例では小電力で係合子９３を駆動可能な電磁ソレノイドを採用するものであり、強制パーキング通電手段８３から通電を受けると係合子９３を磁気吸引して、係合子９３とロッド８４の係合解除を行う。
なお、この実施例では、電磁ソレノイドを用いて係合子９３を駆動する例を示したが、小型モータと、回転／直線変換手段（ラック＆ピニオン、セルフロック機構を有しないウォーム＆ホイール、セルフロック機構を有しないボールねじ構造など）とを用いて係合子９３を駆動しても良い。

一方、シフトレンジ切替装置は、図４に示すように、車載バッテリ７１とは別に、電動アクチュエータ９４を作動可能な予備電源を備える。この予備電源は、電圧を受けると電荷を蓄えるキャパシタ７３（例えば、電解コンデンサ）である。このキャパシタ７３は、乗員によって操作されるイグニッションスイッチのオンオフ毎に充放電されるように設けられており、電源失陥時であっても最低１回は電動アクチュエータ９４（電磁ソレノイド）を作動可能な電力供給能力を備える。なお、キャパシタ７３は、シフトレンジ切替装置とは異なる車載システムに搭載されたキャパシタ（例えば、電動ブレーキシステムのキャパシタ）と共用するものであっても良い。

強制パーキング通電手段８３は、車載バッテリ７１からＳＢＷアクチュエータ１への電力の失陥がなされた電源失陥時（電動モータ５によってシフトレンジの切り替えが実施できない状態）で、さらに所定操作（手動による強制パーキング指示、キーの抜き出し、乗員の離座、車両ドアの開放など）が成された時に、キャパシタ７３（予備電源）の電力によって電動アクチュエータ９４を通電するコントローラである。
具体的に、強制パーキング通電手段８３は、乗員によって操作可能な「強制パーキング指示スイッチ」を備え、電源失陥時に乗員が「強制パーキング指示スイッチ」を任意操作することにより、キャパシタ７３の電力を電動アクチュエータ９４に与えて、ロッドロック機構８２をアンロックさせるものである。
あるいは、強制パーキング通電手段８３は、シフトレンジ切替装置とは異なる他の車載装置と接続され、他の車載装置が検出するキーの抜き出し、乗員の離座、車両ドアの開放の信号が入力されるように設けられており、電源失陥時（電動モータ５を駆動してもシフトレンジの切り替えが実施できない状態になったこと）を判断し、且つキーの抜き出し、乗員の離座、車両ドアの開放が成された時に、キャパシタ７３の電力を電動アクチュエータ９４に与えて、ロッドロック機構８２を自動的にアンロックさせるものである。

電動アクチュエータ９４がキャパシタ７３によって通電されると、図３に示すように、電動アクチュエータ９４が係合子９３を駆動し、ロッド８４の凹部９１から係合子９３を外す（電動アクチュエータ９４の通電は係合子９３が外れるだけの短い時間で切れる）。係合子９３が外れることで、スプリング８５の付勢力によりロッド８４が初期位置から作動最終位置へ変位する。ロッド８４が初期位置から作動最終位置へ変位する際に、ロッド８４のラック８６がフランジ３３のピニオン８７に噛合し、フランジ３３および出力軸１７を強制的にパーキングレンジ側へ回動させる。その結果、コントロールロッド４５がパーキング側へ回動し、パーキング切替機構４によるロック状態（パーキング状態）が達成される。

（特徴１の効果）
この実施例１のシフトレンジ切替装置は、上述したように、車載バッテリ７１とは別にキャパシタ７３を備え、電源失陥時で、所定の操作（手動による強制パーキング指示、キーの抜き出し、乗員の離座、車両ドアの開放など）が成された場合に、キャパシタ７３の蓄えた電力により電動アクチュエータ９４を通電し、ロッドロック機構８２のアンロックを実施する。すると、スプリング８５の付勢力により、ロッド８４、フランジ３３、出力軸１７、コントロールロッド４５が駆動されて、パーキング切替機構４によるロック状態（パーキング状態）が達成される。
即ち、僅かな電力消費をトリガーとして、スプリング８５の付勢力でパーキング設定するものであるため、パーキング設定する際に必要とされる電力を小さく抑えることができる。このため、電源失陥時のために搭載するキャパシタ７３が大型化する不具合がなく、コストも抑えることができる。
また、予備電源としてキャパシタ７３（例えば電解コンデンサ）を用いるものであるため、予備電源に要するコストを抑えることができる。また、キャパシタ７３の容量を小さく抑えることができるため、他の装置のキャパシタとの共用性が高まり、他の装置のキャパシタと共用することでコストをさらに抑えることができる。

（実施例１の特徴２）
シフトレンジ切替装置に搭載される強制パーキング手段には、作動最終位置へ変位したロッド８４を手動によって初期位置へ押し戻す手動パーキング解除レバー９５が設けられている。この手動パーキング解除レバー９５は、ロッド８４と機械的に結合するものであり、手動パーキング解除レバー９５を指定方向へ押圧、あるいは引張、あるいは回転させることで、ロッド８４を初期位置へ戻し、ロッドロック機構８２を再びロック状態に戻すものである。
そして、手動パーキング解除レバー９５は、乗員によって操作可能な位置で、且つ通常時は乗員から見えない位置に配置される。
これにより、強制パーキング機構８１が作動してパーキング設定されている状態において、パーキングの解除を第３者が実施することが困難となる。即ち、駐車中における盗難対策を高めることができる。

さらに、この実施例１の手動パーキング解除レバー９５は、機械的または電子的な照合が合致した場合に限って操作可能に設けられる。具体的には、手動パーキング解除レバー９５を機械的または電子的なキーの照合が合致して扉が開くボックス内に配置したものである。
これにより、強制パーキング機構８１が作動してパーキング設定されている状態において、パーキングの解除を第３者が実施することが極めて困難となる。このため、駐車中における盗難対策をより高めることができる。

〔変形例〕
上記の実施例では、強制パーキング通電手段８３によって電動アクチュエータ９４を通電させることでロッドロック機構８２をアンロックさせるように設けたが、さらに係合子９３を手動により操作可能に設け、手動によりロッドロック機構８２をアンロック可能に設けても良い。
このように、手動によってロッドロック機構８２をアンロック可能に設けることにより、電源失陥時に強制パーキングした後において、強制パーキング手段を手動でパーキング設定とパーキング解除を自由に実施できるようになる。

上記の実施例では、キャパシタ７３を用いて電源失陥時にロッドロック機構８２をアンロックしてパーキング設定する例を示したが、車両に搭載されたセキュリティシステムの発生する信号（作動要求信号）によりロッドロック機構８２をアンロックしてパーキング設定しても良い。
ＳＢＷアクチュエータ１に搭載される電動モータ５の通電制御を行わずに、強制パーキング機構８１のロッド８４を作動させて強制パーキングするものであるため、セキュリティ機能を高めることができる。

上記の実施例では、具体的な一例としてエンコーダ６０を用いる例を示したが、エンコーダ６０を廃止して、各励磁コイル２２の通電回数をカウントしてロータ１１の回転数および回転角度を制御するものであっても良い。
上記の実施例では、エンコーダ６０によって検出されるロータ１１の回転数および回転角度によって現在のシフトレンジを認識する例を示したが、減速機６の出力軸１７の角度を検出する出力角度センサを用いて現在のシフトレンジを認識するようにしても良い。

上記の実施例では、電動モータ５の一例としてＳＲモータを用いる例を示したが、シンクロナス・リラクタンス・モータなど他のリラクタンスモータや、表面磁石構造型シンクロナスモータ（ＳＰＭ）、埋込磁石構造型シンクロナスモータ（ＩＰＭ）などの永久磁石型同期モータなど、他のモータを用いても良い。
上記の実施例では、減速機６の一例として内接噛合遊星歯車減速機（サイクロイド減速機）を用いる例を示したが、ロータ軸１３によって駆動されるサンギヤ２６、このサンギヤ２６の周囲に等間隔に複数配置されたプラネタリピニオン、このプラネタリピニオンの周辺に噛み合うリングギヤ等により構成されたタイプの遊星歯車減速装置を用いても良い。
上記の実施例では、減速機６の一例として内接噛合遊星歯車減速機（サイクロイド減速機）を用いる例を示したが、ロータ軸１３によって駆動されるサンギヤ２６、このサンギヤ２６に噛合する複数のギヤ列により構成された歯車列の組み合わせよりなる減速装置を用いても良い。

ＳＢＷアクチュエータの正面図、およびＡ−Ａ線に沿う断面図である。 通常使用時におけるＳＢＷアクチュエータの正面図である。 強制パーキング実行時におけるＳＢＷアクチュエータの正面図である。 シフトレンジ切替装置のシステム構成図である。 パーキング切替機構およびシフトレンジ切替機構の斜視図である。 減速機をフロント側から見た斜視図である。

符号の説明

１ ＳＢＷアクチュエータ
２ 自動変速機
３ シフトレンジ切替機構
４ パーキング切替機構
５ 電動モータ
７ ＳＢＷ・ＥＣＵ
１７ 出力軸
３３ フランジ（出力軸連動子）
７１ 車載バッテリ
７３ キャパシタ（予備電源）
８１ 強制パーキング機構
８２ ロッドロック機構
８３ 強制パーキング通電手段
８４ ロッド
８５ スプリング
９３ 係合子
９４ 電動アクチュエータ
９５ 手動パーキング解除レバー

Claims (7)

1. （ａ）シフトレンジの切り替えを行うシフトレンジ切替機構、およびパーキング設定とパーキング解除を行うパーキング切替機構を備えた自動変速機に用いられ、前記シフトレンジ切替機構および前記パーキング切替機構の切替駆動を行うＳＢＷアクチュエータと、
   （ｂ）一方の初期位置と他方の作動最終位置との間を移動可能に支持されるロッド、このロッドを前記作動最終位置側に向けて付勢するスプリング、および前記ＳＢＷアクチュエータの出力軸とともに回転する出力軸連動子を有し、
   前記ロッドが前記初期位置に位置する状態では、前記ロッドが前記出力軸連動子に干渉せず、
   前記ロッドが前記初期位置から前記作動最終位置へ変位することで、前記ロッドが前記出力軸連動子に係合または噛合して、当該出力軸連動子および前記出力軸をパーキング設定側へ駆動する強制パーキング機構と、
   （ｃ）前記初期位置に位置する前記ロッドと係合して、当該ロッドを前記初期位置に保持する係合子を有し、通電を受けると前記係合子を駆動して、当該係合子と前記ロッドの係合解除を行う係合解除用の電動アクチュエータを備えるロッドロック機構と、
   （ｄ）前記電動アクチュエータの通電を実行する強制パーキング通電手段と、
   を具備するシフトレンジ切替装置。
2. 請求項１に記載のシフトレンジ切替装置において、
   このシフトレンジ切替装置は、車載バッテリとは別に、前記電動アクチュエータを作動可能な予備電源を備え、
   前記強制パーキング通電手段は、前記車載バッテリから前記ＳＢＷアクチュエータへの電力の失陥がなされた電源失陥時で、さらに手動による強制パーキング指示、キーの抜き出し、乗員の離座、車両ドアの開放などの所定操作が成された時に、前記予備電源の電力によって前記電動アクチュエータを通電することを特徴とするシフトレンジ切替装置。
3. 請求項２に記載のシフトレンジ切替装置において、
   前記予備電源は、電圧を受けると電荷を蓄えるキャパシタであり、
   このキャパシタは、乗員によって操作されるイグニッションスイッチのオンオフ毎に充放電され、電源失陥時であっても最低１回は前記電動アクチュエータを作動可能な電力供給能力を備えることを特徴とするシフトレンジ切替装置。
4. 請求項３に記載のシフトレンジ切替装置において、
   前記キャパシタは、当該シフトレンジ切替装置とは異なる車載システムに搭載されたキャパシタと共用することを特徴とするシフトレンジ切替装置。
5. 請求項１に記載のシフトレンジ切替装置において、
   前記強制パーキング通電手段は、車両に搭載されたセキュリティシステムから強制パーキングの作動要求信号が与えられた場合に、車載バッテリまたは当該車載バッテリとは別の予備電源の電力によって前記電動アクチュエータを通電することを特徴とするシフトレンジ切替装置。
6. 請求項１〜請求項５のいずれかに記載のシフトレンジ切替装置において、
   このシフトレンジ切替装置は、前記作動最終位置へ変位した前記ロッドを手動によって前記初期位置へ押し戻す手動パーキング解除レバーを備え、
   この手動パーキング解除レバーは、乗員によって操作可能な位置で、且つ通常時は乗員から見えない位置に配置されることを特徴とするシフトレンジ切替装置。
7. 請求項６に記載のシフトレンジ切替装置において、
   前記手動パーキング解除レバーは、機械的または電子的な照合が合致した場合に限って操作可能に設けられることを特徴とするシフトレンジ切替装置。

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