JP2009162309A

JP2009162309A - 自動変速機のレンジ切替装置

Info

Publication number: JP2009162309A
Application number: JP2008000958A
Authority: JP
Inventors: Junji Kamata; 淳史鎌田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-01-08
Filing date: 2008-01-08
Publication date: 2009-07-23

Abstract

【課題】ディテント機構およびアクチュエータを有するバイワイヤ方式のレンジ切替装置において、自動変速機のレンジポジションを検出するために用いるレンジ判定範囲を適切に設定することを可能にして、レンジポジションの検出精度を高める。
【解決手段】アクチュエータ６０からディテント部材５１までの動力伝達経路における変位要素（例えば６３）の変位位置を検出する非接触式の検出手段が設けられる。制御装置４０は、前記検出手段の出力と所定のレンジ判定範囲とを対比することによりレンジポジションを検出する処理を行うもので、アクチュエータ６０の駆動状態に応じて前記レンジ判定範囲を変更する。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば自動車等の車両に搭載される自動変速機のレンジ切替装置に関する。

一般的に、車両用の自動変速機では、例えば車両の運転席付近に設置されるシフトレバー等を運転者が操作することにより、パーキングレンジ（Ｐ），リバースレンジ（Ｒ），ニュートラルレンジ（Ｎ），ドライブレンジ（Ｄ）等の中から、要求されたシフトレンジを成立させるように構成されている。

近年では、運転者がシフトレバー等を操作して適宜のレンジを要求すると、要求されたレンジをセンサ等で検出し、この検出信号に基づいてシフトレンジ切替用の油圧制御装置の一構成要素であるマニュアルバルブの状態やパーキング機構の状態を変更するような、いわゆるバイワイヤ方式のレンジ切替装置が提案されている（例えば特許文献１，２参照。）。

ここで、前記レンジ切替装置は、マニュアルバルブのスプールやパーキング機構のパーキングロッドを段階的に押し引きして位置決めするためのディテント機構と、ディテント機構を駆動するためのアクチュエータと、必要に応じてアクチュエータを制御する制御装置とを含んだ構成になっている。

前記ディテント機構は、前記アクチュエータにより傾動されることで前記スプールやパーキングロッドを押し引きするディテントプレートと、ディテントプレートの停止姿勢を保持するディテントスプリングとを含む。

ディテントプレートには、その回転角毎に対応する複数の谷および山からなる波形部が設けられている。各谷の底の位置は、マニュアルバルブのスプールのレンジ設定位置に対応付けられている。

前記ディテントスプリングは、その自由端側に前記波形部のいずれかの谷に係合される係合部としてのディテントローラが設けられている。このディテントスプリングは、ディテントローラを谷に係合すると、当該係合状態を保つように谷底にディテントローラを吸い込むような付勢力をディテントプレートに付与する。

アクチュエータは、回転動力を発生する電動式のモータ等と、モータの出力を減速して出力軸に伝える減速機構とを備えている。アクチュエータの出力軸には、前記ディテントプレートの支軸が例えばスプライン嵌合により連結されている。

ここで、参考までに、パーキングレンジＰが要求された場合には、ディテントプレートが所定角度傾動され、このディテントプレートの傾きに連動して、パーキング機構のパーキングロッドを例えば奥へ押して、自動変速機のアウトプットシャフトを回転不可能なロック状態とするようになっている。

また、リバースレンジＲ、ニュートラルレンジＮ、ドライブレンジＤが要求された場合には、ディテントプレートが所定角度傾動され、このディテントプレートの傾きに連動して、パーキングロッドを例えば手前に引っ張って自動変速機のアウトプットシャフトを回転可能なアンロック状態にするとともに、マニュアルバルブのスプールを軸方向に変位させることによって、自動変速機の変速機構部に備えるクラッチやブレーキ等の摩擦係合要素を係合または解放させることにより、要求のレンジを成立させるようになっている。

上記いずれの状況でも、ディテントプレートが停止されると、ディテントプレートの波形部のいずれかの谷の底に、ディテントローラがディテントスプリングの弾性力で吸い込まれて係合されることになって、ディテントプレートの姿勢が位置決め保持される。

ところで、従来のレンジ切替装置では、レンジ切り替えを行うときに、アクチュエータのモータのロータ角を検出するためのロータ角検出手段の出力（回転角に応じた数のパルスを有するデジタル信号）に基づき、前記モータの駆動量をフィードバック制御するようにしている。

なお、特許文献１に係る従来例では、レンジポジションを検出するために、接点式のニュートラルスイッチを用いている。この接点式のニュートラルスイッチは、ディテントプレートの一側面に設けてある複数の電極と、ディテントプレート側の各電極に接触する固定電極とで構成されている。

この場合、接点式のニュートラルスイッチによる引きずり抵抗によって、ディテントプレートの傾動時においてディテントスプリングによる吸い込み作用が弱められることになるので、いわゆる吸い込み範囲が狭くなるために、ディテントプレートを駆動するときアクチュエータの制御性が低下することが懸念される。

また、特許文献２に係る従来例では、レンジポジションを検出するために、アクチュエータの出力軸の回転角を検出する非接触式のアナログ磁気センサを用いているので、前記特許文献１に係る従来例で発生している引きずり抵抗に起因する不具合はないと言える。
特開２００６−３３６６８０号公報特開２００６−３２２５５３号公報

上記特許文献２に係る従来例の場合、アクチュエータを構成するモータから減速機構の出力軸までの動力伝達経路に回転方向の遊び（バックラッシや組立誤差等）が存在している。また、上述したようにアクチュエータの出力軸とディテントプレートの支軸との連結をスプライン嵌合とするような場合には、この連結部分にバックラッシ（連結遊び）が不可避的に存在する。したがって、アクチュエータからディテント部材までの動力伝達経路には、前述したアクチュエータの内部遊びと、前記スプライン嵌合部分の連結遊びとが存在する。

このように動力伝達経路に回転方向の遊びがあると、前記アクチュエータを駆動開始してから前記遊びを詰める期間について、ディテントプレートの実際の傾動動作が遅れることになる等、アクチュエータのモータの目標回転角とディテントプレートの実際の回転角とにずれが生じる。そのため、レンジ切り替え時に、前記動作遅れによって要求レンジに対応する谷をディテントローラに係合させることができなくなるおそれがある等、結果的に要求レンジに切り替えられなくなることが懸念される。

このような事情を考慮し、特許文献２に係る従来例では、レンジ切り替え時に、前記遊びを検出して、この検出した遊び量をモータの制御量に盛り込むように対処しているが、その場合、当然ながらレンジ切り替えの制御が複雑になる。

ところで、特許文献２に係る従来例の場合、段落番号〔００５４〕に、「電動機制御装置に、目標シフトレンジと前記アナログ磁気センサによって検出される実シフトレンジとに差がある場合に、目標シフトレンジと実シフトレンジとを一致させた後でモータへの通電を停止するモータ制御プログラムが搭載されている」といった記載がある。

しかしながら、上記特許文献２に係る従来例の場合、アナログ磁気センサの出力に基づいて実シフトレンジを判定するための判定基準値を用いると考えられるが、このレンジ判定の判定基準値についての記載はない。そのため、前記の判定基準値については、アクチュエータの駆動中や停止中に関係なく、また駆動中の駆動方向に関係なく、固定値に設定するものと考えるのが妥当であり、そのために、レンジポジションの検出精度が低いと言える。

というのは、そもそも、アクチュエータの停止中では、動力伝達経路に存在する遊びによって、ディテントプレートの支軸に対してアクチュエータの出力軸がパーキングレンジ側またはドライブレンジ側のどちらの駆動方向に片寄っているのか、あるいは片寄っていないのか等、状態が不明であると言える。その一方で、アクチュエータの駆動中は、動力伝達経路に存在する遊びが駆動方向下流側へ詰められている。このようなことから、アクチュエータの停止時と駆動中とで非接触式のアナログ磁気センサの検出出力にばらつきが発生すると言えるが、前記レンジ判定基準値に前記ばらつきを加味して設定しているといった記載や示唆はない。

このような事情により、本願発明者は、レンジ検出の判定基準値を、アクチュエータの停止中と駆動中とで同じに設定しているのでは不備があり、アクチュエータの駆動状態に応じてレンジ検出の判定基準値を変更するのが好ましいと考え、本発明を提案するに至った。

本発明は、自動変速機に用いるバイワイヤ方式のレンジ切替装置において、レンジ検出に非接触式の出力角検出手段を用いる構成を前提とし、レンジ検出におけるレンジ判定範囲を適切に設定することを可能にして、検出精度を高めることを目的とする。

本発明は、自動変速機のレンジ切替用のバルブを変位させるディテント部材と、ディテント部材を位置決めするための位置決め部材と、前記ディテント部材を変位させるアクチュエータと、このアクチュエータを制御する制御装置とを含むバイワイヤ方式のレンジ切替装置であって、前記ディテント部材は、切り替え対象となるレンジ毎に対応する複数の谷および当該谷間の山からなる波形部を有し、前記位置決め部材は、前記いずれかの谷に係合される係合部を有しかつ当該係合部を谷底へ吸い込むよう付勢するものであり、前記アクチュエータから前記ディテント部材までの動力伝達経路における変位要素の変位位置を検出する非接触式の検出手段が設けられ、前記制御装置は、前記検出手段の出力と所定のレンジ判定範囲とを対比することによりレンジポジションを検出する処理を行うもので、前記アクチュエータの駆動状態に応じて前記レンジ判定範囲を変更する、ことを特徴としている。

この構成では、アクチュエータの駆動状態、つまりアクチュエータを非駆動とする場合やアクチュエータを駆動してディテント部材を変位させるときの方向に応じて、最適なレンジ判定範囲に変更することが可能になる。

例えばアクチュエータの停止中にレンジポジションを検出する場合に、前記動力伝達経路に存在する遊びによって発生しうるアクチュエータとディテントプレートとの相対的なずれが変位方向のどちら側に片寄っていても、レンジポジションを検出するときの検出精度を高めるようにレンジ判定範囲を設定することが可能になる。

また、例えばレンジ切り替え要求に応答してアクチュエータでディテント部材を変位させる場合、動力伝達経路に存在する遊びが駆動方向下流側に詰められることを考慮し、レンジ判定範囲を前記遊び詰め方向に広く設定することが可能になる。そのため、前記レンジ切り替えを行うことによって、実際に要求レンジに対応する谷が位置決め部材の係合部に係合したか否かを検出するときの判定を可及的に早く行えるとともに、レンジポジションの検出精度を高めることが可能になる。

本発明は、自動変速機のレンジ切替用のバルブを変位させるディテント部材と、ディテント部材を位置決めするための位置決め部材と、前記ディテント部材を変位させるアクチュエータと、このアクチュエータを制御する制御装置とを含むバイワイヤ方式のレンジ切替装置であって、前記ディテント部材は、切り替え対象となるレンジ毎に対応する複数の谷および当該谷間の山からなる波形部を有し、前記位置決め部材は、前記いずれかの谷に係合される係合部を有しかつ当該係合部を谷底へ吸い込むよう付勢するものであり、前記アクチュエータから前記ディテント部材までの動力伝達経路における変位要素の変位位置を検出する非接触式の検出手段が設けられ、前記制御装置は、アクチュエータの停止中に前記検出手段の出力と前記各谷毎に設定されるレンジ判定範囲とを対比することにより現在のレンジポジションを検出する処理と、レンジ切り替え要求に応答してアクチュエータを駆動した後、前記検出手段の出力と前記要求レンジに対応する谷に設定されるレンジ判定範囲とを対比することにより要求レンジに対応する谷が前記係合部に係合したか否かを確認する処理とを行うもので、前記アクチュエータの駆動状態に応じて前記レンジ判定範囲を変更する、ことを特徴としている。

好ましくは、前記制御装置は、前記アクチュエータが停止中の場合と駆動中の場合とで専用のレンジ判定範囲を用いる、ものとすることができる。その場合、前記駆動中用のレンジ判定範囲を、停止中用のレンジ判定範囲に比べて広く設定することができる。

好ましくは、前記制御装置は、前記アクチュエータが駆動中の場合には、駆動方向に応じて専用のレンジ判定範囲を用いる、ものとすることができる。その場合、前記駆動中用のレンジ判定範囲を、駆動方向下流側に広く設定することができる。

好ましくは、前記制御装置は、前記アクチュエータが停止中の場合に、各谷における係合部の吸い込み範囲の上限側および下限側から、前記動力伝達経路に存在する遊びと前記検出手段の検出誤差とを加算した結果の半分を減算してなる停止中用のレンジ判定範囲を用いるように設定する処理と、前記アクチュエータが駆動中の場合に、駆動方向に応じて、前記停止中用のレンジ判定範囲における前記駆動方向下流側に前記遊び分を加算してなる正転中用または負転中用のレンジ判定範囲を用いるように設定する処理とを行う、構成とすることができる。

要するに、アクチュエータを駆動していない停止中は、動力伝達経路の遊びによって発生しうるアクチュエータとディテントプレートとの相対的なずれが変位方向のどちら側にも詰まっていない状態になっているか、あるいはどちらかに詰まっている状態になっているかが不明である。また、検出手段に検出誤差が正側と負側とに発生する場合には、それが前記遊びに上乗せされるようになる。

しかし、前記構成によれば、アクチュエータの停止中に用いるレンジ判定範囲を、正転中用のレンジ判定範囲や負転中用のレンジ判定範囲に比べて、前記遊びや検出誤差を考慮して狭く設定するようにしているから、前記遊びや検出誤差を含めた状態でのレンジ判定が精度良く行えるようになると言える。

しかも、正転中用のレンジ判定範囲や負転中用のレンジ判定範囲は、前記遊びが駆動方向下流側に詰められていることを考慮して、当該遊び分を駆動方向に応じて各駆動方向の下流側に加算するようにしているから、レンジ判定を可及的に早くかつ精度良く行えるようになると言える。

好ましくは、前記アクチュエータは、前記ディテント部材を傾動させるもので、回転動力を発生する電動式のモータと、このモータで発生した回転動力を減速して前記ディテント部材の支軸に同軸かつ一体回転可能に連結される出力軸から出力させる減速機構とを含む、構成とすることができる。

このように、ディテント部材の動作形態、アクチュエータで発生する動力形態等を特定すれば、レンジ切替装置の構成を明確にすることができる。

好ましくは、前記検出手段は、前記アクチュエータの出力軸の回転角を検出して、それに対応する電圧値を出力するものとされ、前記レンジ判定範囲は、前記検出手段の出力に対応する電圧値として設定される、構成とすることができる。

このように、検出手段の出力信号の形態ならびにレンジ判定範囲の設定を明確にすることができる。

本発明では、自動変速機に用いるバイワイヤ方式のレンジ切替装置において、レンジポジションを検出するときに用いるレンジ判定範囲を、アクチュエータの駆動状態に応じて適切に設定することを可能にしているから、検出精度を高めることが可能になる。

以下、本発明の最良の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１から図１０に、本発明の一実施形態を示している。

ここで、本発明の特徴を適用した部分の説明に先立ち、レンジ切替装置の概略構成について、図１から図４を参照して説明する。

これらの図において、１は自動変速機、１０はレンジ切替装置である。

自動車等の車両に搭載される自動変速機１は、例えば車両運転席近傍に設置されるパーキングスイッチ１１やシフトレバー１２等を運転者が手動操作することに応答して、例えばパーキングレンジＰ，リバースレンジＲ，ニュートラルレンジＮ，ドライブレンジＤ等を成立するようになっている。この自動変速機１の動作は、ＥＣＴ＿ＥＣＵ（Electronic Controlled automatic Transmission-Electronic Control Unit）２によって制御される。

図２を参照して、パーキングスイッチ１１やシフトレバー１２の形態を説明する。

パーキングスイッチ１１は、人的な押動操作の度に、パーキングレンジＰに対応する信号を出力するものであって、例えば運転席近傍に設置されるシフト台９の所定位置に設置されている。

シフトレバー１２は、シフト台９においてパーキングスイッチ１１の近傍に設置されており、人的な傾動操作を受けることに伴い、シフトセンサ１３から適宜の信号（ニュートラルレンジＮに対応する信号、リバースレンジＲに対応する信号、ドライブレンジＤに対応する信号等）を出力させるようになっている。

このシフトレバー１２は、いわゆるモーメンタリータイプとされていて、図２に示すように、シフト台９のシフトゲート９ａ内におけるホームポジションＨを起点にしてニュートラルポジションＮ、リバースポジションＲ、ドライブポジションＤ、エンジンブレーキポジションＢへと傾動操作可能になっているとともに、ホームポジションＨから、ニュートラルポジションＮ、リバースポジションＲ、ドライブポジションＤ、エンジンブレーキポジションＢに傾動操作した後は、自動的にホームポジションＨに戻るようになっている。

なお、シフトセンサ１３は、シフトレバー１２がホームポジションＨから横方向一方に倒されてニュートラルポジションＮに傾動操作されたときにニュートラルレンジＮに対応する信号を出力し、また、ニュートラルポジションＮから前方向のリバースポジションＲに向けて傾動操作されたときにリバースレンジＲに対応する信号を出力し、さらに、ニュートラルポジションＮから後方向のドライブポジションＤに向けて傾動操作されたときにドライブレンジＤに対応する信号を出力し、そして、ホームポジションＨから後方向のエンジンブレーキポジションＢに向けて傾動操作されたときにエンジンブレーキを効かせるための信号を出力するようになっている。

レンジ切替装置１０は、いわゆるバイワイヤ方式と呼ばれるものであり、運転者によりパーキングスイッチ１１あるいはシフトレバー１２等が手動操作されることにより要求されたシフトレンジ（Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄ）を成立させるために、自動変速機１の油圧制御装置４の一構成要素であるマニュアルバルブ２０およびパーキング機構３０を作動させるものであって、図１に示すように、主として、ＳＢＷ＿ＥＣＵ（Shift by Wire-Electronic Control Unit）４０と、ディテント機構５０と、アクチュエータ６０とを含んで構成されている。

マニュアルバルブ２０は、自動変速機１に備える各種のブレーキやクラッチの係合動作を制御する油圧制御装置４の構成要素の一つである。

なお、油圧制御装置４は、一般的に公知であるが、前記マニュアルバルブ２０の他に、前記各種のブレーキやクラッチの係合動作を制御する複数のリニアソレノイドバルブを備えており、シフトレバー１２の操作に応答してマニュアルバルブ２０が作動されて前記各リニアソレノイドバルブに対する作動油供給経路が変更されることによって、前記操作に対応するレンジを成立するものである。

このマニュアルバルブ２０は、一般的に公知のスプールバルブタイプであり、主として、バルブボディ２１と、スプール２２とを含んだ構成になっている。

バルブボディ２１は、自動変速機１のケース内の適宜場所に固定されかつ適宜の給油ポートや排出ポートを有している。スプール２２は、バルブボディ２１に軸方向変位可能に収納されている。

パーキング機構３０は、図３に示すように、自動変速機１のアウトプットシャフト３を回転不可能なロック状態あるいは回転可能なアンロック状態に切り替えるもので、主として、パーキングギア３１と、パーキングロックポール３２と、パーキングロッド３３とを含んだ構成になっている。

パーキングギア３１は、自動変速機１のアウトプットシャフト３に一体回転可能に外装固定されている。

パーキングロックポール３２は、パーキングギア３１の近傍に一端側を支点として傾動自在となるように配置されている。このパーキングロックポール３２の長手方向途中には、パーキングギア３１の歯間に係入または離脱可能とされる爪３２ａが設けられている。なお、パーキングロックポール３２は、図示省略のばねによってパーキングギア３１から引き離される方向に常時付勢されている。

パーキングロッド３３は、自動変速機１のアウトプットシャフト３と略平行に前端側または後端側に変位されるように配置されている。

このパーキングロッド３３の前端は、下記するディテントプレート５１に連結されていて、このディテントプレート５１の傾動動作によって押し引きされる。

また、パーキングロッド３３の後端には、パーキングロックポール３２を傾動させるためのテーパコーン３７が設けられている。このテーパコーン３７は、コイルスプリング３８によりパーキングギア３１側へ押圧されている。このコイルスプリング３８は、パーキングロッド３３に外装されており、その一端がパーキングロッド３３に係止固定されている止め輪３９によって受け止められている。

ＳＢＷ＿ＥＣＵ４０は、レンジ切替装置１０の動作を制御するものであって、詳細に図示していないが、一般的なＥＣＵと同様に、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭならびにバックアップＲＡＭ等を含んだ構成であり、図示していないエンジン制御用のＥＮＧ＿ＥＣＵや自動変速機１制御用のＥＣＴ＿ＥＣＵ２と、互いに必要な情報を双方向で送受信可能に接続されている。そして、ＥＣＴ＿ＥＣＵ２とＳＢＷ＿ＥＣＵ４０とが、必要に応じて自動変速機１を要求の変速段に切り替える変速処理を実行する。

このＳＢＷ＿ＥＣＵ４０には、図１に示すように、主として、パーキングスイッチ１１、シフトセンサ１３、ロータ角検出手段１４、出力角検出手段１５等が図示していない入力インタフェースを介して接続されているとともに、アクチュエータ６０のモータ６１等が図示していない出力インタフェースを介して接続されている。

この実施形態では、ＳＢＷ＿ＥＣＵ４０に接続される構成要素について本発明の特徴に関連するもののみにして、本発明の特徴に直接的に関連しないものについての記載や説明を割愛している。

なお、ロータ角検出手段１４および出力角検出手段１５は、従来公知の構成（例えば特許文献２参照）であるので、詳細な図示や説明を割愛し、簡単に説明する。これらの検出手段１４，１５は、下記する以外の適宜の構成とすることも可能である。

ロータ角検出手段１４は、モータ６１のロータの回転角を検出するものであって、ロータの外周に設置される磁石あるいはロータの外周に交互に反対の極性で磁化される磁極と、磁気検出用のホールＩＣとで構成され、ロータの回転量に応じた数のパルスを出力するデジタルエンコーダである。

出力角検出手段１５は、アクチュエータ６０の出力軸６３の回転角を検出するものであって、出力軸６３の外面側の所定回転角範囲に設置されかつ円周方向一方へ向けて断面積が漸増する磁石と、リニア出力ホールＩＣとで構成され、出力軸６３の回転角に応じた前記磁石の磁力を検出し、その検出磁力に応じたリニアなアナログ信号（電圧）を出力するアナログ磁気センサである。このアナログ磁気センサとしては、例えばニュートラルスイッチ（ＮＳＷ）等と呼ばれるものとされる。

ディテント機構５０は、マニュアルバルブ２０のスプール２２やパーキング機構３０のパーキングロッド３３を段階的に押し引きして位置決めするものであって、主として、ディテントプレート５１と、支軸（マニュアルシャフトとも言う）５２と、ディテントスプリング５３とを含んだ構成になっている。

ディテントプレート５１は、アクチュエータ６０により傾動されることでマニュアルバルブ２０のスプール２２やパーキング機構３０のパーキングロッド３３を押し引きするものである。

このディテントプレート５１は、外形が扇形に形成されており、その傾動中心となる領域には、当該ディテントプレート５１と別体の支軸５２が貫通する状態で一体回転可能に固定されるようになっている。

具体的に、ディテントプレート５１と支軸５２との連結は、例えばディテントプレート５１の傾動支点部分に円筒ボス部（図示省略）を設けるとともに、この円筒ボス部の内孔に支軸５２を嵌合し、例えばスプリングピン等（図示省略）を打ち込むことにより連結する形態になっているが、その他の形態でもよい。

これにより、支軸５２が回転されると、それと一体にディテントプレート５１が回転（または傾動）するようになる。なお、ディテントプレート５１と支軸５２とを一体に形成してもよい。

支軸５２の軸方向一端側は、アクチュエータ６０の出力軸６３に同軸かつ一体回転可能に連結されており、また、支軸５２の軸方向他端は、図示していないが、例えば自動変速機ケース１ａ等に回動可能に支持される。

このディテントプレート５１の支軸５２とアクチュエータ６０の出力軸６３との連結は、例えばスプライン嵌合とされている。つまり、支軸５２の一端側外周には、オススプライン（符号省略）が設けられており、また、アクチュエータ６０の出力軸６３には、その内径側の横穴部分の内周面にメススプライン（符号省略）が設けられている。これにより、アクチュエータ６０でもって支軸５２を正逆両方向に所定角度回転駆動すると、ディテントプレート５１が傾動されるようになるのである。

そして、ディテントプレート５１の所定位置には、マニュアルバルブ２０のスプール２２の前端が連結されているとともに、パーキング機構３０のパーキングロッド３３の前端が連結されている。これにより、ディテントプレート５１を傾動させると、マニュアルバルブ２０のスプール２２が軸方向に変位させられるとともに、パーキングロッド３３が軸方向に変位させられるようになる。

なお、ディテントプレート５１に対するスプール２２の連結形態については、ディテントプレート５１の所定位置に支軸５２と平行に取り付けられるピン５８を、スプール２２の外端部分に設けられている二枚の円板の間に介装させるようにしている。

また、ディテントプレート５１に対するパーキングロッド３３の連結形態としては、ディテントプレート５１の長手方向一端側に設けられる貫通孔５９に、パーキングロッド３３の先端屈曲部を挿入してから、この先端屈曲部に図示省略のスナップリングや係止ピン等を装着したり、あるいは先端屈曲部を塑性変形したりすることによって抜け止め固定するようになっている。

このディテントプレート５１は、シフトレバー１２により選択されるシフトレンジ（例えばパーキングレンジＰ、リバースレンジＲ、ニュートラルレンジＮならびにドライブレンジＤ）に対応して例えば四段階に傾動されて、その傾動姿勢に応じてマニュアルバルブ２０のスプール２２を軸方向に四段階に変位させるようになっている。

そのために、ディテントプレート５１の上端側には、波形部５４が設けられている。波形部５４の山の部分に符号５５を、谷の部分に符号５６ａ〜５６ｄを付している。この実施形態での波形部５４は、各谷５６ａ〜５６ｄの形状が谷底を中心として左右非対称とされている。

この波形部５４は、シフトレバー１２における四段階のシフトレンジ（パーキングレンジＰ、リバースレンジＲ、ニュートラルレンジＮならびにドライブレンジＤ）に対応する数（四つ）の谷５６ａ〜５６ｄを有している。そして、図３に示すように、ディテントプレート５１において四つの谷５６ａ〜５６ｄの近傍には、「Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄ」というマークが付記されている。

このようなディテントプレート５１においては、図７に示すように、パーキングレンジＰに対応する谷５６ａの底Ｙ_Pの回転角θ_Pをレンジ切り替え制御上の零点位置（基準位置）とするとともに、パーキングレンジＰ、リバースレンジＲ、ニュートラルレンジＮ、ドライブレンジＤに対応する各谷５６ａ〜５６ｄの底Ｙ_P，Ｙ_R，Ｙ_N，Ｙ_D間における中心角θ_P-R，θ_R-N，θ_N-Dを設計上の定数値とし、これらの定数値が予めＳＢＷ＿ＥＣＵ４０のバックアップＲＡＭ等に記憶されている。

ディテントスプリング５３は、ディテントプレート５１の四段階の傾動姿勢を個別に位置決め保持するもので、可撓性を有する帯状の板ばねからなり、その先端の二股部分に、係合部としてのディテントローラ５７を回動可能に支持させた構成になっている。

なお、ディテントローラ５７は、詳細に図示していないが、中空形状であり、その中心孔に支軸が挿通され、この支軸の軸方向両端がディテントスプリング５３の二股部分に固定されている。

このディテントスプリング５３の一端側は、この実施形態においてマニュアルバルブ２０のバルブボディ２１等に固定されている。また、ディテントローラ５７は、ディテントプレート５１の波形部５４におけるいずれかの谷５６ａ〜５６ｄに係合されるものであるが、その状態において、ディテントスプリング５３そのものが若干弾性変形して反った姿勢となるように設置することによって、ディテントスプリング５３の弾性復元力でもってディテントローラ５７を谷５６ａ〜５６ｄの底に押し付けるように作用させて、係合状態を強くする形態としている。

但し、ディテントスプリング５３のディテントローラ５７を谷５６ａ〜５６ｄに係合した状態において、ディテントスプリング５３そのものを略真っ直ぐな自然姿勢とするように設置することも可能である。

アクチュエータ６０は、ディテント機構５０を駆動するものであって、詳細に図示していないが、回転動力発生部としての電動式のモータ６１と、減速機構６２と、出力軸６３とを、ケース６４内に収納した構成になっている。このアクチュエータ６０は、例えば自動変速機１のケース１ａ（図４のみ記載）にボルト等で着脱可能に取り付けられる、外付けタイプとされている。

モータ６１は、例えば永久磁石を用いないブラシレスのＳＲ（スイッチトリラクタンス）モータとされ、図示していないが、回転自在に支持されるロータと、このロータの回転中心と同軸上に配置されるステータとで構成される。

減速機構６２は、詳細に図示していないが、例えば、サイクロイドギヤを用いる機構や、複数の歯車を組み合わせた歯車機構や、遊星歯車機構等のいずれかとされる。この減速機構６２の入力部材（図示省略）は、モータ６１のロータ（図示省略）に連結されており、また、減速機構６２の出力部材（図示省略）に、出力軸６３が一体に設けられている。

ケース６４の所定範囲には、図４に示すように、出力軸６３の端部を外部に露呈するための筒形ボス部６６が設けられている。この筒形ボス部６６に対して出力軸６３が非接触とされていて、出力軸６３が回転自在になっている。筒形ボス部６６の開口から出力軸６３が外部に露呈している。

次に、上述した構成のレンジ切替装置１０の基本的な動作を説明する。

そもそも、運転者がパーキングスイッチ１１またはシフトレバー１２を手動操作することにより、自動変速機１のパーキングレンジ（Ｐ），リバースレンジ（Ｒ），ニュートラルレンジ（Ｎ），ドライブレンジ（Ｄ）等のいずれかが選択されると、ＳＢＷ＿ＥＣＵ４０は、パーキングスイッチ１１やシフトセンサ１３からの出力に基づき前記選択されたレンジポジションを認識する。

ＳＢＷ＿ＥＣＵ４０は、前記認識した結果に応じて、アクチュエータ６０の出力軸６３を正回転または逆回転させるよう駆動し、支軸５２およびディテントプレート５１を適宜、回転（傾動）させる。詳しくは、ＳＢＷ＿ＥＣＵ４０は、レンジ切り替え要求に応答して、要求レンジに対応する目標回転角（目標パルスカウント値）を設定して、モータ６１への通電を開始し、ロータ角検出手段１４の検出出力つまりモータ６１のロータの検出回転角（実パルスカウント値）が前記目標回転角と一致する位置で停止させるようにモータ６１をフィードバック制御する。

このとき、ディテントプレート５１の波形部５４の山５５がディテントローラ５７に当接することによってディテントスプリング５３が一旦上向きに弾性変形されて、ディテントローラ５７が波形部５４における次の谷（５６ａ〜５６ｄ）に係合することになり、ディテントプレート５１がディテントスプリング５３の弾性復元力（付勢力）により位置決め保持される。

このディテントプレート５１の傾動によりマニュアルバルブ２０のスプール２２が軸方向にスライドされ、マニュアルバルブ２０が「Ｐ」，「Ｒ」，「Ｎ」，「Ｄ」のうちの選択されたレンジポジションへと切り替えられる。これにより、油圧制御装置４が適宜に駆動されて自動変速機１における適宜の変速段を成立することになる。

なお、ＳＢＷ＿ＥＣＵ４０は、出力角検出手段１５から出力される実電圧値を読み込んで、その実電圧値に基づいて現在の出力軸６３の回転角（マニュアルバルブ２０の操作量）、つまり、現在のレンジ（実レンジ）がパーキングレンジＰ、リバースレンジＲ、ニュートラルレンジＮ、ドライブレンジＤのいずれであるかを認識し、この認識した現在のレンジ（実レンジ）と要求レンジ（目標レンジ）とを対比することによりレンジ切り替えが正常に行われたか否かを確認する。この出力角検出手段１５の出力電圧値Ｖ_P，Ｖ_R，Ｖ_N，Ｖ_Dは、図８に示すように、予め、パーキングレンジＰ、リバースレンジＲ、ニュートラルレンジＮ、ドライブレンジＤの回転角θ_P，θ_R，θ_N，θ_Dと対応付けられており、この対応関係のマップが、予めＳＢＷ＿ＥＣＵ４０のバックアップＲＡＭ等に記憶されている。

そして、パーキングレンジＰが選択された場合には、マニュアルバルブ２０が「Ｐ」ポジションに切り替えられるとともに、パーキング機構３０のパーキングロッド３３が軸方向にスライドされ、パーキングロックポール３２の爪３２ａをパーキングギア３１に係合させるようになる。これにより、自動変速機１のアウトプットシャフト３が回転不可能なロック状態にされる。

また、パーキングレンジＰの位置からそれ以外のレンジが選択された場合には、ＳＢＷ＿ＥＣＵ４０は、アクチュエータ６０を駆動することにより、支軸５２を所定方向に所定角度回転させることにより、ディテントプレート５１が傾動されることになり、それに伴いパーキングロッド３３およびテーパコーン３７が前記と逆向きに軸方向にスライドされて、テーパコーン３７によるパーキングロックポール３２の押し上げ力を解除する。

これにより、パーキングロックポール３２が下向きに下がって、その爪３２ａがパーキングギア３１の歯間から抜け出るので、アウトプットシャフト３が回転可能なアンロック状態にされる。それと同時に、マニュアルバルブ２０のスプール２２が目標の位置に変位されて、油圧制御装置４において適宜の作動油供給経路を作成する。

ところで、上述したレンジ切替装置１０において、アクチュエータ６０のモータ６１からディテントプレート５１までの動力伝達経路に回転方向の遊び（バックラッシや組立誤差等）が存在していると、ディテントプレート５１の姿勢変更過程でアクチュエータ６０の駆動力を受けずにディテントプレート５１が自走する現象が発生する。この自走現象の他の表現としては、ディテントローラ５７が谷５６の底に吸い込まれる現象とも言われる。

このような現象について、図５および図６を参照して説明する。なお、図５および図６では、説明をわかりやすくするために、各谷５６ａ〜５６ｄの形状について、底を中心として左右対称の形状としたものを例に挙げている。

仮に、ディテントプレート５１をパーキングレンジＰからリバースレンジＲへ切り替えるために、１レンジ分傾動させる場合、まず、図５に示すように、ディテントローラ５７がディテントプレート５１の波形部５４においてパーキングレンジに対応する谷（以下、パーキングレンジ谷という）５６ａから山５５へ上るとき、アクチュエータ６０のモータ６１を駆動開始してから、当該モータ６１からディテントプレート５１までの動力伝達経路に存在する回転方向の遊びαを詰めるまでの間は、モータ６１からディテントプレート５１に駆動力が伝達されない。

図５の実線で示すように、前記遊びαが詰まってモータ６１の駆動力がディテントプレート５１に伝達されると、ディテントプレート５１が傾動されてディテントローラ５７がパーキングレンジ谷５６ａから山５５を上り始める。この上り過程では、ディテントローラ５７が図５中の−Ｆ方向に押されるために、ディテントスプリング５３が弾性変形して、弾性復元力が蓄積されることになる。

この後、図６に示すように、ディテントローラ５７が波形部５４の山５５を越えて要求レンジ（ここではリバースレンジＲ）に対応する谷５６ｂに係入し始めるときに、前記蓄積されたディテントスプリング５３の弾性復元力Ｆによってディテントローラ５７が谷側に押さえ込まれることになる。このディテントローラ５７からの付勢力によってディテントプレート５１が図６中の実線から一点鎖線で示すように傾動方向前方へ押されることになる。その間、モータ６１の駆動力がディテントプレート５１に伝達されないので、前記詰められた遊びαが再度広がって、ディテントローラ５７が要求レンジに対応する谷５６ｂへ滑り落ちるようになる。

この現象をディテントプレート５１の「自走」、あるいはディテントローラ５７の「吸い込み」と呼んでおり、その間、ディテントプレート５１の回転角変化が、モータ６１のロータの回転角変化より先行するので、再度、図６の一点鎖線で示すように、前記詰められた遊びαが広がりながら、要求レンジに対応するリバースレンジ谷５６ｂの底がディテントローラ５７の中心に到達して係合することになる。

参考までに、ディテントプレート５１をＰ→Ｄ方向へ傾動させる過程でディテントプレート５１が自走し始める自走開始位置から、ディテントプレート５１をＤ→Ｐ方向へ傾動させる過程でディテントプレート５１が自走し始める自走開始位置までの範囲を、吸い込み範囲と言うことにする。自走開始位置とは、要するに、谷５６ａ〜５６ｄがディテントローラ５７に係合し始める位置とも言える。

ここで、本発明の特徴を適用した部分について、図７から図１０を参照して詳細に説明する。

先に、この実施形態で提示するディテントプレート５１について説明すると、例えば図７に示すように、波形部５４における複数の谷５６ａ〜５６ｄの底（最深位置）Ｙ_P，Ｙ_R，Ｙ_N，Ｙ_Dが、マニュアルバルブ２０のスプール２２によるレンジ設定位置に応じて設計されていて、各谷５６ａ〜５６ｄの開口幅および吸い込み範囲Ｗ_P，Ｗ_R，Ｗ_N，Ｗ_Dがそれぞれ異なるサイズに設定されている。

しかも、ニュートラルレンジ谷５６ｃを除いた各谷５６ａ，５６ｂ，５６ｄは、その底Ｙ_P，Ｙ_R，Ｙ_Dを中心として左右非対称となる形状とされている。但し、ニュートラルレンジ谷５６ｃのみは、その底Ｙ_Nを中心として左右対称となる形状とされている。

詳しくは、パーキングレンジ谷５６ａは、ストッパとしてパーキングレンジ側端壁５１ａが設けられていて、その関係より、リバースレンジ谷５６ｂ寄りにのみ斜面（ドライブレンジ側斜面）が設けられるようになっている。また、ドライブレンジ谷５６ｄは、ストッパとしてドライブレンジ側端壁５１ｂが設けられていて、その関係より、ニュートラルレンジ谷５６ｃ寄りにのみ斜面（パーキングレンジ側斜面）が設けられるようになっている。さらに、リバースレンジ谷５６ｂは、ドライブレンジ側斜面に比べてパーキングレンジ側斜面のほうが長くなっている。

このようなディテントプレート５１を用いるので、前記したが、パーキングレンジＰに対応する谷５６ａの底Ｙ_Pの回転角θ_Pを、制御上の基準点つまり零点位置として、図７に示すように、各レンジＰ，Ｒ，Ｎ，Ｄに対応する各谷５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５６ｄの底Ｙ_P，Ｙ_R，Ｙ_N，Ｙ_D間における中心角θ_P-R，θ_R-N，θ_N-Dが、設計上の定数値として予めＳＢＷ＿ＥＣＵ４０のバックアップＲＡＭ等に記憶されている。

この実施形態では、上述したレンジ切り替え処理を行ったときに、出力角検出手段１５の出力に基づいて、要求レンジが成立したか否かを調べることにより、レンジ切り替えが正常に行えたか否かを確認するようにしている。

そこで、本発明では、要するに、前記のレンジポジション検出に用いるレンジ判定範囲を、モータ６１の駆動状態に応じて適切に変更するように工夫している。

この実施形態で用いるディテントプレート５１は、前記しているように、各谷５６ａ〜５６ｄの開口幅および吸い込み範囲Ｗ_P，Ｗ_R，Ｗ_N，Ｗ_Dがそれぞれ異なるサイズになっているので、前記レンジ毎のレンジ判定範囲は、当然ながら、各谷５６ａ〜５６ｄの吸い込み範囲Ｗ_P，Ｗ_R，Ｗ_N，Ｗ_Dに合わせて、異なるサイズに設定されている。

具体的に、モータ６１の停止中は、動力伝達経路に存在する遊びαによって、モータ６１のロータに対してアクチュエータ６０の出力軸６３が駆動方向のどちらに片寄っているのかが不明である。

しかし、モータ６１の駆動中は、Ｐ→Ｒ→Ｎ→Ｄの切り替え方向あるいはＤ→Ｎ→Ｒ→Ｐの切り替え方向に関係なく、共に、動力伝達経路に存在する遊びαがそれぞれ前記切り替え方向に詰められるために、この遊びαについては無視できる。この動力伝達経路に存在する遊びαは、この実施形態において、アクチュエータ６０の内部遊び（バックラッシや組立誤差等）に、アクチュエータ６０の出力軸６３とディテントプレート５１の支軸５２とのスプライン嵌合部分の連結遊び（バックラッシ）を加えたものとされる。

なお、Ｐ→Ｒ→Ｎ→Ｄの切り替え方向でのモータ６１の駆動方向を「正回転」とするとともに、そのときのディテントプレート５１の傾動方向を「正転」とする。一方、Ｄ→Ｎ→Ｒ→Ｐの切り替え方向でのモータ６１の駆動方向を「負回転」とするとともに、そのときのディテントプレート５１の傾動方向を「負転」とする。

このようなことを考慮し、予め、モータ６１の停止中用のレンジ判定範囲１００Ｐ〜１００Ｄについては、例えば図９の（ｂ）に示すように設定したものとする。また、Ｐ→Ｄ駆動中用つまり正転中用のレンジ判定範囲２００Ｐ〜２００Ｄについては、例えば図９（ｃ）に示すように設定したものとする。さらに、Ｄ→Ｐ駆動中用つまり負転中用のレンジ判定範囲３００Ｐ〜３００Ｄについては、例えば図９（ｄ）に示すように設定したものとする。

これらのレンジ判定範囲１００Ｐ〜１００Ｄ，２００Ｐ〜２００Ｄ，３００Ｐ〜３００Ｄは、各谷５６ａ〜５６ｄ毎に定められる設計上の吸い込み範囲Ｗ_P，Ｗ_R，Ｗ_N，Ｗ_Dを基準として、下記するように個別に設定される。

この実施形態でのディテントプレート５１の各谷５６ａ〜５６ｄが、図９（ａ）に示すように、互いに異なる形状になっている関係より、次のようにしている。

（１）停止中用のレンジ判定範囲１００Ｐ〜１００Ｄのうち、リバースレンジ谷５６ｂとニュートラルレンジ谷５６ｃとに関する停止中用のレンジ判定範囲１００Ｒ，１００Ｎは、吸い込み範囲Ｗ_R，Ｗ_Nのパーキングレンジ側（出力角検出手段１５の出力電圧値の下限側に相当）とドライブレンジ側（出力角検出手段１５の出力電圧値の上限側に相当）との両方からそれぞれ適宜のマージンΔｘを差し引いて、吸い込み範囲Ｗ_R，Ｗ_Nよりも狭く設定されている。

前記のマージンΔｘとは、図９（ｂ）に示すように、動力伝達経路に存在する正逆方向の遊びαと、出力角検出手段１５の出力ばらつき（検出誤差）βとを加算した最大ずれ量（α＋β）の半分とされている。なお、前記の遊びαおよび出力ばらつきβは、予め実験により個体差を把握して平均化した値とするのが好ましい。

しかし、パーキングレンジ谷５６ａには、ストッパとしてのパーキングレンジ側端壁５１ａが設けられていてドライブレンジ側斜面しか存在していないので、このパーキングレンジ谷５６ａに関する停止中用のレンジ判定範囲１００Ｐは、吸い込み範囲Ｗ_Pのドライブレンジ側から前記のマージンΔｘを差し引いているが、吸い込み範囲Ｗ_Pのパーキングレンジ側は狭くしていない。この場合も、停止中用のレンジ判定範囲１００Ｐは吸い込み範囲Ｗ_Pよりも狭くなっている。

また、ドライブレンジ谷５６ｄには、ストッパとしてのドライブレンジ側端壁５１ｂが設けられていてパーキングレンジ側斜面しか存在していないので、このドライブレンジ谷５６ｄに関する停止中用のレンジ判定範囲１００Ｄは、吸い込み範囲Ｗ_Dのパーキングレンジ側から適宜のマージンΔｘを差し引いているが、吸い込み範囲Ｗ_Dのドライブレンジ側は狭くしていない。この場合も、停止中用のレンジ判定範囲１００Ｄは吸い込み範囲Ｗ_Dよりも狭くなっている。

（２）正転中用のレンジ判定範囲２００Ｐ〜２００Ｄのうち、パーキングレンジ谷５６ａとリバースレンジ谷５６ｂとニュートラルレンジ谷５６ｃとに関する正転中用のレンジ判定範囲２００Ｐ，２００Ｒ，２００Ｎは、停止中用のレンジ判定範囲１００Ｐ，１００Ｒ，１００ＮのドライブレンジＤ側に、動力伝達経路に存在する正逆方向の遊びαを加えることにより、停止中用のレンジ判定範囲１００Ｐ，１００Ｒ，１００Ｎよりも広く設定されている。

但し、ドライブレンジ谷５６ｄには、ストッパとしてのドライブレンジ側端壁５１ｂが設けられていてパーキングレンジ側斜面しか存在していないので、このドライブレンジ谷５６ｄに関する正転中用のレンジ判定範囲２００Ｄは、そのドライブレンジ側に、図９（ｃ）に二点鎖線で示すような遊びα分を加算せずに、停止中用のレンジ判定範囲１００Ｄと同一幅に設定されている。

（３）負転中用のレンジ判定範囲３００Ｐ〜３００Ｄのうち、リバースレンジ谷５６ｂとニュートラルレンジ谷５６ｃとドライブレンジ谷５６ｄに関する負転中用のレンジ判定範囲３００Ｒ，３００Ｎ，３００Ｄは、停止中用のレンジ判定範囲１００Ｒ，１００Ｎ，１００ＤのパーキングレンジＰ側に、動力伝達経路に存在する正逆方向の遊びαを加えることにより、停止中用のレンジ判定範囲１００Ｒ，１００Ｎ，１００Ｄよりも広く設定されている。

但し、パーキングレンジ谷５６ａには、ストッパとしてのパーキングレンジ側端壁５１ａが設けられていてドライブレンジ側斜面しか存在していないので、このパーキングレンジ谷５６ａに関する負転中用のレンジ判定範囲２００Ｐは、そのパーキングレンジ側に、図９（ｄ）に二点鎖線で示すような遊びα分を加算せずに、停止中用のレンジ判定範囲１００Ｐと同一幅に設定されている。

次に、本発明の特徴を適用したレンジ切替装置１０の動作について、図１０のフローチャートを参照して説明する。

図１０に示すフローチャートは、ＳＢＷ＿ＥＣＵ４０による処理であり、例えば運転者によるパーキングスイッチ１１やシフトレバー１２の操作に伴い、パーキングレンジ（Ｐ），リバースレンジ（Ｒ），ニュートラルレンジ（Ｎ），ドライブレンジ（Ｄ）等のいずれかが選択されたときに、パーキングスイッチ１１やシフトセンサ１３から出力される信号に基づき、前記レンジ変更の要求を認識したときに、エントリーされる。

まず、ステップＳ１において、要求レンジが現在レンジと同じか否かを判定する。ここでは、ＳＢＷ＿ＥＣＵ４０の内部メモリに一時的に記憶されている現在レンジを読み出し、前記認識した要求レンジとを対比する。

このとき、同じであれば、レンジ切り替えを行う必要がないので、前記ステップＳ１で肯定判定して、このフローチャートを抜ける。一方、異なっていれば、レンジ切り替えを行う必要があるので、前記ステップＳ１で否定判定して、続くステップＳ２に移行する。

このステップＳ２では、レンジ切り替え制御を開始する。つまり、ここでは、レンジ切り替え要求に伴いモータ６１を駆動するにあたって、要求レンジに対応する谷５６ａ〜５６ｄの吸い込み範囲Ｗ_P，Ｗ_R，Ｗ_N，Ｗ_Dをディテントローラ５７に係合させるのに必要な、モータ６１の目標回転角を設定し、モータ６１を駆動開始させることにより、ディテントプレート５１を傾動させる。

なお、ステップＳ２では、現在レンジから要求レンジへの傾動に必要なディテントプレート５１の目標回転角を調べるとともに、それに基づいてモータ６１への通電量を設定し、通電を開始し、ロータ角検出手段１４からの検出出力に基づきモータ６１をフィードバック制御する。このディテントプレート５１の目標回転角に対応するモータ６１への通電電圧値は、前記したように、予めＳＢＷ＿ＥＣＵ４０のバックアップＲＡＭ内に記憶させてある内容を参照して設定される。これにより、ディテントプレート５１が目標回転角だけ傾動される。

この後、ステップＳ３〜Ｓ６において、レンジ切り替えが正常に行えたか否かを確認するようにしている。

まず、ステップＳ３では、前記要求レンジへの切り替えが正転方向か否かを判定する。なお、前記しているが、正転方向とは、Ｐ→Ｄ側へ切り替えるときのディテントプレート５１の傾動方向であり、一方、負転方向とは、Ｄ→Ｐ側へ切り替えるときのディテントプレート５１の傾動方向である。

ここで、正転方向であれば、前記ステップＳ３で肯定判定して、ステップＳ４に移行するが、負転方向であれば、前記ステップＳ３で否定判定して、ステップＳ５に移行する。

前記のステップＳ４では、下記レンジポジションを検出するためのレンジ判定範囲を、図９（ｃ）に示す正転中用のレンジ判定範囲２００Ｐ〜２００Ｄのうち、要求レンジに対応するものに設定してから、ステップＳ６に移行する。

一方、前記のステップＳ５では、下記レンジポジションを検出するためのレンジ判定範囲を、図９（ｄ）に示す負転中用のレンジ判定範囲３００Ｐ〜３００Ｄのうち、要求レンジに対応するものに設定してから、ステップＳ６に移行する。

この後、ステップＳ６では、出力角検出手段１５からの出力電圧値（検出回転角に相当）が、前記ステップＳ４またはＳ５で設定したレンジ判定範囲に入ったか否かを判定する。つまり、ここでは、出力角検出手段１５からの出力電圧値（検出回転角に対応）に基づいて、要求レンジに対応する谷５６ａ〜５６ｄの吸い込み範囲Ｗ_P，Ｗ_R，Ｗ_N，Ｗ_Dにおけるディテントローラ５７の吸い込み誘導位置（自走開始位置）にディテントローラ５７が到達したか否かを判定している。

ここで、前記ステップＳ６で否定判定した場合には、当該ステップＳ６を繰り返して到達するのを待つが、前記ステップＳ６で肯定判定した場合には、続くステップＳ７に移行する。

このステップＳ７においては、レンジポジションの検出に用いるレンジ判定範囲を、図９（ｂ）に示す停止中用のレンジ判定範囲１００Ｐ〜１００Ｄのうち、ステップＳ１で認識した要求レンジに対応するものに変更し、その後、このフローチャートを抜ける。

要するに、このステップＳ７の処理を行うことによって、後々、アクチュエータ６０の停止中においてレンジポジションを検出する際には、停止中用のレンジ判定範囲１００Ｐ〜１００Ｄが用いられるようになるのである。

なお、以上の説明では、ディテントプレート５１の谷５６ａ〜５６ｄを不動としてディテントローラ５７が移動しているような表現をすることにより、説明をわかりやすくしているが、実際には、ディテントローラ５７は不動でディテントプレート５１の谷５６ａ〜５６ｄの位置が変化する。

以上、要するに、本発明の特徴を適用した実施形態では、ディテントスプリング５３によるディテントプレート５１の自走現象またはディテントローラ５７の吸い込み現象が不可避的に発生するような構成のレンジ切替装置１０において、例えばアクチュエータ６０の停止中にレンジポジションを検出するときや、レンジ切り替えを行った後で正確にレンジ切り替えが終了したか否かを確認するとき等に用いるレンジ判定範囲を、アクチュエータ６０の駆動状態、つまり停止中や駆動中の駆動方向等に応じて、それぞれ最適なものに変更するようにしている。

これにより、アクチュエータ６０の停止中にレンジポジションを検出する場合に、アクチュエータ６０からディテントプレート５１までの動力伝達経路に存在する遊びαによって発生しうるアクチュエータ６０とディテントプレート５１との相対的なずれが変位方向のどちら側に片寄っていても、また、出力角検出手段１５の検出誤差が存在していても、当該遊びαや検出誤差を加味して吸い込み範囲Ｗ_P，Ｗ_R，Ｗ_N，Ｗ_Dよりも狭くしたレンジ判定範囲を用いるようにしているから、レンジポジションの検出精度を高めることが可能になる。

また、レンジ切り替え要求に応答してアクチュエータ６０でディテントプレート５１を変位させる場合に、前記動力伝達経路に存在する遊びαが駆動方向下流側に詰められることを考慮し、この遊びα分を遊び詰め方向に広くしたレンジ判定範囲を用いるようにしているから、レンジポジションの検出精度を高めることが可能になる。そのため、前記レンジ切り替えを行うことによって、実際に要求レンジに対応する谷（５６ａ〜５６ｄ）がディテントローラ５７に係合したか否かを可及的に早くかつ正確に確認することが可能になる。

なお、本発明は、前記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲で包含されるすべての変形や応用が可能である。以下、本発明の他の実施形態を例に挙げる。

（１）前記各実施形態で説明したレンジ切替装置１０は、フロントエンジン・リアドライブ（ＦＲ）形式やフロントエンジン・フロントドライブ（ＦＦ）形式やその他の方式の自動変速機に組み込まれて使用される。また、前記自動変速機は有段式あるいは無段式に限られない。さらに、自動変速機に限らず、トルクコンバータを用いない手動式変速機にも組み込むことが可能である。

（２）上記実施形態では、ディテントプレート５１を傾動するタイプとした場合を例に挙げている。しかし、ディテントプレート５１を直線的に変位させるタイプとする場合も本発明に含まれる。その場合、アクチュエータ６０の駆動源としては、直動型シリンダとすることも可能であり、また、電動式のモータとする場合には、回転動力を直線動力に変換するための機構を、モータとディテントプレート５１の支軸５２との間に介装する必要がある。

（３）上記実施形態において、ディテントプレート５１の波形部５４における各谷５６ａ〜５６ｄの底Ｙ_P，Ｙ_R，Ｙ_N，Ｙ_D間の間隔については、マニュアルバルブ２０のスプール２２によるレンジ設定位置に対応して設定されているので、このスプール２２によるレンジ設定位置を変更することにより、変更する必要がある。したがって、底Ｙ_P，Ｙ_R，Ｙ_N，Ｙ_D間の間隔は、任意とされる。

（４）上記実施形態におけるディテントプレート５１の波形部５４の谷５６ａ〜５６ｄについては、その底Ｙ_P，Ｙ_R，Ｙ_N，Ｙ_Dを中心として左右非対称の形状にした例を挙げているが、特に限定されるものでない。例えば谷５６ａ〜５６ｄの形状は、その底Ｙ_P，Ｙ_R，Ｙ_N，Ｙ_Dを中心として左右対称の形状であっても、本発明を適用することが可能である。その場合も、上記実施形態と略同様の作用、効果が得られる。

このような左右対称形状の谷５６ａ〜５６ｄの場合、図１１（ａ）に示すように、その開口幅つまり吸い込み範囲Ｗ_P〜Ｗ_Dを互いに同じサイズに設定することが可能である。その場合、当然ながら、各レンジ判定範囲１００Ｐ〜１００Ｄ，２００Ｐ〜２００Ｄ，３００Ｐ〜３００Ｄについては、それぞれ、上記実施形態のようにレンジＰ〜Ｄ毎にサイズを異ならせる必要はなく、各レンジＰ〜Ｄのサイズを一定にすることができる。

具体的に、停止中用のレンジ判定範囲１００Ｐ〜１００Ｄは、図１１（ｂ）に示すように、いずれも、吸い込み範囲Ｗ_P〜Ｗ_Dのパーキングレンジ側（出力角検出手段１５の出力の下限側に相当）とドライブレンジ側（出力角検出手段１５の出力の上限側に相当）との両方からそれぞれ適宜のマージンΔｘを差し引いて、吸い込み範囲Ｗ_P〜Ｗ_Dよりも狭く設定されている。

前記のマージンΔｘとは、動力伝達経路に存在する正逆方向の遊びαと、出力角検出手段１５の出力ばらつきβとを足し合わせた最大ずれ量（α＋β）の半分とされている。

また、正転中用のレンジ判定範囲２００Ｐ〜２００Ｄは、図１１（ｃ）に示すように、いずれも、停止中用のレンジ判定範囲１００Ｐ〜１００ＤのドライブレンジＤ側に、動力伝達経路に存在する正逆方向の遊びαを加えることにより、停止中用のレンジ判定範囲１００Ｐ〜１００Ｄよりも広く設定されている。

さらに、負転中用のレンジ判定範囲３００Ｐ〜３００Ｄは、図１１（ｄ）に示すように、いずれも、停止中用のレンジ判定範囲１００Ｐ〜１００ＤのパーキングレンジＰ側に、動力伝達経路に存在する正逆方向の遊びαを加えることにより、停止中用のレンジ判定範囲１００Ｐ〜１００Ｄよりも広く設定されている。

このように谷５６ａ〜５６ｄを左右対称形状としたディテントプレート５１を用いる場合には、上述したように、レンジ判定範囲１００Ｐ〜１００Ｄ，２００Ｐ〜２００Ｄ，３００Ｐ〜３００Ｄの変更を上記実施形態に比べて簡易に設定することができる。この場合も、上記実施形態と同様に、レンジポジションの検出精度を高めることが可能になる。

（５）上記実施形態において、レンジ判定範囲を切り替えるための条件として、アクチュエータ６０への通電を停止したときや、ロータ角検出手段１４からの出力パルスのカウント数が変化しなくなったときとすることも可能である。

本発明に係る自動変速機のレンジ切替装置の一実施形態を示す概略構成図である。図１のレンジ切替装置に用いるシフトレバーのレンジ切り替えパターンを示す斜視図である。図１のレンジ切替装置の外観を模式的に示す斜視図である。図１のアクチュエータの出力軸とディテントプレートの支軸との連結部分を断面にして示す側面図である。図２のディテントプレートの自走作用の発生理由を説明するための図で、ディテントプレートの傾動過程でディテントローラが上りとなるときの様子を示している。図２のディテントプレートの自走作用の発生理由を説明するための図で、ディテントプレートの傾動過程でディテントローラが下りとなるときの様子を示している。本発明に係るレンジ切替装置のディテントプレートを模式的に示した側面図である。図７に示すディテントプレートのレンジ毎の回転角と出力角検出手段の出力電圧との関係を示すグラフである。図７に示すディテントプレートのレンジ毎のレンジ判定範囲を説明するための図で、（ａ）はディテントプレートの波形部形状を、（ｂ）は停止中用におけるレンジ毎のレンジ判定範囲を、（ｃ）は正転中用におけるレンジ毎のレンジ判定範囲を、（ｄ）は負転中用におけるレンジ毎のレンジ判定範囲をそれぞれ示している。図１に示すＳＢＷ＿ＥＣＵによるレンジ切り替え動作の説明に用いるフローチャートである。ディテントプレートの各谷の形状を左右対称形状とする場合の例を示しており、図９に対応する図である。（ａ）はディテントプレートの波形部形状を、（ｂ）は停止中用におけるレンジ毎のレンジ判定範囲を、（ｃ）は正転中用におけるレンジ毎のレンジ判定範囲を、（ｄ）は負転中用におけるレンジ毎のレンジ判定範囲をそれぞれ示している。

符号の説明

１自動変速機
１０レンジ切替装置
１１パーキングスイッチ
１２シフトレバー
１３シフトセンサ
１４ロータ角検出手段
１５出力角検出手段（検出手段に相当）
２０マニュアルバルブ（レンジ切り替え用のバルブに相当）
２２マニュアルバルブのスプール
３０パーキング機構
３１パーキングギア
３２パーキングロックポール
３２ａパーキングロックポールの爪
３３パーキングロッド
４０ＳＢＷ＿ＥＣＵ（制御装置に相当）
５０ディテント機構
５１ディテントプレート（ディテント部材に相当）
５２ディテントプレートの支軸
５３ディテントスプリング（位置決め部材に相当）
５４ディテントプレートの波形部
５５波形部の山
５６ａ波形部のパーキングレンジＰに対応する谷
５６ｂ波形部のリバースレンジＲに対応する谷
５６ｃ波形部のニュートラルレンジＮに対応する谷
５６ｂ波形部のドライブレンジＤに対応する谷
５７ディテントローラ（係合部に相当）
６０アクチュエータ
６１アクチュエータのモータ
６２アクチュエータの減速機構
６３アクチュエータの出力軸（変位要素に相当）

Claims

自動変速機のレンジ切替用のバルブを変位させるディテント部材と、ディテント部材を位置決めするための位置決め部材と、前記ディテント部材を変位させるアクチュエータと、このアクチュエータを制御する制御装置とを含むバイワイヤ方式のレンジ切替装置であって、
前記ディテント部材は、切り替え対象となるレンジ毎に対応する複数の谷および当該谷間の山からなる波形部を有し、前記位置決め部材は、前記いずれかの谷に係合される係合部を有しかつ当該係合部を谷底へ吸い込むよう付勢するものであり、
前記アクチュエータから前記ディテント部材までの動力伝達経路における変位要素の変位位置を検出する非接触式の検出手段が設けられ、
前記制御装置は、前記検出手段の出力と所定のレンジ判定範囲とを対比することによりレンジポジションを検出する処理を行うもので、前記アクチュエータの駆動状態に応じて前記レンジ判定範囲を変更する、ことを特徴とする自動変速機のレンジ切替装置。
自動変速機のレンジ切替用のバルブを変位させるディテント部材と、ディテント部材を位置決めするための位置決め部材と、前記ディテント部材を変位させるアクチュエータと、このアクチュエータを制御する制御装置とを含むバイワイヤ方式のレンジ切替装置であって、
前記ディテント部材は、切り替え対象となるレンジ毎に対応する複数の谷および当該谷間の山からなる波形部を有し、前記位置決め部材は、前記いずれかの谷に係合される係合部を有しかつ当該係合部を谷底へ吸い込むよう付勢するものであり、
前記アクチュエータから前記ディテント部材までの動力伝達経路における変位要素の変位位置を検出する非接触式の検出手段が設けられ、
前記制御装置は、アクチュエータの停止中に前記検出手段の出力と前記各谷毎に設定されるレンジ判定範囲とを対比することにより現在のレンジポジションを検出する処理と、レンジ切り替え要求に応答してアクチュエータを駆動した後、前記検出手段の出力と前記要求レンジに対応する谷に設定されるレンジ判定範囲とを対比することにより要求レンジに対応する谷が前記係合部に係合したか否かを確認する処理とを行うもので、前記アクチュエータの駆動状態に応じて前記レンジ判定範囲を変更する、ことを特徴とする自動変速機のレンジ切替装置。
請求項１または２に記載の自動変速機のレンジ切替装置において、
前記制御装置は、前記アクチュエータが停止中の場合と駆動中の場合とで専用のレンジ判定範囲を用いる、ことを特徴とする自動変速機のレンジ切替装置。
請求項３に記載の自動変速機のレンジ切替装置において、
前記アクチュエータの駆動中用のレンジ判定範囲は、停止中用のレンジ判定範囲に比べて広く設定される、ことを特徴とする自動変速機のレンジ切替装置。
請求項１または２に記載の自動変速機のレンジ切替装置において、
前記制御装置は、前記アクチュエータが駆動中の場合には、駆動方向に応じて専用のレンジ判定範囲を用いる、ことを特徴とする自動変速機のレンジ切替装置。
請求項５に記載の自動変速機のレンジ切替装置において、
前記アクチュエータの駆動中用のレンジ判定範囲は、駆動方向下流側に広く設定される、ことを特徴とする自動変速機のレンジ切替装置。
請求項１または２に記載の自動変速機のレンジ切替装置において、
前記制御装置は、前記アクチュエータが停止中の場合に、各谷における係合部の吸い込み範囲の上限側および下限側から、前記動力伝達経路に存在する遊びと前記検出手段の検出誤差とを加算した結果の半分を減算してなる停止中用のレンジ判定範囲を用いるように設定する処理と、
前記アクチュエータが駆動中の場合に、駆動方向に応じて、前記停止中用のレンジ判定範囲における前記駆動方向下流側に前記遊び分を加算してなる正転中用または負転中用のレンジ判定範囲を用いるように設定する処理とを行う、ことを特徴とする自動変速機のレンジ切替装置。
請求項１から７のいずれか一つに記載の自動変速機のレンジ切替装置において、
前記アクチュエータは、前記ディテント部材を傾動させるもので、回転動力を発生する電動式のモータと、このモータで発生した回転動力を減速して前記ディテント部材の支軸に同軸かつ一体回転可能に連結される出力軸から出力させる減速機構とを含む、ことを特徴とする自動変速機のレンジ切替装置。
請求項８に記載の自動変速機のレンジ切替装置において、
前記検出手段は、前記アクチュエータの出力軸の回転角を検出して、それに対応する電圧値を出力するものとされ、
前記レンジ判定範囲は、前記検出手段の出力に対応する電圧値として設定される、ことを特徴とする自動変速機のレンジ切替装置。