JP2012007666A

JP2012007666A - Range switching device

Info

Publication number: JP2012007666A
Application number: JP2010143742A
Authority: JP
Inventors: Kazuto Enomoto; 和人榎本; Takayoshi Yonezu; 隆義米津
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 2010-06-24
Filing date: 2010-06-24
Publication date: 2012-01-12

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To arrange a sensor device detecting an axial position of a manual valve, while suppressing increase in size of an automatic transmission.SOLUTION: A range switching device 1 controls an actuator device 10 according to a shift command from a shift lever 71 and a detection result of a sensor device 20 detecting a position of the manual valve 53, and performs drive control of the manual valve 53 in an axial direction, to switch a shift range. The sensor device 20 is constituted of: a moving shaft 21 moving in synchronization with the manual valve 53; a sensor body 22 movably supporting the moving shaft 21; and a Hall element 24 detecting a movement position of the moving shaft 21. The moving shaft 21 and the sensor body 22 are disposed in parallel with the manual valve 53, and are arranged along an upper end face 51A of the valve body. This configuration structure prevents the increase in size of the automatic transmission on which the range switching device 1 is mounted, and provides good vehicle mounting properties.

Description

本発明は、例えば運転者によるシフト操作部からのシフト指令に基づき電気的にマニュアルバルブを移動駆動して自動変速機のシフトレンジを設定する、いわゆるシフトバイワイヤシステムを用いたレンジ切換え装置に関する。 The present invention relates to a range switching device using a so-called shift-by-wire system that sets a shift range of an automatic transmission by electrically driving and driving a manual valve based on a shift command from a shift operation unit by a driver, for example.

例えば自動変速機のシフトレンジは、一般に、運転者がシフトレバーを操作することでマニュアルバルブを移動させて油路を切換えることによって設定される。この際、運転者によって選択されたシフト指令を、機械的なワイヤやロッドを介して伝達するのではなく、電気的なシフト指令信号に基づきアクチュエータを駆動することで伝達するレンジ切換え装置の方式が、シフトバイワイヤ（ＳＢＷ）システムとして知られている。 For example, the shift range of an automatic transmission is generally set by a driver operating a shift lever to move a manual valve to switch an oil path. In this case, there is a range switching device that transmits the shift command selected by the driver by driving the actuator based on the electrical shift command signal, instead of transmitting the shift command via a mechanical wire or rod. , Known as a shift-by-wire (SBW) system.

このようなシフトバイワイヤシステムを用いたレンジ切換え装置として、パーキング機構を駆動制御するアクチュエータとマニュアルバルブを駆動制御するアクチュエータとの２つのアクチュエータを設けて構成したものが提案されている（特許文献１参照）。 As a range switching device using such a shift-by-wire system, there has been proposed one that includes two actuators, an actuator that drives and controls a parking mechanism and an actuator that drives and controls a manual valve (see Patent Document 1). ).

ところで、レンジ切換え装置が搭載される車両は、様々な環境下に置かれることが想定され、特に高温環境や極低温環境などを考慮すると、オイルの粘性が大幅に異なるため、例えば高精度なステッピングモータ等のアクチュエータを用いたとしても、該アクチュエータの駆動制御だけによってマニュアルバルブの位置を精度良く移動させることは難しい。そのため、特許文献１のレンジ切換え装置のように、マニュアルバルブの位置を検出する位置センサを設け、該位置センサによってマニュアルバルブの位置を検出しつつアクチュエータによりマニュアルバルブの位置を制御することが好ましい。 By the way, a vehicle equipped with a range switching device is assumed to be placed in various environments, and particularly when considering a high temperature environment or a very low temperature environment, the viscosity of the oil varies greatly. Even if an actuator such as a motor is used, it is difficult to accurately move the position of the manual valve only by driving control of the actuator. Therefore, it is preferable to provide a position sensor for detecting the position of the manual valve as in the range switching device of Patent Document 1, and to control the position of the manual valve by the actuator while detecting the position of the manual valve by the position sensor.

特開２００４−１６９８７７号公報JP 2004-169877 A

上記特許文献１では、マニュアルバルブの位置を検出する位置センサを具体的にどのように配置するかは考えられていない。例えばマニュアルバルブの位置を直接的に検出するように位置センサを配置するためには、マニュアルバルブに永久磁石を埋め込み、また、バルブボディにホール素子を埋め込んで磁気センサを構成することにより位置検出を行うことも考えられるが、マニュアルバルブだけでなくバルブボディも設計変更する必要があり、つまり既存の自動変速機をそのまま使うことができないため、バルブボディの鋳型や製造ラインの変更なども考慮すると、大幅なコストアップを招いてしまうという問題がある。 In Patent Document 1, it is not considered how to specifically arrange the position sensor for detecting the position of the manual valve. For example, in order to arrange the position sensor so as to directly detect the position of the manual valve, position detection is performed by embedding a permanent magnet in the manual valve and embedding a Hall element in the valve body to constitute a magnetic sensor. Although it is possible to do it, it is necessary to change not only the manual valve but also the valve body, that is, since the existing automatic transmission can not be used as it is, considering changes in the mold and production line of the valve body, There is a problem that the cost is greatly increased.

そのため、マニュアルバルブと同期して移動する部材を新たに設け、その部材の位置を検出することで間接的にマニュアルバルブの位置を検出する位置検出装置を設けることが考えられる。しかしながら、このような位置検出装置を設けることによってレンジ切換え装置を搭載した自動変速機が肥大化し、車両搭載性が良好ではなくなることは好ましくない。 Therefore, it is conceivable to provide a member that moves in synchronization with the manual valve and to provide a position detection device that indirectly detects the position of the manual valve by detecting the position of the member. However, it is not preferable that the automatic transmission equipped with the range switching device is enlarged by providing such a position detection device, and the vehicle mountability is not good.

そこで本発明は、マニュアル弁の軸方向位置を検出する位置検出装置を、自動変速機が肥大化しないように配置することが可能なレンジ切換え装置を提供することを目的とするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a range switching device capable of arranging a position detection device for detecting the axial position of a manual valve so that an automatic transmission is not enlarged.

本発明は（例えば図１乃至図４参照）、バルブボディ（５１）の端部に配置されると共に軸方向位置（Ｘ１−Ｘ２方向の位置）に基づき自動変速機（１００）のシフトレンジ（例えばＰ，Ｒ，Ｎ，Ｄ）を設定するマニュアル弁（５３）を、移動駆動するアクチュエータ（１０）と、該マニュアル弁（５３）の軸方向位置を検出する位置検出装置（２０）と、を備え、シフト操作部（７１）からのシフト指令と前記位置検出装置（２０）の検出結果とに応じて前記アクチュエータ（１０）を制御するレンジ切換え装置（１）において、
前記位置検出装置（２０）は、前記アクチュエータ（１０）に駆動連結されて前記マニュアル弁（５３）と同期して移動する移動軸（２１）と、該移動軸（２１）を移動自在に支持する支持部材（２２）と、該支持部材（２２）の内部に配設され、該移動軸（２１）の移動位置を検出するセンサ部（２４）と、を有し、
前記位置検出装置（２０）は、その移動軸（２１）及び支持部材（２２）が、前記マニュアル弁（５３）に並設されると共に前記バルブボディ（５１）の外縁（５１Ａ）に沿って配置されたことを特徴とする。 The present invention (see, for example, FIGS. 1 to 4) is arranged at the end of the valve body (51) and based on the axial position (the position in the X1-X2 direction) of the shift range (for example, the automatic transmission (100)) A manual valve (53) for setting P, R, N, D) includes an actuator (10) for moving and driving, and a position detection device (20) for detecting the axial position of the manual valve (53). In the range switching device (1) for controlling the actuator (10) according to the shift command from the shift operation unit (71) and the detection result of the position detection device (20),
The position detection device (20) is drivingly connected to the actuator (10) and moves in synchronization with the manual valve (53), and the movement shaft (21) is movably supported. A support member (22), and a sensor unit (24) that is disposed inside the support member (22) and detects the movement position of the moving shaft (21),
The position detection device (20) has a moving shaft (21) and a support member (22) arranged in parallel with the manual valve (53) and arranged along the outer edge (51A) of the valve body (51). It is characterized by that.

また、本発明は（例えば図２参照）、前記バルブボディ（５１）は、前記マニュアル弁（５３）を含む複数の弁体が並列に配置される板状からなると共に、その厚み方向が略々横方向となるように、かつ該マニュアル弁（５３）が配置される端部が上端となるように配置され、
前記位置検出装置（２０）は、前記マニュアル弁（５３）の上方に位置するように配置されたことを特徴とする。 Further, according to the present invention (see, for example, FIG. 2), the valve body (51) has a plate shape in which a plurality of valve bodies including the manual valve (53) are arranged in parallel, and the thickness direction thereof is substantially the same. It is arranged so that the end where the manual valve (53) is arranged becomes the upper end so as to be in the lateral direction,
The position detection device (20) is arranged to be positioned above the manual valve (53).

さらに、本発明は（例えば図４参照）、前記位置検出装置（２０）の支持部材（２２）は、前記移動軸（２１）を摺動自在に支持する摺動孔（２２ａ）を備え、
前記支持部材（２２）は、前記摺動孔（２２ａ）から前記移動軸（２１）が露出する開口部（Ａ，Ｂ）の上方及び側方を覆うカバー部（２２Ｂ、２２ｅ，２２ｆ）を有することを特徴とする。 Further, in the present invention (see, for example, FIG. 4), the support member (22) of the position detection device (20) includes a slide hole (22a) that slidably supports the moving shaft (21),
The support member (22) has a cover portion (22B, 22e, 22f) that covers the upper side and the side of the opening (A, B) through which the moving shaft (21) is exposed from the sliding hole (22a). It is characterized by that.

また、本発明は（例えば図１乃至４参照）、前記アクチュエータ（１０）は、前記マニュアル弁（５３）及び前記位置検出装置（２０）の移動軸（２１）に駆動連結され、該マニュアル弁（５３）又は該移動軸（２１）と同軸ないし平行に配置されて軸方向に伸縮自在に駆動される駆動軸（１４）を有する直進型アクチュエータからなり、
前記アクチュエータ（１０）は、前記マニュアル弁（５３）及び前記位置検出装置（２０）に対して軸方向視でオーバーラップするように配置されてなることを特徴とする。 Further, according to the present invention (see, for example, FIGS. 1 to 4), the actuator (10) is drivingly connected to the manual valve (53) and the moving shaft (21) of the position detecting device (20). 53) or a rectilinear actuator having a drive shaft (14) arranged coaxially or parallel to the moving shaft (21) and driven to extend and contract in the axial direction,
The actuator (10) is arranged to overlap the manual valve (53) and the position detection device (20) in an axial view.

なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これは、発明の理解を容易にするための便宜的なものであり、特許請求の範囲の構成に何等影響を及ぼすものではない。 In addition, although the code | symbol in the said parenthesis is for contrast with drawing, this is for convenience for making an understanding of invention easy, and has no influence on the structure of a claim. It is not a thing.

請求項１に係る本発明によると、位置検出装置を新たに設けることで、例えば自動変速機を大幅に設計変更することを不要とするものでありながら、位置検出装置の移動軸及び支持部材が、マニュアル弁に並設されると共にバルブボディの外縁に沿って配置されているので、例えば従来の手動式のレンジ切換え機構におけるディテント装置やロッド機構などの代わりに位置検出装置を配置することができて、オイルパン等の形状変更も不要としたコンパクトな配置構造を実現することができる。これにより、自動変速機の肥大化を防止することができ、本レンジ切換え装置を搭載した（シフトバイワイヤ化した）自動変速機の車両搭載性を良好なものとすることができる。 According to the first aspect of the present invention, the position detecting device is newly provided, and for example, it is unnecessary to significantly change the design of the automatic transmission. Since it is arranged alongside the manual valve and along the outer edge of the valve body, for example, a position detecting device can be arranged instead of a detent device or a rod mechanism in a conventional manual range switching mechanism. Thus, it is possible to realize a compact arrangement structure that does not require a shape change of an oil pan or the like. Thereby, the enlargement of the automatic transmission can be prevented, and the vehicle mountability of the automatic transmission equipped with this range switching device (shift-by-wire) can be improved.

請求項２に係る本発明によると、マニュアル弁が配置される端部が上端となるような、いわゆる縦置きのバルブボディにあって、位置検出装置がマニュアル弁の上方に位置するように配置されるので、バルブボディにおけるマニュアル弁が摺動する摺動孔の開口部の上方側を位置検出装置で覆うことができ、例えば自動変速機の変速機構により攪拌・上昇されたオイルがバルブボディの上方側から流れてきても、そのオイルに混入する鉄粉等の異物がその摺動孔の開口部に入り込むことを防止することができる。これにより、本レンジ切換え装置を搭載した自動変速機の信頼性や耐久性の向上を図ることができる。 According to the second aspect of the present invention, in a so-called vertical valve body in which the end on which the manual valve is disposed is the upper end, the position detecting device is disposed above the manual valve. Therefore, the position detection device can cover the upper side of the opening of the sliding hole through which the manual valve slides in the valve body. For example, the oil stirred and raised by the speed change mechanism of the automatic transmission Even if it flows from the side, foreign matter such as iron powder mixed in the oil can be prevented from entering the opening of the sliding hole. Thereby, the reliability and durability of the automatic transmission equipped with the present range switching device can be improved.

請求項３に係る本発明によると、位置検出装置の支持部材が、摺動孔から移動軸が露出する開口部の上方及び側方を覆うカバー部を有しているので、移動軸が摺動する摺動孔の開口部の上方及び側方をカバー部で覆うことができ、例えば自動変速機の変速機構により攪拌・上昇されたオイルが位置検出装置の上方側から流れてきても、そのオイルに混入する鉄粉等の異物がその摺動孔の開口部に入り込むことを防止することができる。これにより、本レンジ切換え装置を搭載した自動変速機の信頼性や耐久性の向上を図ることができる。 According to the third aspect of the present invention, since the support member of the position detecting device has the cover portion covering the upper side and the side of the opening where the moving shaft is exposed from the sliding hole, the moving shaft slides. The upper and lateral sides of the opening of the sliding hole can be covered with a cover part. For example, even if oil stirred and raised by the transmission mechanism of the automatic transmission flows from the upper side of the position detection device, the oil It is possible to prevent foreign matters such as iron powder mixed in the glass from entering the opening of the sliding hole. Thereby, the reliability and durability of the automatic transmission equipped with the present range switching device can be improved.

請求項４に係る本発明によると、直進型アクチュエータが、マニュアル弁及び位置検出装置に対して軸方向視でオーバーラップするように配置されているので、該アクチュエータをバルブボディの側面に沿ってコンパクトに配置することができ、オイルパン等の形状変更も不要としたコンパクトな配置構造を実現することができる。これにより、自動変速機の肥大化を防止することができ、本レンジ切換え装置を搭載した自動変速機の車両搭載性を良好なものとすることができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the rectilinear actuator is arranged so as to overlap the manual valve and the position detection device in the axial direction, so that the actuator is compact along the side surface of the valve body. Therefore, it is possible to realize a compact arrangement structure that eliminates the need to change the shape of an oil pan or the like. Thereby, the enlargement of the automatic transmission can be prevented, and the vehicle mountability of the automatic transmission equipped with this range switching device can be improved.

本発明に係るレンジ切換え装置を示す正面図。The front view which shows the range switching apparatus which concerns on this invention. 自動変速機に対する本レンジ切換え装置の配置位置を示す側面図。The side view which shows the arrangement position of this range switching apparatus with respect to an automatic transmission. 本レンジ切換え装置を示す分解斜視図。The disassembled perspective view which shows this range switching apparatus. 本レンジ切換え装置を示す斜視図で、（ａ）は上方斜視図、（ｂ）は下方斜視図。It is a perspective view which shows this range switching apparatus, (a) is an upper perspective view, (b) is a lower perspective view.

以下、本発明に係る実施の形態を図１乃至図４に沿って説明する。本発明に係るレンジ切換え装置１を搭載し得る自動変速機１００は、図２に示すように、例えばＦＦタイプ（フロントエンジン、フロントドライブ）の車両に用いて好適な変速機であり、ミッションケース９１内に変速機構９０が収容されている。該ミッションケース９１の車両進行方向の前方側は、オイルパン８０によって閉塞されており、該オイルパン８０に内包される形で、ミッションケース９１に取り付けられた油圧制御装置５０が配設されている。なお、図２中のＹ１方向が上方であり、反対にＹ２方向が下方側である。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments according to the present invention will be described below with reference to FIGS. As shown in FIG. 2, an automatic transmission 100 on which the range switching device 1 according to the present invention can be mounted is a transmission suitable for use in, for example, an FF type (front engine, front drive) vehicle. A transmission mechanism 90 is accommodated therein. The front side of the transmission case 91 in the vehicle traveling direction is closed by an oil pan 80, and a hydraulic control device 50 attached to the transmission case 91 is disposed so as to be enclosed in the oil pan 80. . In FIG. 2, the Y1 direction is the upper side, and the Y2 direction is the lower side.

該油圧制御装置５０は、略々矩形状の板状からなり、前面側に後述のマニュアルバルブ（マニュアル弁）５３を含む複数の弁体（切換えバルブやソレノイドバルブ）が並列に配置されるバルブボディ５１を有している。即ち、該バルブボディ５１は、その厚み方向が略々横方向となるように、かつマニュアルバルブ５３が配置される端部が上端となるように配置されて、ミッションケース９１に固定支持されている。 The hydraulic control device 50 has a substantially rectangular plate shape, and a valve body in which a plurality of valve bodies (switching valves and solenoid valves) including a manual valve (manual valve) 53 described later are arranged in parallel on the front side. 51. That is, the valve body 51 is fixedly supported by the transmission case 91 so that the thickness direction thereof is substantially horizontal and the end portion where the manual valve 53 is disposed is the upper end. .

該バルブボディ５１の上端部分には、図１及び図２に示すように、円筒部５２が形成されており、該円筒部５２の中心には摺動孔５２ａが穿設され、該摺動孔５２ａにマニュアルバルブ５３が摺動自在に嵌挿されている。該円筒部５２の内部には、図示を省略したライン圧入力ポート、前進レンジ圧出力ポート、後進レンジ圧出力ポートなどが形成されており、マニュアルバルブ５３が軸方向であるＸ１−Ｘ２方向に移動されると、ライン圧を油圧制御装置５０内に出力しないパーキングレンジ（Ｐレンジ）、後進レンジ圧出力ポートから後進レンジ圧を油圧制御装置５０の各部に向けて出力するリバースレンジ（Ｒレンジ）、同じくライン圧を油圧制御装置５０内に出力しないニュートラルレンジ（Ｎレンジ）、前進レンジ圧出力ポートから前進レンジ圧を油圧制御装置５０の各部に向けて出力するドライブレンジ（Ｄレンジ）、の順にシフトレンジが切換えられ、つまりマニュアルバルブ５３の軸方向位置によって自動変速機１００のシフトレンジが設定されることになる。 As shown in FIGS. 1 and 2, a cylindrical portion 52 is formed at the upper end portion of the valve body 51, and a sliding hole 52 a is formed at the center of the cylindrical portion 52. A manual valve 53 is slidably inserted into 52a. Inside the cylindrical portion 52, a line pressure input port, a forward range pressure output port, a reverse range pressure output port, etc. (not shown) are formed, and the manual valve 53 moves in the X1-X2 direction which is the axial direction. Then, a parking range (P range) that does not output the line pressure into the hydraulic control device 50, a reverse range (R range) that outputs the reverse range pressure from the reverse range pressure output port to each part of the hydraulic control device 50, Similarly, the neutral range (N range) that does not output the line pressure into the hydraulic control device 50 and the drive range (D range) that outputs the forward range pressure from the forward range pressure output port to each part of the hydraulic control device 50 are shifted in this order. The range is switched, that is, the shift range of the automatic transmission 100 is set by the axial position of the manual valve 53. It becomes Rukoto.

ついで、上記マニュアルバルブ５３の軸方向位置を電気的に移動駆動するレンジ切換え装置１について詳細に説明する。レンジ切換え装置１は、図１に示すように、大まかに、アクチュエータ装置（アクチュエータ）１０、センサ装置（位置検出装置）２０、連結部３０、制御部７０等を備えて構成されている。制御部（ＥＣＵ）７０には、シフトレバー（シフト操作部）７１が配線７２を介して接続されていると共に、配線７４を介してアクチュエータ装置１０が接続され、また、配線７３を介してセンサ装置２０が接続されている。 Next, the range switching device 1 that electrically moves and drives the axial position of the manual valve 53 will be described in detail. As shown in FIG. 1, the range switching device 1 is roughly configured to include an actuator device (actuator) 10, a sensor device (position detection device) 20, a connecting unit 30, a control unit 70, and the like. A shift lever (shift operation unit) 71 is connected to the control unit (ECU) 70 via a wiring 72, the actuator device 10 is connected via a wiring 74, and a sensor device is connected via a wiring 73. 20 is connected.

上記アクチュエータ装置１０は、図３に示すように、マニュアルバルブ５３及び後述の移動軸２１と平行に配置された駆動軸１４を軸方向に伸縮自在に駆動するステッピングモータからなる直進型アクチュエータ１１（以下、単に「アクチュエータ１１」という）を有しており、該アクチュエータ１１の下方側には配線７４のコネクタが接続されるターミナル１２が突出する形で配設されている。該ターミナル１２に接続された配線７４からは、制御部７０の信号が入力され、該信号に基づき駆動軸１４の軸方向位置が移動駆動される。 As shown in FIG. 3, the actuator device 10 includes a linear actuator 11 (hereinafter referred to as a stepping motor) that is configured to drive a drive shaft 14 disposed in parallel with a manual valve 53 and a moving shaft 21 to be described later so as to extend and contract in the axial direction. The terminal 12 to which the connector of the wiring 74 is connected is disposed on the lower side of the actuator 11 so as to protrude. A signal of the control unit 70 is input from the wiring 74 connected to the terminal 12, and the axial position of the drive shaft 14 is driven to move based on the signal.

また、該アクチュエータ１１の上方側には、固定板１３が固着されており、該固定板１３の先端部にはボルト孔１３ａが形成されている。一方、上記バルブボディ５１の上端面（外縁）５１Ａには、座金部５１ｃが突出形成されており、座金部５１ｃにはボルト孔５１ｄが形成されている。そして、上記固定板１３のボルト孔１３ａと座金部５１ｃのボルト孔５１ｄとにボルト４１（図１、図４参照）が螺合されることにより、アクチュエータ１１がバルブボディ５１の凹部５１ｅに合さる形で、アクチュエータ装置１０がバルブボディ５１に固定される。 A fixed plate 13 is fixed to the upper side of the actuator 11, and a bolt hole 13 a is formed at the tip of the fixed plate 13. On the other hand, a washer portion 51c is formed to project from the upper end surface (outer edge) 51A of the valve body 51, and a bolt hole 51d is formed in the washer portion 51c. Then, the bolt 11 (see FIGS. 1 and 4) is screwed into the bolt hole 13a of the fixing plate 13 and the bolt hole 51d of the washer 51c, whereby the actuator 11 is engaged with the recess 51e of the valve body 51. In this manner, the actuator device 10 is fixed to the valve body 51.

一方、上記センサ装置２０は、大まかに、移動軸２１と、該移動軸２１を軸方向に移動自在に支持するセンサボディ（支持部材）２２と、配線７３のコネクタ７３ａが接続されるターミナル２３と、移動軸２１の位置を検出するホール素子（センサ部）２４とを有して構成されている。該移動軸２１は、略々棒状からなり、不図示の永久磁石が埋設されている。センサボディ２２は、移動軸２１を摺動自在に支持する摺動孔２２ａが穿設された円筒部２２Ａと、該円筒部２２Ａの上方と一側面とを覆う本体部（カバー部）２２Ｂとにより構成されており、本体部２２Ｂの内部には上記移動軸２１の永久磁石の磁界を検出することで該移動軸２１の軸方向位置（移動位置）を検出するホール素子２４が埋設されている。該ホール素子２４により検出された信号は、ターミナル２３から配線７３を介して制御部７０に伝達される。 On the other hand, the sensor device 20 roughly includes a moving shaft 21, a sensor body (supporting member) 22 that supports the moving shaft 21 so as to be movable in the axial direction, and a terminal 23 to which a connector 73a of a wiring 73 is connected. And a Hall element (sensor unit) 24 for detecting the position of the moving shaft 21. The moving shaft 21 is substantially rod-shaped and has a permanent magnet (not shown) embedded therein. The sensor body 22 includes a cylindrical portion 22A provided with a sliding hole 22a that slidably supports the moving shaft 21, and a main body portion (cover portion) 22B that covers the upper side and one side surface of the cylindrical portion 22A. A hall element 24 for detecting the axial position (moving position) of the moving shaft 21 by detecting the magnetic field of the permanent magnet of the moving shaft 21 is embedded in the main body 22B. A signal detected by the Hall element 24 is transmitted from the terminal 23 to the control unit 70 via the wiring 73.

上記本体部２２Ｂは、円筒部２２Ａのアクチュエータ装置１０とは軸方向反対側（Ｘ１方向側）の先端部分を覆う側端板（カバー部）２２ｆを有しており、図４（ａ）に示すように、摺動孔２２ａの一方側の開口部Ａを覆うように構成されている。さらに、本体部２２Ｂは、円筒部２２Ａのアクチュエータ装置１０側（Ｘ２方向側）の側方部分を覆うカバー板（カバー部）２２ｅを有しており、図４（ｂ）に示すように、摺動孔２２ａの他方側の開口部Ｂを覆うように構成されている。 The main body portion 22B has a side end plate (cover portion) 22f that covers the tip portion of the cylindrical portion 22A opposite to the actuator device 10 in the axial direction (X1 direction side), as shown in FIG. Thus, it is comprised so that the opening part A of the one side of the sliding hole 22a may be covered. Further, the main body portion 22B has a cover plate (cover portion) 22e that covers a side portion of the cylindrical portion 22A on the actuator device 10 side (X2 direction side). As shown in FIG. It is comprised so that the opening part B of the other side of the moving hole 22a may be covered.

また、上記側端板２２ｆと円筒部２２Ａの端部との間にはボルト孔２２ｄが形成されており、さらに、本体部２２Ｂの上方側には座金部２２ｂが突出形成され、該座金部２２ｂにボルト孔２２ｃが形成されている。一方、上記バルブボディ５１の上端面（外縁）５１Ａには、座金部５１ａが突出形成されており、座金部５１ａにはボルト孔５１ｂが形成されており、さらに、バルブボディ５１のマニュアルバルブ５３を内包する円筒部５２の上方側にもボルト孔５１ｆが形成されている。そして、上記センサボディ２２のボルト孔２２ｃ、２２ｄとバルブボディ５１のボルト孔５１ｂ，５１ｆにボルト４２，４３（図１、図４参照）が螺合されることにより、センサ装置２０の移動軸２１及びセンサボディ２２が、マニュアルバルブ５３に並設されると共にバルブボディ５１の上端（外縁）５１Ａに沿った形で、該バルブボディ５１に固定される。これにより、図４（ｂ）に示すように、センサ装置２０がマニュアルバルブ５３の摺動孔５２ａの開口部Ｃの上方側を覆うように構成されている。 Further, a bolt hole 22d is formed between the side end plate 22f and the end of the cylindrical portion 22A, and a washer portion 22b is formed on the upper side of the main body portion 22B, and the washer portion 22b. Bolt holes 22c are formed in the upper part. On the other hand, a washer portion 51a is formed on the upper end surface (outer edge) 51A of the valve body 51, a bolt hole 51b is formed in the washer portion 51a, and a manual valve 53 of the valve body 51 is provided. A bolt hole 51f is also formed on the upper side of the enclosing cylindrical portion 52. The bolts 42 and 43 (see FIGS. 1 and 4) are screwed into the bolt holes 22c and 22d of the sensor body 22 and the bolt holes 51b and 51f of the valve body 51, so that the moving shaft 21 of the sensor device 20 is engaged. The sensor body 22 is juxtaposed with the manual valve 53 and fixed to the valve body 51 along the upper end (outer edge) 51A of the valve body 51. Thereby, as shown in FIG. 4B, the sensor device 20 is configured to cover the upper side of the opening C of the sliding hole 52 a of the manual valve 53.

一方、連結部３０は、図３に示すように、上記アクチュエータ１１の駆動軸１４に例えば溶接等により固着された連結板３１を有しており、該連結板３１の下方側にはピン３２が該連結板３１に圧入されて突出し、また、該連結板３１の上方側にはピン３３が該連結板３１に圧入されて突出している。該ピン３２は、上記アクチュエータ装置１０がバルブボディ５１に固定される際に、マニュアルバルブ５３の係合孔５３ａに嵌挿され、これにより、連結板３１とマニュアルバルブ５３とが一体的に駆動連結される。また、上記ピン３３は、上記センサ装置２０がバルブボディ５１に固定される際に、移動軸２１の係合孔２１ａに嵌挿され、これにより、連結板３１（アクチュエータ１１の駆動軸１４）と移動軸２１とが一体的に駆動連結される。従って、マニュアルバルブ５３と移動軸２１とは、連結板３１を介して一体的に連結され、軸方向に同期して移動することになる。 On the other hand, as shown in FIG. 3, the connecting portion 30 has a connecting plate 31 fixed to the drive shaft 14 of the actuator 11 by welding or the like, for example, and a pin 32 is provided below the connecting plate 31. The connecting plate 31 is press-fitted and protrudes, and a pin 33 is press-fitted into the connecting plate 31 and protrudes above the connecting plate 31. The pin 32 is inserted into the engagement hole 53a of the manual valve 53 when the actuator device 10 is fixed to the valve body 51, so that the connecting plate 31 and the manual valve 53 are integrally driven and connected. Is done. Further, when the sensor device 20 is fixed to the valve body 51, the pin 33 is inserted into the engagement hole 21a of the moving shaft 21, and thereby the connection plate 31 (the drive shaft 14 of the actuator 11). The moving shaft 21 is integrally driven and connected. Therefore, the manual valve 53 and the moving shaft 21 are integrally connected via the connecting plate 31 and move in synchronization with the axial direction.

以上のように構成されたレンジ切換え装置１は、図１に示すように、シフトレバー７１によってシフトレンジ（Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄ）が選択されると、その選択位置を検出したシフトセンサの信号がシフト指令として配線７２を介して制御部（ＥＣＵ）７０に入力される。それを受けた制御部７０は、配線７４を介してアクチュエータ１１に駆動指令を出力し、該アクチュエータ１１が駆動軸１４を駆動して、それによって、マニュアルバルブ５３及び移動軸２１が同期して軸方向（Ｘ１−Ｘ２方向）に移動駆動される。 As shown in FIG. 1, when the shift range (P, R, N, D) is selected by the shift lever 71, the range switching device 1 configured as described above is the shift sensor that detects the selected position. A signal is input to the control unit (ECU) 70 via the wiring 72 as a shift command. Receiving this, the control unit 70 outputs a drive command to the actuator 11 via the wiring 74, and the actuator 11 drives the drive shaft 14, whereby the manual valve 53 and the moving shaft 21 are synchronized with each other. It is driven to move in the direction (X1-X2 direction).

すると、移動軸２１の永久磁石の軸方向位置をホール素子２４が検出し、それをマニュアルバルブ５３の軸方向位置の検出結果として、配線７３を介して制御部７０に入力する。制御部７０は、この検出結果をフィードバック制御する形でアクチュエータ１１の駆動軸１４を駆動し、最終的にマニュアルバルブ５３が、シフトレバー７１によりシフト指令されたシフトレンジの軸方向位置となるように制御する。つまり、制御部７０は、シフトレバー７１からのシフト指令とセンサ装置２０の検出結果とに応じてアクチュエータ１１をフィードバック制御することで、精度良くマニュアルバルブ５３の軸方向位置（移動位置）を位置制御することができる。 Then, the Hall element 24 detects the axial position of the permanent magnet of the moving shaft 21 and inputs it to the control unit 70 via the wiring 73 as the detection result of the axial position of the manual valve 53. The control unit 70 drives the drive shaft 14 of the actuator 11 in a feedback control of the detection result, so that the manual valve 53 finally becomes the axial position of the shift range instructed to shift by the shift lever 71. Control. That is, the control unit 70 controls the position of the axial position (moving position) of the manual valve 53 with high accuracy by performing feedback control of the actuator 11 according to the shift command from the shift lever 71 and the detection result of the sensor device 20. can do.

なお、本実施の形態では、センサ装置２０の検出結果に基づきアクチュエータ１１をフィードバック制御するものを説明したが、これに限らず、センサ装置２０の検出結果を基にアクチュエータ（ステッピングモータ）１０のステップ駆動をフィードフォワード制御するようにしても構わない。 In the present embodiment, the actuator 11 is feedback-controlled based on the detection result of the sensor device 20. However, the present invention is not limited to this, and the step of the actuator (stepping motor) 10 is based on the detection result of the sensor device 20. The drive may be feedforward controlled.

以上説明したように、本発明に係るレンジ切換え装置１によると、センサ装置２０を新たに設けることで、例えば自動変速機１００を大幅に設計変更することを不要とするものでありながら、センサ装置２０の移動軸２１及びセンサボディ２２が、マニュアルバルブ５３に並設されると共にバルブボディ５１の上端面（外縁）５１Ａに沿って配置されているので、例えば従来の手動式のレンジ切換え機構におけるディテント装置やロッド機構などの代わりにセンサ装置２０を配置することができて、オイルパン８０等の形状変更も不要としたコンパクトな配置構造を実現することができる。これにより、自動変速機１００の肥大化を防止することができ、本レンジ切換え装置１を搭載した（シフトバイワイヤ化した）自動変速機１００の車両搭載性を良好なものとすることができる。 As described above, according to the range switching device 1 according to the present invention, the sensor device 20 is newly provided, so that it is not necessary to change the design of the automatic transmission 100, for example. Since the 20 moving shafts 21 and the sensor body 22 are juxtaposed with the manual valve 53 and arranged along the upper end surface (outer edge) 51A of the valve body 51, for example, a detent in a conventional manual range switching mechanism The sensor device 20 can be disposed instead of the device, the rod mechanism, and the like, and a compact arrangement structure that eliminates the need to change the shape of the oil pan 80 or the like can be realized. Thereby, the enlargement of the automatic transmission 100 can be prevented, and the vehicle mountability of the automatic transmission 100 on which the range switching device 1 is mounted (shift-by-wire) can be improved.

また、アクチュエータ装置１０が、マニュアルバルブ５３及びセンサ装置２０に対して軸方向視で（軸方向から視て）オーバーラップするように配置されているので、該アクチュエータ装置１０をバルブボディ５１の側面に沿ってコンパクトに配置することができ、オイルパン８０等の形状変更も不要としたコンパクトな配置構造を実現することができる。これにより、自動変速機１００の肥大化を防止することができ、本レンジ切換え装置１を搭載した自動変速機１００の車両搭載性を良好なものとすることができる。 Further, since the actuator device 10 is disposed so as to overlap the manual valve 53 and the sensor device 20 in the axial direction (viewed from the axial direction), the actuator device 10 is disposed on the side surface of the valve body 51. Therefore, it is possible to realize a compact arrangement structure in which the oil pan 80 and the like need not be changed. Thereby, the enlargement of the automatic transmission 100 can be prevented, and the vehicle mountability of the automatic transmission 100 equipped with the range switching device 1 can be improved.

ところで、図２に示すように、自動変速機１００の変速機構９０にあっては、ギヤ等の回転部材が下方に溜まったオイルを攪拌・掻き上げるが、この掻き上げられたオイルの一部が矢印Ｆで示すように油圧制御装置５０の上方側を通ってオイルパン８０内に戻される。このオイルには、ギヤ等の変速機構の構成部品から生じた鉄粉等の細かい異物が混入している虞がある。 Incidentally, as shown in FIG. 2, in the speed change mechanism 90 of the automatic transmission 100, a rotating member such as a gear stirs and scoops up the oil, and a part of the scooped up oil is removed. As indicated by the arrow F, the oil is returned to the oil pan 80 through the upper side of the hydraulic control device 50. There is a possibility that fine foreign matter such as iron powder generated from components of the speed change mechanism such as a gear is mixed in this oil.

しかしながら、本発明に係るレンジ切換え装置１にあっては、マニュアルバルブ５３が配置される端部が上端となるような、いわゆる縦置きのバルブボディ５１にあって、センサ装置２０がマニュアルバルブ５３の上方に位置するように配置されるので、バルブボディ５１におけるマニュアルバルブ５３が摺動する摺動孔５２ａの開口部Ｃ（図４（ｂ）参照）の上方側をセンサ装置２０で覆うことができ、例えば自動変速機１００の変速機構９０により攪拌・上昇されたオイルがバルブボディ５１の上方側から流れてきても、そのオイルに混入する鉄粉等の異物がその摺動孔５２ａの開口部Ｃに入り込むことを防止することができる。これにより、本レンジ切換え装置１を搭載した自動変速機１００の信頼性や耐久性の向上を図ることができる。 However, in the range switching device 1 according to the present invention, there is a so-called vertical valve body 51 in which the end portion where the manual valve 53 is disposed is the upper end, and the sensor device 20 is provided with the manual valve 53. Since it is arranged so as to be located above, the sensor device 20 can cover the upper side of the opening C (see FIG. 4B) of the sliding hole 52a in which the manual valve 53 slides in the valve body 51. For example, even if the oil stirred and raised by the speed change mechanism 90 of the automatic transmission 100 flows from the upper side of the valve body 51, foreign matter such as iron powder mixed in the oil remains in the opening C of the sliding hole 52a. Intrusion can be prevented. Thereby, the reliability and durability of the automatic transmission 100 equipped with the range switching device 1 can be improved.

さらに、センサ装置２０のセンサボディ２２が、摺動孔２２ａから移動軸２１が露出する開口部Ａ，Ｂ（図４（ａ）及び（ｂ）参照）の上方及び側方を覆う本体部２２Ｂ、側端板２２ｆ、カバー板２２ｅを有しているので、移動軸２１が摺動する摺動孔２２ａの開口部Ａ，Ｂの上方及び側方をカバー部で覆うことができ、例えば自動変速機１００の変速機構９０により攪拌・上昇されたオイルがセンサ装置２０の上方側から矢印Ｆ（図２参照）で示すように流れてきても、そのオイルに混入する鉄粉等の異物がその摺動孔２２ａの開口部Ａ，Ｂに入り込むことを防止することができる。これにより、本レンジ切換え装置１を搭載した自動変速機１００の信頼性や耐久性の向上を図ることができる。 Furthermore, the sensor body 22 of the sensor device 20 has a main body 22B that covers the upper and side of the openings A and B (see FIGS. 4A and 4B) through which the moving shaft 21 is exposed from the sliding hole 22a. Since the side end plate 22f and the cover plate 22e are provided, the upper and side portions of the opening portions A and B of the sliding hole 22a through which the moving shaft 21 slides can be covered with the cover portion. Even if the oil agitated and raised by the speed change mechanism 90 flows from the upper side of the sensor device 20 as shown by the arrow F (see FIG. 2), foreign matter such as iron powder mixed in the oil slides. It is possible to prevent the openings A and B from entering the hole 22a. Thereby, the reliability and durability of the automatic transmission 100 equipped with the range switching device 1 can be improved.

なお、以上説明した本実施の形態においては、本レンジ切換え装置１を例えばＦＦタイプの車両に用いて好適な自動変速機１００に搭載した場合を説明したが、これに限らず、ＦＲタイプの車両に用いて好適な自動変速機や、モータを搭載してハイブリッド化された自動変速機など、どのような自動変速機にあっても搭載することができる。 In the present embodiment described above, a case has been described in which the range switching device 1 is mounted on an automatic transmission 100 suitable for use in, for example, an FF type vehicle. It can be installed in any automatic transmission, such as an automatic transmission suitable for use in an automatic transmission or an automatic transmission hybridized with a motor.

また特にＦＲタイプの車両に用いて好適な自動変速機にあっては、バルブボディの厚み方向が縦方向となる、いわゆる横置きの油圧制御装置が一般的であるが、このような油圧制御装置のバルブボディに本レンジ切換え装置１を搭載した場合にあっても、バルブボディの側方の上方から流れてくるオイルに対し、マニュアルバルブの側方を覆う役目を担うことができるので、マニュアルバルブや移動軸の摺動孔の開口部に対する防壁として十分な効果を得ることができる。 In particular, in an automatic transmission suitable for use in an FR type vehicle, a so-called horizontal hydraulic control device in which the thickness direction of the valve body is vertical is common. Even when this range switching device 1 is mounted on the valve body, the manual valve can be used to cover the side of the manual valve against the oil flowing from the upper side of the valve body. In addition, a sufficient effect as a barrier against the opening of the sliding hole of the moving shaft can be obtained.

また、本実施の形態において、センサ装置２０のセンサとしてホール素子を用いたものを説明したが、これに限らず、移動軸の軸方向位置を検出できるセンサ部であればどのようなものであっても良いことは言うまでもない。 In the present embodiment, the sensor using the Hall element as the sensor of the sensor device 20 has been described. However, the present invention is not limited to this, and any sensor unit that can detect the axial position of the moving shaft is applicable. Needless to say.

さらに、本実施の形態において、アクチュエータ装置１０のアクチュエータは、直進型のステッピングモータを用いたものを説明したが、特にオイルパンやバルブボディを大幅に設計変更する必要がなく配置でき、かつマニュアルバルブと移動軸とを軸方向に移動駆動できるものであれば、どのようなアクチュエータを用いても構わない。 Furthermore, in the present embodiment, the actuator of the actuator device 10 has been described as using a linear stepping motor. However, the actuator can be arranged without requiring a significant design change especially for the oil pan and the valve body, and the manual valve. Any actuator may be used as long as it can move and drive the moving shaft in the axial direction.

また、本実施の形態において、アクチュエータ装置１０のアクチュエータ１１の駆動軸１４は、マニュアルバルブ５３や移動軸２１と平行に配置される位置関係にあるが、これに限らず、駆動軸１４がマニュアルバルブ５３と同軸上、或いは移動軸２１と同軸上になるように配置しても構わない。 Further, in the present embodiment, the drive shaft 14 of the actuator 11 of the actuator device 10 is in a positional relationship arranged in parallel with the manual valve 53 and the moving shaft 21, but not limited to this, the drive shaft 14 is a manual valve. You may arrange | position so that it may become coaxial with 53 or the movement axis | shaft 21.

本発明に係るレンジ切換え装置は、乗用車、トラック等に搭載される自動変速機のシフトレンジを電気的に切換えるレンジ切換え装置として用いることが可能であり、特に自動変速機の大幅な設計変更の防止を図りつつ、自動変速機の車両搭載性を良好にするレンジ切換え装置に用いて好適である。 The range switching device according to the present invention can be used as a range switching device for electrically switching the shift range of an automatic transmission mounted on a passenger car, a truck, etc., and in particular, prevents a significant design change of the automatic transmission. It is suitable for use in a range switching device that improves the vehicle mountability of an automatic transmission.

１レンジ切換え装置
１０アクチュエータ（アクチュエータ装置）
１４駆動軸
２０位置検出装置（センサ装置）
２１移動軸
２２支持部材（センサボディ）
２２ａ摺動孔
２２Ｂカバー部（板状部）
２２ｅカバー部（カバー板）
２２ｆカバー部（側端板）
２４センサ部（ホール素子）
５１バルブボディ
５１Ａバルブボディの外縁
５３マニュアル弁（マニュアルバルブ）
７１シフト操作部（シフトレバー）
１００自動変速機
Ａ，Ｂ開口部 1 Range switching device 10 Actuator (actuator device)
14 Drive shaft 20 Position detection device (sensor device)
21 Moving shaft 22 Support member (sensor body)
22a Slide hole 22B Cover part (plate-like part)
22e Cover part (cover plate)
22f Cover (side end plate)
24 Sensor part (Hall element)
51 Valve body 51A Outer edge of valve body 53 Manual valve (Manual valve)
71 Shift operation section (shift lever)
100 Automatic transmission A, B opening

Claims

A manual valve that is disposed at the end of the valve body and sets the shift range of the automatic transmission based on the axial position, an actuator that moves and drives, and a position detection device that detects the axial position of the manual valve In the range switching device for controlling the actuator according to the shift command from the shift operation unit and the detection result of the position detection device,
The position detection device is disposed in the support member, a moving shaft that is drivingly connected to the actuator and moves in synchronization with the manual valve, a support member that movably supports the movement shaft, A sensor unit for detecting a movement position of the movement axis,
In the position detecting device, the moving shaft and the support member are arranged alongside the manual valve and arranged along the outer edge of the valve body.
A range switching device characterized by that.

The valve body has a plate shape in which a plurality of valve bodies including the manual valve are arranged in parallel, and an end portion where the manual valve is arranged so that a thickness direction thereof is substantially a lateral direction. Placed at the top,
The position detection device is arranged to be located above the manual valve,
The range switching device according to claim 1.

The support member of the position detection device includes a sliding hole that slidably supports the moving shaft,
The support member has a cover portion that covers an upper side and a side of an opening where the moving shaft is exposed from the sliding hole.
The range switching device according to claim 2.

The actuator is drivingly connected to a moving shaft of the manual valve and the position detecting device, and is disposed in the same axis or parallel to the manual valve or the moving shaft, and has a driving shaft that is driven to extend and contract in the axial direction. An actuator,
The actuator is arranged to overlap the manual valve and the position detection device in an axial view.
The range switching device according to any one of claims 1 to 3, wherein