JP2558500Y2 - オートチェンジ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、変速操作を電気的に
行うオートチェンジに関し、特に変速機の切替精度を向
上したオートチェンジに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の車輛においては、チェンジレバー
の操作をケーブル又はロッドによって変速機に伝達し、
変速操作を行うようにした変速操作装置が汎用されてい
た。

【０００３】他方、最近のコンピュータ技術の飛躍的進
歩に伴い、スイッチ操作によって変速レンジの選択を行
い、それに基づいて駆動信号を発生して駆動モータ等の
アクチュエータを駆動し、変速機をパーキングＰ、リバ
ースＲ、ニュートラルＮ、ドライブＤ、セカンドＳ、又
はローＬの変速レンジに切替えるようにしたオートチェ
ンジが種々実用化されている。また、この種のオートチ
ェンジにおいて、停車時には自動的にパーキングＰの変
速レンジに切替えるようにしたものも提案されている
（例えば、実開昭６０−１６８６２９号公報参照）。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】ところで、この種のオ
ートチェンジにおいて、アクチュエータに駆動モータを
使用した場合、モータの構造上、変速レンジの切替えを
行うと、回転慣性力に起因して変速機が所定の停止位置
を越え、即ちオーバランして停止する傾向にあり、モー
タ制御が煩雑になる等、変速機の切替精度に問題が生じ
る。

【０００５】この考案は、かかる問題点に鑑み、変速機
の切替精度を向上できるようにしたオートチェンジを提
供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで本考案に係るアク
チュエータは、「スイッチ操作部から切替信号を発生さ
せてアクチュエータを駆動し、変速機を所定の変速レン
ジに切替えるオートチェンジにおいて、上記変速機を所
定のレンジに切替える切替歯車と、該切替歯車と噛み合
う出力歯車を有する内歯歯車と、第１アクチュエータで
回転される第１入力歯車と、該第１入力歯車に取付けら
れた太陽歯車と、第２アクチュエータで回転される第２
入力歯車と、該第２入力歯車に取付けられ、上記太陽歯
車と内歯歯車とに噛合する遊星歯車と、上記第１、第２
のアクチュエータの一方を駆動信号によって駆動する駆
動制御手段と、上記第１、第２の入力歯車を相互にロッ
クするクラッチ機構と、該クラッチ機構を制御し、変速
レンジの切替え時には上記第１、第２の入力歯車のロッ
クを解除させ、上記変速機が所定の変速レンジにきた時
に上記第１、第２の入力歯車を相互にロックさせるロッ
ク制御手段とを備えるようにした」ことを要旨とする。

【０００７】ここでアクチュエータには駆動モータを採
用することができるが、それ以外の駆動源であってもよ
い。また、スイッチ操作部はプッシュボタン式、ダイヤ
ル式、レバー式等、どのような構造のものであってもよ
い。さらに、本考案は各変速レンジに対応してスイッチ
を有するタイプ、ドライブ・アップスイッチ及びドライ
ブ・ダウンスイッチを設け、シフトアップ制御及びシフ
トダウン制御するタイプ、さらに自動パーキングシステ
ムを備えてリバーススイッチを省略したタイプのいずれ
にも適用できる。

【０００８】

【作用】変速レンジの切替え操作が行われる場合、クラ
ッチ機構は切断されて第１、第２の入力歯車のロックは
解除されており、これによって第１又は第２のアクチュ
エータの駆動力が変速機に伝達されて変速機は切替え操
作される。変速機が所定の変速レンジにくると、クラッ
チ機構が接続され、第１、第２の入力歯車が相互にロッ
クされて回転が阻止される結果、アクチュエータに動作
の慣性があっても第１又は第２のアクチュエータから変
速機への駆動力の伝達は停止され、変速機は目的のレン
ジに正確に停止する。

【０００９】

【実施例】以下、本考案を図面に示す具体例に基づいて
詳細に説明する。図１ないし図９は本考案の一実施例に
よるオートチェンジを示す。図において、ステアリング
ハンドルＳ近傍の右側にはシフトアップ・シフトダウン
操作を行うためのレバースイッチ１が設けられ、該レバ
ースイッチ１はレバー１ａの図２の上方への操作によっ
てドライブ・アップスイッチ１ｂがＯＮ、下方への操作
によってドライブ・ダウンスイッチ１ｃがＯＮされるよ
うになっている。また、ステアリングハンドルＳの左側
のインストルメントパネルＰにはリバース操作を行うた
めのプッシュ式のリバーススイッチ２が設けられてい
る。上記レバースイッチ１及びリバーススイッチ２の切
替信号は車載のコントロールユニット３で信号処理され
るようになっている。

【００１０】このコントロールユニット３からは駆動信
号が発生されてアクチュエータ４内のメイン又はサブの
駆動モータ４０、４１が回転され、その回転がギア類で
変速されて操作レバー４２が揺動され、該操作レバー４
２に連結されたワイヤー４３が押し引きされて変速機５
が変速操作されるように構成されている。

【００１１】ここで図５及び図６を用いてアクチュエー
タ４の一般的な構造について説明する。アクチュエータ
４には図５及び図６に示すように、四角箱状のケース４
４とその上面開口を閉塞する蓋４５とが設けられ、上記
蓋４５中央には切替軸４６が挿通して回転自在に支承さ
れ、上記ケース４４内には歯車軸４７が上記切替軸４６
から片寄った位置に回転自在に支承されている。この歯
車軸４７の下部には第１のウオームホイール（第１の入
力歯車）４８が回転自在に取付けられ、歯車軸４７の上
部には太陽歯車４９が回転自在に取付けられ、両歯車４
８、４９は軸受部４１０で一体に連結され、該軸受部４
１０には第２のウオームホイール（第２の入力歯車）４
１１が回転自在に支承され、該第２のウオームホイール
４１１の軸受部４１２にはベースプレート４１３が一体
に形成され、該ベースプレート４１３には３個の遊星歯
車４１４が各々ピン４１５によって等間隔で回転自在に
支承され、各遊星歯車４１４は各々太陽歯車４９に噛合
されている。また、上記歯車軸４７の上部には内歯歯車
４１６が回転自在に設けられ、該内歯歯車４１６には出
力歯車４１７が一体的に形成され、又内歯歯車４１６内
には各遊星歯車４１４が噛合されている。また、上記ケ
ース４４の側壁には第１、第２の駆動モータ４０、４１
が各々取付けられ、両モータ４０、４１の回転軸にはウ
オーム４１８、４１９が固定され、両ウオーム４１８、
４１９は各々ウオームホイール４８、４１１に噛合され
ている。他方、上記切替軸４６には蓋４５内にて切替歯
車４２１が固定され、該切替歯車４２１は上記出力軸４
１８に噛合され、又切替軸４６の上端には上記切替レバ
ー４２が固定されている。

【００１２】そして本実施例のアクチュエータ４には図
７に示すように、第１、第２のウオームホイール４８、
４１１の間に両者を相互にロックするクラッチ機構８が
設けられている。このクラッチ機構８において、ケース
４４には支持エレメント８０が取付けられ、該支持エレ
メント８０には環状電磁石８１が固定され、該電磁幾８
１の内側にはベアリング８２を介して励磁体８３が回転
自在に設けられ、該励磁体８３は第１ウオームホイール
４８の軸受部４１０に固定されて該ウオームホイール４
８とともに回転されるようになっている。他方、第２ウ
オームホイール４１１の底面には支持ピン８４によって
吸引板８５が上下動可能に取付けられており、上記励磁
体８３が電磁石８１によって励磁されて吸引板８５を下
方に吸引し、励磁体８３と吸引板８５とが吸着され、こ
れによって第１、第２のウオームホイール４８、４１１
は相互にロックされ、いわゆるセルフロックされて回転
が阻止されるようになっている。

【００１３】また、図３において、１ｂ、１ｃはレバー
スイッチ１のシフトアップ側及びシフトダウン側のスイ
ッチ部、２はリバーススイッチ、６は変速レンジを表示
するインジケータ、７ａはイグニッションのＯＮ・ＯＦ
Ｆを検出するイグニッションスイッチ、７ｂはパーキン
グブレーキの作動を検出するパーキングブレーキスイッ
チ、７ｃはブレーキペダルの踏込みを検出するブレーキ
スイッチ、７ｄはシートベルトの装着を検出するシート
ベルトスイッチ、７ｅは車速を検出する車速センサ、７
ｆ〜７ｋは変速機５の変速レンジを検出するインヒビタ
スイッチ、７ｌ、７ｍは駆動モータ４ａ ４ｂの回転角
を検出するロータリエンコーダであり、上記各スイッチ
及びセンサ１ａ、１ｂ、２、７ａ〜７ｍの信号は上記コ
ントロールユニット３に入力されている。

【００１４】このコントロールユニット３はマイクロコ
ンピュータによって構成され、機能的には駆動制御手段
であるリバース制御手段、シフトアップダウン制御手
段、自動パーキング制御手段及び自動ニュートラル制御
手段の機能、及びロック制御手段の機能が設けられてい
る。

【００１５】即ち、上記リバース制御手段は車速が３ｋ
ｍ／ｈ以下の状態においてリバーススイッチ２がＯＮさ
れた時に変速機５がリバースレンジＲに切替わるように
駆動モータ４０、４１に対して駆動信号を発生し、又イ
ンジケータ６に対して「Ｒ」を点灯させる制御信号を発
生するようになっている。これは、車輛が急制動した
り、変速機５のギア類に過大な負荷が作用してギア類が
破損したりするのを防止するためである。

【００１６】また、上記シフトアップダウン制御手段は
ドライブ・アップスイッチ１ｂのＯＮ時に変速機５がド
ライブ、セカンド及びローの各レンジ間でシフトアップ
制御されるように、又ドライブ・ダウンスイッチ１ｃの
ＯＮ時に変速機５がドライブ、セカンド及びローの各レ
ンジ間でシフトダウン制御されるように駆動モータ４
０、４１に対して駆動信号を発生し、又インジケータ６
に対して「Ｌ」「Ｓ」「Ｄ」を点灯させる制御信号を発
生するようになっている。また、変速機５のギア類の破
損を防止すべく、変速機５がリバースレンジＲにあって
車速が３ｋｍ／ｈ以下の状態においてドライブ・ダウン
スイッチ１ｃのＯＮ時に変速機５がドライブ、セカンド
又はローの変速レンジに制御されるように駆動モータ４
０、４１に対して駆動信号を発生し、又安全性を確保す
べく、セカンドレンジＳからローレンジＬへの切替え用
の駆動信号は車速が１００ｋｍ／ｈ以下のときのみ発生
されるようになっている。

【００１７】さらに、上記自動パーキング制御手段は
イグニッションがＯＦＦで、かつ車速が３ｋｍ／ｈ以下
の時、車速が３ｋｍ／ｈ以下でシートベルトが外さ
れ、しかもブレーキの踏込みが解除された時、又は車
速が３ｋｍ／ｈ以下でパーキングブレーキが作動され、
しかもブレーキの踏込みが解除された時に、変速機５が
パーキングレンジになるように駆動モータ４０、４１に
対して駆動信号を発生するようになっている。

【００１８】また、自動ニュートラル制御手段は車速が
３ｋｍ／ｈ以下で変速機５がドライブレンジＤに設定さ
れており、かつブレーキが踏込み操作されている状態に
おいてドライブ・アップスイッチ１ｂがＯＮとなった時
に変速機５がニュートラルレンジに自動的に切替わるよ
うに駆動モータ４０、４１に対して駆動信号を発生する
ようになっている。

【００１９】また、ロック制御手段はインヒビタスイッ
チ７ａ〜７ｋの信号に基づいて変速機５が目的の変速レ
ンジになったことを検出し、クラッチ機構８の電磁石８
１に所定の時間、例えば０．２〜０．５秒の間通電する
ようになっている。

【００２０】次に図８及び図９を用いて動作について説
明する。ここで図８は本実施例における制御系のメイン
ルーチンのフローチャートを、図９は駆動モータ４０、
４１の駆動ルーチンを示す。

【００２１】コントロールユニット３においては、図８
に示すように、まず制御系が初期設定され（ステップＳ
１）、各種スイッチの信号が入力処理され（ステップＳ
２）、自動パーキング及び駆動ルーチンの処理がなされ
た後（ステップＳ３、Ｓ１１）、ドライブ・アップスイ
ッチ１ｂ、ドライブ・ダウンスイッチ１ｃ及びリバース
スイッチ２の切替信号が判定され（ステップＳ４〜Ｓ
６）、その判定結果に応じてシフトアップルーチン、自
動ニュートラルルーチン、シフトダウンルーチン又はリ
バースルーチンの処理がなされたて駆動ルーチンの処理
がなされ、変速機５が所定のレンジに切替えられる（ス
テップＳ７〜Ｓ１３）。

【００２２】次に各ルーチンの処理内容について説明す
る。 「自動パーキング処理」 自動パーキングルーチンにおいては、イグニッションス
イッチ７ａ、パーキングブレーキスイッチ７ｂ、ブレー
キスイッチ７ｃ、シートベルトスイッチ７ｄ、車速セン
サ７ｅの各信号に基づき、イグニッションがＯＦＦで
かつ車速が３ｋｍ／ｈ以下であるか否か、又は車速が
３ｋｍ／ｈ以下でシートベルトが外されかつブレーキの
踏込みが解除されたか否か、あるいは車速が３ｋｍ／
ｈ以下でパーキングブレーキが作動されかつブレーキの
踏込みが解除されたか否かを判定し、何れかの条件が満
たされた場合にのみ変速機５を現在の変速レンジからパ
ーキングレンジＰに切替えるためのモータ作動量及び作
動方向が演算され、その演算結果が駆動ルーチンで処理
され、駆動信号が発生されて駆動モータ４０、４１が作
動され、変速機５がパーキングレンジＰに切替えられ
る。同時に、インジケータ６に制御信号が発生され、パ
ーキングレンジに変速されていることを示すインジケー
タ６の「Ｐ」の表示が点灯される。

【００２３】「シフトアップ処理」 シフトアップルーチンにおいては、例えば変速機５がロ
ーレンジＬにあるとすると、ドライブ・アップスイッチ
１ｂの最初のＯＮ操作でローレンジＬからセカンドレン
ジＳに切替えるためのモータ作動量及び作動方向が演算
され、その演算結果が駆動ルーチンで処理され、駆動信
号が発生されて変速機５がセカンドレンジＳに切替えら
れ、次のＯＮ操作で同様に演算処理が行われ、駆動ルー
チンで駆動信号が発生されて変速機５がドライブレンジ
Ｄに切替えられる。同時に、インジケータ６には
「Ｌ」、「Ｓ」、「Ｄ」の表示が順次点灯される。ま
た、変速機５がセカンドレンジＳにある場合には、ドラ
イブ・アップスイッチ１ｂの最初のＯＮ操作で変速機５
がドライブレンジＤに切替えられる。同時に、インジケ
ータ６の表示は「Ｓ」から「Ｄ」に切替わる。また、変
速機５がドライブレンジＤにある場合には、ドライブ・
アップスイッチ１ｂがＯＮ操作されてもそれ以上のシフ
トアップは必要なく、変速機５はドライブレンジＤに保
持され、又インジケータ６の表示も「Ｄ」のままであ
る。

【００２４】「自動ニュートラル処理」 シフトアップスイッチ１ｂがＯＮされてシフトアップ処
理が済むと、自動ニュートラル処理がなされる。この自
動ニートラルルーチンにおいては、まずインヒビタスイ
ッチ７ｆ〜７ｋの信号に基づき上述のシフトアップ処理
の前の変速レンジがドライブレンジＤにあるか否かが、
又ブレーキスイッチ７ｃの信号に基づきブレーキが踏込
み操作されているか否かが、さらに車速センサ７ｅの信
号に基づいて車速が３ｋｍ／ｈ以下であるか否かが判定
される。全ての判定がＹＥＳの場合には現在の変速レン
ジからニュートラルレンジＮに切替えるためのモータ作
動量及び作動方向が演算され、その演算結果が駆動ルー
チンで処理され、駆動信号が発生されて駆動モータ４
０、４１が作動され、変速機５がニュートラルレンジＮ
に自動的に切替えられ、同時に、インジケータ６は
「Ｄ」から「Ｎ」に切り替えられる。上述の判定におい
て１つでもＮＯがあると、切替用の演算処理は行われ
ず、変速機５はニュートラルレンジＮには切替えられな
い。

【００２５】「シフトダウン処理」 シフトダウンルーチンにおいては、ドライブ・ダウンス
イッチ１ｃの最初のＯＮ操作で変速レンジを切替えるた
めの演算処理が行われ、駆動ルーチンで処理されて駆動
信号が発生され、駆動モータ４０、４１が作動して変速
機５がドライブレンジＤからセカンドレンジＳ、又はセ
カンドレンジＳからローレンジＬに切替えられ、次のＯ
Ｎ操作でセカンドレンジＳからローレンジＬに切替えら
れ、同時にインジケータ６には「Ｄ」、「Ｓ」、「Ｌ」
の表示が順次点灯される。また、変速機５をリバースレ
ンジＲからドライブＤ、セカンドＳ又はローＬのレンジ
に切替える場合、車速が速いと変速機５のギア類に過大
な負荷が作用することから、車速が３ｋｍ／ｈ以下のと
きに変速レンジを切替えるための演算処理がなされ、駆
動ルーチンで駆動信号が発生されて変速機５がドライブ
Ｄ、セカンドＳ又はローＬのレンジに切替えられる。

【００２６】「リバース処理」 リバースルーチンにおいては、リバーススイッチ２のＯ
Ｎ操作で変速レンジをリバースに切替えるための演算処
理がなされ、駆動ルーチンで駆動信号が発生されて駆動
モータ４０、４１が作動し、変速機５が他の変速レンジ
Ｌ、Ｓ、Ｄ、Ｎ、ＰからリバースレンジＲに切替えら
れ、同時にインジケータ６は「Ｒ」に切替えられる。但
し、ドライブＤ、セカンドＳ又はローの各レンジＬから
リバースレンジＲに切替える場合には車速が３ｋｍ／ｈ
以下の時にのみレンジ切替用の演算処理がなされる。

【００２７】「駆動ルーチン」 上述の各ルーチンで演算処理がなされると、駆動ルーチ
ンの処理がなされる。この駆動ルーチンにおいては、ま
ず駆動モータ４０、４１の作動方向ＣＷ、ＣＣＷが判定
され（ステップＳ２０）、その判定結果に応じた駆動信
号が発生されて駆動モータ４０、４１が駆動され、変速
機５のレンジが切替え操作される（ステップＳ２１、２
２）。変速機５が目的のレンジになると駆動信号の発生
が停止され（ステップＳ２３、２４）、電磁石８１に通
電してクラッチ機構８が作動される。これによって第
１、第２のウオームホイール４８、４１１が相互にロッ
クされて回転が阻止され、駆動モータ４０、４１からの
変速機５への駆動力の伝達が停止される（ステップＳ２
５）。同時に、タイマーがスタートされ（ステップ２
６）、設定時間、例えば０．２〜０．５秒が経過する
と、電磁石８１への通電が停止され（ステップＳ２７、
２８）、処理を終了する。これによってクラッチ機構８
が開放され、駆動モータ４０、４１から変速機５への駆
動力の伝達が可能となる。なお、上述のクラッチ機構８
は駆動モータ４０、４１の停止時は常に作動させるよう
にしてもよい。

【００２８】以上のような本実施例のオートチェンジで
は、第１、第２のウオームホイール４８、４１１間にク
ラッチ機構８を設け、変速機５が目的のレンジになった
時にクラッチ機構８を作動させて第１、第２のウオーム
ホイール４８、４１１を相互にロックするようにしたの
で、駆動モータ４０、４１の回転慣性力に起因するオー
バランを防止でき、変速機５を目的のレンジに正確に切
替えることができる。しかも、アクチュエータ４自体を
ロックしてその作動を停止しているので、煩雑なモータ
制御は不要である。

【００２９】

【考案の効果】以上のように、本考案に係るオートチェ
ンジによれば、第１又は第２のアクチュエータから駆動
力伝達系を経て変速機に駆動力を伝達し、変速レンジを
切替え操作する一方、第１、第２のアクチュエータから
駆動力伝達系に駆動力を入力するための第１、第２の入
力歯車間にクラッチ機構を設け、変速レンジの切替え時
において変速機が所定の変速レンジにきた時に上記第
１、第２の入力歯車を相互にロックさせるようにしたの
で、煩雑なモータ制御を行うことなく、変速レンジを正
確に切替えることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の一実施例によるオートチェンジを備
えた車室内を示す概略斜視図である。

【図２】 上記オートチェンジにおけるレバースイッチ
を示す概略斜視図である。

【図３】 上記オートチェンジの制御系を示す機能構成
図である。

【図４】 上記オートチェンジにおける変速系を示す機
能図である。

【図５】 アクチュエータの一般的な構造を示す平面構
成図である。

【図６】 アクチュエータの一般的な構造を示す側面断
面構成図である。

【図７】 上記オートチェンジにおけるアクチュエータ
の要部を示す概略斜視図である。

【図８】 上記オートチェンジにおける制御フローを示
す図である。

【図９】 上記オートチェンジにおける駆動ルーチンの
フローを示す図である。

【符号の説明】

３ コントロールユニット ４ アクチュエータ ４０ 駆動モータ（第１アクチュエータ） ４１ 駆動モータ（第２アクチュエータ） ４８ 第１のウオームギア（第１の入力歯車） ４９ 太陽歯車 ４１１ 第１のウオームギア（第２の入力歯車） ４１４ 遊星歯車 ４１６ 内歯歯車 ４１７ 出力歯車 ５ 変速機 ８ クラッチ機構

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 スイッチ操作部から切替信号を発生させ
   てアクチュエータを駆動し、変速機を所定の変速レンジ
   に切替えるオートチェンジにおいて、 上記変速機を所定のレンジに切替える切替歯車と、 該切替歯車と噛み合う出力歯車を有する内歯歯車と、 第１アクチュエータで回転される第１入力歯車と、 該第１入力歯車に取付けられた太陽歯車と、 第２アクチュエータで回転される第２入力歯車と、 該第２入力歯車に取付けられ、上記太陽歯車と内歯歯車
   とに噛合する遊星歯車と、 上記第１又は第２のアクチュエータを駆動信号によって
   駆動する駆動制御手段と、 上記第１、第２の入力歯車を相互にロックするクラッチ
   機構と、 該クラッチ機構を制御し、変速レンジの切替え時には上
   記第１、第２の入力歯車のロックを解除させ、上記変速
   機が所定の変速レンジにきた時に上記第１、第２の入力
   歯車を相互にロックさせるロック制御手段とを備えたこ
   とを特徴とするオートチェンジ。