JP2585065Y2 - 電動ａｔ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
行う電動ＡＴチェンジに関し、特に低コスト化と軽量化
とを図るようにした電動ＡＴチェンジに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の車両においては、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。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の各変速レン
ジに切替えるようにした電動ＡＴチェンジが種々実用化
されている（例えば、実開昭６０−１６８６２９号公報
参照）。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】この種の自動車用オー
トチェンジにおいて、例えばアクチュエータとして駆動
モータを使用する場合、電気的故障等によって駆動モー
タの駆動が停止すれば、変速機の変速レンジの切替えが
不可能になることが懸念される。かかる懸念に対し、本
件出願人は、遊星歯車機構を有効に利用し、メイン及び
サブの２つのアクチュエータを設け、通常はメインアク
チュエータを駆動して変速レンジの切替えを行う一方、
メインアクチュエータが故障等で駆動停止した時にはバ
ックアップ用のサブアクチュエータを駆動して変速レン
ジの切替えを行うようにした電動ＡＴチェンジを開発す
るに至った。しかるに、上述の電動ＡＴチェンジにおい
ては、バックアップ用のサブアクチュエータによって故
障を回避する関係上、メイン及びサブの両アクチュエー
タとも同等の性能としていたので、コスト高になるとと
もに、装置の重量化を招来するという問題があった。こ
の考案は、かかる問題点に鑑み、コストダウンと装置の
軽量化を図ることのできるようにした電動ＡＴチェンジ
を提供することを課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】ところで、変速レンジを
切替えるためのアクチュエータの出力トルクについて考
察すると、車両の通常走行時においてはそれほど大きな
トルクは必要ない。一方、勾配３０°程度の急な坂道に
おいてパーキングレンジＰから走行レンジＤ、Ｓ、Ｌに
切替える場合には車軸のロックを抜く必要がある関係
上、通常走行時の３倍程度のトルクを必要とし、それを
満足する高トルクのアクチュエータを使用しているが、
かかる稀な坂道発進を想定して常に高トルクのアクチュ
エータを装備するのは好ましくない。しかし、メイン及
びサブの双方とも小トルクのアクチュエータとすると、
急坂道におけるパーキングレンジＰから走行レンジＤ、
Ｓ、Ｌへの切替えが不可能になる。そこで本考案に係る
電動ＡＴチェンジは、「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電動ＡＴチェンジにおいて、第１が
第２に比して小さな出力トルクである第１、第２のアク
チュエータと、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、上記第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、上
記第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、通常は上記第１アクチュエータ
が作動し、該第１アクチュエータの故障時又は作動不良
時には上記第２アクチュエータが作動するように切替え
る切替制御手段とを備えるようにした」ことを要旨とす
る。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パ
ーキングスイッチを省略したタイプのいずれにも適用で
きる。

【０００５】

【作用】通常の走行時において、スイッチ操作部が操作
されると、駆動制御手段によって第１アクチュエータが
作動され、その駆動力が変速機に伝達されて変速機は所
定のレンジに切替えられる。他方、通常走行時において
第１アクチュエータに故障が発生し、又は急坂道におけ
る発進時に第１アクチュエータの出力トルクが不足し、
第１アクチュエータに作動不良が発生すると、駆動制御
手段によって高トルクの第２アクチュエータが駆動さ
れ、変速機が所定のレンジに確実に切替えられる。この
ように、小トルクのメインアクチュエータを使用し、そ
の故障や作動不良を高トルクのサブアクチュエータで回
避したことから、変速レンジ切替えの信頼性が確保でき
る。

【０００６】

【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６は本考案の一実施例に
よる電動ＡＴチェンジを示す。図において、操作スイッ
チ１にはシフトアップ操作、シフトダウン操作及びリバ
ース操作を行うためのドライブ・アップスイッチ部１
ａ、ドライブ・ダウンスイッチ部１ｂ及びリバーススイ
ッチ部１ｃが設けられ、各スイッチ部１ａ、１ｂ、１ｃ
の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。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
ギアで変速されて操作レバー４ｃが揺動され、該操作レ
バー４ｃに連結されたワイヤー４ｄ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。

【０００７】ここで図３及び図４を用いてアクチュエー
タ４の構造について説明する。アクチュエータ４には図
３及び図４に示すように、四角箱状のケース４４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４８、４９は軸受部４１０で一
体に連結され、該軸受部４１０には第２のウオームホイ
ール４１１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。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の側壁にはメイン及びサブの駆動モータ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４１
８、４１９は各々ウオームホイール４８、４１１に噛合
されている。上記メインモータ４０にはサブモータ４１
に比して小型小トルクの駆動モータが使用されている。
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４１８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。

【０００８】また、図２において、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・Ｏ
ＦＦ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、
７ｆ〜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
角を検出する位置センサ、７ｏはドアの開放を検出する
ドアスイッチ、７ｐはハンドベルトの着用を検出するハ
ンドベルトスイッチ、７ｑはメインモータ４０の回転軸
が回転しているか否かを検知するメインモータ作動スイ
ッチであり、上記各スイッチ及びセンサ１ａ〜１ｃ、７
ａ〜７ｑ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。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、機能的にはリバース制御手
段、ドライブアップダウン制御手段、自動パーキング制
御手段、自動ニュートラル制御手段及び駆動制御手段の
機能が設けられている。

【０００９】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、所定の車速以下での
みリバースレンジＲへの切替えを許容することによって
車両が急制動されたり、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。

【００１０】上記ドライブアップダウン制御手段はドラ
イブ・アップスイッチ１ａ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
間でシフトダウン制御されるように駆動モータ４０、４
１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４０、４
１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。

【００１１】また、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。

【００１２】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１ａ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。

【００１３】さらに、駆動制御手段は、通常はメインモ
ータ４０を作動させ、これに故障や作動不良が発生した
場合にメインモータ作動スイッチ７ｑの信号からそれを
検知してサブモータ４１が作動するように切替えて駆動
制御するようになっている。

【００１４】次に、動作について説明する。まず、アク
チュエータ４の動作について説明すると、メインモータ
４０が駆動されると、第１ウオームギア４１８、第１ウ
オームホイール４８、軸受部４１０、太陽歯車４９、遊
星歯車４１４、内歯歯車４１６及び出力歯車４１７の経
路で駆動力が伝達され、切替歯車４２０が回転されて変
速機５が切替えられる。他方、サブモータ４１が駆動さ
れると、第２ウオームギア４１９、第２ウオームホイー
ル４１１、ベースプレート４１３、遊星歯車４１４、内
歯歯車４１６及び出力歯車４１７の経路で駆動力が伝達
され、この場合も切替歯車４２０が回転されて変速機５
が切替えられる。

【００１５】また、図５及び図６を用いて変速レンジの
駆動制御について説明する。ここで図５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６
は駆動モータ４０、４１の駆動制御ルーチンを示す。コ
ントロールユニット３においては、図５に示すように、
まず制御系が初期設定され（ステップＳ１）、各種スイ
ッチの信号が入力処理され（ステップＳ２）、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、Ｓ４）、ドライブ・アップスイッチ１ａ、ドライ
ブ・ダウンスイッチ１ｂ及びリバーススイッチ１ｃの切
替信号が判定され（ステップＳ５〜Ｓ７）、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Ｓ８〜Ｓ１
３）。

【００１６】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。

【００１７】 「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
１ａ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１ａ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１ａ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。

【００１８】 「自動ニュートラル処理」 ドライブ・アップスイッチ１ａ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
４０、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、ニュートラルＮへの切替用の
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。

【００１９】 「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１ｂ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。

【００２０】 「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１ｃの
ＯＮ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。

【００２１】 「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、図
６に示すように、まずメインモータ４０に駆動信号が出
力され、メイモータ作動スイッチ７ｑ、例えばモータシ
ャフトの回転等からメインモータ４０に故障や作動不良
が発生していないか否かが判定され（ステップＳ２０、
Ｓ２１）、メインモータ４０が正常な場合にはモータ４
０の作動方向ＣＷ、ＣＣＷが判定され（ステップＳ２
２）、その判定結果に応じた駆動信号が発生されてメイ
ンモータ４０が駆動され、変速機５のレンジが切替え操
作され（ステップＳ２３、Ｓ２４）、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る（ステップ
Ｓ２５、Ｓ２６）。他方、メインモータ４０に故障又は
作動不良が発生すると、今度はサブモータ４１の作動方
向ＣＷ、ＣＣＷが判定され（ステップＳ２７）、その判
定結果に応じた駆動信号が発生されてサブモータ４１が
駆動され、変速機５のレンジが切替え操作され（ステッ
プＳ２８、Ｓ２９）、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る（ステップＳ３０、Ｓ３
１）。

【００２２】以上のような本実施例の電動ＡＴチェンジ
では、小トルクのメインモータ４０と高トルクのサブモ
ータ４１とを使用するようにしたので、２つの高トルク
のモータを使用する場合に比して低コスト化を実現でき
るとともに軽量化を達成できる。また、大きな変速トル
クを必要としない通常走行時にはメインモータ４０を使
用し、メインモータ４０に故障が発生した時、大きな変
速トルクを必要とする急坂道での発進時には高トルクの
サブモータ４１で変速機５の切替えを行うようにしたの
で、変速レンジの切替えを確実に行うことができる。

【００２３】

【考案の効果】以上のように、本考案に係る電動ＡＴチ
ェンジによれば、通常走行時には小トルクのメインアク
チュエータを使用し、その故障や作動不良を高トルクの
サブアクチュエータで回避するようにしたので、変速レ
ンジを確実に切替えることができ、しかも低コスト化と
軽量化とを実現できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の一実施例による電動ＡＴチェンジを
示す構成図である。

【図２】 上記電動ＡＴチェンジの制御系を示す機能構
成図である。

【図３】 上記電動ＡＴチェンジにおけるアクチュエー
タの構造を示す側面構成図である。

【図４】 上記電動ＡＴチェンジにおけるアクチュエー
タの構造を示す平面断面構成図である。

【図５】 上記電動ＡＴチェンジにおける変速制御系の
処理フローを示す図である。

【図６】 上記電動ＡＴ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】

１ 操作スイッチ ３ コントロールユニット（切替制御手段） ４０ メインモータ ４１ サブモータ ４８ ウオームホイール ４９ 太陽歯車 ４１１ ウオームホイール ４１４ 遊星歯車 ４１６ 内歯歯車 ４２０ 切替歯車 ５ 変速機 ７ｑ メインモータ作動スイッチ

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
   に切替える電動ＡＴチェンジにおいて、 第１が第２に比して小さな出力トルクである第１、第２
   のアクチュエータと、 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、 上記第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、 上記第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、 通常は上記第１アクチュエータが作動し、該第１アクチ
   ュエータの故障時又は作動不良時には上記第２アクチュ
   エータが作動するように切替える切替制御手段とを備え
   たことを特徴とする電動ＡＴチェンジ。