JP2815657B2

JP2815657B2 - 自動車用オートチェンジの切替装置

Info

Publication number: JP2815657B2
Application number: JP2664290A
Authority: JP
Inventors: 豊坂本
Original assignee: Delta Kogyo Co Ltd
Current assignee: Delta Kogyo Co Ltd
Priority date: 1990-02-06
Filing date: 1990-02-06
Publication date: 1998-10-27
Anticipated expiration: 2013-10-27
Also published as: JPH03234965A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は自動車用オートチェンジの切替装置に関す
る。

（従来の技術）従来の自動車用オートチェンジは、シフト・セレクト
レバーを手操作することにより、トランスミッション
を、Ｐ（パーキング）,R（リバース）,N（ニュートラ
ル）,D（ドライブ）,S（セカンド）,L（ロー）の各レン
ジに切替えるものであった。

しかしながら、近年では、スイッチのプッシュ操作等
による電気的信号によりアクチュエータを駆動して、該
アクチュエータによりトランスミッションを所定のレン
ジＰ〜Ｌに切替えるようにしたものが提案されつつある
（実開昭60−168629号公報参照）。

（発明が解決しようとする課題）ところで、アクチュエータによりトランスミッション
を所定のレンジに切替える場合、アクチュエータが例え
ば電動モータであると、電気的故障等により電動モータ
が駆動停止すれば、トランスミッションのレンジ切替え
が不能になる。

そこで、メインとなる電動モータとサブとなる電動モ
ータとを設けて、メインの電動モータが故障等により駆
動停止したときに、サブの電動モータを駆動開始させる
ようにすれば、トランスミッションのレンジ切替えが可
能となる。

しかしながら、共通となる切替機構に、単に２台の電
動モータを設けるだけでは、停止している側の電動モー
タが、駆動している側の電動モータに対して負荷となる
ので、レンジ切替が迅速に行なえなかったり、駆動して
いる側の電動モータが過負荷で故障しやすくなる等の問
題がある。

本発明は上記問題を解決するためになされたもので、
自動車用オートチェンジにおいて、遊星歯車機構が有効
に利用して、停止している側の電動モータが、駆動して
いる側の電動モータに対して負荷とならないようにする
ことを目的とするものである。

（課題を解決するための手段）このため本発明は、電気的信号によりアクチュエータ
を駆動して、該アクチュエータによりトランスミッショ
ンを所定のレンジに切替える自動車用オートチェンジの
切替装置において、上記トランスミッションを所定のレ
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、第２アクチュエータで回転される
第２入力歯車と、第１入力歯車に取付けられた太陽歯車
と、第２入力歯車に取付けられ、上記太陽歯車と内歯歯
車とに噛み合う遊星歯車と、常時は一方のアクチュエー
タを駆動信号により駆動し、該一方のアクチュエータが
故障等で駆動停止したとき、他方のアクチュエータを駆
動信号により駆動開始するように制御する制御回路とが
設けられてなることを特徴とするものである。

（作用）第２（例えばサブ）アクチュエータが駆動停止してい
る状態で、駆動信号により第１（例えばメイン）アクチ
ュエータが駆動開始されると、第１入力歯車とともに太
陽歯車が回転されるが、第２アクチュエータ側の負荷に
より第２入力歯車とともに遊星歯車の遊星回転運動が規
制されるので、太陽歯車により遊星歯車が空回転されて
内歯歯車を回転させ、内歯歯車の出力歯車により切替歯
車が所定のレンジに切替回転される。

一方、第１アクチュエータが故障等で駆動停止する
と、駆動信号により直ちに第２アクチュエータが駆動開
始されるようになり、第１アクチュエータ側の負荷によ
り第１入力歯車とともに太陽歯車の回転が規制されるの
で、第２入力歯車とともに遊星歯車が太陽歯車の回りを
遊星回転運動して内歯歯車を回転させ、内歯歯車の出力
歯車により切替歯車が所定のレンジに切替回転される。

（発明の効果）本発明によれば、第１アクチュエータの駆動時は、第
２アクチュエータ側の負荷により遊星歯車の遊星回転運
動が規制されるに止まり、遊星歯車は空回転するので、
第２アクチュエータ側の負荷が第１アクチュエータに影
響せず、逆に、第２アクチュエータの駆動時は、第１ア
クチュエータ側の負荷により太陽歯車の回転が規制され
るに止まり、遊星歯車は遊星回転運動するので、第１ア
クチュエータ側の負荷が第２アクチュエータに影響しな
い。

したがって、一方のアクチュエータが故障等で駆動停
止しても他方のアクチュエータの駆動開始で、トランス
ミッションのレンジ切替えが迅速に行なえるようにな
る。

また、各アクチュエータの負荷は相互に影響しないの
で、各アクチュエータが過負荷で故障しやすくなるとい
う事故も未然に防止できる。

（実施例）以下、本発明の実施例を添付図面について詳細に説明
する。

第６図に示すように、自動車用オートチェンジには、
車室内にインストルメントパネル等に、Ｐ（パーキン
グ）,R（リバース）,N（ニュートラル）,D（ドライ
ブ）,S（セカンド）,L（ロー）の各プッシュスイッチ10
a〜10fが設けられている。なお、プッシュスイッチに代
えて、各レンジＰ〜Ｌ毎の電気的信号をだす手操作ダイ
ヤルや手操作レバーを設けてもよい。

上記各プッシュスイッチ10a〜10fは車載のマイクロコ
ントローラ11に接続され、該マイクロコントローラ11
に、各プッシュスイッチ10a〜10fのプッシュ操作による
各レンジＰ〜Ｌ毎の電気的信号が入力される。

該マイクロコントローラ11には車速センサー12が接続
されている。

トランスミッション13は、切替装置14の切替レバー15
にワイヤー16で連結され、該切替レバー15の各レンジＰ
〜Ｌへの切替え回動により、トランスミッション13が所
定のレンジＰ〜Ｌに切替えられる。

上記切替装置14には、同性能の第１電動モータ（メイ
ン）17と第２電動モータ（サブ）18、小型の第３電動モ
ータ19、及び第１マイクロスイッチ20と第２マイクロス
イッチ21が設けられ、各マイクロスイッチ20,21の検出
信号はマイクロコントローラ11に入力され、各電動モー
タ17〜19はマイクロコントローラ11の出力信号で駆動制
御される。

第１図〜第４図に詳細に示すように、上記切替装置14
は、上面が開口した四角箱状のケース26と、該ケース26
の上面開口を閉塞する蓋27とを備えている。

上記ケース26の中央位置には、ケース26内から蓋27を
貫通して外部に突出する切替軸28が、蓋27の内面に固定
した軸受29で回転自在に支持されている。

該切替軸28からケース26の一方の側壁26a側に片寄っ
た位置には、ケース26内で上下方向に伸長する歯車軸30
が、蓋28の内面に固定した軸受31とケースの底壁26bの
内面に固定した軸受32とで支持されている。

上記歯車軸30の下部側には第１入力歯車（ウオームホ
イール）33が回転自在に支持され、該歯車軸30の上部側
には太陽歯車34が回転自在に支持されて、両歯車33,34
は軸受部35で一体的に連結されている。

該軸受部35には第２入力歯車（ウオームホイール）36
が回転自在に支持され、該第２入力歯車36の軸受部37に
は、等間隔で３個の遊星歯車38,…,38をピン39,…,39に
よりそれぞれ回転自在に支持したベースプレート40が一
体的に連結されている。

上記各遊星歯車38,…,38は、それぞれ太陽歯車34に噛
み合う。

上記歯車軸30の上部側には内歯歯車41と、該内歯歯車
41と一体的に連結された出力歯車42とが回転自在に支持
されている。

上記内歯歯車41は上記各遊星歯車38,…,38に噛み合
う。

上記ケース26の側壁26aの外面には上記第１電動モー
タ17と第２電動モータ18がそれぞれ取付けられている。
第１電動モータ17の出力軸17aはケース26内に貫通され
て、該出力軸17aに固定の第１ウオーム43が上記第１入
力歯車33に噛み合わされている。第２電動モータ18の出
力軸18aはケース26内に貫通されて、該出力軸18aに固定
の第２ウオーム44が上記第２入力歯車36に噛み合わされ
ている。

一方、上記蓋27の内面側において、上記切替軸28に
は、切替カム51と上記出力軸42に噛み合う切替歯車52と
が固定されると共に、軸受29の外周面でタイミング歯車
（ウオームホイール）53が回転自在に支持されている。

上記蓋27の外面側において、上記切替軸28には上記切
替レバー15が固定され、該切替レバー15の先端部に固定
したピン54に上記ワイヤー16の一端部が止着されてい
る。

上記ケース26の他側壁26c側の蓋27の内面には上記第
３電動モータ19が取付けられ、該第３電動モータ19の出
力軸19aに固定の第３ウオーム55が上記タイミグ歯車53
に噛み合わされている。

該タイミング歯車53の歯欠部には、第５図（ａ）〜第
５図（ｃ）に示すように、凸部53a,53bと凹部53c,53dが
所定の角度範囲で形成され（後で詳述する。）、また、
タイミング歯車53の最大回転角の範囲で上記歯車軸30の
蓋27側の軸受31に干渉させないための逃げ穴53eが形成
されている。

上記蓋27の内面には、上記切替軸28の中心の対称位置
に、第１阻止爪56と第２阻止爪57が支軸58,59でそれぞ
れ揺動自在に支持され、各阻止爪56,57にはピン60,61が
それぞれ立設されて、該各ピン60,61が上記タイミング
歯車53の歯欠部に当接するように各阻止爪56,57がスプ
リング（不図示）で付勢されている。

上記タイミング歯車53の凸部53aと凹部53cは、タイミ
ング歯車53がａ位置（第５図（ａ）参照）に回転してい
るときは凸部53aにピン60を乗り上げさせて第１阻止爪5
6を外方へ揺動させ、タイミング歯車53がｂ位置（第５
図（ｂ）参照）に回転（θ_１）したときは凹部53cにピ
ン60を落ち込ませて第１阻止爪56を内方へ揺動させるよ
うに設定されている。なお、タイミング歯車53がｂ位置
からｃ位置（第５図（ｃ）参照）に回転したときにも凹
部53cにピン60が落ち込んだ状態となる。

同様に凸部53bと凹部53dは、タイミング歯車53がａ位
置とｂ位置の間に回転しているときは凸部53bにピン61
を乗り上げさせて第２阻止爪57を外方へ揺動させ（第５
図（ａ）及び第５図（ｂ）参照）、タイミング歯車53が
ｃ位置に回転（θ_２）したときは凹部53dにピン61を落
ち込ませて第２阻止爪57を内方へ揺動させる（第５図
（ｃ）参照）ように設定されている。

上記切替カム51には第１係止部51aと第２係止部51bと
が形成されている。

第１係止部51aは、切替歯車52とともに切替カム51が
Ｓレンジに切替え回転された位置で、内方へ揺動された
第１阻止爪56に係止されて、切替カム51のＳレンジから
Ｌレンジの切替え回転を阻止する（第５図（ｂ）参照）
ように設定されている。

第２係止部51bは、切替歯車52とともに切替カム51が
Ｎレンジに切替え回転された位置で、内方へ摺動された
第２阻止爪57に係止されて、切替カム51のＮレンジから
Ｒレンジ及びＰレンジへの切替え回転を阻止する（第５
図（ｃ）参照）ように設定されている。

第１図に示すように、上記蓋27の内面には、各阻止爪
56,57の揺動位置を検出する第１及びマイクロスイッチ2
0,21がそれぞれ取付けられている。

上記マイクロコントローラ11には、常時は第１電動モ
ータ17を駆動信号により駆動し、第１電動モータ17が電
気的故障で駆動停止したとき、第２電動モータを駆動信
号により直ちに駆動開始するように制御する第１制御回
路が内蔵されている。

また、マイクロコントローラ11には、車速センサー12
で検出された車速が所定の低速値（例えば5km/h）以上
になると第２電動モータ19を駆動して、タイミング歯車
53をａ位置からｂ位置へ回転（θ_１）させるとともに、
車速が所定の高速値（例えば100km/h）以上になると第
３電動モータ19を駆動して、タイミング歯車53をｂ位置
からｃ位置へ回転（θ_２）させるように制御する第２制
御回路が内蔵されている。

なお、タイミング歯車53がａ位置からｂ位置へ回転さ
れたことは、第１阻止爪56の内方揺動を検出する第１マ
イクロスイッチ20の検出信号で検出でき、ｂ位置からｃ
位置へ回転されたことは、第２阻止爪57の内方揺動を検
出する第２マイクロスイッチ21の検出信号で検出でき
る。

上記構成の作用を次に説明する。

自動車が停車状態（車速0km/h）では、タイミング歯
車53はａ位置に回転され、タイミング歯車53の凸部53a,
53bで第1,第２阻止爪56,57は外方へ揺動されている。な
お、第1,第２電動モータ17,18はいずれも正常であると
する。

そして、例えばＤレンジのプッシュスイッチ10dをプ
ッシュ操作すると、マイクロコントローラ11から第１電
動モータ17に駆動信号が出力され、第１電動モータ17が
駆動開始する。

第１電動モータ17の駆動で第１ウオーム43を介して第
１入力歯車33が回転され、軸受部37を介して太陽歯車34
が回転される。

このとき、第２電動モータ18側の負荷（特に第２ウオ
ーム44と第２入力歯車36との噛み合い）により、第２入
力歯車36とともに各遊星歯車38,…,38の遊星回転運動が
規制されるので、太陽歯車34により各遊星歯車38,…,38
が空回転されて内歯歯車41を回転させ、内歯歯車41の出
力歯車42により切替歯車52がＤレンジに切替え回転さ
れ、切替軸28,切替レバー15,ワイヤー16を介してトラン
スミッション13がＤレンジに切替えられる。

一方、Ｄレンジのプッシュスイッチ10dをプッシュ操
作したものの第１電動モータ17が電気的故障等で駆動停
止すると、マイクロコントロールユニット11の第１制御
回路から直ちに第２電動モータ18に駆動信号が出力さ
れ、第２電動モータ18が駆動開始する。

第２電動モータ18の駆動で第２ウオーム44を介して第
２入力歯車34が回転される。

このとき、第１電動モータ17側の負荷（特に第１ウオ
ーム43と第１入力歯車35との噛み合い）により、第１入
力歯車35とともに太陽歯車34の回転が規制されるので、
軸受部37とベースプレート40を介して各遊星歯車38,…,
38が太陽歯車34の回りを遊星回転運動して内歯歯車41を
回転させ、内歯歯車41の出力歯車42により切替歯車52が
Ｄレンジに切替え回転され、切替軸28,切替レバー15,ワ
イヤー16を介してトランスミッション13がＤレンジに切
替えられる。

上記説明はＤレンジのプッシュスイッチ10dをプッシ
ュ操作した場合であったが、他のレンジのプッシュスイ
ッチ10a〜10c,10e,10fをプッシュ操作した場合でも同様
である。

このように、第１電動モータ17の駆動時は、第２電動
モータ18側の負荷により遊星歯車38,…,38の遊星回転運
動が規制されるに止まり、遊星歯車38,…,38は空回転す
るので、第２電動モータ18側の負荷が第１電動モータ17
に影響せず、逆に、第２電動モータ18の駆動時は、第１
電動モータ17側の負荷により太陽歯車34の回転が規制さ
れるに止まり、遊星歯車38,…,38は遊星回転運動するの
で、第１電動モータ17側の負荷が第２電動モータ18に影
響しない。

したがって、第１電動モータ17が故障等で駆動停止し
ても第２の電動モータ18の駆動開始で、トランスミッシ
ョン13のレンジ切替えが迅速に行なわれる。

また、各電動モータ17,18の負荷は相互に影響しない
ので、各電動モータ17,18が過負荷で故障しやすくなる
という事故もなくなる。

次に、例えばＤレンジのプッシュスイッチ10dをプッ
シュ操作して、トランスミッション13がＤレンジに切替
わった後、アクセルペダルを踏むことにより自動車が発
進され、車速センサー12で車即が所定の低速値（例えば
5km/h）以上になったことを検出すると、マイクロコン
トローラ11の第２制御回路から第３電動モータ19に駆動
信号が出力され、第３電動モータ19が駆動されてタイミ
ング歯車53がａ位置からｂ位置へ回転（θ_１）される。

このタイミング歯車53の回転により、凸部53aに乗り
上げていたピン60が凹部53cに落ち込んで第１阻止爪53
が内方へ揺動される。

そして、Ｄレンジて走行中（但し100km/h未満）に他
のレンジのプッシュスイッチ10a〜10c,10eをプッシュ操
作すれば、トランスミッション13を対応するレンジに切
替え可能であるが、Ｓレンジで切替カム51の第１係止部
51aが第１阻止爪56に係止されるので、切替カム51のＳ
レンジからＬレンジへの切替え回転が阻止される。

したがって、例えば60km/hで走行中に誤ってプッシュ
スイッチ10fをプッシュ操作しても、切替カム51がＬレ
ンジ方向に切替え回転できないので、トランスミッショ
ン13がＳレンジに切替わらない。

この結果、通常走行中の急激なシフトダウンによる乗
員の危険や、トランスミッション13の歯車系の破損もな
くなる。

また、車速センサー12で車速が所定の高速値（例えば
100km以上）になったことを検出すると、マイクロコン
トローラ11の第２制御回路から第３電動モータ19に駆動
信号が出力され、第３電動モータ19が駆動されてタイミ
ング歯車53がｂ位置からｃ位置へ回転（θ_１）される。

このタイミング歯車53の回転により、凸部53bに乗り
上げていたピン61が凹部53cに落ち込んで第２阻止爪53
が内方へ揺動される。なお、第１阻止爪53のピン60は凹
部53cに落ち込んだままであるから、第１阻止爪53も内
方へ揺動された状態である。

そして、Ｄレンジで走行中に他のレンジのプッシュス
イッチ10c,10eをプッシュ操作すれば、トランスミッシ
ョン13を対応するレンジに切替え可能であるが、Ｎレン
ジで切替カム51の第２係止部51bが第２阻止爪57に係止
されるので、切替カム51のＮレンジからＲレンジ及びＰ
レンジへの切替え回転が阻止される。同様に、Ｓレンジ
で切替カム51の第１係止部51aが第１係止爪56に係止さ
れるので、切替カム51のＳレンジからＬレンジへの切替
え回転が阻止される。

したがって、例えば120km/hで走行中に誤ってプッシ
ュスイッチ10bや10fをプッシュ操作しても、切替カム51
がＲレンジ方向やＬレンジ方向に切替え回転できないの
で、トランスミッション13がＲレンジやＳレンジに切替
わらない。

この結果、高速走行中の急激なシフトダウンによる乗
員の危険やトランスミッション13の歯車系の破損もなく
なる。

なお、車速が100km/h未満になれば、タイミング歯車5
3の逆回転（θ_２）より凸部53bにピン61が乗り上げて第
２阻止爪57が外方へ揺動され、切替カム51の第２係止部
21bの係止を解除する一方、車速が5km/h未満になれば、
タイミング歯車53の逆回転（θ_１）により凸部53aにピ
ン60が乗り上げて第１阻止爪56が外方へ揺動され、切替
カム51の第１係止部51aの係止を解除する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る切替装置の蓋を外した平面図、第
２図は第３図のＩ−Ｉ線断面図、第３図は第１図のII−
II線断面図、第４図は第３図のIII−III線断面図、第５
図（ａ），第５図（ｂ）及び第５図（ｃ）は、タイミン
グ歯車，切替カム，阻止部材の作動関係をそれぞれ示す
平面図、第６図は本発明に係る自動車用オートチェンジ
のシステム図である。 11……マイクロコントローラ、12……車速センサー、13
……トランスミッション、14……切替装置、15……切替
レバー、17……第１電動モータ、18……第２電動モー
タ、19……第３電動モータ、20……第１マイクロスイッ
チ、21……第２マイクロスイッチ、33……第１入力歯
車、34……太陽歯車、36……第２入力歯車、38……遊星
歯車、41……内歯歯車、42……出力歯車、43……第１ウ
オーム、44……第２ウオーム、51……切替カム、51a…
…第１係止部、51b……第２係止部、52……切替歯車、5
3……タイミング歯車、56……第１阻止爪、57……第２
阻止爪。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電気的信号によりアクチュエータを駆動し
て、該アクチュエータによりトランスミッションを所定
のレンジに切替える自動車用オートチェンジの切替装置
において、上記トランスミッション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、第２アクチュエータで回転される第２入力歯車と、第１入力歯車に取付けられた太陽歯車と、第２入力歯車に取付けられ、上記太陽歯車と内歯歯車と
に噛み合う遊星歯車と、常時は一方のアクチュエータを駆動信号により駆動し、
該一方のアクチュエータが故障等で駆動停止したとき、
他方のアクチュエータを駆動信号により駆動開始するよ
うに制御する制御回路とが設けられてなることを特徴と
する自動車用オートチェンジの切替装置。