JP3239576B2 - 自動変速機のレンジ切換弁の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動変速機におけるレ
ンジ切換弁の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動変速機において、前後進の各走行レ
ンジあるいはニュートラルレンジやパーキングレンジの
選択は、レンジ切換弁（マニュアルバルブ）の切り換え
によって行われる。このレンジ切換弁は、一般にシフト
レバーの手動操作によって切り換えられていたが、これ
を電気的な制御によって切り換える構成の自動変速機が
既に提案されている。

【０００３】例えば実公昭６２−２０３４５号公報に
は、モータによってレンジ切換弁を切換えるようにした
自動変速機の例が示されている。この自動変速機は、目
標レンジポジションを検出するレンジポジションセンサ
とレンジ切換弁のスプール位置（実動作位置）を検出す
る切換弁動作位置センサとを備え、レンジ切換弁のスプ
ール位置が目標レンジポジションと一致したと判断され
たとき、モータに停止指令を与えるようになっている。

【０００４】又、特開平５−９９３２６号公報において
は、前記モータからレンジ切換弁へ動力を伝達するリン
ク部材の一部に所定の遊び（がた）を設けることによ
り、レンジ切換弁が特定のレンジ位置に入るときにモー
タによる駆動から離れて自走し得るようにし、該レンジ
切換弁が複数の所定のレンジポジションで機械的に固定
・位置決めされるように構成したディテント機構を搭載
した装置が提案されている。

【０００５】このようなディテント機構を搭載した装置
にあっては、モータが目標の所定位置で正確に停止しな
くても、レンジ切換弁はこのディテント機構の機能によ
り前記遊びの範囲内で自走できるため、目標のレンジポ
ジションに確実に位置決めできるとされている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、モータ
は停止指令を与えても直ちに停止できるわけではなく、
モータ（厳密にはモータを含むレンジ切換弁の駆動系全
体）の惰走によって停止指令が与えられた後でもレンジ
切換弁は駆動され、たとえ上述したようなディテント機
構を採用したとしても、なお適正なレンジポジションか
ら外れてしまうことがある。

【０００７】本発明は、このような従来の問題に鑑みて
なされたものであって、レンジ切換弁のスプール位置
（実動作位置）を、目標とするレンジポジションに確実
に停止・位置決めすることのできる自動変速機のレンジ
切換弁の制御装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、図１（Ａ）にその要旨を示すように、操作手段によ
り選択された目標レンジポジションを検出するレンジポ
ジション検出手段と、自動変速機のレンジ切換弁の動作
位置を切換えるアクチュエータと、前記レンジ切換弁の
実動作位置を検出する切換弁動作位置検出手段と、を備
え、検出された目標レンジポジション及びレンジ切換弁
の実動作位置の情報に基づいて前記アクチュエータを制
御し、レンジ切換弁を該目標レンジポジションに位置決
めする自動変速機のレンジ切換弁の制御装置において、
前記レンジ切換弁が予め定められた実動作位置にあるこ
とが前記切換弁動作位置検出手段によって検出されたと
きに計時を開始する計時手段と、前記アクチュエータの
駆動電圧、前記アクチュエータの温度、前記目標レンジ
ポジションの少なくとも１つに応じて所定値を設定する
手段と、前記計時手段により得られた計時時間と前記所
定値とを比較した結果に基づいて、前記アクチュエータ
の制御指令を変更する手段と、を備えたことにより、上
記課題を解決したものである。

【０００９】請求項２に記載の発明は、図１（Ｂ）に示
されるように、操作手段により選択された目標レンジポ
ジションを検出するレンジポジション検出手段と、自動
変速機のレンジ切換弁の動作位置を切換えるアクチュエ
ータと、前記レンジ切換弁の実動作位置を検出する切換
弁動作位置検出手段と、を備え、検出された目標レンジ
ポジション及びレンジ切換弁の実動作位置の情報に基づ
いて前記アクチュエータを制御し、レンジ切換弁を該目
標レンジポジションに位置決めする自動変速機のレンジ
切換弁の制御装置において、前記レンジ切換弁が予め定
められた実動作位置にあることが前記切換弁動作位置検
出手段によって検出されたときに計時を開始する計時手
段と、前記アクチュエータの電流を検出する手段と、前
記アクチュエータの電流を検出する手段により得られた
アクチュエータの起動時の電流過渡特性から、該アクチ
ュエータの時定数を算出する手段と、該アクチュエータ
の時定数に基づいて所定値を設定する手段と、前記計時
手段により得られた計時時間と前記所定値とを比較した
結果に基づいて、前記アクチュエータの制御指令を変更
する手段と、を備えたことにより、同じく上記課題を解
決したものである。

【００１０】

【作用】本出願人は、先に、特願平５−２７３９７７号
（未公知）において、レンジ切換弁をモータ（アクチュ
エータ）により切換えるものにおいて、モータに停止指
令を与えても直ぐには停止しないことから、「レンジポ
ジションセンサにより検出される目標レンジポジション
に基づき、モータを停止するための基準動作位置を切換
弁動作位置センサの出力に関連づけて設定し、レンジ切
換弁の実動作位置がこの基準動作位置に達したと判断さ
れた後は、計時手段（いわゆるタイマ）の計時結果に基
づきモータを所定時間だけ更に同方向に（基準動作位置
の設定によっては逆方向に）駆動指令を与え、その後に
モータを停止させる」という技術を提案した。

【００１１】この技術は、モータの回転量をモータへの
制御指令の時間に対応づけることにより、以ってレンジ
切換弁をより精度良く停止させようとするものである。

【００１２】しかしながら、モータの回転量は、現実に
はモータの駆動電圧、モータの温度（モータの特性）、
モータの回転負荷（具体的にはディテント機構の各レン
ジのディテント力）によっても影響を受け、これを一律
に設定していたのでは、レンジ切換弁の停止位置になお
ばらつきが発生するという問題が生ずる。

【００１３】請求項１に記載の発明は、この点に鑑み、
上記未公知先行技術を更に改良し、タイマと比較するた
めの所定値を、アクチュエータの駆動電圧、温度、ある
いは目標レンジポジションの少なくとも１つに応じて変
更するようにしたため、これらのばらつきの如何に拘ら
ず、常にレンジ切換弁を精度良く停止することができ
る。

【００１４】なお、ここで、アクチュエータの「駆動電
圧」は、「アクチュエータ非駆動時のバッテリ電圧」に
着目したものであってもよいし、「駆動開始の立上り電
圧」に着目したものであってもよい。又「駆動後一定に
なった電圧」に着目したものであってもよい。

【００１５】又、アクチュエータの「温度」は、直接的
にはモータ本体に温度センサを取付けて検出することに
なるが、例えば自動変速機本体にアクチュエータが接触
しているようなときには、該自動変速機の油温センサの
情報等によって「アクチュエータの温度」を間接的に検
出してもよい。

【００１６】更に、「目標とするレンジポジション」
は、前述したように具体的にはモータの回転負荷を検出
するためのものである。従って、同一のレンジポジショ
ンであっても、いずれの方向からそのレンジポジション
に向かったかによってディテント力が異なる場合がある
ため、この明細書では、該「目的とするレンジポジショ
ン」には、この方向の概念をも含んでいるものとする。

【００１７】一方、請求項２に記載の発明においては、
前記タイマと比較するための所定値を、アクチュエータ
起動時の電流過渡特性によってアクチュエータの時定数
を算出し、この時定数に基づいて設定するようにした。
この結果、アクチュエータの駆動特性をより総合的に且
つ直接的に把握することができ、レンジ切換弁を極めて
精度良く制御することができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の各実施例を図面を参照しなが
ら説明する。

【００１９】図２は自動変速機のレンジ切換弁を駆動す
るための電気制御系を示し、図３はレンジ切換弁及びそ
の駆動系の概要を示す。

【００２０】まず、図３を用いて駆動系を説明する。レ
ンジ切換弁３０はスプールバルブ形式のものであって、
このレンジ切換弁３０には、自動変速機の制御のための
基本油圧となるライン油圧が供給されている。このレン
ジ切換弁３０は、スプール３０ａを軸方向に操作するこ
とで、ポートを切換えて、各シフトレンジを設定するた
めの摩擦係合装置（図示略）の係合及び解放を制御す
る。

【００２１】このレンジ切換弁３０は、直流モータ（ア
クチュエータ）５０により駆動される。３２は、モータ
５０とレンジ切換弁３０をつなぐコントロール軸であ
り、このコントロール軸３２上にはウォームホイール５
６が固定されている。このウォームホイール５６に対し
ては、モータ５０の駆動軸５２に設けられたウォーム５
４が噛み合っている。従って、コントロール軸３２に
は、モータ５０の回転駆動力が、ウォーム５４とウォー
ムホイール５６との噛み合いにより減速して伝達され
る。

【００２２】コントロール軸３２の回転は、その軸上に
固定されているディテントレバー３６の回動を通じて、
レンジ切換弁３０のスプール３０ａを軸線方向に移動さ
せる力として伝達される。なお、ウォームホイール５６
の近くには、このウォームホイール５６の回転位置、つ
まりレンジ切換弁３０の切換え位置（実動作位置）を検
出することのできる可変抵抗器や接点スイッチなどの切
換弁動作位置センサ（切換弁動作位置検出手段）２２が
配置されている。

【００２３】次にディテント機構３４について説明す
る。

【００２４】ディテントレバー３６は扇形状のものであ
り、その外周には複数個の凹凸部３６ａが形成されてい
る。これら凹凸部３６ａのうちの一つの凹部に対し、デ
ィテントスプリング３８の端部に設けられたローラ３８
ａが係合するようになっている。これによりコントロー
ル軸３２の回転位置、つまりレンジ切換弁３０の複数の
レンジポジションが決定される。

【００２５】図４に、前記コントロール軸３２の端部と
ウォームホイール５６のボス部５８との係合部分を拡大
して示す。この図から明らかなように、コントロール軸
３２の端部は断面矩形状に形成されていて、この部分が
ボス部５８の内部に挿入されている。そして、この係合
部分には、相互間の回転伝達方向に関して所定の遊び量
δが設けられている。即ち、この遊び量δは、前記モー
タ５０とレンジ切換弁３０との間の動力伝達経路に設け
られており、前記モータ５０の駆動に伴うウォームホイ
ール５６の回転力は前記遊び量δを詰めた後にコントロ
ール軸３２に伝達されることとなる。

【００２６】前記コントロール軸３２の回転により、既
に説明したように前記ディテントレバー３６を通じてレ
ンジ切換弁３０が切換えられる。このときレンジ切換弁
３０の各レンジポジションにおいて、前記ディテントス
プリング３８のローラ３８ａはディテントレバー３６の
凹凸部３６ａの一つの凸部を乗り越えては隣の凹部に係
合するといった動作を繰り返す。

【００２７】従って、前記ローラ３８ａが凹凸部３６ａ
の一つの凸部を越えてから凹部に至るまでの間は、前記
ディテントスプリング３８の弾性力に基づいて、前記コ
ントロール軸３２が、モータ５０の駆動とは無関係に、
前記遊び量δの範囲内で自走することとなる。なお、こ
の自走の直後からモータ５０の駆動による前記ウォーム
ホイール５６の回転によって遊び量δが再び詰められる
までの間は、前記コントロール軸３２の回転量、つまり
レンジ切換弁３０の動作量はほとんど変化しない。

【００２８】ディテント機構３４の作用により、このよ
うにレンジ切換弁３０が停止させられる位置を、ここで
は「ディテント位置」と呼ぶ。

【００２９】次に、電気制御系の構成を図２及び図５、
図６を参照しながら説明する。図２において、レンジ選
択スイッチ（レンジポジションセンサに相当）１０は、
自動変速機ＡＴのシフトレンジを選択するために運転者
がレバー（操作手段）を操作した際、その操作位置に対
応して切換えられるもので、目標レンジポジションに相
当する信号を出力する。このレンジ選択スイッチ１０と
しては、運転者が直接操作するスイッチを用いてもよ
い。

【００３０】又、図２において、レンジ制御部２０（Ｓ
ＢＷ制御部）にはマイクロコンピュータが使用され、こ
のマイクロコンピュータは、自動変速機ＡＴのシフトレ
ンジ切換えのための各種ソフトウエア処理に必要なプロ
グラムを記憶した読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、この
プログラムを実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）、プ
ログラムに必要な変数等を一時的に記憶できる書き込み
可能メモリ（ＲＡＭ）等を主体として構成されている。

【００３１】前記レンジ制御部２０には、前記レンジ選
択スイッチ１０からの信号ａ、自動変速機ＡＴ側に設け
られたレンジ切換弁３０の動作位置を検出する切換弁動
作位置センサ２２からの信号ｂが共に入力される。又、
レンジ制御部２０からは、前記レンジ選択スイッチ１０
からの信号に応じた駆動信号ｃが前記モータ５０の駆動
回路に出力される。

【００３２】更にレンジ制御部２０にはモータ５０の駆
動電圧を知るためのバッテリ８０の端子電圧Ｖの信号、
モータ５０の温度θの信号、が外部からの信号として取
込まれる。

【００３３】なお、後述する実施例のようにモータ５０
の時定数τを求める場合にあっては、該モータ５０の電
流Ｉの信号が取込まれる。

【００３４】次に、前述のレンジ切換弁３０の動作位置
を検出する切換弁動作位置センサ２２について説明す
る。

【００３５】切換弁動作位置センサ２２としては、接点
スイッチ式センサ又はリニアセンサ、あるいは必要に応
じてその両方が用いられる。この実施例では両方が備え
られている。接点スイッチ式センサは、レンジ切換弁３
０のレンジポジションに応じたＯＮ・ＯＦＦ信号を出力
するものである。又、リニアセンサは、略連続的にレン
ジ切換弁３０の実動作位置に応じた信号を出力するもの
で、ロータリー式ポテンショメータ等からなる。

【００３６】図５に接点スイッチ式センサの構造例を示
す。

【００３７】この接点スイッチ式センサはニュートラル
スタートスイッチ（接点スイッチ）を利用したものであ
り、表面に複数の接点イ〜リが設けられた基板４２と、
レンジ切換弁３０のスプールに動力を伝えるコントロー
ル軸３２上に固定された切換レバー４４とを備えてい
る。切換レバー４４は、各接点イ〜リと接触する導電体
４５を有する。従って、コントロール軸３２の回転によ
り、切換レバー４４が基板４２の表面に沿って回動する
と、接点イ〜リが導電体４５によって選択的に接続され
る。

【００３８】図６に切換レバー４４の回動位置、即ちレ
ンジ切換弁３０の各レンジポジションに応じた各接点イ
〜リの接続状態を示す。この図面で明らかなように、パ
ーキング（Ｐ）レンジにおいては接点イと接点ロ及び接
点ハと接点ニがそれぞれ接続状態にあり、ニュートラル
（Ｎ）レンジにおいては接点イと接点ロ及び接点ハと接
点ヘがそれぞれ接続状態にある。その他のリバース
（Ｒ）レンジ、ドライブ（Ｄ）レンジ、セカンド（２）
レンジ、及びロー（Ｌ）レンジにおいては接点ハと接点
ホ〜リの一つとが接続されるだけで、接点イと接点ロと
は接続されない。

【００３９】このようにコントロール軸３２の回転位置
に応じて接点イ〜リが選択的に接続され、接続時にＯＮ
信号、非接続時にＯＦＦ信号を出力する。以下、各レン
ジに相当する接点ハと接点ニ〜リの組を、単に「あるレ
ンジの接点スイッチ（ＳＷ）」という。

【００４０】一方、リニアセンサとして用いられるロー
タリー形式のポテンショメータは、前記コントロール軸
３２の回転角を電圧変化として検出する。なお、このリ
ニアセンサから出力される検出信号は、アナログ信号で
あるから、図２に示すＡ／Ｄコンバータ２４によりデジ
タル信号に変換された後、前記レンジ制御部２０に入力
される。

【００４１】この場合、シフトレンジの切換え時におけ
るポテンショメータの検出電圧は、Ｌレンジ→２レンジ
→Ｄレンジ→Ｎレンジ→Ｒレンジ→Ｐレンジの順に高く
なるように設定されている。

【００４２】なお、前述したように、各レンジポジショ
ンにおいて、レンジ切換弁３０がディテント機構３４の
機能により前記遊び量δの範囲で自走したとき、位置セ
ンサ２２の電圧値が瞬間的に大きく変化する。この自走
開始後は、レンジ切換弁３０はモータ５０の駆動から離
れ、遊び量δの範囲にあるうちは、位置センサ２２の電
圧値はほとんど変化せず、フラットになる。

【００４３】次に、各実施例の基本的な制御（共通の制
御）についていくつか説明する。

【００４４】〔第１の基本制御〕この第１の基本制御
は、切換弁動作位置センサ２２として接点スイッチ式セ
ンサを用いている。図７に示されるように、モータ５０
を駆動することによりレンジ切換弁３０の動作位置が目
標の手前のレンジポジション（Ｘ）に達すると、当該目
標の手前のＸレンジポジションの接点スイッチの信号が
オフからオンに変わる。やがて、このＸレンジポジショ
ンの領域を通過すると、接点スイッチの信号はオンから
オフへと変化する。ここでは、このオンからオフに変化
する時点を「基準動作位置」と定め、ここからタイマを
スタートさせる。そして、この基準動作位置からの経過
時間が所定時間（所定値）Ｔoaに至った段階でモータを
停止させる。

【００４５】この制御を実行する場合、レンジ制御部２
０では図８に示すような制御が実行される。即ち、この
制御フローがスタートすると、ステップＳ１０１でモー
タ制御中であるか否かを判断する。モータ制御中でない
場合は、ステップＳ１０２にてフラグＦＲ＝０、フラグ
ＦＸ＝０とし、タイマをオフとする。

【００４６】ここで、フラグＦＲは「目標の手前のＸレ
ンジポジションの接点スイッチがオンからオフになり、
タイマがスタート済みであることを示す」フラグであ
る。又、フラグＦＸは、「モータ制御中で、一旦目標の
手前のＸレンジポジションの接点スイッチがオンになっ
ていることを示す」フラグである。

【００４７】モータ制御中の場合は、ステップＳ１０１
からステップＳ１０３に進み、フラグＦＲ＝１か否かを
判断する。最初はフラグＦＲ＝１ではないから、ステッ
プＳ１０４に進む。そして、ここで切換弁動作位置セン
サ２２の検出する実動作位置が目標の手前のＸレンジポ
ジションであるか否かを判断する。

【００４８】Ｘレンジポジションに達していない場合
は、ステップＳ１０５に進み、フラグＦＸ＝１か否かを
判断する。フラグＦＸ＝１でない場合はＥＸＩＴに進
み、この制御フローから抜ける。

【００４９】一方、Ｘレンジポジションに達した場合
は、ステップＳ１０４からステップＳ１０６に進み、こ
こでＸレンジポジションの接点スイッチがオンになって
いることを示すフラグＦＸ＝１とし、ＥＸＩＴに進む。
次回からも、Ｘレンジポジションの接点スイッチがオン
の間は、ステップＳ１０４→ステップＳ１０６と進む。

【００５０】Ｘレンジポジションの接点スイッチがオフ
となったら、ステップＳ１０４からステップＳ１０５へ
と進む。この時点ではフラグＦＸ＝１であるから、ステ
ップＳ１０５の判断はＹＥＳとなる。ステップＳ１０５
の判断がＹＥＳになるということは、図７に示すＸレン
ジポジションの接点スイッチの信号がオンからオフにな
ったのを検出したということである。即ち、レンジ切換
弁３０が基準動作位置に到達したことを意味する。この
場合はステップＳ１０８に進み、タイマをスタートし、
タイマスタート済みであることを示すフラグＦＲを
「１」にセットする。

【００５１】次回からはフラグＦＲ＝１であるから、ス
テップＳ１０３の判断がＹＥＳになり、ステップＳ１０
９に進む。ステップＳ１０９では、タイマのカウント時
間が所定時間Ｔoa以上なったか否かを判断し、所定時間
ＴoaにならないうちはそのままＥＸＩＴに進む。やが
て、所定時間Ｔoaに至った段階でステップＳ１１０へと
進み、モータ５０に停止指令を発し、モータ制御を終了
してＥＸＩＴに進み、この制御フローを抜ける。

【００５２】この第１の基本制御によれば、基準動作位
置を通過後は、計時手段の計時結果に基づいてモータ５
０を駆動するため、所定時間Ｔoaを適正に設定すること
により、レンジ切換弁３０の位置を正確に制御すること
ができる。

【００５３】ここで、この所定時間Ｔoaをモータ５０の
駆動電圧、温度、及び目標レンジポジションに依存して
変更・設定する。あるいはモータ５０の時定数に応じて
変更・設定する。これについては後述する。

【００５４】〔第２の基本制御〕この第２の基本制御
は、図９に示されるように、目標のレンジポジションを
Ｙレンジとした場合に、当該目標のレンジシポジション
の接点スイッチ信号がオフからオンに変わった時を基準
動作位置と定め、ここでモータ５０を停止する。この結
果、モータ５０は惰走によりＹレンジポジションを若干
通り過ぎて停止する。停止するまでには若干の時間がか
かるが、この停止するまでの時間に対応してタイマＴ1
を設定し、当該タイマＴ1 がモータ停止指令から経過し
た後に（即ち完全に止ったと推定されるときから）、行
き過ぎた分だけ戻すために所定時間Ｔobだけモータ５０
が逆転させられる。ここで、この逆転させるための所定
時間Ｔobをモータ５０の駆動電圧、温度、更には目標レ
ンジポジションに依存して変更・設定する。あるいはモ
ータの時定数に応じて変更・設定する。なお、この第２
の基本制御の具体的な制御フローは、図９に基づいて、
前記第１の基本制御の制御フローに準じて公知の作成技
術で作成すればよい。

【００５５】〔第３の基本制御〕この第３の基本制御
は、切換弁動作位置センサとしてポテンショメータ等の
リニアセンサを備え、図１０に示されるように、このリ
ニアセンサの検出値が急激に変わる時点（レンジ切換弁
が自走を開始した時点）を検出し、この自走開始が検出
された時点を基準動作位置とし、ここからタイマＴocを
スタートさせると共に該モータ５０に逆転の駆動指令を
出し、これによりいわゆる逆転制動をかける。この逆転
制動は自走開始から所定時間Ｔocが経過した時点で中止
される。逆転制動指令が中止されると、この時点でもし
レンジ切換弁３０が未だ動いている場合には、（いずれ
の方向に動いている場合であっても）これにより発電制
動がかかることになる。

【００５６】なお、停止した実際の動作位置が、この逆
転指令によって戻り過ぎていると判定された時にはもう
一度正転駆動の指令が出され、逆に行き過ぎたと判定さ
れた時には再度逆転駆動の指令がかけられるようになっ
ている。

【００５７】ここにおいて、この逆転制動の時間Ｔocを
モータ５０の駆動電圧、温度、又は目標レンジポジショ
ンに依存して変更・設定する。あるいはモータの時定数
に応じて変更・設定する。

【００５８】このように、本発明においては、レンジ切
換弁３０を停止するにあたってその基本的な制御として
どのような方法が取られているかについてはこれを限定
するものではない。即ち、上述した第１〜第３の基本制
御のいずれかであってもよいし、又これ以外の方法であ
ってもよい。要は、レンジ切換弁３０の実動作位置に関
係してスタートされた計時情報と所定時間Ｔo （上記第
１〜第３の基本制御にあってはＴoa、Ｔob、Ｔoc）とを
比較した結果に基づいて、モータ５０の制御指令を変更
するような構成であれば、全て適用可能である。

【００５９】次に、この所定時間Ｔo をどのように設定
するかにつき説明する。

【００６０】図１１において、所定時間設定フローがス
タートすると、ステップ２０２において、現在レンジ切
換のためにモータが作動中であるか否かが判定される。
モータ５０が作動中でない場合には、ステップ２０４に
進んでバッテリ電圧Ｖが検出され、このフローを抜け
る。一方、モータ５０が作動中であると判定された時に
は、ステップ２０６に進んで、その時のモータの温度
θ、目標とするレンジポジションＺ及びシフト方向Ｓが
検出され、ステップ２０８において、この検出されたモ
ータの温度θ、目標レンジポジションＺ、シフト方向
Ｓ、及び先に検出しておいたバッテリ電圧Ｖに応じた所
定時間Ｔo が設定される。

【００６１】ここで、前記第１の基本制御におけるバッ
テリ電圧Ｖ（モータ駆動電圧又はモータ制動電圧に対
応）と所定時間Ｔo の関係は図１２に示されるようにな
っている。

【００６２】即ち、モータ５０の惰走距離は、モータの
駆動電圧（バッテリ電圧）Ｖが高ければ高い程大きくな
るため、所定時間Ｔo は小さく設定される。

【００６３】なお、第２、あるいは第３の基本制御のよ
うにモータ５０を逆方向にも駆動する場合には、正方向
の惰走のばらつきがこれと同じ傾向のある逆方向の駆動
のばらつきによってかなり相殺される。どの程度相殺さ
れるかについては、基本制御の内容によって異なるた
め、一概に右上り、あるいは左上り等と明言することは
できなくなる。例えば第２の基本制御の場合は正転時の
影響がかなりあるが、第３の基本制御の場合は、正転時
の影響よりは逆転時の影響が強く、従って傾向は第１の
基本制御に近い。

【００６４】しかしながら、いずれにしてもハード機構
と基本制御が具体的に特定されれば、その時点で再現実
験等により所定時間Ｔo はモータの駆動電圧Ｖとの関係
で適正な値に設定することができるようになる。

【００６５】次に、モータ５０の温度θと所定時間Ｔo
との関係は、第１の基本制御の場合は図１３に示される
ようになる。

【００６６】即ち、温度θが高くなると、それだけモー
タ５０の速度も高くなるため、所定時間Ｔo はそれだけ
短く設定する必要がある。なお、この場合も、第２、第
３の基本制御のように、停止にあたって逆転駆動を用い
ている場合には、どのように逆転駆動させるかによって
傾向は必ずしも右上りとはならない場合がある。

【００６７】次に、目標のレンジポジションＺ、及びそ
のシフト方向Ｓに応じて所定時間Ｔo がどのように設定
されるかにつき説明する。

【００６８】図１４は、ＰレンジポジションからＬレン
ジポジションに向ってレンジ切換弁３０が移動するとき
に掛るディテント荷重の変化を示している。このディテ
ント荷重は、レンジ切換弁３０が移動するときに、モー
タ５０の負荷、即ち抵抗要素として機能すると共に、レ
ンジ切換弁３０が自走領域に入ったときにはこの自走を
助長するように機能する。

【００６９】従って、例えば第１の基本制御の場合、目
標の手前のレンジポジションの接点スイッチがオフとさ
れたときから所定時間Ｔo （Ｔoa）がスタートされてい
ることから、この時点では目標とするレンジポジション
の手前の「ディテントの山」をほぼ登った位置にあり、
従って、ディテント荷重の大小は主に自走（レンジ切換
弁３０の惰走）を助長するように機能する。従って、図
１５に示されるように、所定時間Ｔo はディテント荷重
が大きいレンジポジションに移動するときほど小さく設
定される。

【００７０】なお、同一のレンジポジションに移動され
る場合であっても、シフト方向によってディテント荷重
の変化の対応が異なる。従って、目標レンジポジション
に依存して所定時間Ｔo を設定する場合には、当該目標
レンジポジョンＺの種類の他、シフト方向Ｓをも考慮す
る必要がある。具体的な傾向、あるいは値は実験などに
より求められる。

【００７１】なお、第２、第３の基本制御のように、停
止に当って逆転駆動を用いる場合には、ここで言うシフ
ト方向Ｓは必ずしもレンジ切換弁３０の基本的なシフト
方向（ＰからＮというようなシフト方向）と同一でない
場合があるため、注意を要する。

【００７２】次に、所定時間Ｔo をモータ５０の時定数
τに依存して決定する方法について説明する。

【００７３】この時定数τに依存して所定時間Ｔo を設
定する方法は、モータの駆動電圧や温度等の駆動環境か
らモータの特性を推定するものではなく、特定の駆動環
境の下で現にモータが有している特性に基づいて所定時
間Ｔo を設定しようとするのであり、この意味で非常に
高い精度で適正な所定時間Ｔo を設定することができ
る。

【００７４】以下、時定数τの設定について説明する。

【００７５】モータ５０を等電圧で駆動したときのトル
クＴq とモータ回転数（無負荷回転数）Ｎo との関係、
及び同じくトルクＴq と電流Ｉとの関係を、温度θをパ
ラメータとして表わすと図１６のようになる。又、モー
タ５０を等電圧で駆動したときの電流ＩをΔＴの間隔で
サンプリングすると、図１７に示すようになる。なお、
図１７は前記第３の基本制御を実行した場合の特性を示
しており、図１７のＡで示される部分は逆転制動時の特
性を示している。

【００７６】又、図１６、図１７において実線は常温、
破線は高温、一点鎖線は低温時の特性をそれぞれ示して
いる。

【００７７】時定数τは、モータ５０のイナーシャを
Ｊ、無負荷回転数をＮo 、拘束トルクをＴq とした場
合、 τ＝Ｊ・（Ｎo ／Ｔq ）・（π／３０） …（１） で表すことができる。又、この時定数τを具体的な電流
Ｉの特性から求めるには、 τ_n-1 ＝−２・ΔＴ・（Ｉ_n-1 −Ｉ_O ）／（Ｉ_n −Ｉ_n-2 ） …（２） で求めることができる。

【００７８】具体的な時定数τを求める制御フローを図
１８に示す。

【００７９】この制御フローがスタートすると、先ずス
テップ３０２においてフラグＦＬＳＴが１であるか否か
が判定される。このフラグＦＬＳＴはモータ５０が起動
されているときに１となるフラグである。このフラグＦ
ＬＳＴが０であるときは、ステップ３０４に進んでモー
タ５０が起動中であるか否かが判定される。起動中でな
いと判定されたときには、ステップ３０８に進んでフラ
グＦＬＳＴが０にリセットされると共に、タイマＴs も
０にリセットされる。タイマＴs については後述する。

【００８０】一方、ステップ３０４でモータ５０が起動
中であると判定されたときは、今回の流れで初めてモー
タ５０が起動されたことを意味するため、ステップ３０
６に進んでフラグＦＬＳＴを１にセットすると共にタイ
マＴs をスタートさせる。

【００８１】ステップ３０６を経た後は次回からはステ
ップ３０２から３１０へと進む。

【００８２】ステップ３１０ではタイマＴs がＴs1＋３
・ΔＴ＞Ｔs ＞Ｔs2の範囲にあるか否かが判定される。
この判定は、具体的には現在の駆動状況が図１７のＢの
領域にあるか否かを判定するためのものである。即ち、
このＢの領域に入ったということで現時点から２回前の
サンプリング情報（電流Ｉ_n-2 の検出情報）が必ず存在
する領域に入ったことが保証されると共に、電流Ｉの変
化が小さくなって誤差が大きくなる領域Ｃには未だ入っ
ていないことが保証されるものである。

【００８３】ステップ３１０においてタイマＴs が図１
７のＢの領域内にあると判定された場合には、ステップ
３１２に進んで前述した（２）式に基づきτ_n-1 （ある
いはτ_n ）が演算され、この値が最新の時定数τの情報
として逐次更新される。

【００８４】その後、ステップ３１４においてバッテリ
電圧Ｖとτとから逆転制動している所定時間Ｔo （Ｔo
c）が決定される。なお、時定数τが大きいということ
は、モータ５０の動きが鈍いということであるため、第
１の基本制御の場合は所定時間Ｔo （Ｔoa）は長めに設
定される。この第３の制御の場合は、自走開始後の逆転
制動の時間として所定時間Ｔo （Ｔoa）が作用するた
め、やはり長めに設定される。

【００８５】このようにして時定数τとバッテリ電圧Ｖ
とから求められた所定時間Ｔo は、実際のモータ特性を
直接的に把握しているのであるため、非常に精度が高
く、レンジ切換弁３０を正確に所定のレンジポジション
に位置決めすることができる。

【００８６】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
アクチュエータの現時点での動作環境や特性を考慮した
上で制御指令を発することができるため、レンジ切換弁
を目標とするレンジポジションに極めて正確に位置決め
することができるようになるという優れた効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の要旨を示すブロック図

【図２】本発明の実施例の概略ハード構成を示す構成図

【図３】本発明の実施例における、自動変速機のレンジ
ポジションを切換えるためのレンジ切換弁とその駆動系
の概要を示した斜視図

【図４】同駆動系のコントロール軸とウォームホイール
との係合部分を示す平面図

【図５】本発明の実施例における切換弁動作位置センサ
としての接点スイッチ式センサの構造を示すスケルトン
図

【図６】同接点スイッチ式センサのレンジ毎の接点接続
状態を示す線図

【図７】本発明の実施例における第１の基本制御の制御
内容を示す線図

【図８】該第１の基本制御の制御内容を実行するための
フローチャート

【図９】本発明の実施例における第２の基本制御を説明
するための線図

【図１０】同第３の基本制御の制御内容を説明するため
の線図

【図１１】所定時間を設定するための制御フローを示す
フローチャート

【図１２】バッテリ電圧（モータ駆動、あるいはモータ
制動電圧）と所定時間との関係を示す線図

【図１３】モータの温度と所定時間との関係を示す線図

【図１４】各レンジポジションとディテント荷重との関
係を示す線図

【図１５】各レンジポジションのディテント最大荷重と
所定時間との関係を示す線図

【図１６】モータに等電圧を印加したときのトルクとモ
ータ回転数との関係及び同じくトルクと電流の関係を温
度をパラメータとして示した線図

【図１７】第３の基本制御が実行されたときのモータの
電流特性を示した線図

【図１８】モータの時定数を求めるための制御フローを
示すフローチャート

【符号の説明】

１０…レンジ選択スイッチ（レンジポジションセンサ） ２０…レンジ制御部 ２２…切換弁動作位置センサ ３０…レンジ切換弁 ３４…ディテント記号 ５０…モータ（アクチュエータ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 59/00 - 61/12 F16H 61/16 - 61/24 F16H 63/40 - 63/48

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操作手段により選択された目標レンジポ
   ジションを検出するレンジポジション検出手段と、 自動変速機のレンジ切換弁の動作位置を切換えるアクチ
   ュエータと、 前記レンジ切換弁の実動作位置を検出する切換弁動作位
   置検出手段と、を備え、 検出された目標レンジポジション及びレンジ切換弁の実
   動作位置の情報に基づいて前記アクチュエータを制御
   し、レンジ切換弁を該目標レンジポジションに位置決め
   する自動変速機のレンジ切換弁の制御装置において、前記レンジ切換弁が予め定められた実動作位置にあるこ
   とが前記切換弁動作位置検出手段によって検出されたと
   きに計時を開始す る計時手段と、 前記アクチュエータの駆動電圧、前記アクチュエータの
   温度、前記目標レンジポジションの少なくとも１つに応
   じて所定値を設定する手段と、前記計時手段により得られた計時時間と 前記所定値とを
   比較した結果に基づいて、前記アクチュエータの制御指
   令を変更する手段と、 を備えたことを特徴とする自動変速機のレンジ切換弁の
   制御装置。
2. 【請求項２】 操作手段により選択された目標レンジポ
   ジションを検出するレンジポジション検出手段と、 自動変速機のレンジ切換弁の動作位置を切換えるアクチ
   ュエータと、 前記レンジ切換弁の実動作位置を検出する切換弁動作位
   置検出手段と、を備え、 検出された目標レンジポジション及びレンジ切換弁の実
   動作位置の情報に基づいて前記アクチュエータを制御
   し、レンジ切換弁を該目標レンジポジションに位置決め
   する自動変速機のレンジ切換弁の制御装置において、前記レンジ切換弁が予め定められた実動作位置にあるこ
   とが前記切換弁動作位置検出手段によって検出されたと
   きに計時を開始す る計時手段と、 前記アクチュエータの電流を検出する手段と、前記アクチュエータの電流を検出する手段により得られ
   たア クチュエータの起動時の電流過渡特性から、該アク
   チュエータの時定数を算出する手段と、 該アクチュエータの時定数に基づいて所定値を設定する
   手段と、前記計時手段により得られた計時時間と 前記所定値とを
   比較した結果に基づいて、前記アクチュエータの制御指
   令を変更する手段と、 を備えたことを特徴とする自動変速機のレンジ切換弁の
   制御装置。