JP3610920B2 - 自動変速装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動変速装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
特開平7−81448号等に開示されているように、運転者の選択したレンジを電気信号に変換して、モータ等のアクチュエータを作動して、自動変速機本体内のレンジ切換弁、パーキング機構の操作を行うことでレンジ切換えを行うシフトバイワイヤ式の自動変速装置がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような装置においては、N(ニュートラル)レンジ、D(ドライブ)レンジ、R(リバース)レンジ等は、軽量なレンジ切換弁を平行移動させるだけであるから、レンジ切換えにそれほど大きな力は必要ないが、例えばP(パーキング)レンジでは、車両を止めておくための比較的重い部品(パーキングポール、パーキングレバー等)を力の強いリターンスプリングに抗して動かすことになるため、他のレンジ切換えと比べ大きな操作力を必要とする。
【0004】
したがって、シフトバイワイヤ機構を実現するには、Pレンジの操作に耐えうる大きなモータを備える必要があり、コスト、設置スペースの点で不利になる。
【0005】
この発明は、このような大型なモータを設けることなくシフトバイワイヤ機構を実現することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
第1の発明は、運転者の選択したレンジを電気信号に変換して、アクチュエータにより自動変速機のレンジ切換操作を行うシフトバイワイヤ式の自動変速装置において、前記レンジ切換操作のうち、パーキングレンジの出入り操作には、エンジンのスタータ用のモータを用い、前記パーキングレンジの出入り操作以外のレンジ切換操作には、前記アクチュエータを用いる。
【0007】
第2の発明は、第1の発明において、前記スタータ用のモータの出力ギアは、エンジンと常時一体に回転するリングギアと噛み合う始動位置と、リングギアと噛み合わない走行位置に移動可能であり、スタータ用のモータの出力ギアが走行位置にあるときに、これと噛み合うようにレンジ切換操作用のギアを設ける。
【0008】
第3の発明は、第1の発明において、前記スタータ用のモータの出力軸を、出力ギアに結合する状態と、レンジ切換操作機構に結合する状態とに、切換えるクラッチ機構を設ける。
【0010】
【発明の効果】
第1の発明によれば、既存のスタータ用のモータを用いてレンジ切換を行うことで、パーキングレンジの操作に耐えうる大きなモータを備える必要がなくなり、シフトバイワイヤ機構を構成する場合のコスト、設置スペースの増加を抑制できる。レンジ切換操作、エンジンの始動操作は同時に必要になることが有り得ないので、スタータ用のモータをレンジ切換操作を行うアクチュエータとして兼用させても、互いに時期的な制約は全く生じることはない。
また、エンジンのスタータ用のモータを用いるのを、パーキングレンジの出入り操作のみとすることで、スタータ用のモータが担当するのは2位置間の制御のみとなり、そのため本来位置制御用に精度、応答性を考慮されていないスタータ用のモータでも、高度な位置制御機能を備えることなく十分対応できる。また、スタータ用のモータからの動力取り出し機構 ( レンジ切換操作機構 ) をパーキング機構部分にさえ持ってくればよいので簡素な構成となる。またこの場合、他のレンジ切換についてはアクチュエータの追加が必要になるものの、他のレンジでの切換えは小型のアクチュエータで対応できるので、パーキングレンジをレンジ切換専用のアクチュエータで動かす場合と比べ、コスト低減、設置スペースの低減が図れる。
【0011】
第2の発明によれば、既存のスタータ用のモータの出力ギアの移動機構を応用して、スタータ用のモータを本来のスタータとして用いる状態と、レンジ切換え用に用いる状態との切り換えを行うことができるので、容易に実施できる。シフトバイワイヤ式以外の自動変速機でも、エンジンのスタータと兼用できる部品が多くなり、適用が容易である。
【0012】
第3の発明によれば、出力ギアの噛み合い開始時に歯の端部同士がぶつかって、スムースな切換えを行えないといった事態を避けるための工夫を不要にでき、常時切換えをスムースに行える。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0015】
図1はエンジンの始動時にスタータ用のモータ(スタータモータ)1の出力ギア2が噛み合うリングギア3ならびに自動変速機4の部分を表す概略図、図2は図1の断面図を示し、右側部分は図1のA−A線断面を、左側部分は図1のB−B線断面を表している。
【0016】
エンジンの出力軸5には、リングギア3ならびにトルクコンバータ(図示しない)が取り付けられ、スタータモータ1はエンジンの出力軸5と平行に配置される。
【0017】
自動変速機4は、例えばVベルト(図示しない)とプーリ幅が可変制御される駆動側プーリ7と従動側プーリ6とを備えた無段変速機から構成され、駆動側プーリ7の入力軸10は前後進切換機構(図示しない)を介してトルクコンバータの出力軸に、従動側プーリ6の出力軸(変速機出力軸)8は所定の歯車列11、差動装置12を介してドライブシャフト13に連結される。
【0018】
変速機出力軸8にはパーキングギヤ14が取り付けられ、パーキングギヤ14の一側に、パーキング時、パーキングギヤ14に噛み合って車両を止めておくためのパーキング機構15が設けられる。
【0019】
図3、図4に詳細を示すように、パーキング機構15は、パーキングギヤ14との噛み合い位置と非噛み合い位置とに揺動可能なパーキングポール16と、パーキングポール16を非噛み合い位置に付勢するスプリング17と、パーキングレバー18の作動によってパーキングポール16をスプリング17に抗してパーキングギヤ14との噛み合い位置に押動するテーパ形状のブッシュ20等から構成され、パーキングレバー18はレンジ切換操作機構21に連結される。
【0020】
レンジ切換操作機構21は、パーキングレバー18にリンク22を介して連結されるアーム23と、アーム23の駆動軸24の端部に取り付けられる操作用ギヤ25等から構成され、操作用ギヤ25は、スタータモータ1の出力ギア2がリングギア3と噛み合う始動位置にあるときは出力ギア2と噛み合わず、スタータモータ1の出力ギア2がリングギア3と噛み合わない走行位置にあるときに出力ギア2と噛み合うように配置される。
【0021】
なお、スタータモータ1の出力ギア2は、スタータモータ1に設けられる公知の移動機構によってリングギア3と噛み合う始動位置とリングギア3と噛み合わない走行位置とに駆動される。
【0022】
図5は制御ブロック図を示し、26はコントロールユニット、27はイグニッションスイッチ、28は運転者により操作されるセレクトレバー(図示しない)のレンジ選択位置(P…パーキング、R…リバース、N…ニュートラル、D…ドライブ、2、1)を検出するセレクトスイッチ、1はスタータモータ、30は自動変速機4内のレンジ切換弁(マニュアル弁)を駆動するためのシフトアクチュエータ(モータ等)である。
【0023】
イグニッションスイッチ27をスタート位置に入れると、スタータモータ1の出力ギア2が、リングギア3と噛み合わない走行位置(レンジ切換操作機構21の操作用ギヤ25と噛み合う位置)からリングギア3と噛み合う始動位置に進出されて駆動され、エンジンが起動される。
【0024】
イグニッションスイッチ27がスタート位置以外にあるときは、スタータモータ1の出力ギア2は、リングギア3と噛み合わない走行位置に戻り、レンジ切換操作機構21の操作用ギヤ25と噛み合わされる。
【0025】
運転者がセレクトレバーを操作してPレンジを選択すると、スタータモータ1が所定方向(パーキングポール16の噛み合う方向)に一時的に駆動され、その出力ギア2の回動が操作用ギヤ25、駆動軸24を介してアーム23に伝えられ、リンク22を介してパーキングレバー18が引き上げ作動(図4の反時計回り方向)される。これによって、ブッシュ20によってパーキングポール16が押動されてパーキングギヤ14と噛み合わされ、変速機出力軸8がパーキング状態にロックされる。
【0026】
セレクトレバーを操作してPレンジから他のレンジに切り換えると、スタータモータ1が前述の逆方向(パーキングポール16を外す方向)に一時的に駆動され、その出力ギア2の回動が操作用ギヤ25、駆動軸24を介してアーム23に伝えられ、リンク22を介してパーキングレバー18が引き下げ方向(図4の時計回り方向)に戻される。これによって、ブッシュ20が戻され、スプリング17によってパーキングポール16が非噛み合い位置に復帰されてパーキングギヤ14から外され、変速機出力軸8が解放される。
【0027】
一方、セレクトレバーを操作してレンジを切り換えると、自動変速機4内のレンジ切換弁(マニュアル弁)のシフトアクチュエータ30が作動され、レンジ切換弁が選択されたレンジに切り換えられる。
【0028】
なお、このシフトアクチュエータ30は軽量なレンジ切換弁のスプールを移動させるだけなので、小型のものを用いることができる。
【0029】
このように、既存のスタータモータ1を用いてレンジ切換を行うことで、Pレンジの操作に耐えうる大きなモータを備える必要がなくなり、シフトバイワイヤ機構を構成する場合のコスト、設置スペースの増加を抑制できる。
【0030】
レンジ切換操作、エンジンの始動操作は同時に必要になることが有り得ないので、スタータモータ1をレンジ切換操作を行うアクチュエータとして兼用させても、互いに時期的な制約は全く生じることはない。
【0031】
また、既存のスタータモータ1の出力ギア2の移動機構を応用して、スタータモータ1を本来のスタータとして用いる状態と、レンジ切換え用に用いる状態との切り換えを行うことができるので、容易に実施できる。シフトバイワイヤ式以外の自動変速機でも、エンジンのスタータと兼用できる部品が多くなり、適用が容易である。
【0032】
また、エンジンのスタータモータ1を用いるのを、Pレンジの出入り操作のみとすることで、スタータモータ1が担当するのは2位置間の制御のみとなり、そのため本来位置制御用に精度、応答性を考慮されていないスタータモータ1でも、高度な位置制御機能を備えることなく十分対応できる。また、スタータモータ1からの動力取り出し機構(レンジ切換操作機構21)をパーキング機構部分にさえ持ってくればよいので簡素な構成となる。またこの場合、他のレンジ切換についてはアクチュエータ30の追加が必要になるものの、他のレンジでの切換えは小型のアクチュエータで対応できるので、Pレンジをレンジ切換専用のアクチュエータで動かす場合と比べ、コスト低減、設置スペースの低減が図れる。
【0033】
図6は本発明の第2の実施の形態を示す。
【0034】
これは、スタータモータ1の出力軸1Aを、出力ギア2に結合する状態と、レンジ切換操作機構21に結合する状態とに、切換えるクラッチ機構40を設けたものである。
【0035】
出力軸1Aに出力ギア2を軸方向に摺動自由に嵌装すると共に、出力軸1Aの端部に電磁クラッチのクラッチプレート41を、このクラッチプレート41に対峙してレンジ切換操作機構21の駆動軸24の端部に電磁クラッチのクラッチプレート42をそれぞれ取り付ける。
【0036】
出力ギア2、クラッチプレート41、42を間に、出力ギア2、クラッチプレート42に面してそれぞれ電磁コイル43、44を配設する。
【0037】
エンジンの始動時は、電磁コイル44により、図6のように出力ギア2と出力軸1Aのクラッチプレート41とを接続し、スタータモータ1の回転をリングギア3に伝達する。
【0038】
始動時以外は、電磁コイル43により、図7のように出力軸1Aのクラッチプレート41とレンジ切換操作機構21の駆動軸24のクラッチプレート42とを接続し、スタータモータ1の回転をレンジ切換操作機構21に伝達する。
【0039】
このようにすれば、出力ギア2の噛み合い開始時に歯の端部同士がぶつかって、スムースな切換えを行えないといった事態を避けるための工夫(歯の端部に斜面を設けるなど)を不要にでき、常時切換えをスムースに行える。
【0040】
なお、各形態では、スタータモータ1によるレンジ切換はPレンジ関連のみとしたが、いずれも全レンジ切換をスタータモータ1で行うようにしても良い。
【0041】
また、エンジンの始動時以外は、スタータモータ1を常時レンジ切換操作機構21に結合する構成としたが、これに限らず通常走行時は結合しない中立位置を設け、レンジ切換必要時のみ結合するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態を示す概略図である。
【図2】図1のA−A線ならびにB−B線断面図である。
【図3】パーキング機構ならびにレンジ切換操作機構の正面図である。
【図4】パーキング機構ならびにレンジ切換操作機構の側面図である。
【図5】制御ブロック図である。
【図6】第2の実施の形態の概略図である。
【図7】その動作説明図である。
【符号の説明】
1 スタータモータ
1A 出力軸
2 出力ギア
3 リングギア
4 自動変速機
8 変速機出力軸
14 パーキングギヤ
15 パーキング機構
21 レンジ切換操作機構
24 駆動軸
25 操作用ギヤ
26 コントロールユニット
27 セレクトスイッチ
40 クラッチ機構
Claims (3)
- 運転者の選択したレンジを電気信号に変換して、アクチュエータにより自動変速機のレンジ切換操作を行うシフトバイワイヤ式の自動変速装置において、
前記レンジ切換操作のうち、パーキングレンジの出入り操作には、エンジンのスタータ用のモータを用い、前記パーキングレンジの出入り操作以外のレンジ切換操作には、前記アクチュエータを用いることを特徴とする自動変速装置。 - 前記スタータ用のモータの出力ギアは、エンジンと常時一体に回転するリングギアと噛み合う始動位置と、リングギアと噛み合わない走行位置に移動可能であり、スタータ用のモータの出力ギアが走行位置にあるときに、これと噛み合うようにレンジ切換操作用のギアを設けることを特徴とする請求項1に記載の自動変速装置。
- 前記スタータ用のモータの出力軸を、出力ギアに結合する状態と、レンジ切換操作機構に結合する状態とに、切換えるクラッチ機構を設けたことを特徴とする請求項1に記載の自動変速装置。
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