JP4465996B2 - Shift range switching device for automatic transmission - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動変速機のシフトレンジをモータ等からなるアクチュエータを介して切り替える自動変速機のシフトレンジ切替装置に関し、特にシフトレンジの基準位置を的確に把握することができる自動変速機のシフトアクチュエータの制御に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、運転者によるシフトレバーの操作に従い自動変速機のシフトレンジを電気制御により切り替えるシフトレンジ切替装置においては、シフトレンジ切替用の動力源として電動機(たとえば直流モータ)を備えたものが知られている。
【0003】
このようなシフトレンジ切替装置によれば、自動変速機のシフトレンジを運転者によるシフトレバーの操作力によって直接切り替える一般的な切替装置のように、シフトレバーとシフトレンジ切替機構とを機械的に接続する必要がないことから、これら各部を車両に搭載する際のレイアウト上の制限がなく、設計の自由度を高めることができる。また、車両への組み付け作業を簡単に行うことができるという利点があった。
【0004】
このようなシフトレンジ切替装置においては、自動変速機のシフトレンジを、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(2)、ロー(L)の各走行レンジに順に切り替えるためのシフトレンジ切替機構を備えている。このシフトレンジ切替機構は、自動変速機内の摩擦係合装置の係合および解放を、各走行レンジの切替状態に応じて切替制御するためのスプール弁およびマニュアルバルブと、アクチュエータおよびニュートラルスタートスイッチと一体に回転可能なマニュアルシャフトとを有している。
【0005】
ここで、ニュートラルスタートスイッチは自動変速機のシフトレンジを検出するためのものである。シフトレンジ切替機構は、アクチュエータによりマニュアルシャフトが回転すると、スプール弁がマニュアルバルブ内部で摺動し、油圧回路を切り替えて自動変速機のシフトレンジを切り替える。
【0006】
このようなシフトレンジ切替装置では、一般に、マニュアルバルブを自動変速機に組み付ける際の組み付け位置精度はあまり高くなく、そのため、ニュートラルスタートスイッチは自動変速機に組み付け後に個体ごとに組み付け角度を調整する必要があった。
【0007】
また、ニュートラルスタートスイッチと同様に、アクチュエータも運転者の指示したとおり正確にシフトレンジを切り替える必要があるため、自動変速機に組み付け後に組み付け角度の調整を個体ごとに行なっていた。しかしながら、アクチュエータは個体ごとのばらつきが大きいため、組み付け角度の調整に過大な工数を必要としていた。また、アクチュエータの故障時には、アクチュエータのアセンブリ交換を行うのであるが、そのときにもアクチュエータの組み付け角度を調整する必要があり、整備が困難であるという問題があった。
【0008】
特開2002−310294号公報(特許文献1)は、アクチュエータの組み付けが容易で、シフトレンジを正確に切り替える自動変速機のシフトレンジ切替装置を開示する。このシフトレンジ切替装置は、自動変速機のシフトレンジを、パーキングを含む各種走行レンジに切り替えるためのシフトレンジ切替機構と、シフトレンジ切替機構の動力源となるアクチュエータと、外部操作によって入力される切替指令に従いアクチュエータを駆動することにより、自動変速機のシフトレンジを切替指令に対応したシフトレンジに制御する制御回路と、自動変速機のシフトレンジ位置を検知して制御回路に検出信号を送出する検出回路とを備えた自動変速機のシフトレンジ切替装置である。制御回路は、検出回路の検出信号から自動変速機のシフトレンジ位置の基準値を設定し、基準値に基づいてアクチュエータを制御する。
【0009】
特許文献1に開示された自動変速機のシフトレンジ切替装置によると、外部操作によって入力される切替指令に従いアクチュエータを駆動することにより、自動変速機のシフトレンジを切替指令に対応したシフトレンジに制御する。そして、自動変速機のシフトレンジ位置を検知する検出回路の検出信号から自動変速機のシフトレンジ位置の基準値を設定し、この基準値に基づいてアクチュエータを制御する。このため、シフトレンジ切替機構の組み付け位置精度およびアクチュエータの個体ごとのばらつきに関係なく、アクチュエータを自動変速機に組み付ける際の組み付け角度を調整する工程を不要にし、アクチュエータを自動変速機に組み付けることが容易になる。したがって、アクチュエータの組み付けおよび整備が容易になるとともに、シフトレンジ切替機構を駆動して自動変速機のシフトレンジを正確に切り替えることができる。
【0010】
【特許文献1】
特開2002−310294号公報
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した特許文献1に開示された自動変速機のシフトレンジ切替装置では、アクチュエータの組み付けおよび整備が容易になるという効果を発現するとしても、自動変速機のシフトレンジ位置を検知する検出回路(ニュートラルスタートスイッチ)の出力信号よりカウンタのカウント値を参照することで各レンジの中心を示すカウント値を算出することが必要になる。各レンジを指し示すカウント値を基準値として設定して、この基準値に基づいてアクチュエータを制御することにより、アクチュエータの個体ごとのばらつきに関係なく、アクチュエータを自動変速機に組み付ける際の組み付け角度を調整する工程を不要にし、アクチュエータを自動変速機に組み付けることが容易にするものであるので、ニュートラルスタートスイッチが必須となる。このため、ニュートラルスタートスイッチによる、重量の増加およびコスト上昇という問題がある。
【0012】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ニュートラルスタートスイッチを不要とした自動変速機のシフトレンジ切替装置を提供することである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
第1の発明に係る自動変速機のシフトレンジ切替装置は、アクチュエータにより駆動されてシフトポジションを切り替えるためのシフト手段と、所定のシフトポジションにおいて、アクチュエータの所定方向の回転を規制するための規制手段と、アクチュエータを回転させる回転制御手段と、アクチュエータに電力を供給する電力供給手段と、電力供給手段によりアクチュエータに供給される電力値を変更するように、電力供給手段を制御するための制御手段とを含む。
【0014】
第1の発明によると、電力供給手段により電力が供給されたアクチュエータが回転制御手段によりその回転が制御されて、シフトポジションが切り替えられる。所定のシフトポジション(たとえばPポジション)において、規制手段によりアクチュエータの所定方向の回転を規制してアクチュエータの基準位置を定めることができる。このため、ニュートラルスタートスイッチが不要になる。特に、第1の発明においては、制御手段が電力供給手段を制御して、たとえば、基準位置を定める場合とそうではない場合とに応じて、アクチュエータに供給される電力値を変更する。さらに具体的に例示すると、規制手段により規制される方向にアクチュエータが駆動される場合(基準位置を定める場合)には低い電圧で電力を供給して、規制手段により規制されない方向にアクチュエータが駆動される場合(シフトポジションを切替える場合)には、高い電圧で電力を供給する。このようにすると、規制手段により規制される方向にアクチュエータが駆動される場合(基準位置を定める場合)には低い電圧でアクチュエータが回転されるので規制手段を含む構成機器に過大な荷重が加わらない。そのため、そのような過大な荷重に耐え得るような強度設計が不要になる。一方、パーキング機構の係合動作(非PポジションからPポジションへのシフトレンジ切替)や、パーキング機構の非係合動作(Pポジションから非Pポジションへのシフトレンジ切替)の場合には、高い電圧でアクチュエータが回転されるので、坂路において車重がパーキング機構にかかっている場合に良好にシフトレンジ切替を実行することができる。その結果、ニュートラルスタートスイッチを不要とした自動変速機のシフトレンジ切替装置を提供することができる。
【0015】
第2の発明に係る自動変速機のシフトレンジ切替装置においては、第1の発明の構成に加えて、電力供給手段は、低電圧電力供給手段と、高電圧電力供給手段と、低電圧電力供給手段および高電圧電力供給手段のいずれか一方からアクチュエータに電力を供給するように、制御手段により切替えられるための切替手段とを含む。
【0016】
第2の発明によると、アクチュエータであるモータで発生する回転トルクを、アクチュエータに供給される電圧値や電流値を変更する(電力値を変更する)ことにより、変化させるようにすることができる。
【0017】
第3の発明に係る自動変速機のシフトレンジ切替装置においては、第1または2の発明の構成に加えて、切替手段は、規制手段により規制される方向にアクチュエータが駆動されるときには低電圧電力供給手段によりアクチュエータが駆動されるように電力を供給し、規制手段により規制されない方向にアクチュエータが駆動されるときには高電圧電力供給手段によりアクチュエータが駆動されるように電力を供給するように、切替えるための手段を含む。
【0018】
第3の発明によると、規制手段により規制される方向にアクチュエータが駆動される場合(基準位置を定める場合)には低い電圧で電力を供給して、規制手段により規制されない方向にアクチュエータが駆動される場合(シフトポジションを切替える場合)には、高い電圧で電力を供給する。このようにすると、基準位置を定める場合には低い電圧でアクチュエータが回転されるので規制手段を含む構成機器に過大な荷重が加わらない。一方、非PポジションとPポジションとの間でのシフトレンジ切替の場合には、高い電圧でアクチュエータが回転されるので、坂路において車重がパーキング機構にかかっている場合に良好にシフトレンジ切替を実行することができる。
【0019】
第4の発明に係る自動変速機のシフトレンジ切替装置においては、第3の発明の構成に加えて、規制手段により規制されない方向にアクチュエータが駆動されるときは、シフトポジションを切り替えるときであるものである。
【0020】
第4の発明によると、シフトポジションを切り替えるときには、高い電圧でアクチュエータに電力を供給して大きなトルクが発生するので、たとえ、坂路において車重がパーキング機構にかかっている場合であっても、良好にシフトレンジ切替を実行することができる。
【0021】
第5の発明に係る自動変速機のシフトレンジ切替装置においては、第4の発明の構成に加えて、シフトポジションを切り替えるときは、アクチュエータの動力によりパーキング機構が作動され、シフトポジションがPポジションと非Pポジション間で切り替えられるときであるものである。
【0022】
第5の発明によると、非PポジションからPポジションへの切替(P入り)やPポジションから非Pポジションへの切替(P抜き)の場合には、高い電圧でアクチュエータが回転されるので、坂路において車重がパーキング機構にかかっている場合に良好にシフトレンジ切替を実行することができる。
【0023】
第6の発明に係る自動変速機のシフトレンジ切替装置においては、第3の発明の構成に加えて、規制手段により規制される方向にアクチュエータが駆動されるときには、所定のシフトポジションに応じたアクチュエータの基準位置を設定するときであるものである。
【0024】
第6の発明によると、たとえば、所定のポジションであるPポジションにおいて、低い電圧でアクチュエータを回転させて規制手段における基準位置を設定することができる。このとき、高い電圧でアクチュエータが回転されるわけではないので、規制手段を含む構成機器について過大な荷重に耐え得るような強度設計が不要になる。
【0025】
第7の発明に係る自動変速機のシフトレンジ切替装置においては、第3の発明の構成に加えて、規制手段により規制される方向にアクチュエータが駆動されるときには、車両のシステム起動前に所定のシフトポジションに応じたアクチュエータの基準位置を設定するときである。低電圧電力供給手段は、車両が走行可能な状態となる前にアクチュエータに電力を供給することが可能な第1のバッテリであるものである。
【0026】
第7の発明によると、たとえば、車両のシステム起動前である車両の停止中にはシフトポジションはPポジションにある。このときに、システム起動前(車両が走行可能な状態となる前)でも電力の供給が可能な第1のバッテリからアクチュエータに低い電圧で電力を供給してアクチュエータを回転させて、規制手段における基準位置を設定することができる。
【0027】
第8の発明に係る自動変速機のシフトレンジ切替装置においては、第7の発明の構成に加えて、このシフトレンジ切替装置が搭載される車両は、走行用モータを備える。高電圧電力供給手段は、走行用モータに電力を供給する第2のバッテリであるものである。
【0028】
第8の発明によると、たとえば、車両のシステム起動後(イグニッションスイッチがオンされた後)である車両の走行中にはシフトポジションはPポジションと非Pポジションとの間の移動を含む。複数のシフトポジションの間を移動する。このときに、車両の走行用モータに電力を供給する第2のバッテリからアクチュエータに電力が供給される。第2のバッテリは、車両の走行用モータを回転させるために高電圧の電池である。したがって、高電圧の電力を供給してアクチュエータを回転させて、シフトレンジを変更することができる。
【0029】
第9の発明に係る自動変速機のシフトレンジ切替装置においては、第7の発明の構成に加えて、このシフトレンジ切替装置が搭載される車両は、エンジン駆動発電機を備える。高電圧電力供給手段は、エンジン駆動発電機であるものである。
【0030】
第9の発明によると、たとえば、車両のシステム起動後(イグニッションスイッチがオンされた後)である車両の走行中にはシフトポジションはPポジションと非Pポジションとの間の移動を含み、複数のシフトポジションの間を移動する。このときに、車両のエンジン駆動発電機(オルタネータ)からアクチュエータに電力が供給される。エンジン駆動発電機は、第1のバッテリを充電するために用いられる発電機であって第1の電池よりも高電圧である。したがって、高電圧の電力を供給してアクチュエータを回転させて、シフトレンジを変更することができる。
【0031】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【0032】
図1は、実施の形態に係るシフト制御システム10の構成を示す。本実施の形態のシフト制御システム10は、車両のシフトレンジを切り替えるために用いられる。シフト制御システム10は、Pスイッチ20、シフトスイッチ26、車両電源スイッチ28、車両制御装置(以下、「V−ECU」と表記する)30、パーキング制御装置(以下、「P−ECU」と表記する)40、アクチュエータ42、エンコーダ46、シフト制御機構48、表示部50、メータ52および駆動機構60を含む。シフト制御システム10は、電気制御によりシフトレンジを切り替えるシフトバイワイヤシステムとして機能する。具体的にはシフト制御機構48がアクチュエータ42により駆動されてシフレンジの切替を行なう。
【0033】
車両電源スイッチ28は、車両電源のオン・オフを切り替えるためのスイッチである。車両電源スイッチ28がドライバなどのユーザから受付けた指示はV−ECU30に伝達される。たとえば、車両電源スイッチ28がオンされることにより、補機バッテリ16から電力が供給されて、シフト制御システム10が起動される。
【0034】
Pスイッチ20は、シフトレンジをパーキングレンジ(以下、「Pレンジ」と呼ぶ)とパーキング以外のレンジ(以下、「非Pレンジ」と呼ぶ)との間で切り替えるためのスイッチであり、スイッチの状態をドライバに示すためのインジケータ22、およびドライバからの指示を受付ける入力部24を含む。ドライバは、入力部24を通じて、シフトレンジをPレンジに入れる指示を入力する。入力部24はモーメンタリスイッチであってもよい。入力部24が受付けたドライバからの指示は、V−ECU30、およびV−ECU30を通じP−ECU40に伝達される。
【0035】
P−ECU40は、シフトレンジをPレンジと非Pレンジとの間で切り替えるために、シフト制御機構48を駆動するアクチュエータ42の動作を制御し、現在のシフトレンジの位置をインジケータ22に提示する。シフトレンジが非Pレンジであるときにドライバは入力部24を押下すると、P−ECU40はシフトレンジをPレンジに切り替えて、インジケータ22に現在のシフトレンジがPレンジである旨を提示する。
【0036】
アクチュエータ42は、スイッチドリラクタンスモータ(以下、「SRモータ」と表記する)により構成され、P−ECU40からの指示を受けてシフト制御機構48を駆動する。エンコーダ46は、アクチュエータ42と一体的に回転し、SRモータの回転状況を検知する。本実施の形態のエンコーダ46は、A相、B相およびZ相の信号を出力するロータリエンコーダである。P−ECU40は、エンコーダ46から出力される信号を取得してSRモータの回転状況を把握し、SRモータを駆動するための通電の制御を行なう。
【0037】
シフトスイッチ26は、シフトレンジをドライブレンジ(D)、リバースレンジ(R)、ニュートラルレンジ(N)、ブレーキレンジ(B)などのレンジに切り替えたり、またPレンジに入れられているときには、Pレンジを解除したりするためのスイッチである。シフトスイッチ26が受付けたドライバからの指示はV−ECU30に伝達される。V−ECU30は、ドライバからの指示に基づき、駆動機構60におけるシフトレンジを切り替える制御を行なうとともに、現在のシフトレンジの状態をメータ52に提示する。駆動機構60は、無段変速機構から構成されているが、有段変速機構から構成されてもよい。
【0038】
V−ECU30は、シフト制御システム10の動作を統括的に管理する。表示部50は、V−ECU30またはP−ECU40が発したドライバに対する指示や警告などを表示する。メータ52は、車両の機器の状態やシフトレンジの状態などを提示する。
【0039】
アクチュエータ42は、シフトアクチュエータECU12に接続され、アクチュエータ42の作動状態がシフトアクチュエータECU12に伝達される。シフトアクチュエータECU12は切替器14に接続され、切替器14には補機バッテリ16とオルタネータ18とが接続されている。切替器14はシフトアクチュエータECU12からの指示信号に基づいて、アクチュエータ42に補機バッテリ16から電力を供給するか、オルタネータ18にて発電された電力を供給するかのいずれか一方を選択する。補機バッテリ16はたとえば、鉛蓄電池である。オルタネータ18は、エンジンのクランク軸に設けられたクランク軸プーリに接続されたプーリおよびベルトを介してエンジンにより回転され交流電力を発電しレクチファイヤ呼ばれる整流機構により直流に変換される。このオルタネータ18により14V程度の電圧値を有する直流電力が発生される。
【0040】
すなわち、シフトアクチュエータECU12は、後述するプログラムを実行することにより、切替器14に対して切替信号を出力し、アクチュエータ42に補機バッテリ16から電圧値12Vの電力またはオルタネータ18から電圧値14Vの電力のいずれかの電力を供給するように制御する。
【0041】
図2は、シフト制御機構48の構成を示す。以下、シフトレンジ、Pレンジ、非Pレンジを意味し、非Pレンジにおける、R、N、D、Bの各レンジを含まない。シフト制御機構48は、アクチュエータ42により回転されるシャフト102、シャフト102の回転に伴って回転するディテントプレート100、ディテントプレート100の回転に伴って動作するロッド104、図示しない変速機の出力軸に固定されたパーキングギア108、パーキングギア108をロックするためのパーキングロックポール106、ディテントプレート100の回転を制限してシフトレンジを固定するディテントスプリング110およびころ112を含む。ディテントプレート100は、アクチュエータ42により駆動されてシフトレンジを切り替えるシフト手段として機能する。シャフト102、ディテントプレート100、ロッド104、ディテントスプリング110およびころ112は、シフト切替機構の役割を果たす。またエンコーダ46は、アクチュエータ42の回転量に応じた計数値を取得する計数手段として機能する。
【0042】
図2はシフトレンジが非Pレンジであるときの状態を示している。この状態では、パーキングロックポール106がパーキングギア108をロックしていないので、車両の駆動軸の回転は妨げられない。この状態からアクチュエータ42によりシャフト102を時計回り方向に回転させると、ディテントプレート100を介してロッド104が図2に示す矢印Aの方向に押され、ロッド104の先端に設けられたテーパ部によりパーキングロックポール106が図2に示す矢印Bの方向に押し上げられる。ディテントプレート100の回転に伴ってディテントプレート100の頂部に設けられた2つの谷のうちの一方、すなわち非Pレンジ位置120にあったディテントスプリング110のころ112は、山122を乗り越えて他方の山、すなわちPレンジ位置124へ移る。ころ112は、その軸方向に回転可能にディテントスプリング110に設けられている。ころ112がPレンジ位置124に来るまでディテントプレート100が回転したとき、パーキングロックポール106は、パーキングギア108と嵌合する位置まで押し上げられる。これにより、車両の駆動軸が機械的に固定され、シフトレンジがPレンジに切り替わる。
【0043】
実施の形態に係るシフト制御システム10では、シフトレンジ切替時にディテントプレート100、ディテントスプリング110およびシャフト102などのシフト切替機構に係る負荷を低減するために、P−ECU40が、ディテントスプリング110のころ112が山122を乗り越えて落ちるときの衝撃を少なくするように、アクチュエータ42の回転量を制御する。
【0044】
図3は、ディテントプレート100の構成を示す。それぞれの谷において、山122から離れた側に位置する面を壁と呼ぶ。すなわち壁は、P−ECU40により以下により制御を行なわない状態でディテントスプリング110のころ112が山122をのり越えて谷に落ちるときに、ころ112とぶつかる位置に存在する。Pレンジ位置124における壁を「P壁」と呼び、非Pレンジ位置120における壁を「非P壁」と呼ぶ。ころ112がPレンジ位置124から非Pレンジ位置120に移動する場合、P−ECU40は、非P壁210がころ112に衝突しないようにアクチュエータ42を制御する。具体的には、P−ECU40は、非P壁210がころ112に衝突する手前の位置でアクチュエータ42の回転を停止する。この位置を「非P目標回転位置」と呼ぶ。またころ112が非Pレンジ位置120からPレンジ位置124に移動する場合、P−ECU40は、P壁200がころ112に衝突しないようにアクチュエータ42を制御する。具体的には、P−ECU40は、P壁200がころ112に衝突する手前の位置でアクチュエータ42の回転を停止する。この位置を「P目標回転位置」と呼ぶ。P−ECU40によるアクチュエータ42の制御により、シフトレンジ切替時においてディテントプレート100、ディテントスプリング110およびシャフト102などのシフト切替機構に係る負荷を大幅に低減することができる。負荷を低減することによりシフト切替機構の軽量化、低コスト化を図ることもできる。なお、本実施の形態においては、後述する制御が行なわれることにより、さらなるシフト切替機構の軽量化および低コスト化を図ることができる。
【0045】
図4は、アクチュエータ42の制御方法を説明するための図である。アクチュエータ42は、ディテントプレート100を回転する。アクチュエータ42の回転は、P壁200および非P壁210により規制される。図4はアクチュエータ42の回転制御を行なう上でのP壁200の位置および非P壁210の位置を概念的に示す。P壁位置から非P壁位置までをアクチュエータ42の稼働回転量と呼ぶ。稼働回転量は、エンコーダ46の計数値から求められる実際の稼働回転量(以下、「実稼働回転量」と呼ぶ)と、設計により定められた稼働回転量(以下、「設計稼働回転量」と呼ぶ)を含む。
【0046】
現在のシフトレンジは、P壁位置または非P壁位置から所定回転量の範囲内にある場合に決定される。シフトレンジの判定基準として、Pロック判定位置およびP解除判定位置を設定し、P壁位置からPロック判定位置の範囲、および非P壁位置からP解除判定位置までの範囲を、シフトレンジ判定範囲とする。具体的には、エンコーダ46で検出されたアクチュエータ42の回転量がP壁位置からPロック判定位置の範囲にあるときには、シフトレンジがPレンジであることを判定し、一方でアクチュエータ42の回転量は非P壁位置からP解除判定位置の範囲にあるときには、シフトレンジが非Pレンジであることを判定する。なお、アクチュエータ42の回転量がPロック判定位置からP解除判定位置の間にあるときには、シフトレンジが不定またはシフトが切替中であることを判定する。以上の判定は、P−ECU40により実行される。
【0047】
P目標回転位置は、P壁位置とPロック判定位置との間に設定される。P目標回転位置は、非PレンジからPレンジへの切替時に、P壁200がディテントスプリング110のころ112に衝突しない位置であり、P壁位置から所定のマージンをもって定められる。マージンは、経時変化などによりガタを考慮して余裕を持って設定される。これによりある程度の使用回数であれば経時変化を吸収することができ、シフトレンジ切替時におけるP壁200ところ112との衝突を回避できる。
【0048】
同様に、非P目標回転位置は、非P壁位置とP解除判定位置との間に設定される。非P目標回転位置は、Pレンジから非Pレンジへの切替時に、非P壁210がディテントスプリング110のころ112に衝突しない位置であり、非P壁位置から所定のマージンを持って定められる。マージンは経時変化などによるガタを考慮して余裕を持って設定され、ある程度の使用回数であれば経時変化を吸収することができ、シフトレンジ切替時における非P壁210ところ112との衝突を回避することができる。なお、非P壁位置からのマージンとP壁位置からのマージンとは同一である必要はなく、ディテントプレート100の形状に依存して異なってもよい。
【0049】
以上、P壁位置および非P壁位置が検出されていることを前提にアクチュエータ42の制御方法を示した。P壁位置または非P壁位置は、Pレンジ位置124または非Pレンジ位置120におけるシフトレンジ判定範囲および目標回転位置を定めるための基準位置となる。以下では、相対的な位置情報を検出するエンコーダ46を用いて、アクチュエータ42の位置制御を行なう方法、具体的には基準位置となる壁位置を検出する方法を示す。
【0050】
P−ECU40またはV−ECU30は、前回の車両電源スイッチ28のオフ時におけるシフトレンジを記憶しておく。車両電源スイッチ28がオンされるとき、P−ECU40は記憶していたシフトレンジを現在のシフトレンジに設定する。壁位置検出制御は、現在のシフトレンジにおける壁位置を検出する。なお前回のシフトレンジを記憶していない場合には、V−ECU30は車速に基づいて現在のシフトレンジを定める。具体的に、たとえば車速が3km/h以下の低速にある場合には、V−ECU30は現在のシフトレンジをPレンジと定め、また3km/hよりも速い中高速にある場合には、現在のシフトレンジを非Pレンジと定める。なお、前回のシフトレンジを記憶していない状態で車速が中高速にある場合とは、たとえば車両の走行中に電源が瞬断されて、現在のシフトレンジのデータを消失したような状況に相当する。ほとんどの場合は、車両電源スイッチ28のオン時、車速が低速であることが判定され、現在のシフトレンジがPレンジと定められることになる。
【0051】
図5(a)は、P壁位置を検出する制御方法を説明するための図である。P−ECU40は、アクチュエータ42を回転させる回転制御信号、およびアクチュエータ42のP壁位置、すなわち基準位置を設定する位置設定手段として機能する。P壁位置検出制御では、まず、アクチュエータ42によりディテントプレート100を時計回り方向、すなわちP壁200がディテントスプリング110のころ112に向かう方向に回転させ、ころ112とP壁200とを接触させる。P壁200は、Pレンジ位置において、アクチュエータ42の時計回り方向の回転を規制する規制手段として機能する。なおP壁200は、ディテントスプリング110およびころ112と協同して規制手段を構成するようにしてもよい。図5(a)において、矢印F1は、アクチュエータ42による回転力、矢印F2は、ディテントスプリング110によるばね力、矢印F3は、ロッド104による押し戻し力を示す。点線で示すディテントプレート100′は、P壁200ところ112とが接触した位置を示す。したがって、ディテントプレート100′の位置を検出することがP壁200の位置を検出することに相当する。
【0052】
ディテントプレート100は、P壁200ところ112との接触後も、点線で示す位置から、アクチュエータ42の回転力F1により時計回り方向に、ディテントスプリング110のばね力に抗して回転される。これによりディテントスプリング110に撓みが生じて、ばね力F2が増加し、またロッド104による押し戻し力F3も増加する。回転力F1が、ばね力F2および押し戻し力F3と釣り合ったところでディテントプレート100の回転が停止する。
【0053】
ディテントプレート100の回転停止は、エンコーダ46により取得される計数値の状態に基づいて判定される。P−ECU40は、エンコーダ46の計数値の最小値または最大値が所定時間変化しない場合に、ディテントプレート100およびアクチュエータ42の回転停止を判定する。計数値の最小値または最大値のいずれかを監視するかは、エンコーダ46に応じて設定されればよく、いずれにしても最小値または最大値が所定時間変化しないことは、ディテントプレート100が動かなくなった状態を示す。
【0054】
P−ECU40は、回転停止時のディテントプレート100の位置を暫定的なP壁位置(以下、「暫定P壁位置」と呼ぶ)として検出し、またディテントスプリング110の撓み量または撓み角を算出する。撓み量または撓み角の算出は、P−ECU40に予め保持されている、アクチュエータ42への印加電圧に対応する撓み量または撓み角の関係を示すマップを用いて行なわれる。P−ECU40は、マップから暫定P壁位置検出時のアクチュエータ42への印加電圧に対応する撓み量ないし撓み角を算出する。なお、アクチュエータ42の印加電圧の代わりに、バッテリ電圧を用いたマップであってもよい。バッテリ電圧はP−ECU40により監視されており、容易に検出することができる。なお、この場合は、バッテリからアクチュエータ42までのワイヤハーネスなどによる電圧降下分を考慮してマップが作成されることになる。P−ECU40は、このマップを用いて、算出した撓み量または撓み角から、暫定P壁位置をマップ補正し、マップ補正した位置をP壁位置として確定する。P壁位置を確定することによりPロック判定位置およびP目標回転位置を設定することができる。なお、印加電圧に対する撓み量または撓み角に関係するマップの代わりに、アクチュエータ42の出力トルクに対応する撓み量または撓み角の関係を示すマップであってもよいし、マップを用いて算出する代わりに、撓み量または撓み角を検出するセンサを設け、それにより検出するようにしてもよい。
【0055】
図5(b)は、非P壁位置を検出する制御方法を説明するための図である。P−ECU40は、アクチュエータ42を回転させる回転制御手段およびアクチュエータ42の非P壁位置、すなわち基準位置を設定する位置設定手段として機能する。非P壁位置検出制御では、まず、アクチュエータ42によりディテントプレート100を反時計回り方向、すなわち非P壁210がディテントスプリング110のころに向かう方向に回転させ、ころ112と非P壁210を接触させる。非P壁210は、非Pレンジ位置において、アクチュエータ42の反時計回り方向の回転を規制する規制手段として機能する。なお非P壁210は、ディテントスプリング110およびころ112と協同して規制手段を構成するようにしてもよい。図5(b)において、矢印F1はアクチュエータ42による回転力、矢印F2は、ディテントスプリング110によるばね力、矢印F3は、ロッド104による引張り力を示す。点線で示すディテントプレート100’’は、非P壁210ところ112とが接触した位置を示す。したがって、ディテントプレート100’’の位置を検出することが、非P壁210の位置を検出することに相当する。
【0056】
ディテントプレート100は、非P壁210ところ112との接触後も点線で示す位置からアクチュエータ42の回転力F1により、ディテントスプリング110の引張り力に抗して反時計回り方向に回転される。これによりディテントスプリング110に延びが生じて、ばね力F2が増加し、またロッド104により引張り力F3も増加する。回転力F1が、ばね力F2および引張り力F3と釣り合ったところでディテントプレート100の回転が停止する。
【0057】
ディテントプレート100の回転停止はエンコーダ46により取得される計数値に基づいて判定される。具体的にはエンコーダ46の計数値の最大値または最小値が所定時間変化しない場合に、ディテントプレート100およびアクチュエータ42の回転停止が判定される。
【0058】
P−ECU40は、回転停止時のディテントプレート100の位置を暫定的な非P壁位置(以下、「暫定非P壁位置」と呼ぶ)として検出し、また、ディテントスプリング110の延び量を算出する。延び量の算出は、P−ECU40に予め保持されている、アクチュエータ42への印加電圧に対応する延び量の関係を示すマップを用いて行なわれる。P−ECU40は、マップから暫定非P壁位置検出時のアクチュエータ42への印加電圧に対応する延び量を算出する。P−ECU40はこのマップを用いて、算出した延び量から、暫定非P壁位置をマップ補正し、マップ補正した位置を非P壁位置として確定する。非P壁位置を確定することにより、P解除判定位置および非P目標回転位置を設定することができる。なお、印加電圧に対する延び量の関係を示すマップの代わりに、アクチュエータ42の出力トルクに対応する延び量の関係を示すマップであってもよいし、マップを用いて算出する代わりに、延び量を検出するセンサを設け、それにより検出するようにしてもよい。
【0059】
以上のように、壁位置検出制御では、現在のシフトレンジにおける壁位置を検出する。既に、P壁位置から非P壁位置までの間の実稼働回転量が検出されている場合には、この実稼働回転量を用いて、他方のシフトレンジにおける壁位置を算出することもできる。実稼働回転量は、一方のシフトレンジにおける壁位置検出制御を行なって壁位置を検出した後、他方のシフトレンジにおける壁位置検出制御を行なって他方の壁位置を検出することで、2つの壁位置の間の範囲を測定することができる。P−ECU40は、測定した実稼働回転量を記憶する。一旦、実稼働回転量を取得すれば、P−ECU40は、一方のシフトレンジにおける壁位置を算出すると、その壁位置から実稼働回転量だけ回転した位置を他方のシフトレンジにおける壁位置と設定することができ、2つのシフトレンジにおけるシフトレンジ範囲および目標回転位置を設定することができる。
【0060】
以上のことから、Pレンジおよび非Pレンジの双方の壁位置の検出は、P−ECU40が実稼働回転量を記憶していない場合に行なえばよい。たとえば車両の工場出荷時やP−ECU40におけるデータが消失したような場合に、両壁位置の検出が行なわれる。また、実稼働回転量を記憶している場合であっても、所定の切替回数やトリップ数毎に両壁位置の検出制御を行なってもよい。たとえば、シフトレンジの切替が数万回行なわれた場合には、摩耗によるガタ量が増加する。実稼働回転量にも誤差が生じてくる。そのため実稼働回転量を改めて測定することにより経時変化に対応した壁位置検出を行なうことができる。さらに、イグニッションスイッチがオンする度に行なうようにしてもよい。
【0061】
図6を参照して、シフトアクチュエータECUで実行される壁位置検出制御における電源制御について説明する。
【0062】
ステップ(以下、ステップをSと略す。)100にて、シフトアクチュエータECU12は、イグニッションスイッチがオンしたか否かを判断する。たとえばこれはスタータ信号がオンしたり、車両電源スイッチ28がオンしたりしたことを検知したか否かにより行なわれる。イグニッションスイッチがオン状態であると(S100にてYES)、処理はS200へ移される。もしそうでないと(S100にてNO)、処理はS100へ戻される。
【0063】
S200にて、シフトアクチュエータECU12は、補機バッテリ16からアクチュエータ42へ電源供給を開始する。このとき、シフトアクチュエータECU12は切替器14に対して補機バッテリ16からアクチュエータ42へ電力を供給するように切替信号を送信する。
【0064】
S300にて、シフトアクチュエータECU12は、シフトアクチュエータ初期位置学習制御を実行する。この初期位置学習制御が、前述した、基準位置学習制御であって壁位置検出制御である。S400にて、シフトアクチュエータECU12は、初期位置学習の制御が終了したか否かを判断する。初期位置学習の制御が終了すると(S400にてYES)、処理はS500へ移される。もしそうでないと(S400にてNO)、処理はS300へ戻され、シフトアクチュエータの初期位置学習制御が継続して行なわれる。
【0065】
S500にて、シフトアクチュエータECU12は、エンジンの始動を行なう。具体的には、エンジンECUにエンジン始動指令が出力される。S600にて、シフトアクチュエータECU12は、オルタネータ18からアクチュエータ42に電力供給を開始する。このとき、シフトアクチュエータECU12は、切替器14に対してオルタネータ18からアクチュエータ42に電力が供給されるように切替信号を出力する。
【0066】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係るシフト制御システムにおける初期位置学習制御の動作について説明する。
【0067】
車両がPポジションで停止中にイグニッションスイッチを運転者がオンにすると(S100にてYES)、補機バッテリ16から切替器14を介してアクチュエータ42に電力の供給が開始される(S200)。シフトアクチュエータの初期位置学習制御が実行され(S300)、初期位置学習制御が終了するまで(S400にてYES)、この初期位置学習制御が繰返し行なわれる。
【0068】
すなわち、たとえば、前述したように、P−ECU40が、エンコーダ46の計数値の最大値または最小値が所定時間(たとえば60ms以上)変化しない場合に、ディテントプレート100およびアクチュエータ40の回転停止を判定する。この判断をもってシフトアクチュエータECU12は、初期位置学習制御の終了と判断する。エンジンが始動され(S500)、オルタネータ18により高い電圧値(14V)の電力がアクチュエータ42に供給される。
【0069】
すなわち、イグニッションスイッチがオンされたときに初期位置の学習制御が実行される際には、補機バッテリ16の低い電圧値(12V)の電力が切替器14を介してアクチュエータ42に供給されて初期位置学習制御が実行される。その後、初期位置学習制御の実行が終了すると、エンジンが始動され(S500)、アクチュエータ42にはオルタネータ18により発電された高い電力値(14V)の電力が供給される。
【0070】
この結果、初期位置学習制御が実行される場合には補機バッテリ16から低い電圧値(12V)の電力が、初期位置学習制御が終了した後はエンジンが始動されエンジンにより駆動されるオルタネータ18からの高い電圧値(14V)の電力が供給される。
【0071】
そのため、図7に示すように、シフトアクチュエータ作動端検出の学習制御実施時にディテント関係部品にトルク反力の負荷が発生するが、この場合には、補機バッテリ16から低い電圧値(12V)の電力がアクチュエータ42に供給されるためこれらのトルク反力の負荷を低減させることができる。このため図7に示すようなディテント関係部品に高い電圧(14V以上)で初期位置学習制御がされたときのトルク反力の負荷に対抗するだけの強度を有するような設計をする必要がなくなる。
【0072】
また、このような初期位置学習制御が終了した後は、オルタネータ18により発電された高い電力値(14V)の電力がアクチュエータに供給されるため、高い電圧でアクチュエータが駆動され大きなトルクを発生させることができる。そのため、Pレンジと非Pレンジとの間におけるシフトポジションの切替をたとえ車両が坂路に停止中であって、さらに乗員数が多く車重が重たい場合であっても良好なシフトポジションの切替を実現することができる。
【0073】
その結果、ニュートラルスイッチが不要になるシフト制御システムを実現できるとともに、初期学習時におけるアクチュエータに供給される電圧値を低くしたため、過度なトルクを発生させることがなく、ディテント関係部品に大きな強度を持たせる必要はなくなる。初期学習以降は、オルタネータから高い電圧の電力をアクチュエータに供給するため、シフトポジションの切替を容易に行なうことができる。
【0074】
なお、本実施の形態においては、高い電圧をオルタネータにより供給するものとしたが、たとえばハイブリッド車や電気自動車などにおいて車両駆動用モータに電力を供給する高電圧のバッテリを搭載している場合には、この高電圧のバッテリからDC/DCコンバータを介して14V程度の電圧をアクチュエータに供給するようにしてもよい。
【0075】
また、上述した実施の形態においては電圧を変更するようにしてアクチュエータに発生するトルクを変更するようにしたが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、電流値を変更するようにして、アクチュエータにより発生するトルクを変更するようにしてもよい。
【0076】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施の形態に係るシフト制御システムの構成を示す図である。
【図2】 シフト制御機構の構成を示す図である。
【図3】 ディテントプレートの構成を示す図である。
【図4】 アクチュエータの制御方法を説明するための図である。
【図5】 P壁位置を検出する制御方法を説明するための図および非P壁位置を検出する制御方法を説明するための図である。
【図6】 シフトアクチュエータECUで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートを示す図である。
【図7】 本発明の実施の形態に係るシフト制御システムの動作の一部を説明するための図である。
【符号の説明】
10 シフト制御システム、20 Pスイッチ、22 インジケータ、24 入力部、26 シフトスイッチ、28 車両電源スイッチ、30 V−ECU、40 P−ECU、42 アクチュエータ、46 エンコーダ、48 シフト制御機構、50 表示部、52 メータ、60 駆動機構、100 ディテントプレート、102 シャフト、104 ロッド、106 パーキングロックポール、108 パーキングギア、110 ディテントスプリング、112 ころ、120 非Pレンジ位置、122 山、124 Pレンジ位置、200 P壁、210 非P壁、12 シフトアクチュエータECU、14 切替器、16 補機バッテリ、18 オルタネータ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a shift range switching device for an automatic transmission that switches a shift range of an automatic transmission via an actuator such as a motor, and more particularly to a shift actuator for an automatic transmission that can accurately grasp the reference position of the shift range. Related to control.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in a shift range switching device that switches the shift range of an automatic transmission by electric control in accordance with the operation of a shift lever by a driver, one having an electric motor (for example, a DC motor) as a power source for shift range switching is known. ing.
[0003]
According to such a shift range switching device, the shift lever and the shift range switching mechanism are mechanically connected like a general switching device that directly switches the shift range of the automatic transmission by the operating force of the shift lever by the driver. Since there is no need to connect, there is no restriction on the layout when these parts are mounted on a vehicle, and the degree of freedom in design can be increased. Further, there is an advantage that the assembly work to the vehicle can be easily performed.
[0004]
In such a shift range switching device, the shift range of the automatic transmission is changed to parking (P), reverse (R), neutral (N), drive (D), second (2), and low (L). A shift range switching mechanism for sequentially switching to the range is provided. This shift range switching mechanism is integrated with a spool valve and a manual valve, and an actuator and a neutral start switch for switching and controlling the engagement and release of the friction engagement device in the automatic transmission according to the switching state of each travel range. And a rotatable manual shaft.
[0005]
Here, the neutral start switch is for detecting the shift range of the automatic transmission. In the shift range switching mechanism, when the manual shaft is rotated by the actuator, the spool valve slides inside the manual valve, and the hydraulic circuit is switched to switch the shift range of the automatic transmission.
[0006]
In such a shift range switching device, in general, the assembly position accuracy when assembling the manual valve to the automatic transmission is not so high, so the neutral start switch needs to adjust the assembly angle for each individual after being assembled to the automatic transmission. was there.
[0007]
Further, as with the neutral start switch, the actuator needs to switch the shift range accurately as instructed by the driver, so that the assembly angle is adjusted for each individual after assembly to the automatic transmission. However, since actuators vary greatly from one individual to another, excessive man-hours are required to adjust the assembly angle. In addition, when the actuator fails, the assembly of the actuator is replaced. At that time, it is necessary to adjust the assembly angle of the actuator, and there is a problem that maintenance is difficult.
[0008]
Japanese Patent Laying-Open No. 2002-310294 (Patent Document 1) discloses a shift range switching device for an automatic transmission that allows easy assembly of an actuator and switches the shift range accurately. This shift range switching device includes a shift range switching mechanism for switching the shift range of an automatic transmission to various travel ranges including parking, an actuator that is a power source of the shift range switching mechanism, and a switch that is input by an external operation. A control circuit that controls the shift range of the automatic transmission to a shift range corresponding to the switching command by driving the actuator according to the command, and a detection that detects the shift range position of the automatic transmission and sends a detection signal to the control circuit A shift range switching device for an automatic transmission including a circuit. The control circuit sets a reference value for the shift range position of the automatic transmission from the detection signal of the detection circuit, and controls the actuator based on the reference value.
[0009]
According to the shift range switching device for an automatic transmission disclosed in Patent Document 1, the shift range of the automatic transmission is controlled to a shift range corresponding to the switching command by driving an actuator in accordance with a switching command input by an external operation. To do. Then, a reference value for the shift range position of the automatic transmission is set from the detection signal of the detection circuit for detecting the shift range position of the automatic transmission, and the actuator is controlled based on this reference value. Therefore, regardless of the assembly position accuracy of the shift range switching mechanism and the variation of each actuator, the step of adjusting the assembly angle when the actuator is assembled to the automatic transmission becomes unnecessary, and the actuator can be assembled to the automatic transmission. It becomes easy. Therefore, the assembly and maintenance of the actuator can be facilitated, and the shift range switching mechanism can be driven to accurately switch the shift range of the automatic transmission.
[0010]
[Patent Document 1]
JP 2002-310294 A
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the shift range switching device for an automatic transmission disclosed in Patent Document 1 described above, a detection circuit that detects the shift range position of the automatic transmission even if the effect of facilitating the assembly and maintenance of the actuator is exhibited. It is necessary to calculate the count value indicating the center of each range by referring to the count value of the counter from the output signal of the (neutral start switch). By setting the count value indicating each range as the reference value and controlling the actuator based on this reference value, the assembly angle when assembling the actuator to the automatic transmission can be adjusted regardless of the variation of each actuator. A neutral start switch is indispensable because it eliminates the need to perform the process and facilitates the assembly of the actuator to the automatic transmission. For this reason, there exists a problem of a weight increase and cost increase by a neutral start switch.
[0012]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a shift range switching device for an automatic transmission that does not require a neutral start switch.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
A shift range switching device for an automatic transmission according to a first aspect of the present invention includes a shift unit that is driven by an actuator to switch a shift position, and a regulation unit that regulates rotation of the actuator in a predetermined direction at the predetermined shift position. Rotation control means for rotating the actuator, power supply means for supplying power to the actuator, and control means for controlling the power supply means so as to change the power value supplied to the actuator by the power supply means; including.
[0014]
According to the first invention, the rotation of the actuator supplied with electric power by the electric power supply means is controlled by the rotation control means, and the shift position is switched. At a predetermined shift position (for example, P position), the reference position of the actuator can be determined by restricting rotation of the actuator in a predetermined direction by the restricting means. This eliminates the need for a neutral start switch. In particular, in the first invention, the control means controls the power supply means to change the value of the power supplied to the actuator, for example, depending on whether the reference position is determined or not. More specifically, when the actuator is driven in a direction regulated by the regulating means (when the reference position is determined), electric power is supplied at a low voltage, and the actuator is driven in a direction not regulated by the regulating means. Power (when switching the shift position), power is supplied at a high voltage. In this case, when the actuator is driven in the direction regulated by the regulating means (when the reference position is determined), the actuator is rotated at a low voltage, so that an excessive load is not applied to the component device including the regulating means. . This eliminates the need for a strength design that can withstand such an excessive load. On the other hand, in the case of the engagement operation of the parking mechanism (shift range switching from the non-P position to the P position) or the non-engagement operation of the parking mechanism (shift range switching from the P position to the non-P position), a high voltage Thus, the shift range can be well switched when the vehicle weight is applied to the parking mechanism on the slope. As a result, it is possible to provide a shift range switching device for an automatic transmission that does not require a neutral start switch.
[0015]
In the shift range switching device for an automatic transmission according to the second invention, in addition to the configuration of the first invention, the power supply means includes a low voltage power supply means, a high voltage power supply means, and a low voltage power supply. Switching means for switching by the control means so as to supply electric power to the actuator from either one of the means and the high voltage power supply means.
[0016]
According to the second invention, the rotational torque generated by the motor as the actuator can be changed by changing the voltage value or current value supplied to the actuator (changing the power value).
[0017]
In the shift range switching device for an automatic transmission according to the third aspect of the invention, in addition to the configuration of the first or second aspect of the invention, the switching means has low voltage power when the actuator is driven in the direction regulated by the regulation means. Power is supplied so that the actuator is driven by the supply means, and when the actuator is driven in a direction not regulated by the regulation means, the power is supplied so that the actuator is driven by the high voltage power supply means. Including means.
[0018]
According to the third invention, when the actuator is driven in the direction regulated by the regulating means (when the reference position is determined), electric power is supplied at a low voltage, and the actuator is driven in the direction not regulated by the regulating means. Power (when switching the shift position), power is supplied at a high voltage. In this way, when the reference position is determined, the actuator is rotated at a low voltage, so that an excessive load is not applied to the constituent devices including the regulating means. On the other hand, when the shift range is switched between the non-P position and the P position, the actuator is rotated at a high voltage, so that the shift range can be switched well when the vehicle weight is applied to the parking mechanism on the slope. Can be executed.
[0019]
In the shift range switching device for an automatic transmission according to the fourth invention, in addition to the configuration of the third invention, when the actuator is driven in a direction not regulated by the regulating means, it is when the shift position is switched. It is.
[0020]
According to the fourth invention, when the shift position is switched, electric power is supplied to the actuator at a high voltage and a large torque is generated. Therefore, even if the vehicle weight is applied to the parking mechanism on the slope, it is good. Shift range switching can be executed.
[0021]
In the shift range switching device for an automatic transmission according to the fifth invention, in addition to the configuration of the fourth invention, when switching the shift position, the parking mechanism is operated by the power of the actuator, and the shift position is set to the P position. This is when switching between non-P positions.
[0022]
According to the fifth aspect of the invention, in the case of switching from the non-P position to the P position (with P) or switching from the P position to the non-P position (without P), the actuator is rotated at a high voltage. When the vehicle weight is applied to the parking mechanism, shift range switching can be performed satisfactorily.
[0023]
In the shift range switching device for an automatic transmission according to the sixth invention, in addition to the configuration of the third invention, when the actuator is driven in the direction regulated by the regulating means, the actuator corresponding to the predetermined shift position This is when the reference position is set.
[0024]
According to the sixth aspect, for example, at the P position which is a predetermined position, the actuator can be rotated with a low voltage to set the reference position in the restricting means. At this time, since the actuator is not rotated at a high voltage, a strength design that can withstand an excessive load is not necessary for the constituent devices including the regulating means.
[0025]
In the shift range switching device for an automatic transmission according to the seventh invention, in addition to the configuration of the third invention, when the actuator is driven in the direction regulated by the regulating means, the predetermined range is set before starting the vehicle system. This is when the reference position of the actuator is set according to the shift position. The low voltage power supply means is a first battery that can supply power to the actuator before the vehicle is ready to travel.
[0026]
According to the seventh aspect of the invention, for example, the shift position is in the P position while the vehicle is stopped before the vehicle system is started. At this time, power is supplied to the actuator at a low voltage from the first battery that can supply power even before the system is started (before the vehicle is ready to run), and the actuator is rotated, so that the reference in the regulation means The position can be set.
[0027]
In the shift range switching device for an automatic transmission according to the eighth invention, in addition to the configuration of the seventh invention, a vehicle on which the shift range switching device is mounted includes a traveling motor. The high voltage power supply means is a second battery that supplies power to the traveling motor.
[0028]
According to the eighth invention, for example, the shift position includes movement between the P position and the non-P position while the vehicle is running after the system is started (after the ignition switch is turned on). Move between multiple shift positions. At this time, electric power is supplied to the actuator from a second battery that supplies electric power to the vehicle motor. The second battery is a high-voltage battery for rotating a vehicle driving motor. Therefore, the shift range can be changed by supplying high-voltage power and rotating the actuator.
[0029]
In the shift range switching device for an automatic transmission according to the ninth invention, in addition to the configuration of the seventh invention, a vehicle equipped with this shift range switching device includes an engine-driven generator. The high voltage power supply means is an engine driven generator.
[0030]
According to the ninth aspect of the invention, for example, when the vehicle is running after the vehicle system is started (after the ignition switch is turned on), the shift position includes movement between the P position and the non-P position, Move between shift positions. At this time, electric power is supplied from the engine drive generator (alternator) of the vehicle to the actuator. The engine-driven generator is a generator used to charge the first battery and has a higher voltage than the first battery. Therefore, the shift range can be changed by supplying high-voltage power and rotating the actuator.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
[0032]
FIG. 1 shows a configuration of a
[0033]
The
[0034]
The
[0035]
The P-
[0036]
The
[0037]
The
[0038]
The V-
[0039]
The
[0040]
That is, the
[0041]
FIG. 2 shows the configuration of the
[0042]
FIG. 2 shows a state when the shift range is the non-P range. In this state, since the parking lock pole 106 does not lock the
[0043]
In the
[0044]
FIG. 3 shows the configuration of the
[0045]
FIG. 4 is a diagram for explaining a control method of the
[0046]
The current shift range is determined when it is within a predetermined rotation amount range from the P wall position or the non-P wall position. As a shift range determination criterion, a P lock determination position and a P release determination position are set, and a range from the P wall position to the P lock determination position and a range from a non-P wall position to the P release determination position are defined as a shift range determination range. And Specifically, when the rotation amount of the
[0047]
The P target rotation position is set between the P wall position and the P lock determination position. The P target rotation position is a position where the
[0048]
Similarly, the non-P target rotation position is set between the non-P wall position and the P release determination position. The non-P target rotation position is a position where the
[0049]
As described above, the control method of the
[0050]
The P-
[0051]
FIG. 5A is a diagram for explaining a control method for detecting the P wall position. The P-
[0052]
The
[0053]
The rotation stop of the
[0054]
The P-
[0055]
FIG. 5B is a diagram for explaining a control method for detecting a non-P wall position. The P-
[0056]
The
[0057]
The rotation stop of the
[0058]
The P-
[0059]
As described above, in the wall position detection control, the wall position in the current shift range is detected. When the actual operation rotation amount between the P wall position and the non-P wall position has already been detected, the wall position in the other shift range can be calculated using this actual operation rotation amount. The actual rotation amount is obtained by performing wall position detection control in one shift range to detect the wall position, and then performing wall position detection control in the other shift range to detect the other wall position. The range between the positions can be measured. The P-
[0060]
From the above, the wall positions of both the P range and the non-P range may be detected when the P-
[0061]
With reference to FIG. 6, the power supply control in the wall position detection control executed by the shift actuator ECU will be described.
[0062]
In step (hereinafter step is abbreviated as S) 100,
[0063]
In S200,
[0064]
In S300,
[0065]
In S500,
[0066]
An operation of initial position learning control in the shift control system according to the present embodiment based on the structure and the flowchart as described above will be described.
[0067]
When the driver turns on the ignition switch while the vehicle is stopped at the P position (YES in S100), supply of electric power from
[0068]
That is, for example, as described above, the P-
[0069]
That is, when the learning control of the initial position is executed when the ignition switch is turned on, the power of the
[0070]
As a result, when the initial position learning control is executed, the power of the low voltage value (12V) is supplied from the
[0071]
Therefore, as shown in FIG. 7, a load of torque reaction force is generated in the detent-related parts when learning control for detecting the shift actuator operating end is performed. In this case, a low voltage value (12V) is generated from the
[0072]
In addition, after such initial position learning control is completed, since the high power value (14V) generated by the
[0073]
As a result, a shift control system that eliminates the need for a neutral switch can be realized, and the voltage supplied to the actuator during initial learning is reduced, so that excessive torque is not generated and detent-related components have high strength. There is no need to make it. After the initial learning, since the high voltage power is supplied from the alternator to the actuator, the shift position can be easily switched.
[0074]
In the present embodiment, a high voltage is supplied by an alternator. However, for example, when a high-voltage battery that supplies power to a vehicle drive motor is installed in a hybrid vehicle or an electric vehicle. Alternatively, a voltage of about 14 V may be supplied from the high voltage battery to the actuator via a DC / DC converter.
[0075]
In the above-described embodiment, the torque generated in the actuator is changed by changing the voltage. However, the present invention is not limited to this. That is, the torque generated by the actuator may be changed by changing the current value.
[0076]
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a shift control system according to an embodiment.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a shift control mechanism.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a detent plate.
FIG. 4 is a diagram for explaining a method of controlling an actuator.
FIG. 5 is a diagram for explaining a control method for detecting a P wall position and a diagram for explaining a control method for detecting a non-P wall position;
FIG. 6 is a flowchart showing a control structure of a program executed by shift actuator ECU.
FIG. 7 is a diagram for explaining a part of the operation of the shift control system according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10 shift control system, 20 P switch, 22 indicator, 24 input unit, 26 shift switch, 28 vehicle power switch, 30 V-ECU, 40 P-ECU, 42 actuator, 46 encoder, 48 shift control mechanism, 50 display unit, 52 meter, 60 drive mechanism, 100 detent plate, 102 shaft, 104 rod, 106 parking lock pole, 108 parking gear, 110 detent spring, 112 rollers, 120 non-P range position, 122 mountain, 124 P range position, 200
Claims (5)
所定のシフトポジションにおいて、前記アクチュエータの所定方向の回転を規制するための規制手段と、
前記アクチュエータを回転させる回転制御手段と、
前記アクチュエータに電力を供給する電力供給手段と、
前記電力供給手段により前記アクチュエータに供給される電力値を変更するように、前記電力供給手段を制御するための制御手段とを含み、
前記電力供給手段は、低電圧電力供給手段と、高電圧電力供給手段と、前記低電圧電力供給手段および前記高電圧電力供給手段のいずれか一方から前記アクチュエータに電力を供給するように、前記制御手段により切替えられるための切替手段とを含み、
前記切替手段は、
前記規制手段により規制される方向にアクチュエータが駆動されるときには前記低電圧電力供給手段により前記アクチュエータが駆動されるように電力を供給し、
前記規制手段により規制されない方向にアクチュエータが駆動されるときには前記高電圧電力供給手段により前記アクチュエータが駆動されるように電力を供給するように、切替えるための手段を含み、
前記規制手段により規制されない方向にアクチュエータが駆動されるときは、シフトポジションを切り替えるときであり、前記規制手段により規制される方向にアクチュエータが駆動されるときは、所定のシフトポジションに応じたアクチュエータの基準位置を設定するときである、自動変速機のシフトレンジ切替装置。Shift means driven by an actuator for switching the shift position;
Restriction means for restricting rotation of the actuator in a predetermined direction at a predetermined shift position;
Rotation control means for rotating the actuator;
Power supply means for supplying power to the actuator;
To change the power value supplied to the actuator by the power supply unit, seen including a control means for controlling said power supply means,
The power supply means is configured to supply power to the actuator from any one of a low voltage power supply means, a high voltage power supply means, and the low voltage power supply means and the high voltage power supply means. Switching means for switching by means,
The switching means is
When the actuator is driven in the direction regulated by the regulating means, power is supplied so that the actuator is driven by the low voltage power supply means,
Including means for switching to supply power so that the actuator is driven by the high voltage power supply means when the actuator is driven in a direction not regulated by the regulation means;
When the actuator is driven in a direction not regulated by the regulating means, it is when the shift position is switched. When the actuator is driven in a direction regulated by the regulating means, the actuator corresponding to the predetermined shift position is changed. A shift range switching device for an automatic transmission when setting a reference position .
前記低電圧電力供給手段は、前記車両が走行可能な状態となる前に前記アクチュエータに電力を供給することが可能な第1のバッテリである、請求項1に記載の自動変速機のシフトレンジ切替装置。When the actuator is driven in the direction regulated by the regulating means, it is a time to set the reference position of the actuator according to a predetermined shift position before starting the vehicle system,
2. The shift range switching of the automatic transmission according to claim 1 , wherein the low voltage power supply means is a first battery capable of supplying power to the actuator before the vehicle is ready to run. apparatus.
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