JP4788514B2 - 自動変速機のシフト切換装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動変速機のシフトポジション（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換える自動変速機のシフト切換装置に関し、特にシフト切換装置のアクチュエータが動作不能に陥った場合であっても、車両を安全な停止状態に保持できる自動変速機のシフト切換装置に関する。

車両に搭載される自動変速機の中には、トルクコンバータなどの流体継手と歯車式変速機構とから構成される有段式の自動変速機や、油圧によって有効径を変化させる２つのプーリとそれらプーリに巻き掛けらた金属ベルトとから構成される無段式の自動変速機がある。

有段式の自動変速機は、エンジンと、トルクコンバータ等の流体継手を介して接続される。有段式の自動変速機は、複数の動力伝達経路を有してなる変速機構（歯車式変速機構）から構成され、たとえば、アクセル開度および車速に基づいて自動的に動力伝達経路の切換えを行なう、すなわち自動的に変速比（走行速度段）の切換えを行なうように構成される。有段式の自動変速機においては、摩擦要素である、クラッチ要素やブレーキ要素やワンウェイクラッチ要素が、所定の状態に係合および解放されることにより、ギヤ段が決定される。

無段式の自動変速機も、エンジンとトルクコンバータ等の流体継手を介して接続される。たとえばベルト式無段変速機は、金属ベルトと一対のプーリとを用いて、油圧によってプーリの有効径を変化させることで連続的に無段の変速を実現する。詳しくは、無端金属ベルトが、入力軸に取付けられた入力側プーリおよび出力軸に取付けられた出力側プーリに巻き掛けられて使用される。入力側プーリおよび出力側プーリは、溝幅を無段階に変えられる１対のシーブをそれぞれ備え、溝幅を変えることで、無端金属ベルトの入力側プーリおよび出力側プーリに対する巻付け半径が変わり、これにより入力軸と出力軸との間の回転数比、すなわち変速比を連続的に無段階に変化させることができる。

このようないずれのタイプの自動変速機においても、一般的に、自動変速機を有した車両には運転者（以下、運転者をドライバと記載する場合がある）により操作されるスライド式のシフトレバーが設けられ、シフトレバーのスライド操作に基づいて変速ポジション（たとえば、後進走行ポジション、ニュートラルポジション、前進走行ポジション）が設定されている。

最近では、こうしたスライド式のシフトレバーによるシフト操作装置のみならず、いわゆるシフト・バイ・ワイア方式のシフト操作装置も知られている。こうした方式のシフト操作装置では、運転者のシフト操作をセンサやスイッチ（センサ類）によって検出し、その検出信号に応じて複数のポジションの中の１つのポジションを選択する構成となっている。さらに、このようなシフト・バイ・ワイア方式の場合には、シフトレバーはスライド式に限定されるものではなく、いわゆるジョイスティック方式の操作子やプッシュボタン方式の操作子の採用も提案されている。このジョイスティック方式の操作子では、運転者が前後左右にレバーを傾動させることでシフト操作が行なわれるようになっている。

シフト・バイ・ワイア方式のシフト操作装置に関して、特開２００５−６９２９５号公報（特許文献１）は、アクチュエータとしてフェールセーフ用に２個のアクチュエータを備え、いずれのアクチュエータにてもレンジ切換えが可能なシフト・バイ・ワイア式自動変速機のポジション切換装置を開示する。この切換装置は、車両走行中に、シフト・バイ・ワイア式自動変速機のアクチュエータが失陥し、メインモータが誤作動してポジション位置がパーキングポジション方向へ切換わる場合において、メインモータからサブモータへの切換え制御が間に合わないために、パーキングポジション位置に切換わることを防止する。この切換装置は、電気的な目標ポジション信号に応動するアクチュエータにより、目標ポジションへの切換えを実行するシフト・バイ・ワイア式自動変速機のポジション切換装置であって、アクチュエータとして、低トルク用に有利な低トルク型アクチュエータと、高トルク用に有利な高トルク型アクチュエータとを備え、パーキングポジション以外のポジションからパーキングポジションへの、もしくはパーキングポジションからパーキングポジション以外のポジションへの、パーキングポジションに係わるポジション切換えを実行する場合には、高トルク型アクチュエータを作動させてポジション切換えを行ない、パーキングポジション以外のポジション間での、パーキングポジションに無関係なポジション切換えを実行する場合には低トルク型アクチュエータを作動させてポジション切換を行なうように構成したことを特徴とする。

この切換装置によると、低トルク型アクチュエータが失陥した後、高トルク型アクチュエータへの切換えが完了する前に、低トルク型アクチュエータが失陥によりパーキングポジション方向へ作動し続けた場合であっても、低トルク型アクチュエータがその低トルク故に、パーキングポジション位置の手前でパークロック装置の動作に伴う負荷抵抗などを受けて速度低下され、低トルク型アクチュエータから高トルク型アクチュエータに切換わる前にパーキングポジションに切換わってしまうのを防止でき、パーキングギアから不快な騒音が発生したり、パークロック機構が破損する懸念を払拭することができる。
特開２００５−６９２９５号公報

しかしながら、上述した特許文献１に開示されたシフト・バイ・ワイア式自動変速機のポジション切換装置では、２つアクチュエータをシフトポジションの切換えの種類に応じて使い分けてている。このため、アクチュエータが２つ（しかも種類が異なる）になるためのコストアップおよびそれらのアクチュエータの制御が複雑になるためのコストアップを招く。さらに、このように特性の異なる２つのアクチュエータを使い分け、パーキングポジションに係わるポジション切換えを実行する場合には高トルク型アクチュエータを作動させてポジション切換えを行なう。この高トルク型アクチュエータが故障すると、シフトポジションをパーキングポジションに切換えることができない可能性がある。

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、シフト切換装置のアクチュエータが作動不能な状態に陥っても、車両を安全な停止状態に保持できる、自動変速機のシフト切換装置を提供することである。

第１の発明に係る自動変速機のシフト切換装置は、運転者による操作に従った電気信号に基づいて、アクチュエータにより機械要素を動かして複数のシフトポジションの中から操作に対応する１つのシフトポジションに切換えるためのシフト切換手段と、運転者がシフトポジションをパーキングポジションに切換えるように操作した場合には、機械要素を介してパーキングギアをロックするための手段と、アクチュエータの作動状態に関わらず、パーキングギアをロックするロック機構とを含む。

第１の発明によると、シフト切換手段は、上述したシフト・バイ・ワイア方式のように、機械要素を組合わせてシフトポジションを切換えるのではなく、電気信号でアクチュエータを制御して自動変速機の機械要素であるマニュアルシャフトを回転させて、複数のシフトポジションの中から運転者の操作に対応する１つのシフトポジションに切換える。このアクチュエータの作動状態に関わらず（たとえば、アクチュエータが作動不可能な場合が想定されるが作動可能な場合であってもよい）、パーキングギアをロックすることができるロック機構を有する。たとえば、車両が停止している時であって、アクチュエータによりシフトポジションの切換えができない場合に、ロック機構により強制的にパーキングギアをロックして、パーキング状態を維持することができる。その結果、シフト切換装置のアクチュエータが作動不能な状態に陥っても、車両を安全な停止状態に保持できる、自動変速機のシフト切換装置を提供することができる。

第２の発明に係る自動変速機のシフト切換装置においては、第１の発明の構成に加えて、ロック機構は、運転者の操作により作動されて、作動時にパーキングギアをロックするパーキングロックポールをパーキング側に移動させる機構を含む。

第２の発明によると、運転者がロック機構を作動させると、パーキングロックポールをパーキング側に移動させてパーキングギヤをロックする。このため、アクチュエータによりシフトポジションの切換えができない場合に、ロック機構により強制的にパーキングギアをロックして、パーキング状態を維持することができる。

第３の発明に係る自動変速機のシフト切換装置においては、第１の発明の構成に加えて、ロック機構は、運転者の操作により作動される、パーキングギアの歯部の間の谷部に向けて進退可能な部材を含む。

第３の発明によると、運転者がロック機構を作動させると、パーキングギアの歯部の間の谷部（凹部）に部材を進行させてパーキングギヤをロックする。このため、アクチュエータによりシフトポジションの切換えができない場合に、ロック機構により強制的にパーキングギアをロックして、パーキング状態を維持することができる。

第４の発明に係る自動変速機のシフト切換装置においては、第３の発明の構成に加えて、部材が作動して谷部に向けて進行すると、部材が歯部に噛合うものである。

第４の発明によると、運転者がロック機構を作動させると、パーキングギアの歯部の間の谷部（凹部）に部材を進行させて部材が歯部に噛合わせてパーキングギヤをロックする。このため、アクチュエータによりシフトポジションの切換えができない場合に、ロック機構により強制的にパーキングギアをロックして、パーキング状態を維持することができる。

第５の発明に係る自動変速機のシフト切換装置においては、第３または４の発明の構成に加えて、ロック機構は、谷部に向けて部材を進行させる弾性部材と、運転者の操作により作動される、部材の進行を阻止するストッパーとをさらに含む。

第５の発明によると、運転者がロック機構を作動させるとストッパーが解除されて、パーキングギアの歯部の間の谷部（凹部）に、弾性力により部材が進行して、部材がパーキングギヤをロックする。このため、アクチュエータによりシフトポジションの切換えができない場合に、ロック機構により強制的にパーキングギアをロックして、パーキング状態を維持することができる。

第６の発明に係る自動変速機のシフト切換装置においては、第１〜５のいずれかの発明の構成に加えて、ロック機構は、アクチュエータの電力供給線とは別系統の電力供給線を介して供給された電力により発生する力および電力を必要としない機械的な力の少なくとも一方の力により作動されるものである。

第６の発明によると、アクチュエータの電力供給線とは別系統の電力供給線により供給された電力により発生する力により、パーキングギアをロックして、車両を安全な停止状態に保持できるパーキング状態を維持することができる。また、電力を必要としない機械的な力（たとえば、運転者による特定のノブの引き上げ）により、パーキングギアをロックして、車両を安全な停止状態に保持できるパーキング状態を維持することができる。

第７の発明に係る自動変速機のシフト切換装置は、第１〜６のいずれかの発明の構成に加えて、車両が走行可能な状態の場合には、ロック機構の作動を禁止するための禁止手段をさらに含む。

第７の発明によると、車両の走行中等に運転者がロック機構を誤操作しても、ロック機構の作動が禁止されているので、車両走行中（前進走行ポジションや後進走行ポジション）にはロック機構が動作しないで、アクチュエータによるシフト切換えを優先することができる。

第８の発明に係る自動変速機のシフト切換装置においては、第７の発明の構成に加えて、禁止手段は、車両に搭載され、車両の走行源により作動される発電機構の状態に基づいて、ロック機構の作動を禁止するための手段を含む。

第８の発明によると、車両の走行源（通常はエンジン）により回転される発電機構（オルタネータやモータジェネレータ）の状態（作動状態であるか否か）に基づいて、発電機構が作動状態であるとロック機構の作動を禁止する。これにより、運転者がロック機構を誤操作しても、車両走行が可能な走行源の作動中（であって、さらに前進走行ポジションや後進走行ポジションのときでああってもよい）にはロック機構が動作しないで、アクチュエータによるシフト切換えを優先させることができる。

第９の発明に係る自動変速機のシフト切換装置においては、第８の発明の構成に加えて、禁止手段は、車両に搭載され、発電機構から供給される電力に基づいて、ロック機構の作動を禁止するための手段を含む。

第９の発明によると、発電機構により発電された電力を用いて（たとえば、コイルに発電機構から電力を供給して電磁力を発生させて）ロック機構の作動を禁止することができる。

第１０の発明に係る自動変速機のシフト切換装置においては、第７〜９のいずれかの発明の構成に加えて、禁止手段は、弾性力によりパーキングギアの歯部の間の谷部に向けて進行させる部材の進行を阻止するストッパーを用いて、部材の進行を阻止するための手段を含む。

第１０の発明によると、発電機構により発電された電力や発電中であることを示す信号（たとえば、発電機構から電力の供給を受けるとセットされるフラグ）を用いて、ロック機構の作動を禁止することができる。

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。

＜第１の実施の形態＞
図１に、本実施の形態に係る自動変速機のシフト切換装置を備えたシフト制御システム１０の構成を示す。本実施の形態においては、異常発生時には、運転者の操作により、シフトポジションを、非ＰポジションからＰポジションに移動させる。

このシフト制御システム１０は、車両のシフトポジションを切換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、「ＥＦＩ−ＥＣＵ」と表記する）３０、パーキング制御装置（以下、「ＳＢＷ（Shift By Wire）−ＥＣＵ」と表記する）４０、アクチュエータ（モータ）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ポジションを切換えるシフト・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トポジションの切換えを行なう。

車両電源スイッチ２８は、車両電源のオン・オフを切換えるためのスイッチである。車両電源スイッチ２８は、特に限定されるものではないが、たとえば、イグニッションスイッチである。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ＥＦＩ−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、図示しない補機バッテリ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。

Ｐスイッチ２０は、シフトポジションをパーキングポジション（以下、「Ｐポジション」と呼ぶ）とパーキング以外のポジション（以下、「非Ｐポジション」と呼ぶ）との間で切換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、シフトポジションをＰポジション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、ＥＦＩ−ＥＣＵ３０、およびＥＦＩ−ＥＣＵ３０を通じＳＢＷ−ＥＣＵ４０に伝達される。なお、このようなＰスイッチ２０以外により、非ＰポジションからＰポジションにシフトポジションを切換えるものであってもよい。

ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、シフトポジションをＰポジションと非Ｐポジションとの間で切換えるために、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、現在のシフトポジションの状態をインジケータ２２に提示する。シフトポジションが非Ｐポジションであるときにドライバは入力部２４を押下すると、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０はシフトポジションをＰポジションに切換えて、インジケータ２２に現在のシフトポジションがＰポジションである旨を提示する。

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、ＳＢＷ−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ーエンコーダである。ＳＢＷ−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。

シフトスイッチ２６は、シフトポジションをドライブポジション（Ｄ）、リバースポジション（Ｒ）、ニュートラルポジション（Ｎ）、ブレーキポジション（Ｂ）などのポジションに切換えたり、またＰポジションに入れられているときには、Ｐポジション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ＥＦＩ−ＥＣＵ３０に伝達される。ＥＦＩ−ＥＣＵ３０は、ドライバからの指示に基づき、駆動機構６０におけるシフトポジションを切換える制御を行なうとともに、現在のシフトポジションの状態をメータ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。

ＥＦＩ−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、ＥＦＩ−ＥＣＵ３０またはＳＢＷ−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ポジションの状態などを提示する。

図２に、シフト制御機構４８の構成を示す。シフトポジションは、Ｐポジション、非Ｐポジション（Ｒ、Ｎ、Ｄの各ポジションを含み、さらにＤポジションに加えて１速固定のＤ１ポジションや１、２速固定（２速固定）のＤ２ポジションを含んでも良い）である。シフト制御機構４８は、アクチュエータ４２により回転されるマニュアルシャフト１０２、マニュアルシャフト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ポジション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ポジションを切換えるシフト手段として機能する。マニュアルシャフト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、シフト切換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。

なお、図２の斜視図においては、ディテントプレート１００の谷（Ｐポジション位置）しか示していないが、実際には図２の拡大平面図に示すように、ディテントプレート１００には、Ｄ、Ｎ、Ｒ、Ｐの４つのポジションに対応する４つの谷が存在する。なお、以下においては、Ｄ、Ｎ、Ｒの各ポジションを（まとめて）非Ｐポジションとして、Ｐポジションと非Ｐポジションとの切換えについて説明する。しかしながら、本発明は、Ｐポジションと非Ｐポジションとの間における切換えに限定されるものではない。

図２は、シフトポジションが非Ｐポジション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によりマニュアルシャフト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４つの谷のうちの一方、すなわち非Ｐポジション位置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谷、すなわちＰポジション位置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ポジション位置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、シフトポジションがＰポジションに切換わる。

シフト制御システム１０においては、シフトポジション切換時にディテントプレート１００、ディテントスプリング１１０およびマニュアルシャフト１０２などのシフト切換機構に係る負荷を低減するために、ＳＢＷ−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。

このようなシフト制御システム１０において、車両が停止している状態において、車両の電源系統に異常が発生して、シフトポジションの変更ができなくなった場合を想定して、以下のような運転者により操作される機構を有する異常時車両固定用アクチュエータ１０００を備える。

図３に示すように、この異常時車両固定用アクチュエータ１０００は、非Ｐ状態においてパーキングギア１０８と離隔するようにロッド１０１０が対向している。また、図４に示すように、図３の状態で異常時車両固定用アクチュエータ１０００のロッド１０１０がパーキングギア１０８の方向に進行することにより、パーキングギア１０８が非Ｐ状態からＰ状態に移動され（回転され）、ロッド１０１０がパーキングギア１０８の歯の谷部（凹部）に当接する。これにより、パーキングギア１０８がＰ状態に維持される。

図５に図３に対応する異常時車両固定用アクチュエータ１０００の内部構造を、図６に図４に対応する異常時車両固定用アクチュエータ１０００の内部構造をそれぞれ示す。

図５および図６に示すように、異常時車両固定用アクチュエータ１０００の内部にはロッド１０１０を支持するためのスライドユニット１０２０、１０３０と、ロッド１０１０の上部に設けられた第１ギヤ１０４０と、第１ギヤ１０４０に歯車１０５０を介して接続された第２ギヤ１０６０と、第２ギヤ１０６０を図５の右方向に移動させるためのワイヤハーネス１０７０と、必要に応じてワイヤハーネス１０７０の方向を転換する方向転換部１０８０と、ワイヤハーネス１０７０を運転者が引張るための操作レバー１１００と、その操作レバー１１００を支持するレバー把持部１０９０とを含む。

操作レバー１１００およびレバー把持部１０９０は、運転者の手が届く範囲に設けられ、図６に示すように操作レバー１１００を介してワイヤハーネス１０７０を引上げることにより、第２ギヤ１０６０が図の右方向に移動されて歯車１０５０が時計方向に回転して、第１ギヤ１０４０が図面の左方向に移動することにより第１ギヤ１０４０に固着されたロッド１０１０が図６に示す矢印の方向に進行する。このとき、ロッド１０１０はスライドユニット１０２０、１０３０により支持されている。

以上のような構造を有する異常時車両固定用アクチュエータ１０００を備えたシフト制御システムの動作について説明する。

車両が停止中において、運転者が操作レバー１１００を図５に示す矢印のように上方に引上げることにより、ワイヤハーネス１０７０が右方向に移動し第２ギヤ１０６０を介して歯車１０５０が時計方向に回転し、第１ギヤ１０４０に左方向に移動し第１ギヤ１０４０に固着されたロッド１０１０がスライドユニット１０２０、１０３０に沿ってパーキングギア１０８の方向に進行する。

これにより、図３の状態から図４の状態になる。図４の状態においては、パーキングギア１０８がロッド１０１０により固定されており、パーキングギア１０８が回転することを阻止している。この状態は、マニュアルシャフト１０２、ロッド１０４およびパーキングポール１０６を介してパーキングギア１０８を固定するものではなく、シフト・バイ・ワイヤシステムとは別個に設けられた異常時車両固定用アクチュエータ１０００により、パーキングギア１０８をロック状態とするものである。

以上のようにして、本実施の形態に係る異常時車両固定用アクチュエータ１０００を備えたシフト制御システムによると、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０やアクチュエータ４２が故障して非作動の状態となったとしても、操作レバー１１００を引上げることにより、機械的に接続された異常時車両固定用アクチュエータ１０００を動作させて、異常時車両固定用アクチュエータ１０００のロッド１０１０によりパーキングギア１０８をロックすることができる。

＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態に係る異常時車両固定用アクチュエータ２０００を備えたシフト制御システムについて説明する。なお、前述の第１の実施の形態の図１に示す制御ブロックは、本実施の形態においても同じであるため、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。

本実施の形態においては、前述の第１の実施の形態における異常時車両固定用アクチュエータのロッド１０１０がばね等の弾性体によるロッドの押出される状態に構成され、ストッパーがばねの弾性力により押出（パーキングギア１０８への進行）を阻止している。このストッパーが解除されることにより、ばねの弾性力によりロッド１０１０がパーキングギア１０８の方向に進行する。

前述の図３に対応する異常時車両固定用アクチュエータ２０００の構造を図７に、図４に対応する異常時車両固定用アクチュエータ２０００の構図を図８にそれぞれ示す。

図７および図８に示すように、この異常時車両固定用アクチュエータ２０００は、ストッパー２０１０がスライドユニット１０２０、１０３０により支持されている点を除きその構造が異なる。図７および図８に示すように、異常時車両固定用アクチュエータ２０００は、ストッパー２０１０のパーキングギア１０８への進行を阻止するストッパー２０１０と、そのストッパー２０１０を作動させるストッパーアクチュエータ２０２０と、ストッパーアクチュエータ２０２０への指示信号を出力するためのリレー２０５０と、リレー２０５０を作動させる電池２０６２と、リレー２０５０を作動させるためのコイル２０４０と、操作スイッチ２０３０が閉じることにより電池２０６０の電力をコイル２０４０に供給するための回路とを含む。

図７に示すように運転者により操作される操作スイッチ２０３０が開いている状態では、コイル２０４０に電磁力が発生せず、リレー２０５０が閉じることはないので、ストッパーアクチュエータ２０２０に作動指令信号が出力されることはなくストッパー２０１０が下がった状態となる。この状態においては、ストッパー２０１０によりロッド１０１０がばね２０８０によるパーキングギア１０８への進行を阻止している。

図８に示すように、運転者により操作スイッチ２０３０が閉じられると、電池２０６０の電力がコイル２０４０に供給され、コイル２０４０により発生した電磁力によりリレー２０５０が閉じられ、電池２０６２からストッパーアクチュエータ２０２０へ作動信号が出力される。作動信号を受信したストッパーアクチュエータ２０２０は、ストッパー２０１０を電磁力等の力により図８の矢印に示すように上方に引上げる。このようにストッパー２０１０が上方に引上げられると、ばね２０８０の弾性力によりスライドユニット１０２０、１０３０に沿ってロッド１０１０がパーキングギア１０８の方向に進行する。

以上のような構造に基づく本実施の形態に係る異常時車両固定用アクチュエータ２０００を備えたシフト制御システムの動作について説明する。

前述の第１の実施の形態と同じように、車両停止時において、運転者が操作スイッチ２０３０を押すと操作スイッチ２０３０が閉じてコイル２０４０に電池２０６０の電力が流れ電磁力によりリレー２０５０が閉じて電池２０６２からの電力に基づくストッパーアクチュエータ２０２０への作動指令信号が出力される。ストッパーアクチュエータ２０２０は、たとえば電池２０６２の電力を用いて発生された電磁力によりストッパー２０１０を上方に引上げる。

ストッパー２０１０が上方に引上げられると、異常時車両固定用アクチュエータ２０００のロッド１０１０の後端に設けられたばね２０８０の弾性力により、ロッド１０１０がスライドユニット１０２０、１０３０に沿ってパーキングギア１０８の方向に進行する。

以上のようにして、本実施の形態に係る異常時車両固定用アクチュエータ２０００を備えたシフト制御システムによると、前述の第１の実施の形態における機械的な処理に代えて電気的な処理により、ストッパー１０１０をパーキングギア１０８の方向に進行させることができる。

なお、図７および図８に示すように、電池２０６０、電池２０６２は、いずれもＥＣＵやアクチュエータへの供給電源とは異なる電池である。そのため、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０や、アクチュエータ４２などへの電力を供給する電源が故障した場合であっても、これらの電源と図７および図８に示す電池２０６０および電池２０６２とは、別系統の電源であるため、これらの電源が故障してもストッパーアクチュエータ２０２０の作動を正常に行なうことができる。

なお、図７および図８に示すような電気回路を構成せず、図５や図６に示したワイヤハーネスをストッパ２０１０に接続し、ワイヤハーネス１０７０を引上げることによりストッパー２０１０を引上げるようにしてもよい。

＜第３の実施の形態＞
以下、図９を参照して、本発明の第３の実施の形態に係る異常時車両固定用アクチュエータ１００００を備えたシフト制御システムについて説明する。

この異常時車両固定用アクチュエータ１００００は、第１の実施の形態における異常時車両固定用アクチュエータ１０００に対応するものであって、車両が走行可能状態である場合には異常時車両固定用アクチュエータのロッド１０１０のパーキングギア１０８への進行を禁止する。

図９に示すように、本実施の形態に係る異常時車両固定用アクチュエータ１００００は、第１ギヤ１０４０と第２ギヤ１０６０との間に設けられた歯車１０５０の回転を停止させる回転停止アクチュエータ１００３０と、回転停止アクチュエータ１００３０を作動させる作動用信号としての電力が供給される信号線１００２０と、信号線１００２０に接続されたオルタネータ１００１０とを含む。その他の構造は、図５または図６に示した構造と同じであるため、ここでの詳細な説明は繰返さない。

本実施の形態に係る異常時車両固定用アクチュエータ１００００においては、オルタネータ１００１０が発電中であるとエンジンが作動中であると判断されオルタネータからの電力が信号線１００２０を介して回転停止アクチュエータ１００３０に供給される。オルタネータ１００１０が電力を発生していると信号線１００２０に電圧がかかり回転停止アクチュエータ１００３０を作動させて、歯車１０５０を回転させないように動作する。回転停止アクチュエータ１００３０は、たとえばオルタネータ１００１０からの電力により作動する電磁力により歯車１０５０の回転を停止させる。

以上のようにして、本実施の形態に係る異常時車両固定用アクチュエータ１００００を備えたシフト制御システムによると、エンジンが作動している場合（車両走行時および車両走行可能時）において、運転者が操作レバー１１００を誤って引上げても、オルタネータ１００１０から電圧が発生しており信号線１００２０を介して回転停止アクチュエータ１００３０を作動させ、歯車１０５０が回転しないような状態とされている。そのため、エンジンが作動中である場合に運転者が誤って操作レバー１１００を引上げたとしても、回転停止アクチュエータ１００３０により歯車１０５０が回転しないため、ワイヤハーネス１０７０が引上げられても第２ギヤ１０６０および第１ギヤ１０４０が移動することなくロッド１０１０がパーキングギア１０８の方向に進行することはない。

なお、オルタネータ１００１０の代わりにジェネレータであってもよい。
＜第４の実施の形態＞
以下、図１０を参照して、本発明の第４の実施の形態に係る異常時車両固定用アクチュエータ２００００を備えたシフト制御システムについて説明する。

なお、本実施の形態にかかる異常時車両固定用アクチュエータ２００００は、前述の第２の実施の形態における図７および図８に示す異常時車両固定用アクチュエータ２０００に、前述の第３の実施の形態と同様にしてオルタネータからの信号によりストッパーの動作の禁止を行なうものである。

図１０に示すように、本実施の形態に係る異常時車両固定用アクチュエータ２００００は、前述の第２の実施の形態に係る異常時車両固定用アクチュエータ２０００の構成に加えて、ストッパーアクチュエータ２０２０を動作させるか否かを決定する電気回路部２００１０をさらに含む。その他の構成は、前述の第２の実施の形態または第３の実施の形態に示した構成と同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。

図１０を参照して、電気回路部２００１０は、オルタネータ１００１０からの信号線１００２０に接続されたＡ／Ｄ変換器２００２０と、Ａ／Ｄ変換器２００２０に接続された否定器２００３０と、否定器２００３０からの出力信号線およびリレー２０５０からの信号線に接続されストッパーアクチュエータ２０２０のソレノイドの作動指令信号を出力する論理積演算器２００４０とを含む。

オルタネータ１００１０に接続された信号線１００２０に電圧がかかっていると（電圧≠０）、Ａ／Ｄ変換器２００２０では否定器２００３０に出力するデジタル信号を「１」とする。またオルタネータ１００１０からの信号線１００２０が電圧がかかっていない場合には（電圧＝０）、Ａ／Ｄ変換器２００２０は否定器２００３０に出力するデジタル信号を「０」とする。否定器２００３０は、デジタル信号の「０」を「１」と反転し、「１」を「０」と反転する。

その結果、論理積演算器２００４０に入力される否定器２００３０から出力されるデジタル信号は、オルタネータ１００１０が発電中（電圧≠０）のときには「０」が、オルタネータ１００１０が発電中でないときには（電圧＝０）のときには「１」となる。

また、論理積演算器２００４０のもう一方の入力線には、リレー２０５０の開閉状態に対応する操作スイッチ２０３０が開いていると（スイッチがオフ）のときには「０」が、操作スイッチ２０３０が閉じているときには（スイッチがオン）のときには「１」が、それぞれ入力される。

論理積演算器２００４０においては、否定器２００３０からの入力信号およびリレー２０５０からの入力信号に基づいて論理積演算を行ない、オルタネータ１００１０からの信号線１００２０に電圧がかかっている場合（電圧≠０）には、操作スイッチ２０３０の作動状態にかかわらずソレノイド作動指令を出力しない（作動信号＝０）。一方、オルタネータ１００１０からの信号線１００２０に電圧がかかっていないときに（電圧＝０）、リレー２０５０が閉じられている（スイッチオン）場合においてのみ、ソレノイド作動指令に「１」をセットする。

論理積演算器２００４０から、「１」がセットされたソレノイド作動指令信号が出力されると、ストッパーアクチュエータ２０２０が作動して、ストッパー２０１０を上方に引き上げる。

以上のようにして、本実施の形態に係る異常時車両固定用アクチュエータ２００００を備えたシフト制御システムによると、前述の第３の実施の形態と同様、車両の走行可能時（エンジンが作動している状態）において、操作スイッチ２０３０が運転者により誤って操作されても、ストッパー２０１０が上方に引上げられることなく、ロッド１０１０がパーキングギア１０８に進行することはない。

したがって、本実施の形態においても、前述の第３の実施の形態と同様、電気回路を用いて、異常時車両固定用アクチュエータの誤動作を回避することができる。

＜その他の変形例＞
以下、図１１を参照して、本実施の形態のその他の変形例について説明する。

前述の第１の実施の形態〜第４の実施の形態においては、パーキングギア１０８を異常時車両固定用アクチュエータのロッドを進行させることによりパーキングギア１０８をパーキング状態とするとともにパーキング状態を維持する（パーキングギア１０８を回転しない状態）とした。

しかしながら、本発明はこのように限定されるものではない。たとえば、図１１に示すように、パーキングロックポール１０６を矢印Ｃに示すように上方に移動させて、パーキングロックポール１０６をパーキングギア１０８に噛合わさせることにより、パーキング状態とするとともにパーキング状態を維持する（パーキングギア１０８を回転しない状態）としてもよい。

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。

本発明の第１の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１のシフト制御機構の構成を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係るシフト制御システムにおける異常時車両固定用アクチュエータの動作を示す図（動作前）である。 本発明の第１の実施の形態に係るシフト制御システムにおける異常時車両固定用アクチュエータの動作を示す図（動作時）である。 本発明の第１の実施の形態に係るシフト制御システムにおける異常時車両固定用アクチュエータの構造を示す図（動作前）である。 本発明の第１の実施の形態に係るシフト制御システムにおける異常時車両固定用アクチュエータの構造を示す図（動作時）である。 本発明の第２の実施の形態に係るシフト制御システムにおける異常時車両固定用アクチュエータの構造を示す図（動作前）である。 本発明の第２の実施の形態に係るシフト制御システムにおける異常時車両固定用アクチュエータの構造を示す図（動作時）である。 本発明の第３の実施の形態に係るシフト制御システムにおける異常時車両固定用アクチュエータの構造を示す図である。 本発明の第４の実施の形態に係るシフト制御システムにおける異常時車両固定用アクチュエータの構造を示す図である。 本発明のその他の変形例に係るシフト制御システムにおける異常時車両固定用アクチュエータの作用を示す図である。

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 ＥＦＩ−ＥＣＵ、４０ ＳＢＷ−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、７０ シフト系統電源異常検出部、１００ ディテントプレート、１０２ マニュアルシャフト、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ポジション位置、１２２ 山、１２４ Ｐポジション位置、１０００、２０００、１００００、２００００ 異常時車両固定用アクチュエータ。

Claims (8)

1. 車両に搭載された自動変速機のシフト切換装置であって、
   運転者による操作に従った電気信号に基づいて、アクチュエータにより機械要素を動かして複数のシフトポジションの中から前記操作に対応する１つのシフトポジションに切換えるためのシフト切換手段と、
   前記運転者がシフトポジションをパーキングポジションに切換えるように操作した場合には、前記機械要素を介してパーキングギアをロックするための手段と、
   前記アクチュエータの作動状態に関わらず、前記パーキングギアをロックするロック機構とを含み、
   前記ロック機構は、前記運転者の操作により作動される、前記パーキングギアの歯部の間の谷部に向けて進退可能な部材を含み、
   前記部材は、前記パーキングギアをロックするための手段と異なる位置に設けられる、自動変速機のシフト切換装置。
2. 前記部材が作動して前記谷部に向けて進行すると、前記部材が前記歯部に噛合う、請求項１に記載の自動変速機のシフト切換装置。
3. 前記ロック機構は、
   前記谷部に向けて前記部材を進行させる弾性部材と、
   前記運転者の操作により作動される、前記部材の進行を阻止するストッパーとをさらに含む、請求項１または２に記載の自動変速機のシフト切換装置。
4. 前記ロック機構は、前記アクチュエータの電力供給線とは別系統の電力供給線を介して供給された電力により発生する力および電力を必要としない機械的な力の少なくとも一方の力により作動される、請求項１〜３のいずれかに記載の自動変速機のシフト切換装置。
5. 前記自動変速機のシフト切換装置は、前記車両が走行可能な状態の場合には、前記ロック機構の作動を禁止するための禁止手段をさらに含む、請求項１〜４のいずれかに記載の自動変速機のシフト切換装置。
6. 前記禁止手段は、前記車両に搭載され、前記車両の走行源により作動される発電機構の状態に基づいて、前記ロック機構の作動を禁止するための手段を含む、請求項５に記載の自動変速機のシフト切換装置。
7. 前記禁止手段は、前記車両に搭載され、前記発電機構から供給される電力に基づいて、前記ロック機構の作動を禁止するための手段を含む、請求項６に記載の自動変速機のシフト切換装置。
8. 前記禁止手段は、弾性力により前記パーキングギアの前記歯部の間の前記谷部に向けて進行させる前記部材の進行を阻止するストッパーを用いて、前記部材の進行を阻止するための手段を含む、請求項５〜７のいずれかに記載の自動変速機のシフト切換装置。

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