JP4837276B2 - シフト・バイ・ワイヤー型自動変速機のためのアクチュエータ - Google Patents

シフト・バイ・ワイヤー型自動変速機のためのアクチュエータ Download PDF

Info

Publication number
JP4837276B2
JP4837276B2 JP2004338583A JP2004338583A JP4837276B2 JP 4837276 B2 JP4837276 B2 JP 4837276B2 JP 2004338583 A JP2004338583 A JP 2004338583A JP 2004338583 A JP2004338583 A JP 2004338583A JP 4837276 B2 JP4837276 B2 JP 4837276B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
adapter
gear
ring gear
solenoid
electric actuator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2004338583A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2005164037A (ja
Inventor
ヨン・チェン・ワン
Original Assignee
デュラ・グローバル・テクノロジーズ・インコーポレーテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by デュラ・グローバル・テクノロジーズ・インコーポレーテッド filed Critical デュラ・グローバル・テクノロジーズ・インコーポレーテッド
Publication of JP2005164037A publication Critical patent/JP2005164037A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4837276B2 publication Critical patent/JP4837276B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/26Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms
    • F16H61/28Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted
    • F16H61/32Electric motors actuators or related electrical control means therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/26Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms
    • F16H61/28Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted
    • F16H61/32Electric motors actuators or related electrical control means therefor
    • F16H2061/326Actuators for range selection, i.e. actuators for controlling the range selector or the manual range valve in the transmission
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/22Locking of the control input devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gear-Shifting Mechanisms (AREA)
  • Retarders (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Gear Transmission (AREA)
  • Lock And Its Accessories (AREA)

Description

本発明は、概して、自動車のための電子制御による自動変速機に関し、より特定すると、このような自動変速機のための改良された電気アクチュエータに関する。
電子制御される変速機は、一般的に“シフト・バイ・ワイヤー”変速機と称される。いくつかのシフト・バイ・ワイヤー型自動変速機においては、入力軸が、変速機ギヤハウジングから外方へ突出しており且つ変速機内のシフトギヤに対して回転される。変速機の入力軸は、入力軸に結合された電気アクチュエータによって回転される。電気アクチュエータは、手動操作によるギヤシフター又はギヤセレクタからの入力信号に応答して、変速機の入力軸を選択的に回転させる。ギヤセレクタは、代替的には押しボタンのような他の形体とすることができるが、典型的にはレバーである。
シフト・バイ・ワイヤー型の変速機の典型的な電気アクチュエータは、変速機の入力軸が所望の正しいギヤ位置となるまで装置を前後に繰り返し回転させる電動モーターを有している。これは、比較的ゆっくりとした不正確なシフティングを生じ得る。従って、シフト・バイ・ワイヤー型自動変速機のための改良された電気アクチュエータが必要とされている。
本発明は、関連する技術の上記した問題点を解決した自動変速機のための電気アクチュエータを提供することを目的とする。
本発明によれば、自動変速機のための電気アクチュエータは、アダプタと自動変速機との間で回転運動を伝達ために自動変速機に結合するためのアダプタと、該アダプタに作動可能に結合された出力軸を有する電動モーターとを含んでいる。解除機構が、アダプタと電動モーターとに作動可能に結合されており且つ第1の位置と第2の位置との間を選択的に動くことができる。第1の位置においては、アダプタは、該アダプタが所望のギヤ位置の近くの所定の領域まで回転するように、出力軸の回転運動によって回転せしめられる。第2の位置においては、アダプタは、該アダプタが所定領域内にあるときに所望のギヤ位置へと整合するように、自動変速機の内力によって出力軸に対して回転せしめられる。
上記の開示及び以下の種々の好ましい実施形態の更に詳細な説明から、本発明は、電子的に制御される自動変速機のための電気アクチュエータの技術において著しい進歩を提供することが当業者に明らかとなるであろう。この点において特に重要なことは、本発明が、高品質で、信頼性が高く、比較的迅速で、正確で且つ低コストのアセンブリを提供するために付与する可能性があることである。種々の好ましい実施形態の付加的な特徴及び利点は、以下に提供する詳細な説明を参考にすれば、より良く理解できるであろう。
添付図面は必ずしも一定の縮小比ではなく、本発明の基本的原理を示している種々の好ましい特徴の幾分簡素化された表現を提供している。例えば、特別な寸法、配向及び形状を含むここに開示された電気アクチュエータの特別な設計的特徴は、特別に意図された用途及び使用環境によって決定されるであろう。図示された実施形態のある種の特徴は、視覚化及び明確な理解を助けるために、他と比較して拡大され又は歪められている。特に、例えば明確化又は図示のために、薄い形体が厚くされても良い。別の方法で指示されない限り、方向及び位置に関する参照符号は全て、図面に図示されている電気アクチュエータの向きを示している。一般的に、上又は上方は、図1の紙面内での上方向を示しており、下又は下方向は、図1の紙面の下方向を示している。更に、一般的に、前方又は前は、自動車の前方を向く方向を示しており、後方又は後は、自動車両の後方部を向く方向を示している。
ここに開示されている電子制御された変速機のための改良された電気アクチュエータに対して多くの使用方法及び設計変更が可能であることは、当業者すなわち当該技術分野における知識又は経験を有する者にとって明らかとなるであろう。種々の代替的且つ好ましい実施形態の以下の詳細な説明は、自動車のための電子制御された自動変速機に関する本発明の基本的原理を示すであろう。その他の用途に適した他の実施形態は、開示の利点を与えられた当業者にとって明らかとなるであろう。
図面を参照すると、図1は、本発明の好ましい実施形態による電子制御された自動変速機装置10を図示している。図示された本発明の実施形態は特に自動車において使用するようになされているけれども、本発明は、トラック、スポーツ用途車両、バス、レクレーション車両、土工装置等、砂丘走行用小型自動車等のようなオフロード車両、空輸車両及び水上輸送車両を含むあらゆる自動車両と共に使用することができることは注目される。
図示された自動変速機装置10は、自動変速機12、変速機12を作動させる電気アクチュエータ14、変速機12を選択的にシフトさせるためにアクチュエータ14を制御するための電気アクチュエータ14と連通している電子制御ユニット又はモジュール(ECM)16及び手動のバックアップシフター18を含んでいる。変速機12は、複数の歯車と、変速機12の回り止め19(図6)を枢動又は回転させて変速機12の歯車間をシフトさせる入力軸又はレバーとを有している。入力レバーは、典型的には、変速機12のハウジング20から横方向外方へ突出しており、一方、回り止め19は、典型的には、変速機ハウジング20内に配置されている。図示された電気アクチュエータ14は、変速機ハウジング20に固定されており且つ変速機12内の歯車のうちの所望の一つを選択するために所望の方法で回り止め19を回転させるために変速機入力レバーに作動可能に結合されている。
ECM16は、処理手段と記憶手段とを有するコンピュータユニット又はモジュールであるのが好ましい。ECM16は、自動車両のために中央処理ユニットであるのが好ましいけれども、別の方法として、別個の独立のユニットとすることができる。ECM16は、例えば、ワイヤー又はケーブルのような適当な方法で電気アクチュエータ14に電気的に接続されている。ECM16はまた、例えば、ワイヤー又はケーブル24のような適当な方法で、例えば、バッテリ22のような自動車両内の電源に電気的に接続されていても良い。ECMは、付加的に、例えば、各々ワイヤー又はケーブル30、32のような適当な方法で手動のギヤセレクタ又はシフター26及びブレーキ連動スイッチ28に電気的に接続されている。手動のギヤシフター26は、変速機歯車のうちの所望の一つを手動によって入力するために運転者によって使用される。運転者は、例えば、パーク(P)、逆進(R)、ニュートラル(N)、ドライブ(D)、低速3(3)、低速2(2)及び低速1(1)(図6に最も良く示されている)のような自動変速機12の複数の変速機歯車のうちの一つを示している複数の固定位置のうちの一つに手動ギヤシフター26を位置決めする。自動変速機は、本発明の範囲内で異なる数及び/又はタイプの歯車を代替的に有することができることは注目される。手動のギヤシフター26には、手動ギヤシフター26の現在の位置を示すECM16に電気信号を送るための適当なスイッチ及び/又はセンサーが設けられている。手動のギヤシフター26は図示されたタイプとすることができ、又は代替的に押しボタンタイプ又は如何なる他のタイプとすることができることは注目される。ブレーキ連動スイッチ28は、ECM16が変速機歯車がパーキングギヤ又は状態からシフトするのを可能にする前に運転者が自動車両のブレーキペダル34を踏み込んでいることを確認するために、ECM16によって使用される。図示されたECM16はまた、ワイヤー38のような適当な方法でイグニッションスイッチ36に電気的に接続されている。イグニッションスイッチ36は、ECM16に、イグニッション・オン又はイグニッション・オフのような選択された状態である種の変速機歯車の変更を阻止し及び/又は許容できるようにイグニッションスイッチ36が係合されたときを指示する制御信号をECM16に提供する。以下により詳細に説明するように、ECM16は、手動ギヤシフター26、連動スイッチ28及びイグニッションスイッチ36から信号を受け取り且つ電気アクチュエータ14へ信号を送る。
手動のバックアップシフター18は、例えば、ボーデンケーブル又はプッシュプルケーブル等のような適当なケーブル42によって取り付けピン40に作動可能に接続されている。取り付けピン40は、組立を容易にするために、電気アクチュエータ14の外側に配置されているのが好ましい。手動のバックアップシフター18は、電子制御装置の1以上の要素が故障し又は自動車両駆動装置が故障して車両の運転者が変速機歯車を切り換えることができない場合に、運転者が、例えば、ニュートラルのような所望の歯車へと変速機12を手動によってシフトすることを可能にする。
図2乃至5に最も良く示されているように、図示された電気アクチュエータ14は、変速機12のハウジング20に固定されている外側アクチュエータハウジング44を含んでいる。図示されたアクチュエータハウジング44は、複数のねじが切られた締結部材45によって変速機ハウジング20に固定されているが、アクチュエータハウジング44を固定するための他の如何なる手段も代替的に利用することができることは注目される。図示されたアクチュエータハウジング44は、アクチュエータハウジング44と協働して電気アクチュエータ14の種々の構成要素を包囲し且つ含むカバー46を有している。アクチュエータハウジング44は、あらゆる適当な形状を有することができ且つあらゆる適当な材料によって作ることができることは注目される。
電気アクチュエータ14は、高速DC電動モーター48、電動モーター48の速度を減じ且つ出力トルクを増すための歯車の組又は歯車列50、変速機入力レバー及び変速機回り止め19に結合されてそれらの間で回転運動を伝達するための出力リンク機構又はアダプタ52、電気アクチュエータ14の動き又は位置を指示するための位置センサー54及びアダプタ52を選択的に電動モーター48に結合し或いは又は電動モーター48から解除するために第1の位置と第2の位置との間で作動可能である係止又は解除機構56を含んでいる。電動モーター48の出力軸58は、歯車の組に駆動可能に結合されている。図示された出力軸58には、ウォーム歯車62と駆動可能に係合するウォーム60が設けられており、ウォーム歯車62は、回転運動を同心状に取り付けられた太陽歯車64に伝達し、太陽歯車64は、次いで、リングギヤ68内に配置されている複数の遊星歯車66と作動可能に係合する。遊星歯車66は、リングギヤ68が回転しないように係止され又は保持されるときに回転運動を遊星歯車からアダプタ52に伝達するために、アダプタ52に作動可能に結合されている。ECM16からの入力信号は、電動モーター48を付勢して歯車の組50を回転させる。以下により詳細に説明されているように、歯車の組50の回転によって、アダプタ52が駆動されて変速機入力レバーと回り止め19とを選択的に所望の歯車位置へと枢動又は回転させる。
位置スイッチ又はセンサー54は、アクチュエータハウジング44内に配置されており且つアダプタ52の位置、従って、変速機入力レバー及び回り止め19の位置を決定するために、ワイヤー70のような適切な方法でECM16に電気的に接続されて、電気アクチュエータ14の動き又は位置を指示する信号を提供する。図示されているセンサー54は、2つの磁石、2つの鋼板及び回路基板を含んでいる回転センサーである。例えば、接触センサー、非接触センサー、回転センサー、直線センサー等のような如何なる適当タイプのスイッチ又はセンサーも使用することができる。
解除又は係止機構56は、回転しないように歯車の組50のリングギヤ68を選択的に係止し或いは係止を解除するようになされており且つ遊星歯車66とアダプタ52とが電動モーター48によって駆動されるのを許容するか、アダプタ52が電動モーター48に対して非係合状態にされるか解除されるのを許容して、アダプタ52と変速機入力レバー及び回り止め19が以下により詳細に説明される電動モーター48に対して自由に回転するようにする。図示されている解除機構56は、押し込み型の線形電気ソレノイド72及びソレノイド72に対して作動可能に結合され且つソレノイド72によって動かされる係止部材又は爪74を含んでいる。図示された係止爪74には、リングギヤ68の外周から外方へ突出している外側係止歯78と協働する大きさ及び形状とされている歯の列76が設けられている。図示されている係止爪74は、ソレノイド72によって、第1のすなわち係止位置と第2のすなわち非係止位置との間でリングギヤ68に近づくか該リングギヤから離れるように径方向に動かされる。係止位置においては、係止爪74の歯76は、リングギヤ68の係止歯78と係合してリングギヤ68が回転するのを阻止する。非係止位置においては、係止爪74の歯76は、リングギヤ68の係止は78から隔置され且つ脱係合されてリングギヤ68が自由に回転できるようにする。
ソレノイド72は、例えば、ワイヤー又はケーブル42によって適切な方法でECM16に対して電気的に接続されており且つECM16から制御信号を受け取って、その位置うちの所望の一つの位置に係止爪74を位置決めする。図示されているソレノイド72は押し込み型のソレノイドであり、ソレノイド72は、後退した非付勢状態にあるときに係止爪74を非係止位置に位置決めし、伸長された付勢状態にあるときに係止爪74を係止位置に位置決めする。従って、電力が除去されソレノイド72が非付勢状態となるとソレノイド72を後退位置へと弾性的に戻すために、ソレノイド72には、内部ばね部材等が設けられているのが好ましい。付加的に又は代替的に、係止爪74を付勢するために外部ばね部材を利用することができることは注目される。代替的に、解除機構56は本発明の範囲内で多くの他の適切な形体を採ることができることもまた注目される。
作動中に、運転者は、変速機12の歯車を変更することを希望したときに、例えば、P、R、N、D、1、2及び3のような所望の変速機歯車を指示する位置へと手動のギヤシフター26を手動によって動かし又は枢動させる。ECM16は、運転者によって選択された所望の変速機歯車を示す手動のギヤシフター26から信号を受け取る。ECM16は、手動のギヤシフター26の現在の位置によって示される所望の変速機歯車を、電気アクチュエータ14の現在の位置によって示される現在の変速機歯車と比較する。所望の変速機歯車と現在の変速機歯車とが同じでない場合には、ECM16はソレノイド72に電力を供給して、係止爪74を、非係止位置から係止爪74がリングギヤ68の係止歯78と係合する係止位置へと押し込み又は伸長させる。係止爪74が係止位置にある状態で、係止爪74は、リングギヤ68を回転運動しないように係止する。リングギヤ68を回転しないように係止するプロセスは、例えば、約30乃至約50ミリ秒のような所定の時間を要する。この所定の時間又は代替的に他のあらゆる適切な所定の時間の後に、ECM16は、電動モーター48に電力を供給して、アダプタ52と、変速機入力レバーと、該入力レバーに作動可能に結合された回り止め19とを所望の歯車位置へ向けて回転させる。電動モーター48の高速で且つ低トルクの回転出力は、ウォーム歯車60からウォーム歯車62へと及びウォーム歯車62から太陽歯車64へと伝達される。この回転運動は、次いで、遊星歯車66とアダプタ52とに伝達されて、これらに結合された変速機入力レバーを回転させる。この結果、電動モーター48の高速で且つ低トルクの出力は、アダプタ52、変速機入力レバー及び回り止め19の低速で且つ高トルクの入力に変換される。歯76、78の間の不整合のために係止爪74が係止爪78と適正に係合しないでリングギヤ68を係止しない場合には、係止爪78は、リングギヤ68が動き出すや否や、すなわち、リングギヤ68が歯76、78の間の不整合を取り除くのに十分な程度まで回転するや否や、リングギヤ68を係止する。
ECM16が、センサー54からの信号に基づいて、変速機入力レバーと回り止め19とが所望の歯車位置に近づきつつあり且つ該所望の歯車位置の近くに配置された所定の“自己調整”領域84内にあると判断すると、ECM16は、同時に、電動モーター48とソレノイド72とを遮断する。自己調整領域84の大きさは、電気アクチュエータ14が以下においてより詳細に説明するように非係止状態となったときに変速機12が内力によって自己整合する正確な位置からの距離によって決定される。ソレノイドの出力がオフされた状態で、係止爪74は、その係止位置からその非係止位置まで自動的にさっと動いて、リングギヤ68は自由に回転することができるようになる。リングギヤ68が自由に回転できる状態では、遊星歯車66とアダプタ52、従って、変速機入力軸と回り止め19とは、太陽歯車64、ウォーム歯車62、ウォーム60及びモーター出力軸58に対して自由に回転することができる。
図6に最も良く示されているように、変速機回り止めばね81は、ボール又はローラーのような回転する回り止め部材82を回り止め19の回り止め面86と係合させるための弾性力Fを提供する。この力Fは、電気アクチュエータ14が回り止め19を所望の歯車位置すなわち“自己調整”領域84(図6の陰影が付けられた部分)内の極めて近くに配置し、解除機構56が非係止状態とされてリングギヤ68、アダプタ52、変速機入力レバー及び回り止め19が自由に回転できるようにされたときに、回り止め部材82が回り止め面86の凹部内の最も低い位置すなわち正確な所望歯車位置に着座するまで回り止め19の回転を生じさせる。このようにして、電気アクチュエータ14は、変速機12が正確な所望の歯車位置へと自己整合するのを可能にする。この自己整合により、ECM16は、回り止め19が動き過ぎ又は動き不足の場合のように正確な所望の歯車位置にない場合に回り止め19を前後に動かすことによって回り止め19の位置を細かく調整する必要がない。電動モーター48は磁気的に係止され及び/又はウォーム60及びウォーム歯車62は自己係止性を有するような構造とされているので、電源異常又はバッテリ損失の場合には、太陽歯車64は回転しないように係止されるのが好ましい。しかしながら、リングギヤ68は非係止状態とされ且つ自由に回転することができるので、バックアップシフター18を手動によって動かして、取り付けピン40、アダプタ52及び変速機回り止めを所望の歯車位置へと手動によって動かすことができる。
図7は、共通の構造を示すために共通の参照符号が使用されている本発明の代替的な実施形態による電気アクチュエータ90を示している。押し込み型の電気ソレノイド72ではなく引っ張り型の電気ソレノイド92が使用されている以外は、電気アクチュエータ90は、第1の実施形態の電気アクチュエータ14とほぼ同じである。この電気アクチュエータ90は、解除機構56のような種々の構成要素が本発明の範囲内で多くの形体を採ることができることを示している。
図示されている第2の実施形態の解除機構56は、引っ張り型の線形の電気ソレノイド92と、ソレノイド92に作動可能に接続され且つ該ソレノイドによって動かされる係止部材又は爪94とを含んでいる。図示されている係止爪94には、リングギヤ68の外周から外方へと突出している外側係止歯78と協働する大きさ及び形状とされている歯の列76が設けられている。係止爪94は、非係止位置と係止位置との間でリングギヤ68に近づく方向或いはリングギヤ68から離れる方向に枢支軸96を中心に枢動せしめられる。非係止位置においては、歯76は、リングギヤ68が自由に回転できるように、リングギヤ68の係止歯78から隔置され且つ係止歯78に対して非係合状態とされている。係止位置においては、歯76は、リングギヤ68が回転するのを阻止するために、リングギヤ68の係止歯78と係合せしめられている。
ソレノイド92は、例えば、ワイヤー又はケーブルによるような適切な方法でECM16に電気的に接続されており且つECM16から制御信号を受け取って係止爪94をその位置のうちの所望の一つの位置に位置決めする。図示されたソレノイド92は、引っ張り型のソレノイドであり、すなわち、ソレノイド92は、該ソレノイド92が伸長されている非付勢状態にあるときに係止爪94を係止位置に位置決めし、ソレノイド92が後退した付勢状態にあるときに係止爪94を非係止位置に位置決めする。従って、電力が除去され、ソレノイド92が非付勢状態となるとソレノイド72を伸長されている係止位置へと弾性的に戻すために、ソレノイド92には、内部ばね部材等が設けられているのが好ましい。付加的に又は代替的に、係止爪94を付勢するために外部ばね部材を使用することができることは注目される。解除機構56は、代替的に本発明の範囲内の多くの他の適切な形体を採ることができることも注目される。
第2の実施形態による電気アクチュエータ90の動作は、ソレノイドが、電源を切られてリングギヤ68を非係止状態とするのではなく、電源を供給されてリングギヤ68を非係止状態とするという点以外は、第1の実施形態とほぼ同じである。ECM16が、センサー54からの信号に基づいて変速機入力レバーと回り止め19とが所望の歯車位置に近づきつつあり且つ所定の“自己調整”領域84内にあると判定したときに、ECM16は、電動モーター48を同時に切断し且つソレノイド72をオンさせる。電動モーター48への電源をオフした状態では、アダプタ52、従って、変速機入力レバー及び回り止め19に適用される回転トルクは、停止せしめられて回り止め19の動きを止める。ソレノイドがオンされた状態では、係止爪74は、その係止位置からその非係止位置へと動かされて、リングギヤ68は自由に回転することができる。リングギヤ68が自由に回転することができる状態では、遊星歯車66とアダプタ52、従って、変速機入力軸と回り止め19とは、太陽歯車64、ウォーム歯車62、ウォーム60及びモーター出力軸58に対して自由に回転できる。このことにより、変速機12が回り止め部材82を正確な所望の歯車位置へと自己整合させるのを可能にする。ソレノイド92は、例えば、約100ミリ秒のような所定の時間か又は変速機がひとたび自己整合したときに駆動装置が手動ギヤシフター26を再び動かしてリングギヤ68が再び係止されるようになるまで電源を供給されるだけである。ソレノイド92は代替的に他の如何なる適切な時間だけ電源を供給され得ることは注目される。
図8に最も良く示されているように、本発明の第1の実施形態による電気アクチュエータ14は、センサー54が、回り止め19が所望の歯車位置の“自己整合”領域84に入りつつある位置にあり且つソレノイド72への電源がオフされてソレノイド72が働かずリングギヤ68を非係止状態となるようにしていることを検知したとき以外は、リングギヤ68を係止するための動作中の全ての時間に亘ってソレノイド72を電源オン状態に維持する(ここでは、“ノーマル論理”と称される)。これとは逆に、本発明の第2の実施形態による電気アクチュエータ90は、センサー54が、回り止め19が所望の歯車位置の“自己整合”領域84に入りつつある位置にあり且つソレノイド72への電源がオンされてソレノイド72がリングギヤ68を非係止状態としていることを検知したとき以外は、ソレノイド92が働かないでリングギヤ68を係止するように、動作中ソレノイドを電源オフ状態に維持する(ここでは、“逆論理”と称される)。“逆論理”装置は、ソレノイド92が働かない状態で係止位置にあるので、ソレノイド92に欠陥があるか又はソレノイド92への電源が失われて場合でさえ、如何なるときにもギヤシフトを行うことができることは注目される。しかしながら、このような場合には、自己整合特性の喪失があるであろう。ばね部材は、ある種のトルク状態ではリングギヤ68を係止する程度に十分強くなければならず且つソレノイド92は係止爪94を非係止位置まで引っ張るためにばねの力に打ち勝つ程度に十分に強く無ければならないので、“逆論理”装置は比較的強いソレノイド92を必要とすることも注目される。
電気アクチュエータ14、90は、変速機12が、リングギヤ68を係止し或いは非係止状態とするためにソレノイド72、92への電源供給及び電源供給の遮断のタイミングを正しく採ることによって、変速機12の回り止めばね81の助けを借りて自動的に自己整合するのを可能にすることは、上記の本発明の詳細な説明から理解されるべきである。回り止め19を正確な所望の歯車位置に位置決めするために変速機入力レバー及び回り止め19を前後に動かすモーター48によって変速機入力レバー及び回り止め19の位置を細かく調整する必要がない。従って、電気アクチュエータ14、19は、変速機12が如何なる従来技術による電気アクチュエータよりもより迅速に且つより正確にシフトされることを可能にする。
本発明の好ましい実施形態による電気アクチュエータを有している電子制御による自動変速機の図である。 図2は、図1の変速機と該変速機の電気アクチュエータとの斜視図である。 図3は、図1及び2の電気アクチュエータの拡大斜視図である。 図4は、図1乃至3の電気アクチュエータの斜視図であるが、明確化のためにハウジングが部分的に除去されている。 図5は、図1乃至4の電気アクチュエータの斜視図であるが、図4と比較して逆の角度から見た図であり且つ明確化のためにハウジングが除去されている。 図6は、回り止めローラーをパーキングギヤ位置内に正しく配置するために、パーキングギヤ位置の“自己整合領域”内へ電気アクチュエータによって回転せしめられた、図1及び2の変速機の回り止めを示している図である。 図7は、図4に似た斜視図であるが、本発明の代替的な好ましい実施形態による電気アクチュエータを示しており、明確化のためにハウジングが部分的に除去されている。 図8は、図4及び7の電気アクチュエータの回り止め位置に対する係止装置のソレノイド出力を比較したグラフである。
符号の説明
10 自動変速機装置、 12 変速機、
14 電気アクチュエータ、
16 電子制御ユニット又はモジュール(ECM)、
18 バックアップシフター、 19 回り止め、
20 変速機ハウジング、 22 バッテリ、
24、30、32 ワイヤー又はケーブル、
26 ギヤセレクタ又はシフター、 28 ブレーキ連動スイッチ、
34 自動車両のブレーキペダル、 36 イグニッションスイッチ、
38 ワイヤー、 40 取り付けピン、 42 ケーブル、
44 アクチュエータハウジング、 45 締結部材、
46 カバー、 48 電動モーター、 50 歯車の組又は歯車列、
52 出力リンク機構又はアダプタ、 54 位置センサー、
56 解除機構、 58 出力軸、 60 ウォーム、
62 ウォーム歯車、 64 太陽歯車、 66 遊星歯車、
68 リングギヤ、 70 ワイヤー、 72 ソレノイド、
74 係止部材又は爪、 76 歯の列、 78 外側係止歯、
81 変速機回り止めばね、 82 回り止め部材、
86 回り止め面、 90 電気アクチュエータ、
92 ソレノイド、 94 係止部材又は爪、
96 枢支軸

Claims (6)

  1. 自動変速機のための電気アクチュエータ(14)であって、
    アダプタ(52)と自動変速機(12)との間で回転運動を伝達するために該自動変速機に結合するためのアダプタ(52)と、
    前記アダプタに作動可能に結合された出力軸(58)を有する電動モーター(48)と、
    前記アダプタと前記電動モーターとに作動可能に結合され、前記アダプタが前記出力軸の回転運動によって回転せしめられて前記アダプタが所望の歯車位置の近くの所定の領域へと回転するようにされる第1の位置と、前記アダプタが所定の領域内にあるときに前記アダプタが前記自動変速機の内力によって前記出力軸に対して回転せしめられて前記アダプタが所望の歯車位置と整合するようにする第2の位置との間を選択的に移動可能である解除機構(56)と、の組み合わせからなり、
    前記アダプタと前記出力軸とが、前記電動モーターの出力軸によって供給される速度を減じ且つトルクを増すようになされた歯車の組によって作動可能に結合されており、
    前記歯車の組が、前記出力軸と共に回転するように該出力軸に固定されているウォームと、該ウォームによって回転駆動されるウォーム歯車と、該ウォーム歯車と共に回転するように該ウォーム歯車に対して同軸状に固定された太陽歯車と、該太陽歯車と作動可能に係合している複数の遊星歯車と、該遊星歯車と係合する内周の歯と外周に設けられた外周の歯とを有するリングギヤと、を含み、前記アダプタが、前記複数の遊星歯車に対して作動可能に固定されてそれらの間で回転運動を伝達するようになされており、
    前記解除機構が可動の係止部材(74)を含んでおり、該係止部材は、前記解除機構が第1の位置にあるときに前記リングギヤの前記外周の歯と係合して該リングギヤをいずれの方向にも回転運動しないように係止し、前記解除機構が第2の位置にあるときに前記リングギヤから非係合状態とされて前記リングギヤの回転運動を許容するようになされており、
    前記解除機構が、前記係止部材を前記リングギヤとの係合状態或いは非係合状態へと選択的に移動させるように前記係止部材に対して作動可能に結合された電気ソレノイド(72)を含んでいる、電気アクチュエータ。
  2. 請求項1に記載の電気アクチュエータであって、
    前記係止部材が、前記リングギヤに対する係合状態或いは非係合状態へと直線状に移動するようになされた、電気アクチュエータ。
  3. 請求項1に記載の電気アクチュエータであって、
    前記係止部材が、前記リングギヤに対する係合状態或いは非係合状態へと枢動するようになされた、電気アクチュエータ。
  4. 請求項1に記載の電気アクチュエータであって、
    前記ソレノイドが、付勢されると伸長する押し込み型のソレノイドであり、該ソレノイドは、前記解除機構が前記第1の位置にあるときに、前記係止部材が前記リングギヤと係合して前記リングギヤを回転運動をしないように係止するように、付勢されたときに伸長するようになされている、電気アクチュエータ。
  5. 請求項1に記載の電気アクチュエータであって、
    前記ソレノイドが、付勢されると後退する引っ張り型のソレノイドであり、該ソレノイドは、前記解除機構が前記第2の位置にあるときに、前記係止部材が前記リングギヤと非係合状態となって前記リングギヤの回転運動を許容するように、付勢されたときに後退するようになされている、電気アクチュエータ。
  6. 請求項1に記載の電気アクチュエータであって、
    前記アダプタの位置を示す信号を提供するセンサーを更に含んでいる、電気アクチュエータ。
JP2004338583A 2003-11-25 2004-11-24 シフト・バイ・ワイヤー型自動変速機のためのアクチュエータ Expired - Fee Related JP4837276B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US52502603P 2003-11-25 2003-11-25
US60/525026 2003-11-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005164037A JP2005164037A (ja) 2005-06-23
JP4837276B2 true JP4837276B2 (ja) 2011-12-14

Family

ID=34465392

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004338583A Expired - Fee Related JP4837276B2 (ja) 2003-11-25 2004-11-24 シフト・バイ・ワイヤー型自動変速機のためのアクチュエータ

Country Status (7)

Country Link
US (2) US7241244B2 (ja)
EP (1) EP1536163B1 (ja)
JP (1) JP4837276B2 (ja)
KR (1) KR101227307B1 (ja)
CN (1) CN100404302C (ja)
AT (1) ATE517279T1 (ja)
ES (1) ES2369890T3 (ja)

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7241244B2 (en) * 2003-11-25 2007-07-10 Dura Global Technologies, Inc. Actuator for shift-by-wire automatic transmission system
WO2007007925A1 (en) * 2005-07-13 2007-01-18 Chan Jae Lee Electric continuously variable transmission and the driving method thereof
KR100622388B1 (ko) * 2005-07-13 2006-09-12 현대자동차주식회사 자동변속기의 파킹 브레이크 장치
US7539571B2 (en) * 2006-06-05 2009-05-26 Cnh America Llc Non-contact neutral sensing with directional feedback
JP4930219B2 (ja) * 2007-06-26 2012-05-16 トヨタ自動車株式会社 歯車伝達装置
JP2009197977A (ja) * 2008-02-25 2009-09-03 Denso Corp シフトレンジ切替制御装置
US20090283166A1 (en) * 2008-05-19 2009-11-19 Dnj Components, Llc Transmission solenoid adapter
US8019839B2 (en) 2009-05-11 2011-09-13 Accenture Global Services Limited Enhanced network adapter framework
DE102009030027A1 (de) * 2009-06-23 2010-12-30 Magna Powertrain Ag & Co Kg Fahrzeuggetriebefamilie
WO2011066480A1 (en) * 2009-11-27 2011-06-03 Stoneridge Control Devices, Inc. Shift-by-wire transmission range selector system and actuator for the same
KR20110062865A (ko) 2009-12-04 2011-06-10 현대자동차주식회사 쉬프트 바이 와이어 변속장치를 탑재한 차량의 세차모드 제어방법
DE102012017525B4 (de) * 2011-09-10 2022-04-28 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur umformenden Herstellung eines Zahnrads mit Außenverzahnung, sowie nach diesem Verfahren herstellbares Zahnrad mit Außenverzahnung
US9835236B2 (en) 2011-11-21 2017-12-05 Kongsberg Automotive Ab Linear actuator assembly
US20130269467A1 (en) 2012-04-17 2013-10-17 John R. Rice Power actuator with integral decoupling mechanism
US8936524B2 (en) * 2012-05-16 2015-01-20 Dura Operating, Llc Shift by wire transmission shift control system
KR101975444B1 (ko) * 2012-11-30 2019-05-07 콩스베르그 오토모티브 아베 시프트-바이-와이어 트랜스미션을 위한 회전식 시프트 엑추에이터
KR101478679B1 (ko) * 2013-12-19 2015-01-02 에스엘 주식회사 변속 레버 이동 장치 및 방법
JP5943955B2 (ja) 2014-04-07 2016-07-05 三菱電機株式会社 レンジ切り替え装置
DE102014005628A1 (de) * 2014-04-16 2015-10-22 Auma Riester Gmbh & Co. Kg Armaturen-Schaltvorrichtung und Armaturen-Stellanordnung
US9371903B2 (en) 2014-04-30 2016-06-21 Ford Global Technologies, Llc Method for shifting a shift-by-wire transmission without engine power
JP5881798B1 (ja) * 2014-10-17 2016-03-09 三菱電機株式会社 レンジ切替装置
US9759313B2 (en) * 2014-11-26 2017-09-12 Polaris Industries Inc. Electronic shifting of a transmission
EP3317150B1 (en) * 2015-07-02 2019-10-09 Kongsberg Driveline Systems I, Inc. Manual park release device for vehicle
DE102015216980A1 (de) * 2015-09-04 2017-03-09 Zf Friedrichshafen Ag Aktuator mit Sensor
US10234028B2 (en) 2015-12-16 2019-03-19 Dura Operating, Llc Shift by wire transmission shift control system
US9970543B2 (en) * 2015-12-17 2018-05-15 Dura Operating, Llc Shift by wire transmission shift control system with park release
CN109906329B (zh) * 2016-08-26 2021-03-30 伊顿公司 用于中型商用电动车辆的机械式自动变速器及系统
CN106337613B (zh) * 2016-11-22 2018-08-24 青岛天辰佳创汽车配件有限公司 一种机动车门锁的电动辅助关闭装置
CN106368534B (zh) * 2016-11-22 2018-08-24 青岛天辰佳创汽车配件有限公司 一种机动车门关闭装置的齿轮组合
US10955051B2 (en) 2017-07-18 2021-03-23 Dura Operating, Llc Actuator assembly for a transmission shifter
US11149846B2 (en) 2017-07-18 2021-10-19 Dus Operating Inc. Actuator assembly for a transmission shifter
US10859126B2 (en) * 2018-04-17 2020-12-08 Dura Operating, Llc Multi-position rotary actuator with clutch
JP7063140B2 (ja) * 2018-06-20 2022-05-09 マツダ株式会社 車両用シフタ装置
US10697542B2 (en) 2018-09-13 2020-06-30 Ford Global Technologies, Llc Transmission system having manual override mechanism
DE102019100300A1 (de) 2019-01-08 2020-07-09 Küster Holding GmbH Parksperraktuator
DE102019218825A1 (de) * 2019-12-04 2021-06-10 Zf Friedrichshafen Ag Betätigungsaktuator für ein Automatikgetriebe sowie Automatikgetriebe mit dem Betätigungsaktuator
JP2021173324A (ja) * 2020-04-23 2021-11-01 株式会社東海理化電機製作所 解除装置
CN111703570B (zh) * 2020-06-16 2023-04-07 贵州航天林泉电机有限公司 一种用于直升机万向尾轮锁定的电动机构

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2266164A (en) * 1940-04-17 1941-12-16 Gen Motors Corp Prime mover dynamo power plant
US2655820A (en) * 1949-06-03 1953-10-20 Rotax Ltd Power transmission mechanism
JPH02105635A (ja) * 1988-10-13 1990-04-18 Nec Corp データ誤り検出回路
JPH02105635U (ja) * 1989-02-09 1990-08-22
US5378210A (en) * 1991-12-27 1995-01-03 Tochigi Fuji Sangyo Kabushiki Kaisha Gear transmission apparatus
US5827149A (en) * 1996-07-30 1998-10-27 Hi-Lex Corporation Electrically operated park lock for automatic transmission
BR9812726A (pt) * 1997-10-07 2000-08-22 Bosch Gmbh Robert Máquina elétrica
DE19813521A1 (de) * 1998-03-26 1999-09-30 Bauer Spezialtiefbau Drehkranzbremse
US6196078B1 (en) * 1999-01-11 2001-03-06 Grand Haven Stamped Products External electronic transmission shift system
EP1170532B1 (en) 1999-12-13 2010-11-03 Aisin Aw Co., Ltd. Range switching apparatus
EP1172587B1 (de) * 2000-07-14 2008-01-16 TRW Automotive Electronics & Components GmbH Betätigungsvorrichtung für die Schaltwelle eines Automatikgetriebes
DE10046589B4 (de) 2000-09-20 2005-09-22 Siemens Ag Stellvorrichtung für ein einstellbares Getriebe, insbesondere für die Bereichsvorwahl eines Automatikgetriebes
DE10047312A1 (de) * 2000-09-25 2002-05-08 Hilti Ag Steuerbares Planetengetriebe
US6502648B2 (en) * 2001-01-23 2003-01-07 Black & Decker Inc. 360 degree clutch collar
JP3996949B2 (ja) * 2001-05-29 2007-10-24 ジヤトコ株式会社 シフトバイワイヤシステム
JP2003130212A (ja) * 2001-10-24 2003-05-08 Aisin Aw Co Ltd レンジ切り替え装置
US7241244B2 (en) * 2003-11-25 2007-07-10 Dura Global Technologies, Inc. Actuator for shift-by-wire automatic transmission system

Also Published As

Publication number Publication date
ATE517279T1 (de) 2011-08-15
EP1536163A2 (en) 2005-06-01
US20050113207A1 (en) 2005-05-26
CN1621262A (zh) 2005-06-01
US7354372B2 (en) 2008-04-08
EP1536163A3 (en) 2007-09-12
CN100404302C (zh) 2008-07-23
US20070235281A1 (en) 2007-10-11
US7241244B2 (en) 2007-07-10
KR101227307B1 (ko) 2013-01-28
KR20050050571A (ko) 2005-05-31
JP2005164037A (ja) 2005-06-23
EP1536163B1 (en) 2011-07-20
ES2369890T3 (es) 2011-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4837276B2 (ja) シフト・バイ・ワイヤー型自動変速機のためのアクチュエータ
US6679361B2 (en) Emergency facilities for influencing defective constituents of power trains in motor vehicles
US5950782A (en) Arrangement and method for locking a selector mechanism of an automatically operating change-speed gearbox
US20040237694A1 (en) Parking lock for an automated transmission of a motor vehicle
US6688448B2 (en) Device for shifting in a mechanical shifting element between a first shifting state and at least a second shifting state
WO1989006195A1 (en) Electric shift apparatus with manual override
US20110146439A1 (en) Parking lock device having an emergency operation device for vehicle transmissions
US6378393B1 (en) Method and apparatus for manually shifting an electronically controlled transmission
US10900565B2 (en) Lost motion transmission shifter
US6065581A (en) Camming manual lever for pull-out load
US6835162B2 (en) Automatic transmission system for vehicle
KR100736954B1 (ko) 자동변속기
KR100505264B1 (ko) 차량용 선택기 시스템
US20230160469A1 (en) Release device
US10697542B2 (en) Transmission system having manual override mechanism
KR970004801Y1 (ko) 자동변속기의 p레인지고장시 긴급해제장치의 로울러지지구조
KR970004800Y1 (ko) 자동변속기의 긴급해제장치의 로울러지지부
KR100501121B1 (ko) 트랜스퍼 조작레버의 오동작 방지장치
CN116906552A (zh) 换挡执行系统及车辆
KR100191030B1 (ko) 자동차의 일체형 주차브레이크 장치
KR0115798Y1 (ko) 자동변속기의 긴급해제장치의 로울러지지결합구조
GB2358895A (en) Automated power train of a vehicle with emergency control in the event of malfunction
US20060014607A1 (en) Operating unit with a steering column selector lever
JP2002267009A (ja) 自動変速機のレンジ切換操作装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070921

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100223

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100225

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20100521

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20100526

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100820

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101115

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20110214

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20110217

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110512

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110830

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110928

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141007

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4837276

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees