JP4837276B2

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

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Publication number: JP4837276B2
Application number: JP2004338583A
Authority: JP
Inventors: 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: 2003-11-25
Filing date: 2004-11-24
Publication date: 2011-12-14
Anticipated expiration: 2024-11-24
Also published as: US20070235281A1; EP1536163B1; EP1536163A3; US7354372B2; ATE517279T1; KR101227307B1; US20050113207A1; KR20050050571A; ES2369890T3; CN1621262A; EP1536163A2; CN100404302C; US7241244B2; JP2005164037A

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

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。
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。
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。
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。
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。
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。