JP4868655B2

JP4868655B2 - Shift range switching device for automatic transmission

Info

Publication number: JP4868655B2
Application number: JP2001119790A
Authority: JP
Inventors: 政史堀; 弘知麻; 裕道山崎; 田中　　均; 雄二井上; 康志木挽
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc; Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp; Soken Inc
Priority date: 2001-04-18
Filing date: 2001-04-18
Publication date: 2012-02-01
Anticipated expiration: 2021-04-18
Also published as: JP2002310294A

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換える自動変速機のシフトレンジ切換装置に関する。
【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切り換えるシフトレンジ切換装置においては、例えば特開平５−４４５１１号公報に開示されるように、シフトレンジ切換用の動力源として直流モータを備えたものが知られている。
【０００３】
この種のシフトレンジ切換装置によれば、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換える一般的な切換装置のように、シフトレバーとシフトレンジ切換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】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記シフトレンジ切換装置において、シフトレンジの切り換えに一つの直流モータを使用していると、直流モータが故障したり、その駆動回路に異常が発生したとき、自動変速機のシフトレンジを切り換えることができなくなるという問題があった。
【０００５】
そこで、例えば特開平２０００−１７０９０５号公報に開示されるように、同期モータに２組のモータ巻線および駆動回路を内臓し、切換時に各モータ巻線を同時に通電することにより、一方のモータ巻線の断線または駆動回路の故障等によりモータとしての機能を失ったときでも、他方のモータ巻線に通電することでアクチュエータを駆動し、シフトレンジの切換を継続して実行できるようにしたシフトレンジ切換装置が考えられている。
【０００６】
ところで、特開平２０００−１７０９０５号公報に開示されるシフトレンジ切換装置においては、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換えるためのシフトレンジ切換機構を備えている。このシフトレンジ切換機構は、自動変速機内の摩擦係合装置の係合及び解放を、上記各走行レンジの切換状態に応じて切換制御するためのスプール弁及びマニュアルバルブと、アクチュエータ及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。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。シフトレンジ切換機構は、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、油圧回路を切り換えて自動変速機のシフトレンジを切り換える。
【０００７】
上記構成のシフトレンジ切換装置では、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。
【０００８】
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換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。
【０００９】
本発明は、このような問題を解決するためなされたものであり、アクチュエータの組み付けが容易な自動変速機のシフトレンジ切換装置を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、シフトレンジを正確に切り換える自動変速機のシフトレンジ切換装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載のシフトレンジ切換装置によると、制御手段は、外部操作によって入力される切換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換指令に対応したシフトレンジに制御する。本発明は、自動変速機のシフトレンジ位置を検知して制御手段に検出信号を送出する検出手段、アクチュエータの駆動に伴いパルス信号を出力する位置検出センサ、および、当該位置検出センサが出力するパルス信号をカウントし制御手段にカウント値を送出するカウンタを備えている。そして、制御手段は、アクチュエータを一方向に駆動することで検出手段から送出される「所定のシフトレンジ位置」に対応する検出信号がオフからオンまたはオンからオフに切り換わったときにカウンタから送出されたカウント値と、アクチュエータを前記一方向とは反対の方向に駆動することで検出手段から送出される前記「所定のシフトレンジ位置」に対応する検出信号がオフからオンまたはオンからオフに切り換わったときにカウンタから送出されたカウント値と、に基づき算出した値を自動変速機の前記「所定のシフトレンジ位置」の基準値として設定し、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、シフトレンジ切換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、シフトレンジ切換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換えることができる。
【００１１】
本発明の請求項２記載の自動変速機のシフトレンジ切換装置によると、基準値からアクチュエータの制御マップを作成し、この制御マップに従ってアクチュエータを制御するので、アクチュエータを自動変速機に組み付けた後にアクチュエータの組み付け角度を調整しなくてもよい。したがって、アクチュエータに組み付け位置の基準を検出する手段等を設けることなく、アクチュエータの絶対位置を把握することができ、簡単な構成で正確にシフトレンジを切り換えることができる。
【００１２】
本発明の請求項３記載の自動変速機のシフトレンジ切換装置によると、基準値から目標値を設定し、外部操作による指令値が目標値の範囲内となるようにアクチュエータを制御するので、アクチュエータを自動変速機に組み付けた後にアクチュエータの組み付け角度を調整しなくてもよい。したがって、アクチュエータに組み付け位置の基準を検出する手段等を設けることなく、アクチュエータの絶対位置を把握することができ、簡単な構成で正確にシフトレンジを切り換えることができる。
【００１３】
本発明の請求項４記載の自動変速機のシフトレンジ切換装置によると、基準値と外部操作による指令値との偏差を算出し、この偏差を補正するようにアクチュエータを制御するので、アクチュエータを自動変速機に組み付けた後にアクチュエータの組み付け角度を調整しなくてもよい。したがって、アクチュエータに組み付け位置の基準を検出する手段等を設けることなく、アクチュエータの絶対位置を把握することができ、簡単な構成で正確にシフトレンジを切り換えることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す実施例を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明が適用された一実施例による自動変速機のシフトレンジ切換装置のシステム構成を表すブロック図である。
図１に示すように、シフトレンジ切換装置は、アクチュエータ１、アクチュエータ制御回路２、シフトスイッチ３、自動変速機４、バッテリ５、リレー６、イグニッションスイッチ（ＩＧ）７およびニュートラルスタートスイッチ（ＮＳＷ）８から構成される。
【００１５】
アクチュエータ１は、モータ１０１、減速ギヤ１０２およびインクリメンタル型エンコーダ式位置検出センサ１０３で構成され、自動変速機４のマニュアルシャフト４０１と、減速ギア１０２の出力軸と、ＮＳＷ８とが一体となって回転するように自動変速機４に組み付けられている。
アクチュエータ制御回路２は、モータ制御部２０１と、カウンタ２０２と、モータ制御部２０１に内蔵された不揮発性の書換可能な半導体記憶装置（メモリ）２０３と、シフトスイッチ３およびＮＳＷ８からの信号、ならびにブレーキ信号や車速信号を受ける信号入力段２０４とで構成されている。ここで、モータ制御部２０１は制御手段を構成している。
【００１６】
シフトスイッチ３は、アクチュエータ制御回路２の信号入力段２０４に電気的に接続され、運転者が図示しないシフトレバーを操作することにより、自動変速機４のシフトレンジを選択・指令するためのものである。
【００１７】
自動変速機４は、図２に示すディテント機構４０を備えている。シフトレンジ切換機構としてのディテント機構４０は、自動変速機４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換えるためのものである。
【００１８】
図２に示すように、ディテント機構４０は、自動変速機４内の図示しない摩擦係合装置の係合及び解放を、上記各走行レンジの切換状態に応じて切換制御するためのスプール弁４０４及びマニュアルバルブ４０５と、各レンジを保持するためのディテントスプリング４０３及びディテントプレート４０２と、シフトレンジがＰレンジに切り換えられたとき、自動変速機４の図示しない出力軸に設けられたパークギヤ４０８にツメ４０７を嵌合させ、出力軸の回転を停止させるロッド４０６と、ディテントプレート４０２が固定されたマニュアルシャフト４０１とから構成されている。
【００１９】
ディテント機構４０は、図１に示すアクチュエータ１によりマニュアルシャフト４０１が回転すると、ディテントプレート４０２を介してスプール弁４０４がマニュアルバルブ４０５の内部で摺動し、油圧回路を切り換えて自動変速機４のシフトレンジを切り換える。
アクチュエータ作動完了後にアクチュエータの通電を停止したときは、ディテントスプリング４０３とディテントプレート４０２により切り換えたシフトレンジは保持される。
また、Ｐレンジへの切り替えは、アクチュエータ１によりマニュアルシャフト４０１を回転させ、ディテントプレート４０２を介してロッド４０６が図２に示す矢印Ａ方向に押され、ロッド４０６の先端に設けられたテーパー部によりツメ４０７が図２に示す矢印Ｂ方向に押し上げられて、自動変速機４の出力軸に固定されたパークギヤ４０８とツメ４０７が機械的にロックして車両の駆動軸が機械的に係止されてＰレンジに切り換わる。
バッテリ５は、エンジン駆動時に図示しないオルタネータにより充電されており、アクチュエータ制御回路２に電力を供給している。リレー６は、ＩＧ７のオン／オフ状態によりバッテリ５からアクチュエータ制御回路２への電力の供給、遮断を切り換えるためのものである。ＩＧ７は、運転者の操作により図示しないエンジンの駆動をオンまたはオフに切り換えるためのものである。
【００２０】
検出手段としてのＮＳＷ８は、自動変速機４のシフトレンジ位置を検出するためのものであり、アクチュエータ制御回路２の信号入力段２０４に電気的に接続され、自動変速機４のマニュアルシャフト４０１と一体に回転可能な図３、図４および図５に示すブラシ８０１を有している。ブラシ８０１は、アクチュエータ１によりマニュアルシャフト４０１が回転されると、マニュアルシャフト４０１の回転方向に従って図３に示す矢印Ｃ方向または図５に示す矢印Ｄ方向に移動する。ブラシ８０１が図３に示す位置から矢印Ｃ方向に移動した場合、Ｐレンジの接点８０３とコモン８０２とが導通し、Ｐレンジを検出する。同様に、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジ、２レンジ、Ｌレンジの各接点８０４、８０５、８０６、８０７、８０８とコモン８０２とが導通することで各レンジに切り換わったことを検出するようになっている。ここで、図２に示すマニュアルバルブ４０５は自動変速機４にノックピン等で位置決めされているわけではなく、また、各部の遊びや加工精度の点で個体毎にばらつきがあるため、ＮＳＷ８で検出するシフトレンジ位置と、実際の自動変速機４のシフトレンジ位置とが一致するように、ＮＳＷ８を自動変速機４に組み付ける際に組み付け角度が調整され、上記のばらつきが吸収されている。
【００２１】
次に、上記構成をもつシフトレンジ切換装置のアクチュエータ１の組み付け手順について、図１および図３〜図８を用いて説明する。
図３に示すように、ＮＳＷ８のブラシ８０１がＰレンジの外側にある状態で、自動変速機４にアクチュエータ１を組み付け、アクチュエータ１をＰレンジから矢印Ｃ方向に駆動し、位置検出センサ１０３の出力パルスをカウンタ２０２でカウントする。このとき、ＮＳＷ８の信号は順番に、導通なし、Ｐレンジ導通、導通なし、Ｒレンジ導通、導通なし、Ｎレンジ導通、導通なし、Ｄレンジ導通、導通なし、２レンジ導通、導通なし、Ｌレンジ導通と切り換わる。このときのＮＳＷ８の出力信号とカウンタ２０２のカウント値との関係を図６に示す。同様に、図５に示すように、ＮＳＷ８のブラシ８０１がＬレンジの外側にある状態からアクチュエータ１をＬレンジから矢印Ｄ方向に駆動したときのＮＳＷ８の出力信号とカウンタ２０２のカウント値との関係を図７に示す。
【００２２】
ここで、図６に示す出力信号（off→Ｐon）のカウント値が１１０で、図７に示す出力信号（Ｐon→off）のカウント値が９０となっている。本来両者は一致するはずであるが、両者のカウント値がずれてしまうのは、減速ギア１０２や、マニュアルシャフト４０１とアクチュエータ１およびＮＳＷ８との接合部に機械的な遊びがあるためである。したがって、図８に示すように、図６に示す出力信号（off→Ｐon）のカウント値と、図７に示す出力信号（off→Ｐon）のカウント値との平均値である１５０がＰレンジの中心を示すカウント値となる。同様に、Ｒレンジの中心を示すカウント値は３５０、Ｎレンジの中心を示すカウント値は５５０、Ｄレンジの中心を示すカウント値は７５０、２レンジの中心を示すカウント値は９５０、Ｌレンジの中心を示すカウント値は１１５０となる。
【００２３】
以上のようにして各レンジの中心を示すカウント値を知ることができ、各レンジを指し示すカウント値を基準値として設定し、この基準値に基づいてアクチュエータ１を制御することにより、アクチュエータ１を自動変速機４に組み付けた後にアクチュエータ１の組み付け角度を調整しなくても、正確にシフトレンジを切り換えることができる。なお上記手順では、Ｐレンジの中心を示すカウント値として、図６に示す出力信号（off→Ｐon）のカウント値と、図７に示す出力信号（off→Ｐon）のカウント値との平均値を採用したが、Ｐレンジの中心を示すカウント値としては、図６に示す出力信号（Ｐon→off）のカウント値と、図７に示す出力信号（Ｐon→off）のカウント値との平均値を採用してもよいし、図６に示す出力信号（off→Ｐon）および（Ｐon→off）のカウント値、ならびに図７に示す出力信号（off→Ｐon）および（Ｐon→off）のカウント値のすべての平均値を採用してもよい。上記のことは、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジ、２レンジ、Ｌレンジの各レンジの中心を示すカウント値についても同様である。
【００２４】
また、上記基準値に基づいてアクチュエータ１を制御する方法としては、アクチュエータ１の制御マップを自動的に作成してモータ制御部２０１に内蔵されたマイコンにこの制御マップを書き込み、制御マップに従ってアクチュエータ１を制御したり、基準値から目標値を設定し、メモリ２０３の空エリアにこの目標値を書き込んでシフトスイッチ３の指令値が目標値の範囲内となるようにアクチュエータ１を制御したり、または基準値とシフトスイッチ３の指令値との偏差を補正するようにアクチュエータ１を制御したりすることができる。
【００２５】
次に、自動変速機のシフトレンジ切換装置の作動について、図１を用いて説明する。
運転者がＩＧ７を操作してエンジンの運転状態をオンにし、ＩＧ７のオン状態によりリレー６を通じてバッテリ５からアクチュエータ制御回路２に電力が供給され、シフトスイッチ３からアクチュエータ制御回路２にシフトレンジの切換指令が入力されると、モータ制御部２０１はモータ１０１の回転角度を所望のシフトレンジに対応した回転角度に制御する。すると、アクチュエータ１はマニュアルシャフト４０１を回転させて自動変速機４のシフトレンジ（Ｐレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジ、２レンジ、Ｌレンジ)を切り換える。
【００２６】
このとき、自動変速機４のシフトレンジの位置関係は、例えばＰレンジを基準と考えるとＲレンジはＰレンジから約２０度の位置、Ｎレンジは約３０度の位置、Ｄレンジは約４０度の位置、２レンジは約５０度の位置、Ｌレンジは約６０度の位置にある。アクチュエータ１が減速比１／６０の減速ギア１０２を内蔵しているとすると、モータ１０１の回転位置に直すと、ＲレンジはＰレンジからモータ１０１の３回転と１２０度の位置、Ｎレンジは５回転の位置、Ｄレンジは６回転と２４０度の位置、２レンジは８回転と１２０度の位置、Ｌレンジは１０回転の位置ということになり、この位置情報はモータ制御部２０１に内蔵されたマイコンまたはメモリ２０３にアクチュエータ１の制御マップまたは目標値や基準値として書き込まれている。
【００２７】
そして、位置検出センサ１０３は、モータ１０１のロータの回転に伴ってパルスを出力し、その出力値をカウンタ２０２がカウントしてモータ１０１の回転回数と回転角度位置をモータ制御部２０１に伝達する。モータ制御部２０１はカウンタ２０２から入力したモータ１０１の回転回数と回転角度位置、つまり自動変速機４のシフトレンジがシフトスイッチ３の指令値と一致しているか判断し、両者を一致させるようにモータ１０１を駆動してシフトレンジの切換制御を実行する。
【００２８】
モータ制御部２０１は、エンジンの運転状態をＩＧ７のオン／オフ状態により検出し、運転者の操作によりＩＧ７がオフの状態なったときリレー６の通電を保持し、カウンタ２０２から出力されるモータ１０１の回転回数と回転角度をメモリ２０３に書き込み、書き込みが終了したらリレー６を切断してシステムの電源をオフにする。
運転者がＩＧ７を操作してエンジンの運転状態を再びオンにし、リレー６がオン状態となったときには、メモリ２０３からモータ１０１の回転回数と回転角度を読み出し、この値を初期値として設定し制御を開始する。
【００２９】
なお、アクチュエータ１に通電していない場合、自動変速機４のシフトレンジは、ディテント機構４０により保持されているので、ＩＧ７のオフ状態において自動変速機４のシフトレンジが切り換わることはない。つまり、ＩＧ７のオフ時にモータ１０１の回転回数と回転角度が変わることはない。従って、バッテリ５からモータ制御部２０１に電力が再度供給されたとき、メモリ２０３に記憶されたアクチュエータ１の回転位置と、アクチュエータ１の実際の回転位置とがずれてしまうことはなく、アクチュエータ制御回路２は正常にアクチュエータ１を制御することができる。
【００３０】
以上説明したように、本発明の一実施例による自動変速機のシフトレンジ切換装置においては、自動変速機４のシフトレンジ位置を検知するＮＳＷ８の出力信号よりカウンタ２０２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し、各レンジを指し示すカウント値を基準値として設定し、この基準値に基づいてアクチュエータ１を制御することにより、ディテント機構４０の組み付け位置精度およびアクチュエータ１の個体ごとのばらつきに関係なく、アクチュエータ１を自動変速機４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１を自動変速機４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１の組み付けおよび整備が容易になるとともに、ディテント機構４０を駆動して自動変速機４のシフトレンジを正確に切り換えることができる。
【００３１】
さらに、本実施例においては、アクチュエータ１の制御マップを自動的に作成してモータ制御部２０１に内蔵されたマイコンにこの制御マップを書き込み、制御マップに従ってアクチュエータ１を制御したり、基準値から目標値を設定し、メモリ２０３の空エリアにこの目標値を書き込んでシフトスイッチ３の指令値が目標値の範囲内となるようにアクチュエータ１を制御したり、または基準値とシフトスイッチ３の指令値との偏差を補正するようにアクチュエータ１を制御したりすることで、アクチュエータ１を自動変速機４に組み付けた後にアクチュエータ１の組み付け角度を調整しなくてもよい。したがって、アクチュエータ１に組み付け位置の基準を検出する手段等を設けることなく、アクチュエータ１の絶対位置を把握することができ、簡単な構成で正確にシフトレンジを切り換えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による自動変速機のシフトレンジ切換装置を示すシステム構成図である。
【図２】本発明の一実施例によるシフトレンジ切換装置のディテント機構の概略構成を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施例によるシフトレンジ切換装置のＮＳＷを平面に展開した状態を示す模式図である。
【図４】本発明の一実施例によるシフトレンジ切換装置のＮＳＷを平面に展開した状態を示す模式図である。
【図５】本発明の一実施例によるシフトレンジ切換装置のＮＳＷを平面に展開した状態を示す模式図である。
【図６】本発明の一実施例によるシフトレンジ切換装置のＮＳＷの出力信号とカウンタのカウント値との関係を説明するためのデータ図である。
【図７】本発明の一実施例によるシフトレンジ切換装置のＮＳＷの出力信号とカウンタのカウント値との関係を説明するためのデータ図である。
【図８】本発明の一実施例による各レンジのカウント値を示すデータ図である。
【符号の説明】
１アクチュエータ
１０１モータ
１０２減速ギア
１０３位置検出センサ
２アクチュエータ制御回路
２０１モータ制御部（制御手段）
２０２カウンタ
２０３メモリ
２０４信号入力段
３シフトスイッチ
４自動変速機
５バッテリ
６リレー
７ＩＧ
８ＮＳＷ（検出手段）
４０ディテント機構（シフトレンジ切換機構）[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.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a shift range switching device that switches the shift range of an automatic transmission in accordance with the operation of a shift lever by a driver, for example, as disclosed in JP-A-5-44511, a direct current is used as a power source for shift range switching. Those equipped with a motor are known.
[0003]
According to this type of 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]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above shift range switching device, if a single DC motor is used for switching the shift range, the shift range of the automatic transmission is switched when the DC motor breaks down or an abnormality occurs in its drive circuit. There was a problem that it was impossible.
[0005]
Therefore, as disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-170905, two sets of motor windings and a drive circuit are built in a synchronous motor, and each motor winding is energized at the same time when switching. Shift range that allows the actuator to be driven by energizing the other motor winding to continue switching the shift range even when the motor function is lost due to wire breakage or drive circuit failure. A switching device is considered.
[0006]
By the way, in the shift range switching device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-170905, the shift range of the automatic transmission is changed to parking (P), reverse (R), neutral (N), drive (D), second ( 2) A shift range switching mechanism for sequentially switching to each of the low (L) travel ranges is provided. The shift range switching mechanism includes a spool valve and a manual valve for switching and controlling engagement and release of the friction engagement device in the automatic transmission according to the switching state of each travel range, an actuator, and a neutral start switch. It has a manual shaft that can rotate integrally. 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 switches the hydraulic circuit to switch the shift range of the automatic transmission.
[0007]
In the shift range switching device having the above configuration, generally, the assembly position accuracy when assembling the manual valve to the automatic transmission is not so high. Therefore, the neutral start switch needs to be adjusted for each individual after being assembled to the automatic transmission. was there.
[0008]
Further, like 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.
[0009]
The present invention has been made to solve such problems, and an object thereof is to provide a shift range switching device for an automatic transmission in which an actuator can be easily assembled.
Another object of the present invention is to provide a shift range switching device for an automatic transmission that switches the shift range accurately.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
According to the shift range switching device of the first aspect of the present invention, the control means drives the actuator in accordance with a switching command input by an external operation, thereby changing the shift range of the automatic transmission to a shift range corresponding to the switching command. Control. The present invention relates to a detection unit that detects a shift range position of an automatic transmission and sends a detection signal to a control unit, a position detection sensor that outputs a pulse signal when the actuator is driven, and a pulse output from the position detection sensor A counter is provided that counts the signal and sends the count value to the control means. Then, the control means sends out from the counter when the detection signal corresponding to the “predetermined shift range position” sent from the detection means by driving the actuator in one direction is switched from off to on or from on to off. The detection signal corresponding to the “predetermined shift range position” sent from the detecting means by driving the actuator in the direction opposite to the one direction is switched from off to on or from on to off. A value calculated based on the count value sent from the counter at the time of switching is set as a reference value for the “predetermined shift range position ” of the automatic transmission, and the actuator is controlled based on the 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 is 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.
[0011]
According to the shift range switching device for an automatic transmission according to claim 2 of the present invention, the actuator control map is created from the reference value, and the actuator is controlled according to the control map. Therefore, the actuator is assembled after the actuator is assembled to the automatic transmission. It is not necessary to adjust the assembly angle. Therefore, the absolute position of the actuator can be grasped without providing a means for detecting the reference of the assembly position in the actuator, and the shift range can be accurately switched with a simple configuration.
[0012]
According to the shift range switching device for an automatic transmission according to claim 3 of the present invention, the target value is set from the reference value, and the actuator is controlled so that the command value by the external operation is within the target value range. It is not necessary to adjust the assembly angle of the actuator after the is assembled to the automatic transmission. Therefore, the absolute position of the actuator can be grasped without providing a means for detecting the reference of the assembly position in the actuator, and the shift range can be accurately switched with a simple configuration.
[0013]
According to the shift range switching device for an automatic transmission according to claim 4 of the present invention, the deviation between the reference value and the command value by the external operation is calculated, and the actuator is controlled so as to correct this deviation. It is not necessary to adjust the assembly angle of the actuator after it is assembled to the transmission. Therefore, the absolute position of the actuator can be grasped without providing a means for detecting the reference of the assembly position in the actuator, and the shift range can be accurately switched with a simple configuration.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, examples showing embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a system configuration of a shift range switching device for an automatic transmission according to an embodiment to which the present invention is applied.
As shown in FIG. 1, the shift range switching device includes an actuator 1, an actuator control circuit 2, a shift switch 3, an automatic transmission 4, a battery 5, a relay 6, an ignition switch (IG) 7, and a neutral start switch (NSW) 8. Consists of
[0015]
The actuator 1 includes a motor 101, a reduction gear 102, and an incremental encoder type position detection sensor 103. The manual shaft 401 of the automatic transmission 4, the output shaft of the reduction gear 102, and the NSW 8 rotate together. Thus, the automatic transmission 4 is assembled.
The actuator control circuit 2 includes a motor control unit 201, a counter 202, a nonvolatile rewritable semiconductor memory device (memory) 203 built in the motor control unit 201, signals from the shift switch 3 and the NSW 8, and a brake. It comprises a signal input stage 204 that receives signals and vehicle speed signals. Here, the motor control unit 201 constitutes a control means.
[0016]
The shift switch 3 is electrically connected to the signal input stage 204 of the actuator control circuit 2 so that the driver can select and command the shift range of the automatic transmission 4 by operating a shift lever (not shown). is there.
[0017]
The automatic transmission 4 includes a detent mechanism 40 shown in FIG. The detent mechanism 40 serving as a shift range switching mechanism is configured to change the shift range of the automatic transmission 4 between parking (P), reverse (R), neutral (N), drive (D), second (2), and low (L). It is for switching to each traveling range in order.
[0018]
As shown in FIG. 2, the detent mechanism 40 includes a spool valve 404 for controlling the engagement and release of a friction engagement device (not shown) in the automatic transmission 4 in accordance with the switching state of each travel range, and When the manual valve 405, the detent spring 403 and detent plate 402 for holding each range, and the shift range is switched to the P range, a pawl 407 is provided on a park gear 408 provided on an output shaft (not shown) of the automatic transmission 4. And a manual shaft 401 having a detent plate 402 fixed thereto, and a rod 406 for stopping the rotation of the output shaft.
[0019]
In the detent mechanism 40, when the manual shaft 401 is rotated by the actuator 1 shown in FIG. 1, the spool valve 404 slides inside the manual valve 405 via the detent plate 402, and the hydraulic circuit is switched to shift the automatic transmission 4. Switch the range.
When the energization of the actuator is stopped after the actuator operation is completed, the shift range switched by the detent spring 403 and the detent plate 402 is maintained.
Further, the switching to the P range is performed by rotating the manual shaft 401 by the actuator 1, the rod 406 is pushed in the direction of arrow A shown in FIG. 2 via the detent plate 402, and the taper portion provided at the tip of the rod 406. The pawl 407 is pushed up in the direction of arrow B shown in FIG. 2, and the park gear 408 and the pawl 407 fixed to the output shaft of the automatic transmission 4 are mechanically locked, and the vehicle drive shaft is mechanically locked. Switch to P range.
The battery 5 is charged by an alternator (not shown) when the engine is driven, and supplies power to the actuator control circuit 2. The relay 6 is for switching between supply and interruption of power from the battery 5 to the actuator control circuit 2 according to the on / off state of the IG 7. The IG 7 is for switching on or off the driving of an engine (not shown) by a driver's operation.
[0020]
The NSW 8 as a detecting means is for detecting the shift range position of the automatic transmission 4 and is electrically connected to the signal input stage 204 of the actuator control circuit 2 and integrated with the manual shaft 401 of the automatic transmission 4. The brush 801 shown in FIGS. 3, 4 and 5 is rotatable. When the manual shaft 401 is rotated by the actuator 1, the brush 801 moves in the direction of arrow C shown in FIG. 3 or the direction of arrow D shown in FIG. When the brush 801 moves from the position shown in FIG. 3 in the direction of the arrow C, the contact 803 of the P range and the common 802 are conducted, and the P range is detected. Similarly, detection of switching to each range when the contacts 804, 805, 806, 807, and 808 of the R range, N range, D range, 2 range, and L range are connected to the common 802. It has become. Here, the manual valve 405 shown in FIG. 2 is not positioned on the automatic transmission 4 with a knock pin or the like, and there is a variation for each individual in terms of play of each part and processing accuracy. The assembly angle is adjusted when the NSW 8 is assembled to the automatic transmission 4 so that the shift range position and the actual shift range position of the automatic transmission 4 coincide with each other, and the above variation is absorbed.
[0021]
Next, a procedure for assembling the actuator 1 of the shift range switching device having the above configuration will be described with reference to FIGS. 1 and 3 to 8.
As shown in FIG. 3, with the brush 801 of the NSW 8 outside the P range, the actuator 1 is assembled to the automatic transmission 4, and the actuator 1 is driven from the P range in the direction of arrow C to output the position detection sensor 103. The pulse is counted by the counter 202. At this time, the signals of NSW8 are in sequence, no conduction, P range conduction, no conduction, R range conduction, no conduction, N range conduction, no conduction, D range conduction, no conduction, two range conduction, no conduction, L range. Switch to continuity. FIG. 6 shows the relationship between the output signal of NSW 8 and the count value of counter 202 at this time. Similarly, as shown in FIG. 5, the relationship between the output signal of NSW 8 and the count value of the counter 202 when the actuator 1 is driven from the L range in the direction of arrow D from the state where the brush 801 of the NSW 8 is outside the L range. Is shown in FIG.
[0022]
Here, the count value of the output signal (off → Pon) shown in FIG. 6 is 110, and the count value of the output signal (Pon → off) shown in FIG. Although the two values should be identical to each other, the count values of the two are shifted because there is a mechanical play in the reduction gear 102 and the joint between the manual shaft 401 and the actuator 1 and NSW 8. Therefore, as shown in FIG. 8, 150 is the average value of the count value of the output signal (off → Pon) shown in FIG. 6 and the count value of the output signal (off → Pon) shown in FIG. The count value indicates the center. Similarly, the count value indicating the center of the R range is 350, the count value indicating the center of the N range is 550, the count value indicating the center of the D range is 750, the count value indicating the center of the two ranges is 950, The count value indicating the center is 1150.
[0023]
As described above, the count value indicating the center of each range can be known, the count value indicating each range is set as a reference value, and the actuator 1 is automatically controlled by controlling the actuator 1 based on this reference value. The shift range can be accurately switched without adjusting the assembly angle of the actuator 1 after the transmission 4 is assembled. In the above procedure, as the count value indicating the center of the P range, the average value of the count value of the output signal (off → Pon) shown in FIG. 6 and the count value of the output signal (off → Pon) shown in FIG. Although adopted, the count value indicating the center of the P range is the average value of the count value of the output signal (Pon → off) shown in FIG. 6 and the count value of the output signal (Pon → off) shown in FIG. The count values of the output signals (off → Pon) and (Pon → off) shown in FIG. 6 and the count values of the output signals (off → Pon) and (Pon → off) shown in FIG. All average values may be adopted. The same applies to the count value indicating the center of each of the R range, N range, D range, 2 range, and L range.
[0024]
Further, as a method of controlling the actuator 1 based on the reference value, a control map of the actuator 1 is automatically created, and this control map is written in a microcomputer built in the motor control unit 201. Or setting the target value from the reference value and writing the target value in the empty area of the memory 203 to control the actuator 1 so that the command value of the shift switch 3 is within the target value range, or The actuator 1 can be controlled to correct the deviation between the reference value and the command value of the shift switch 3.
[0025]
Next, the operation of the shift range switching device of the automatic transmission will be described with reference to FIG.
The driver operates the IG 7 to turn on the engine, and when the IG 7 is on, power is supplied from the battery 5 to the actuator control circuit 2 through the relay 6, and the shift range is switched from the shift switch 3 to the actuator control circuit 2. When the command is input, the motor control unit 201 controls the rotation angle of the motor 101 to a rotation angle corresponding to a desired shift range. Then, the actuator 1 rotates the manual shaft 401 to switch the shift range (P range, R range, N range, D range, 2 range, L range) of the automatic transmission 4.
[0026]
At this time, regarding the positional relationship of the shift range of the automatic transmission 4, for example, if the P range is considered as a reference, the R range is about 20 degrees from the P range, the N range is about 30 degrees, and the D range is about 40 degrees. The 2 range is at a position of about 50 degrees, and the L range is at a position of about 60 degrees. Assuming that the actuator 1 has a built-in reduction gear 102 with a reduction ratio of 1/60, when the motor 101 is rotated to the rotational position, the R range is changed from the P range to 3 rotations of the motor 101 and a position of 120 degrees, and the N range is 5 Rotation position, D range is 6 rotation and 240 degree position, 2 range is 8 rotation and 120 degree position, L range is 10 rotation position, and this position information is built in motor control unit 201 It is written in the microcomputer or memory 203 as a control map of the actuator 1 or a target value or reference value.
[0027]
The position detection sensor 103 outputs a pulse as the rotor of the motor 101 rotates, and the counter 202 counts the output value and transmits the number of rotations and the rotation angle position of the motor 101 to the motor control unit 201. The motor control unit 201 determines whether the number of rotations and the rotation angle position of the motor 101 input from the counter 202, that is, the shift range of the automatic transmission 4 matches the command value of the shift switch 3, and the motor is set to match both. 101 is driven to execute shift range switching control.
[0028]
The motor control unit 201 detects the operating state of the engine based on the on / off state of the IG 7, holds the energization of the relay 6 when the IG 7 is turned off by the driver's operation, and the motor 101 output from the counter 202. Are written in the memory 203, and when the writing is completed, the relay 6 is disconnected and the system is turned off.
When the driver operates the IG7 to turn on the engine again and the relay 6 is turned on, the number of rotations and the rotation angle of the motor 101 are read from the memory 203, and these values are set as initial values and controlled. To start.
[0029]
When the actuator 1 is not energized, the shift range of the automatic transmission 4 is held by the detent mechanism 40, so that the shift range of the automatic transmission 4 is not switched when the IG 7 is in the OFF state. That is, the number of rotations and the rotation angle of the motor 101 do not change when the IG7 is turned off. Therefore, when electric power is supplied again from the battery 5 to the motor control unit 201, the rotational position of the actuator 1 stored in the memory 203 does not shift from the actual rotational position of the actuator 1, and the actuator control circuit 2 can control the actuator 1 normally.
[0030]
As described above, in the shift range switching device for an automatic transmission according to an embodiment of the present invention, the count value of the counter 202 is referred to by the output signal of the NSW 8 that detects the shift range position of the automatic transmission 4. The count value indicating the center of each range is calculated, the count value indicating each range is set as a reference value, and the actuator 1 is controlled based on this reference value, so that the assembly position accuracy of the detent mechanism 40 and the actuator 1 Regardless of the individual variation, the step of adjusting the assembly angle when the actuator 1 is assembled to the automatic transmission 4 becomes unnecessary, and the actuator 1 can be easily assembled to the automatic transmission 4. Therefore, the assembly and maintenance of the actuator 1 can be facilitated, and the detent mechanism 40 can be driven to switch the shift range of the automatic transmission 4 accurately.
[0031]
Further, in the present embodiment, a control map of the actuator 1 is automatically created and written in a microcomputer built in the motor control unit 201, and the actuator 1 is controlled according to the control map, or a target value is obtained from a reference value. A value is set and this target value is written in the empty area of the memory 203 to control the actuator 1 so that the command value of the shift switch 3 falls within the range of the target value, or the reference value and the command value of the shift switch 3 It is not necessary to adjust the assembly angle of the actuator 1 after the actuator 1 is assembled to the automatic transmission 4 by controlling the actuator 1 so as to correct the deviation. Therefore, the absolute position of the actuator 1 can be grasped without providing the actuator 1 with a means for detecting the reference of the assembly position, and the shift range can be accurately switched with a simple configuration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system configuration diagram showing a shift range switching device of an automatic transmission according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a detent mechanism of a shift range switching device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram showing a state where the NSW of the shift range switching device according to the embodiment of the present invention is developed on a plane.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a state where the NSW of the shift range switching device according to one embodiment of the present invention is developed on a plane.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a state where the NSW of the shift range switching device according to the embodiment of the present invention is developed on a plane.
FIG. 6 is a data diagram for explaining the relationship between the output signal of NSW and the count value of the counter of the shift range switching device according to one embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a data diagram for explaining the relationship between the output signal of NSW and the count value of the counter of the shift range switching device according to one embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a data diagram showing a count value of each range according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Actuator 101 Motor 102 Reduction gear 103 Position detection sensor 2 Actuator control circuit 201 Motor control part (control means)
202 Counter 203 Memory 204 Signal input stage 3 Shift switch 4 Automatic transmission 5 Battery 6 Relay 7 IG
8 NSW (detection means)
40 Detent mechanism (shift range switching mechanism)

Claims

A shift range switching mechanism for switching the shift range of the automatic transmission to various travel ranges including parking;
An actuator that is a power source of the shift range switching mechanism;
Control means for controlling the shift range of the automatic transmission to a shift range corresponding to the switching command by driving the actuator according to a switching command input by an external operation;
Detection means for detecting a shift range position of the automatic transmission and sending a detection signal to the control means ;
A position detection sensor that outputs a pulse signal as the actuator is driven;
A shift range switching device for an automatic transmission comprising: a counter that counts pulse signals output from the position detection sensor and sends a count value to the control means ;
When the detection signal corresponding to the “predetermined shift range position” sent from the detection unit by driving the actuator in one direction is switched from off to on or from on to off, the control unit And the detection signal corresponding to the “predetermined shift range position” sent from the detection means by driving the actuator in a direction opposite to the one direction from off to on or on. A value calculated based on the count value sent from the counter when the switch is turned off to a reference value for the "predetermined shift range position " of the automatic transmission, and based on the reference value A shift range switching device for an automatic transmission, wherein the actuator is controlled.

2. The shift range switching device for an automatic transmission according to claim 1, wherein the control means creates a control map of the actuator from the reference value and controls the actuator according to the control map.

2. The automatic transmission according to claim 1, wherein the control unit sets a target value from the reference value and controls the actuator so that a value of the switching command is within a range of the target value. Shift range switching device.

2. The shift range switching of the automatic transmission according to claim 1, wherein the control means calculates a deviation between the reference value and the value of the switching command, and controls the actuator to correct the deviation. apparatus.