JP5964625B2 - シフト制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ディテントプレートを移動させて、シフト位置を制御するシフト制御システムに関する。

従来より、ドライバによるシフトレバーの操作に従い、自動変速機のシフトレンジを電気制御により切り替える「シフトバイワイヤ」とも呼ばれるシフト制御システムが知られている。このようなシフト制御システムでは、ドライバによってシフトレバーが操作されると、シフト位置の切替指令が発生してアクチュエータに通電がなされ、ディテントプレートが回転する。ディテントプレートは、シフト位置に対応する凹部を周縁に有しており、所定の回転位置にくると、ディテントスプリングの先端のころがディテントプレートの凹部に落ち込むことで両者が係合し、シフト位置が確定する。従って、ディテントスプリングのころが凹部ときちんと対応する位置においてディテントプレートを止める必要がある。

ディテントプレートの位置がずれると、ころがディテントプレートの凸部や両端の壁に押しつけられディテントスプリングが撓んだ状態でディテントプレートが停止する可能性があり、シフト位置を確実に維持できない可能性がある。

そこで、特許文献１では、アクチュエータを回転させてディテントプレートの壁とディテントスプリングのころとを接触させて壁位置を検出し、検出した壁位置を基準位置としてディテントプレートの回転位置を制御する。例えば、Ｐ（パーキング）レンジから非Ｐレンジへ切り換える場合には、Ｐ壁位置を検出し、Ｐ壁位置を基準位置としてシフト切替を行う。

特開２００４−３０６７５２号公報 特開２００４−３０８８４８号公報 特開２００８−１０６７２１号公報

ここで、シフトバイワイヤにおいては、制御要素であるアクチュエータと被制御要素であるディテントプレートの間に複数の機械要素があり、機械的なガタが存在する。特許文献１では、ディテントプレートの壁位置を検出してこれを基準位置として設定することで、ガタの影響を減少しているが、ガタの量が大きくなると、ガタの影響を十分排除できない場合も生じる。

本発明は、シフト位置に応じた複数の凹部であって、一方側および他方側の終端の凹部と中間の凹部を含む複数の凹部と、この複数の凹部の中間に設けられ隣接する凹部を区切る凸部とを有するプレート部材と、このプレート部材に所定の押しつけ力により押しつけられ、前記凹部に係合して前記プレート部材の移動を規制してシフト位置を固定する規制部材と、前記プレート部材を前記規制部材の押しつけ力に抗して前記凸部を乗り越えて移動させるアクチュエータと、アクチュエータの駆動を制御して、シフト位置の切替指令に応じて前記プレート部材を目標位置に移動させて、目標とするシフト位置に移動させる制御手段と、を含み、前記制御手段は、一方側および他方側の両方の終端の凹部のシフト位置におけるプレート部材の位置が既知の場合において、前記プレート部材の一方側の終端の凹部のシフト位置から中間の凹部のシフト位置への他方側への移動の時には他方側の終端の凹部のシフト位置におけるプレート部材位置を基準位置として中間の凹部のシフト位置における前記プレート部材の目標位置を決定し、前記プレート部材の他方側の終端の凹部のシフト位置から中間のシフト位置への一方側への移動の時には一方側の終端の凹部のシフト位置における前記プレート部材位置を基準位置として中間の凹部のシフト位置における前記プレート部材の目標位置を決定し、１つの中間の凹部のシフト位置における前記プレート部材の目標位置が移動方向によって異なることを特徴とする。

また、前記基準位置は、前記プレート部材を一方側または他方側に移動した場合の終端のシフト位置における終端側の壁位置であることが好適である。

本発明によれば、プレート部材の一方側および他方側への移動において、基準位置を異ならせることで、移動における部品のガタの影響を抑制して正確な移動を行うことができる。

実施形態の構成を示すブロック図である。 Ｄレンジ方向への移動を示す図である。 Ｐレンジ方向への移動を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。

図１は、実施形態に係るシフト制御装置の全体構成を示すブロック図である。このシフト制御システム１０は、車両に搭載され、Ｐ（パーキング）、Ｒ（リバース：後進走行）、Ｎ（ニュートラル）、Ｄ（ドライブ：前進走行）のシフトレンジを切り替えるために用いられる。シフトレンジとしては、ロー、セカンド、サード、オーバードライブなどのレンジがあってもよい。

Ｐスイッチ２０は、シフトレンジをパーキングレンジ（以下、「Ｐレンジ」と呼ぶ）とパーキング以外のレンジ（以下、「非Ｐレンジ」と呼ぶ）との間で切り替えるためのスイッチであり、ドライバの操作によって、Ｐスイッチ２０からのＰレンジ、非Ｐレンジの切替指示（信号）が、制御部３０に供給される。

シフトスイッチ２２は、シフトレンジをドライブレンジ（Ｄ）、リバースレンジ（Ｒ）、ニュートラルレンジ（Ｎ）、などのレンジに切り替えたりするためのスイッチであり、通常ドライバのシフトレバー操作により切り替えられる。シフトスイッチ２２からの指示（信号）も制御部３０に供給される。

制御部３０は、Ｐスイッチ２０、シフトスイッチ２２から供給されるシフト位置についての信号に基づき、アクチュエータ４０を制御する。このアクチュエータは、モータ（スイッチトリラクタンスモータ）、減速機を含み、モータに通電することでその出力軸４２を回転する。制御部３０がエンコーダ４４の出力に応じてモータへの通電を制御することで、出力軸４２の回転量が制御される。この例では、制御部３０がエンコーダ４４から出力されるパルスをカウントし、このカウント値が所定値となったことで、出力軸４２の回転量が制御される。

アクチュエータ４０の出力軸４２には、エンコーダ４４と、シフト切替機構５０が接続されている。エンコーダ４４は、出力軸４２の回転量に応じたカウント値を出力する。シフト切替機構５０は、プレート部材であるディテントプレート５２と、規制部材であるディテントスプリング５４を含み、アクチュエータ４０の出力軸４２によってディテントプレート５２が回転する。ディテントプレート５２は、円板状でその周縁部にシフト位置に対応した凹部を有しており、各凹部が凸部で区切られた形状を有している。ディテントスプリングは例えば板バネで、先端にころ５６が配置されている。そして、ディテントスプリング５４のころ５６がディテントプレート５２の周縁に向けて押しつけられており、ころ５６が凹部にはまり込むことでシフト位置が固定される。また、ディテントプレート５２がディテントスプリング５４の押圧力に抗して回転することで、ころ５６がディテントプレート５２の凸部を乗り越えシフト位置が変更される。

なお、ディテントプレート５２の位置に応じて、車両駆動における変速ギアや、無段階変速機が制御される。

ここで、制御部３０による、アクチュエータ４０の制御によるシフト位置の変更について説明する。

図２には、ディテントプレート５２を移動させてシフト位置をＤレンジ方向に変更する場合の制御について模式的に示してある。

ディテントプレート５２は、円板状であり、プレート周縁に凹凸が形成され、各凹部がシフト位置に対応するが、この例ではディテントプレート５２を展開して記載している。このように、図における左端の凹部がＰレンジで、そこから右方向にＲレンジ、Ｎレンジの凹部がその順で配置され、右端の凹部がＤレンジとなっている。

従って、ディテントプレート５２を時計回りに回転することで、Ｐレンジ方向に移動し、反時計回りに回転することでＤレンジ方向に移動する。図においては、ディテントスプリング５４側が移動するように示してあるが、実際には、ディテントプレート５２が回転してディテントスプリング５４のころ５６が凹部に吸い込まれてシフト位置が確定する。

ここで、Ｄレンジは、最も右側であり、このＤレンジでは、ディテントプレート５２のＤレンジ凹部にころ５６が収容され、その際にはＮレンジから移動してきたころがＤレンジの端部側の壁（Ｄ壁）に当接した位置を検出することができる。このＤ壁位置を第１の基準位置とする。

また、Ｐレンジは、最も左側であり、このＰレンジでは、ディテントプレート５２のＰレンジ凹部にころ５６が収容され、その際にはＮレンジから移動してきたころがＰレンジの端部側の壁（Ｐ壁）に当接した位置を検出することができる。このＰ壁位置を第２の基準位置とする。

ここで、ディテントプレート５２の移動によるディテントスプリング５４のころ５６の位置は、その駆動機構におけるガタの影響を受ける。このガタには、（ｉ）アクチュエータ（ＡＣＴ）４０の内部ガタの他、（ｉｉ）マニュアルシャフト−ディテントプレート５２〜ディテントスプリング５４に至るトランスミッション（ＴＭ）部品のガタがある。すなわち、ＡＣＴの内部ガタには、モータの出力軸と複数の減速機の間のガタが含まれ、ＴＭ部品ガタには、ディテントプレート５２とディテントスプリング５４間のガタがある。マニュアルシャフトは、ディテントプレート５２に固定されるため、通常はこれらの間にはガタはない。

そして、Ｄ壁位置では、ディテントスプリング５４のころ５６が、Ｄ壁に押しつけられるため、Ｄ壁によりディテントスプリング５４が図における左側（Ｐレンジ側）に押しつけられた状態となっている。この状態は、ディテントプレート５２が反時計回りをしてシフト位置がＤレンジ側に移動するときの状態と同じである。

そこで、本実施形態では、Ｄレンジ側にシフトを切り替える場合には、Ｄ壁位置を基準位置（第１基準位置）として、ＰレンジからＲレンジへの移動、Ｒレンジ→Ｎレンジ、Ｎレンジ→Ｄレンジの移動を制御する。図２においては、Ｐレンジから、Ｒレンジへの移動が示されており、Ｒレンジにおける目標位置は、Ｄ壁位置を基準として設定された位置としている。Ｄレンジ方向におけるＮレンジ、Ｄレンジへの移動の際も、Ｄ壁位置を基準として決定された位置を目標位置として、アクチュエータ４０の駆動が制御される。これによって、部品のガタを解消した移動制御を行うことができる。

図３には、ディテントプレート５２を移動させてシフト位置をＰレンジ方向に変更する場合の制御について模式的に示してある。この場合、Ｐ壁位置では、ディテントスプリング５４のころ５６が、Ｐ壁に押しつけられるため、Ｐ壁によりディテントスプリング５４が図における右側（Ｄレンジ側）に押しつけられた状態となっている。この状態は、ディテントプレート５２が時計回りをしてシフト位置がＰレンジ側に移動するときの状態と同じである。

そこで、本実施形態では、Ｐレンジ側にシフトを切り替える場合には、Ｐ壁位置を基準位置（第２基準位置）として、ＤレンジからＮレンジへの移動、Ｎレンジ→Ｒレンジ、Ｒレンジ→Ｐレンジの移動を制御する。図３においては、Ｎレンジから、Ｒレンジへの移動が示されており、Ｒレンジにおける目標位置は、Ｐ壁位置を基準として設定された位置としている。Ｐレンジ方向におけるＮレンジ、Ｐレンジへの移動の際も、Ｐ壁位置を基準として決定された位置を目標位置として、アクチュエータ４０の駆動が制御される。これによって、部品のガタを解消した移動制御を行うことができる。

ここで、ディテントプレート５２の可動範囲は、Ｐ壁位置からＤ壁位置であり、これら位置は絶対位置として検出して、制御部３０に記憶しておくことができる。従って、これらＰ壁位置、Ｄ壁位置から各シフト位置における目標位置を設定することができる。また、このＰ壁位置、Ｄ壁位置について、随時学習して、補償することで、経年的な変化にも対応できる。すなわち、Ｐレンジ、Ｄレンジに位置しているときに、アクチュエータを駆動して、Ｐ壁位置、Ｄ壁位置を検出して、位置を更新することが好適である。

ここで、ディテントプレート５２の凹部（シフト位置）では、ころ５６が所定の範囲内に位置すれば、アクチュエータ４０を停止しても、ディテントスプリング５４は凹部内に吸い込まれるので、当該凹部内にディテントスプリング５４を保持できる。

図２，３には、ＴＭ部品吸い込み範囲と、ＡＣＴ＋ＴＭ部品の吸い込み範囲の両方を示してある。ＴＭ部品のガタはディテントスプリング５４の移動に直結しており、このガタの解消が先に起こる可能性がある。このガタの解消はＴＭ部品の引きずり力のみであり、吸い込み範囲は比較的広い。一方、ＡＣＴ内部のガタはＴＭ部品のガタが解消された後に解消される場合が多く、両者のガタを解消するための部品の引きずり力は大きくなるため、この吸い込み範囲は比較的狭くなる。特に、ＴＭ部品のガタが解消された場合において、ＡＣＴ＋ＴＭ部品の吸い込み範囲に至らない場合には、ＡＣＴ＋ＴＭ部品の吸い込み範囲にディテントスプリング５４を位置するようにアクチュエータ４０を駆動することが必要となる。

本実施形態においては、ガタの影響を基本的に排除してディテントプレート５２の移動制御を行うことができ、正確な移動を行うことができる。

１０ シフト制御システム、２０ スイッチ、２２ シフトスイッチ、３０ 制御部、４０ アクチュエータ、４２ 出力軸、４４ エンコーダ、５０ シフト切替機構、５２ ディテントプレート、５４ ディテントスプリング、５６ ころ。

Claims (2)

1. シフト位置に応じた複数の凹部であって、一方側および他方側の終端の凹部と中間の凹部を含む複数の凹部と、この複数の凹部の中間に設けられ隣接する凹部を区切る凸部とを有するプレート部材と、
   このプレート部材に所定の押しつけ力により押しつけられ、前記凹部に係合して前記プレート部材の移動を規制してシフト位置を固定する規制部材と、
   前記プレート部材を前記規制部材の押しつけ力に抗して前記凸部を乗り越えて移動させるアクチュエータと、
   アクチュエータの駆動を制御して、シフト位置の切替指令に応じて前記プレート部材を目標位置に移動させて、目標とするシフト位置に移動させる制御手段と、
   を含み、
   前記制御手段は、一方側および他方側の両方の終端の凹部のシフト位置におけるプレート部材の位置が既知の場合において、前記プレート部材の一方側の終端の凹部のシフト位置から中間の凹部のシフト位置への他方側への移動の時には他方側の終端の凹部のシフト位置におけるプレート部材位置を基準位置として中間の凹部のシフト位置における前記プレート部材の目標位置を決定し、前記プレート部材の他方側の終端の凹部のシフト位置から中間のシフト位置への一方側への移動の時には一方側の終端の凹部のシフト位置における前記プレート部材位置を基準位置として中間の凹部のシフト位置における前記プレート部材の目標位置を決定し、１つの中間の凹部のシフト位置における前記プレート部材の目標位置が移動方向によって異なることを特徴とするシフト制御装置。
2. 請求項１に記載のシフト制御装置において、
   前記基準位置は、前記プレート部材を一方側または他方側に移動した場合の終端のシフト位置における終端側の壁位置であることを特徴とするシフト制御装置。

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