JP6300858B2 - 電動パーキングロック装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動モータを備えるアクチュエータの駆動力でパーキングポールを駆動してパーキングギヤに係合させることでパーキングロックを作動させる電動パーキングロック装置に関する。

運転者によるシフトレバーの操作を電気信号に変換し、この電気信号に基づいてシフトアクチュエータを駆動することでトランスミッションのシフトレンジを変更するシフト・バイ・ワイヤ装置が、下記特許文献１により公知である。

このシフト・バイ・ワイヤ装置は、運転者がシフトレバーを操作してＰレンジ（パーキングレンジ）を選択すると、シフトアクチュエータの駆動力でパーキングポールがパーキングギヤに係合してパーキングロックが作動するようになっている。

特開２００８−３９０９４号公報

ところで、上記従来のものは、シフトアクチュエータの電動モータの回転角をロータリエンコーダで検出し、その回転角に基づいて現在確立しているシフトレンジを判定するが、ロータリエンコーダは電動モータの相対回転角しか検出できないため、シフトアクチュエータの突き当て位置（回転限界位置）を学習して電動モータの相対回転角から絶対回転角で算出し、その絶対回転角に基づいてシフトレンジを判定する必要がある。しかしながら、シフトアクチュエータの突き当て位置の学習は少なくともイグニッションスイッチをオンする毎に行う必要があり、学習の失敗や遅れによってシフトレンジを誤判定する可能性があった、
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、電動パーキングロックの作動状態の判定精度を高めることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、電動モータの駆動力でパーキングポールを駆動してパーキングギヤに係合させることでパーキングロックを作動させるアクチュエータと、前記電動モータの相対回転角を検出する相対回転角センサと、前記アクチュエータから前記パーキングポールへの駆動力伝達経路に配置された回動部材の絶対回転角を検出する絶対回転角センサと、前記回動部材に設けられて前記パーキングポールが前記パーキングギヤに係合する状態を保持するパーキング位置保持部と、前記回動部材の回動方向の前記パーキング位置保持部を超える位置で、前記相対回転角から前記電動モータの絶対回転角を算出する基準となる基準回転位置情報を得るために前記回動部材の回動端を規制する回動端規制部とを備え、前記相対回転角センサで検出した相対回転角および前記基準回転位置情報から算出した前記電動モータの絶対回転角と、前記絶対回転角センサで検出した前記回動部材の絶対回転角とに基づいてパーキングロックの作動状態を判定する電動パーキングロック装置であって、前記回動部材には前記回動端規制部および被検出部材が設けられ、前記被検出部材は、前記パーキングポールが前記パーキングギヤに係合する状態で前記絶対回転角センサの検出面と重なるとともに、前記絶対回転角センサの平坦な検出面に沿って平行に移動することを特徴とする電動パーキングロック装置が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記基準回転位置情報の取得時に、前記被検出部材は、前記絶対回転角センサの検出面と重なる位置を超えて移動することを特徴とする電動パーキングロック装置が提案される。

なお、実施の形態のディテントプレート２４は本発明の回動部材に対応し、実施の形態の第１凹部２４ａは本発明のパーキング位置保持部に対応し、実施の形態の第１壁部２４ｃは本発明の回動端規制部に対応し、実施の形態のターゲットアーム２８は本発明の被検出部材に対応し、実施の形態の磁気ホール素子センサ２９は本発明の絶対回転角センサに対応し、実施の形態のロータリエンコーダは本発明の相対回転角センサに対応する。

請求項１の構成によれば、アクチュエータの電動モータの相対回転角を相対回転角センサで検出し、回動部材の回動端を規制する回動端規制部により得た基準回転位置情報に基づいて前記相対回転角から電動モータの絶対回転角を算出し、この絶対回転角からパーキングロックの作動状態を判定するだけでなく、アクチュエータからパーキングポールへの駆動力伝達経路に配置された回動部材の絶対回転角を絶対回転角センサで検出し、この絶対回転角からパーキングロックの作動状態を判定するので、相対回転角センサおよび絶対回転角センサによる２系統の判定により判定精度が高められる。

このとき、相対回転角センサの基準回転位置情報を得るための回動端規制部と、絶対回転角センサを作動させて絶対回転角を得るための被検出部材とを同じ回動部材に設けたので、パーキングロックの作動状態判定の信頼性および判定精度を更に高めることができる。

また、被検出部材は、絶対回転角センサの平坦な検出面に沿って平行に移動するので、絶対回転角センサの検出面に付着した鉄片のような異物を被検出部材で払い落として検出精度を高めることができる。

また請求項２の構成によれば、基準回転位置情報の取得時に、被検出部材は、絶対回転角センサの検出面と重なる位置を超えて移動するので、絶対回転角センサの検出面に付着した異物を一層確実に払い落とすことができる。

パーキングロック装置の全体構成を示す図。 図１の２方向矢視図。

以下、図１および図２に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１に示すように、自動車のトランスミッションの回転軸１１に固定されたパーキングギヤ１２に歯合してパーキングロックを作動させるべく、ケーシングに設けた支軸１３に枢支されたパーキングポール１４は、一端にパーキングギヤ１２の歯溝１２ａ…に係合可能な係止爪１４ａを備えるとともに他端に可動カム部１４ｂを備え、支軸１３の外周に支持されたねじりバネ１５で係止爪１４ａがパーキングギヤ１２の歯溝１２ａ…から離反する方向に付勢される。パーキングポール１４に対して直交する方向に配置されたパーキングロッド１６の先端部に摺動自在に嵌合するコーン部材１７は、パーキングロッド１６の外周に支持されたコイルバネ１８の弾発力で、パーキングポール１４の可動カム部１４ｂとケーシングに固定された固定カム部１９とに係合する方向に付勢される。

パーキングロックを作動および作動解除するアクチュエータ２０は、アクチュエータケース２１の内部に収納された電動モータ２２と、アクチュエータケース２１の外部に延出する電動モータ２２の出力軸２３と、出力軸２３に固定されたディテントプレート２４と、アクチュエータケ−ス２１に一端を固定された板バネ２５と、板バネ２５の他端に回転自在に支持されたディテントローラ２６とを備える。

図２から明らかなように、ディテントプレート２４には第１凹部２４ａ、第２凹部２４ｂ、第１壁部２４ｃおよび第２壁部２４ｄが形成される。ディテントプレート２４がＰ位置（パーキング位置）にあるときにディテントローラ２６は第１凹部２４ａに係合し、ディテントプレート２４が非Ｐ位置にあるときにディテントローラ２６は第２凹部２４ｂに係合する。ディテントプレート２４がＰ位置を超えて回動すると、ディテントローラ２６は第１凹部２４ａを乗り越えて第１壁部２４ｃに突き当たり、ディテントプレート２４のそれ以上の回動を規制する。またディテントプレート２４が非Ｐ位置を超えて回動すると、ディテントローラ２６は第２凹部２４ｂを乗り越えて第２壁部２４ｄに突き当たり、ディテントプレート２４のそれ以上の回動を規制する。

さらにアクチュエータ２０は、電動モータ２２の出力軸２３の相対回転角を検出する相対回転角センサであるロータリエンコーダ（図示せず）と、ディテントプレート２４に設けたターゲットアーム２８の位置から出力軸２３の絶対回転角を検出する絶対回転角センサである磁気ホール素子センサ２９とを備える。

ロータリエンコーダは出力軸２３の所定回転角毎にパルス信号を出力するもので、正転方向のパルス信号を加算して逆転方向のパルス信号を減算することで出力軸２３の相対回転角を検出可能であるが、所定位置を基準とする絶対回転角は検出不能である。そこで出力軸２３が所定位置にあるときを基準回転角とし、その基準回転角からの相対回転角として絶対回転角を検出するようになっている。

本実施の形態では、出力軸２３の所定位置は、ディテントローラ２６がディテントプレート２４の第１凹部２４ａを乗り越えて第１壁部２４ｃに突き当たる位置である。よって、アクチュエータ２０を駆動してディテントプレート２４をＰ位置を超えて回動させ、ディテントローラ２６が第１壁部２４ｃに突き当たり、出力軸２３がそれ以上回動できなくなった位置を基準回転角として学習する。このようにすれば、基準回転角からの相対回転角が所定値になる位置として、パーキングロックが作動するＰ位置を判定することができる。本実施の形態では、基準回転角の学習は、イグニッションスイッチをオンした場合や、バッテリを交換するために電源が一次的に失われたような場合において行われる。

一方、磁気ホール素子センサ２９は絶対角センサであるため、ディテントプレート２４がＰ位置に達してディテントローラ２６が第１凹部２４ａに係合したとき、ディテントプレート２４に設けたターゲットアーム２８が磁気ホール素子センサ２９の先端部中央の検出面２９ｂに重なるように設定することで（図２の実線参照）、パーキングロックが作動するＰ位置を直接判定することができる。ディテントプレート２４の回動に伴って、ターゲットアーム２８は磁気ホール素子センサ２９の平坦な検出面２９ａに対して僅かなエアギャップを介して平行に移動する。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。

運転者がシフトレバーをＰ位置に操作すると、アクチュエータ２０の電動モータ２２が作動して出力軸２３と共にディテントプレート２４が回動し、ディテントプレート２４はディテントローラ２６が第１凹部２４ａに係合する位置に停止する。このとき、ディテントプレート２４に一端を連結されたパーキングロッド１６が前進し、パーキングロッド１６に支持されたコーン部材１７がパーキングポール１４の可動カム部１４ｂとケーシングに固定した固定カム部１９との間に進入し、可動カム部１４ｂが固定カム部１９から離反することで、パーキングポール１４が支軸１３まわりに揺動する。その結果、パーキングポール１４の係止爪１４ａがパーキングギヤ１２の歯溝１２ａ…の一つに係合することで、回転軸１１が拘束されてパーキングロックが作動する。

パーキングギヤ１２の位相によりパーキングポール１４の係止爪１４ａが歯溝１２ａに係合しないとき、コーン部材１７はコイルバネ１８を圧縮しながら元の位置に留まるが、パーキングギヤ１２が僅かに回転して係止爪１４ａおよび歯溝１２ａの位置が一致すると、コイルバネ１８の弾発力でコーン部材１７が前進することで、パーキングポール１４が揺動して係止爪１４ａが歯溝１２ａに係合し、パーキングロックが支障なく作動する。

このようにしてパーキングロックが作動したとき、ロータリエンコーダにより検出した電動モータ２２の出力軸２３の相対回転角と、学習により得た基準回転角とから、ディテントプレート２４がＰ位置にあることを判定するとともに、磁気ホール素子センサ２９により得たディテントプレート２４の絶対回転角からディテントプレート２４がＰ位置にあることを判定する。そして両者の判定結果が一致すればパーキングロックが作動したと最終判定し、不一致であればパーキングロック装置に異常があると判定して警報を出力する。以上のように、ロータリエンコーダおよび磁気ホール素子センサ２９による２系統の判定により、パーキングロックの作動状態の判定精度を高めることができる。

また相対回転角センサであるロータリエンコーダの基準回転角を得るための第１壁部２４ｃと、絶対回転角センサである磁気ホール素子センサ２９を作動させるためのターゲットアーム２８とを、同じ部材であるディテントプレート２４に設けたので、基準回転角の検出精度およびディテントプレート２４の絶対回転角の検出精度を高めてパーキングロックの作動状態の判定精度を更に高めることができる。

また磁気ホール素子センサ２９の検出面２９ａに鉄粉等の異物が付着すると検出精度が低下するが、本実施の形態ではディテントプレート２４に設けたターゲットアーム２８が、磁気ホール素子センサ２９の検出面２９ａに対して僅かなエアギャップを介して平行に移動するので、磁気ホール素子センサ２９の検出面２９ａに付着した鉄粉等の異物をターゲットアーム２８で払い落として検出精度を維持することができる。

しかも基準回転角の学習時には、ターゲットアーム２８が磁気ホール素子センサ２９の検出面２９ａに重なる位置（ディテントローラ２６が第１凹部２４ａに係合する位置）から検出面２９ａを通りすぎる位置（ディテントローラ２６が第１壁部２４ｃに突き当たる位置）へと更に移動するため、鉄粉等の異物を一層確実に払い落とすことができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、本発明の回動部材は実施の形態のディテントプレート２４に限定されず、アクチュエータ２０からパーキングポール１４への駆動力伝達経路に配置された回動部材であれば良い。

１２ パーキングギヤ
１４ パーキングポール
２０ アクチュエータ
２２ 電動モータ
２４ ディテントプレート（回動部材）
２４ａ 第１凹部（パーキング位置保持部）
２４ｃ 第１壁部（回動端規制部）
２８ ターゲットアーム（被検出部材）
２９ 磁気ホール素子センサ（絶対回転角センサ）
２９ａ 検出面

Claims (2)

1. 電動モータ（２２）の駆動力でパーキングポール（１４）を駆動してパーキングギヤ（１２）に係合させることでパーキングロックを作動させるアクチュエータ（２０）と、前記電動モータ（２２）の相対回転角を検出する相対回転角センサと、前記アクチュエータ（２０）から前記パーキングポール（１４）への駆動力伝達経路に配置された回動部材（２４）の絶対回転角を検出する絶対回転角センサ（２９）と、前記回動部材（２４）に設けられて前記パーキングポール（１４）が前記パーキングギヤ（１２）に係合する状態を保持するパーキング位置保持部（２４ａ）と、前記回動部材（２４）の回動方向の前記パーキング位置保持部（２４ａ）を超える位置で、前記相対回転角から前記電動モータ（２２）の絶対回転角を算出する基準となる基準回転位置情報を得るために前記回動部材（２４）の回動端を規制する回動端規制部（２４ｃ）とを備え、前記相対回転角センサで検出した相対回転角および前記基準回転位置情報から算出した前記電動モータ（２２）の絶対回転角と、前記絶対回転角センサ（２９）で検出した前記回動部材（２４）の絶対回転角とに基づいてパーキングロックの作動状態を判定する電動パーキングロック装置であって、
   前記回動部材（２４）には前記回動端規制部（２４ｃ）および被検出部材（２８）が設けられ、前記被検出部材（２８）は、前記パーキングポール（１４）が前記パーキングギヤ（１２）に係合する状態で前記絶対回転角センサ（２９）の検出面（２９ｂ）と重なるとともに、前記絶対回転角センサ（２９）の平坦な検出面（２９ａ）に沿って平行に移動することを特徴とする電動パーキングロック装置。
2. 前記基準回転位置情報の取得時に、前記被検出部材（２８）は、前記絶対回転角センサ（２９）の検出面（２９ｂ）と重なる位置を超えて移動することを特徴とする、請求項１に記載の電動パーキングロック装置。

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