JPH07253150A - 自動変速機の電動式レンジ切換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 ディテント引き込み（自走）検出不能や誤検
出をなくし、ディテント引き込みを明確に判断し得る自
動変速機の電動式レンジ切換装置を提供する。 【構成】 レンジセレクトスイッチ４１により駆動され
るモータ２に連動する減速装置３と、この減速装置に連
結したマニュアルシャフト５と、このマニュアルシャフ
トに取り付けられ、マニュアルバルブを制御するディテ
ント機構と、このディテント機構の回転位置の変化を検
出するバルブ位置センサ２３の出力値の変化率を、予め
定めた基準値と比較して、マニュアルシャフト５の位置
を判断してモータ２を制御する手段と、バルブ位置セン
サ２３の出力値と、目標レンジ位置におけるバルブ位置
センサ２３の出力値とを比較する手段と、バルブ位置セ
ンサ２３の出力値が、目標レンジ位置におけるバルブ位
置センサ２３の出力値近傍であると判断した場合には、
モータ２の駆動電圧をデューティ制御する手段を設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両の自動変速機にお
いて、電気的スイッチの操作でモータを作動させる電動
式レンジ切換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動変速機の電動式レンジ切換装
置は、駆動系の位置の変化を検出して、レンジ位置を判
断し、目標レンジに入ると、モータに制動力を発生さ
せ、目標のレンジ位置にマニュアルシャフトを停止させ
るように構成されている（例えば、特公昭６３−３７７
２９号参照）。

【０００３】すなわち、電気的スイッチ（レンジセレク
トスイッチ）の操作でモータを作動させ、センサの出力
で、電磁ブレーキを作動させ、モータを停止させてマニ
ュアルバルブを所定のレンジに制御する自動変速機の電
動式レンジ切換装置が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、低温時
には、自動変速機の油圧回路の流体（ＡＴＦ）の粘性が
増大することによって、マニュアルバルブの作動の抵抗
となり、その結果、ディテントの山部分におけるマニュ
アルシャフトに取り付けられたバルブ位置センサからの
出力電圧と、ディテントの谷部分におけるそれとではあ
まり変化がなく、目標レンジ位置になったか否かの判定
ができなくなる場合がある。

【０００５】また、高電圧時においても、モータの回転
速度が高くなり、ディテントレバーの谷部分におけるセ
ンサ出力値の変化率が小さくなるため、同様の問題が発
生する。この点について詳細に説明すると、モータの駆
動電圧及びマニュアルバルブの雰囲気温度が標準である
場合は、図９に示すように、例えば、ＰレンジからＲレ
ンジへのレンジ切換時ａ、ＲレンジからＮレンジへのレ
ンジ切換時ｂ、ＮレンジからＤレンジへのレンジ切換時
ｃともに、適切な判定を行うことができる。

【０００６】しかし、モータの駆動電圧が低電圧で、か
つ、マニュアルバルブの雰囲気温度が低温度である場合
には、モータの回転速度は低減し、かつ自動変速機の油
圧回路の流体（ＡＴＦ）の粘度が増大して、マニュアル
バルブの作動の抵抗が増加することになり、その結果、
ディテントの山部分におけるマニュアルシャフトに取り
付けられたバルブ位置センサの出力電圧値と、ディテン
トの谷部分におけるそれとではあまり変化がなくなるた
め、例えば、図１０に示すように、特に、Ｒレンジから
Ｎレンジへのレンジ切換時ｂでは、適切な判定を行うこ
とができない。

【０００７】更に、モータの駆動電圧が高電圧で、かつ
マニュアルバルブの雰囲気温度が標準の場合には、モー
タの駆動力は増加することになり、その結果、ディテン
トの山部分におけるマニュアルシャフトに取り付けられ
たバルブ位置センサの出力電圧値と、ディテントの谷部
分におけるそれとではあまり変化がなくなるため、例え
ば、図１１に示すように、特に、ＲレンジからＮレンジ
へのレンジ切換時ｂ、ＮレンジからＤレンジへのレンジ
切換時ｃでは適切な判定を行うことができない。

【０００８】本発明は、上記問題点を解決するために、
ディテント引き込み（自走）検出不能や誤検出をなく
し、ディテント引き込み（自走）を明確に判断し得る自
動変速機の電動式レンジ切換装置を提供することを目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、運転者により操作されるレンジセレクト
スイッチにより、自動変速機内のマニュアルバルブを制
御して、レンジの切換えを行う自動変速機の電動式レン
ジ切換装置において、前記レンジセレクトスイッチによ
り駆動されるモータと、該モータに連動する減速装置
と、該減速装置に連結したマニュアルシャフトと、該マ
ニュアルシャフトに取り付けられ、前記マニュアルバル
ブを制御するディテント機構と、該ディテント機構の回
転位置の変化を検出するバルブ位置センサと、該バルブ
位置センサの出力値の変化率を、予め定めた基準値と比
較して、前記マニュアルシャフトの位置を判断して前記
モータを制御する手段と、前記バルブ位置センサの出力
値と、目標レンジ位置における前記バルブ位置センサの
出力値を比較する手段と、前記バルブ位置センサの出力
値が、目標レンジ位置における前記バルブ位置センサの
出力値近傍であると判断した場合には、前記モータの駆
動電圧をデューティ制御する手段を設けるようにしたも
のである。

【００１０】また、前記デューティ制御値を、前記モー
タの駆動電圧とマニュアルバルブの雰囲気温度に基づい
て補正するようにしたものである。

【００１１】

【作用及び発明の効果】本発明は、上記したように、バ
ルブ位置センサの出力値の変化率が、ディテント上りと
ディテント引き込み（自走）とで明確になるよう、目標
レンジ位置の手前から駆動信号発生装置３５からの出力
信号に基づいて、モータの駆動電圧のデューティ制御を
行い、モータの回転速度を制御する。

【００１２】例えば、低油温時は、学習により記憶され
た目標レンジ位置（バルブ位置センサの出力値により設
定）の手前からデューティ制御を行い、バルブ位置セン
サの出力値の変化が判断できる電圧までモータの回転速
度を落とし、ディテント上りとディテント引き込み（自
走）時とで、変化率の違いが十分判断できるように制御
する。

【００１３】また、モータの駆動電圧が、高電圧時も前
記と同様の制御を行う。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図１は本発明の実施例を示す自
動変速機の電動式レンジ切換装置の要部構成図、図２は
その自動変速機の電動式レンジ切換システムの概略構成
図、図３はその自動変速機の電動式レンジ切換装置の駆
動部の構成図、図４はその自動変速機の電動式レンジ切
換装置の分解斜視図、図５はその自動変速機の電動式レ
ンジ切換装置のディテント機構の構成図である。

【００１５】これらの図において、１は自動変速機（Ａ
／Ｔ）であり、この自動変速機（Ａ／Ｔ）１の一方の側
面には、自動変速機１のレンジ切換装置を駆動するアク
チュエータとしてのモータ２が取り付けられる。このモ
ータ２にはウオームギア６１を含む減速装置３が設けら
れる。その減速装置３の出力軸はガタ結合機構４を介し
てマニュアルバルブレバーシャフト（ここでは、マニュ
アルシャフトという）５に連結される。このマニュアル
シャフト５の他端は、自動変速機（Ａ／Ｔ）１の他方の
側面に支持され、そのマニュアルシャフト５の他端には
ニュートラルスタートスイッチ２４が装着されている。

【００１６】また、マニュアルシャフト５の減速装置ケ
ース６０を貫通した端部にはバルブ位置センサ２３が装
着されている。このバルブ位置センサ２３は、マニュア
ルシャフト５の回転変位、つまり、ディテント機構７の
回転位置の変化を電圧として出力する。更に、モータ２
には電源２０が接続可能であり、このモータ２の駆動電
圧は、電圧計２１で検出される。

【００１７】また、自動変速機（Ａ／Ｔ）１内に設けら
れるマニュアルバルブ１１の雰囲気温度、つまり、油温
は油温センサ２２によって検出される。更に、ハンドル
４０の近傍には、レンジセレクトスイッチ４１（レバー
スイッチ、押釦スイッチやロータリースイッチ等）が配
置されている。上記した電圧計２１、油温センサ２２、
バルブ位置センサ２３、ニュートラルスタートスイッチ
２４、レンジセレクトスイッチ４１のそれぞれの出力信
号は、レンジ切換制御用電子制御装置３０に接続され
る。

【００１８】このレンジ切換制御用電子制御装置３０
は、中央処理装置（ＣＰＵ）３１と、プログラムが内蔵
されるＲＯＭ３２、後述する各種の情報が記憶されるメ
モリ３３と、入出力インタフェース３４、駆動信号発生
装置３５等を具備しており、該入出力インタフェース３
４を介して、電圧計２１、油温センサ２２、バルブ位置
センサ２３、ニュートラルスタートスイッチ２４からの
出力信号が取り込まれる。

【００１９】一方、入出力インタフェース３４を介し
て、レンジセレクトスイッチ４１の操作部材をロックす
るシフトロックソレノイド３６、リバース及びパーキン
グ時のウォーニング装置３７にそれぞれ出力信号を送信
可能に接続されている。また、駆動信号発生装置３５か
らはデューティ信号が出力されて、モータ２に入力さ
れ、モータ２の駆動電圧のデューティ制御が行われる。

【００２０】更に、マニュアルシャフト５には略撥状の
ディテントレバー６が固定され、その外周面にはディテ
ント機構７が設けられている。すなわち、図５に示すよ
うに、右側より、順次、切欠きＰ，Ｒ，Ｎ，Ｄ，２，Ｌ
が形成され、それらの切欠きに、ディテントスプリング
８の先端部に設けられるローラ９が係合して、Ｐレン
ジ，Ｒレンジ，Ｎレンジ，Ｄレンジ，２レンジ，Ｌレン
ジをそれぞれディテントするように構成されている。な
お、６ａはディテントレバー６に形成されるマニュアル
シャフト５の取り付け穴、６ｂはディテントレバー６に
形成されるパーキング機構に連結されるロッド（後述）
の取り付け穴である。

【００２１】そこで、従来と同様に、エンジンを始動
し、走行状態に移る。この場合には、レンジセレクトス
イッチ４１のドライブ（Ｄ）スイッチをオンにする。す
ると、電源２０からモータ２に電流が供給され、モータ
２が回転することにより、ウオームギア６１を含む減速
装置３が駆動され、ガタ結合機構４を介して、マニュア
ルシャフト５が回転され、それに伴って、ディテントレ
バー６が回転し、その回転変位に応じてバルブボデー１
０内のマニュアルバルブ１１が切り換えられる。したが
って、ライン圧Ｐ_L がＤレンジのポートに切換られる。

【００２２】このように、ディテントレバー６の回転変
位に応じて、マニュアルバルブ１１は各ポートに切換え
可能であり、それに応じて、変速機制御用電子制御装置
５０の制御により、変速シフトバルブ１７が切換えら
れ、各摩擦係合要素１８は各レンジに対応した組み合わ
せが確立される。なお、１９はソレノイドである。ま
た、パーキング機構１４について説明すると、ディテン
トレバー６の回転変位に応じて、ディテントレバー６に
連結されるロッド１２が変位し、そのロッド１２の先端
部に形成されるカム１３の形状に応じて、パーキングポ
ール１５が回動可能に配置されており、Ｐレンジでは、
パーキングポール１５の爪１５ａが、パーキングギア１
６の凹部１６ａに噛み合い、パーキングギア１６は鎖錠
される。

【００２３】ここで、自動変速機の電動式レンジ切換装
置は、ディテント機構７を利用して、マニュアルシャフ
ト５が、ディテントの山から谷へ落ちる際のバルブ位置
センサ２３の出力値を、レンジ切換制御用電子制御装置
３０に読み込み、ＣＰＵ３１により、その変化率を演算
して、その変化率にてレンジ位置を判断する。つまり、
バルブ位置センサ２３の出力値にて現在のレンジ位置を
判断し、目標のレンジ範囲に入った時に、バルブ位置セ
ンサ２３の出力値の変化率に基づいて、ディテントの谷
（油圧発生角の中心）に落ちたことを判断して、モータ
２に制動力を発生させ、目標のレンジ位置にマニュアル
シャフト５を停止させる。

【００２４】そして、そのディテントの谷（油圧発生角
の中心）に落ちたか、つまり、ディテント引き込み（山
の下り側）か否かの判定を明確にするために、目標レン
ジ位置の手前から、駆動信号発生装置３５（例えば、本
願出願人の出願にかかる特願平５−２７００９５号参
照）からの出力信号に基づいて、モータ２の駆動電圧を
デューティ制御することにより、そのモータ２の回転速
度を制御する。

【００２５】以下、かかる本発明の実施例を示す自動変
速機の電動式レンジ切換装置の動作について説明する。
図６は本発明の実施例を示す自動変速機の電動式レンジ
切換装置の動作フローチャート、図７はモータの駆動電
圧出力デューティ値マップ図、図８はその自動変速機の
電動式レンジ切換装置の動作タイミングチャートであ
る。

【００２６】予め、この自動変速機の電動式レンジ切換
装置の動作に必要なデータの記憶、イニシアライズ化を
行う。ここでは、予め学習に基づいて設定されるモータ
２の駆動電圧とマニュアルバルブ１１の油温に対応した
目標レンジをメモリ３３に記憶させておく。また、図７
に示すモータの駆動電圧出力デューティ値の記憶などを
行う。

【００２７】（１）まず、バルブ位置センサ２３からの
出力電圧値を、レンジ切換制御用電子制御装置３０に読
み込む（ステップＳ１）。 （２）モータ２の駆動電圧値を電圧計２１で測定し、レ
ンジ切換制御用電子制御装置３０に読み込む（ステップ
Ｓ２）。 （３）油温センサ２２により油温を測定し、レンジ切換
制御用電子制御装置３０に読み込む（ステップＳ３）。

【００２８】（４）バルブ位置センサ２３からの出力電
圧に基づく目標レンジ位置の手前、例えば、０．５Ｖ以
内であるか否かを判断する（ステップＳ４）。 （５）その結果、０．５Ｖ以内になると、予め記憶され
た図７に示す駆動電圧出力デューティ値マップに従い、
駆動信号発生装置３５からの出力信号に基づき、モータ
２の駆動電圧をデューティ制御する（ステップＳ５）。

【００２９】（６）バルブ位置センサ２３の出力電圧に
基づく、目標レンジ位置のディテント引き込み（自走）
を検出したか否かを判断する（ステップＳ６）。 （７）その結果、ディテント引き込み（自走）を検出し
た場合には、マニュアルシャフト５を停止させる（ステ
ップＳ７）。 （８）また、前記ステップＳ４及びステップＳ６におい
て否定である場合には、リターンする。

【００３０】例えば、図８に示すように、バルブ位置セ
ンサ２３からの出力電圧を監視して、ＲレンジからＮレ
ンジへの切り換えにあたり、Ｎレンジ手前、０．５Ｖに
至ると、図７に示すように、モータの駆動電圧出力デュ
ーティ値マップに従い、駆動信号発生装置３５からのデ
ューティ信号によりモータ２の駆動電圧のデューティ制
御を行う。

【００３１】すると、モータ２の回転速度が低減される
ことになり、バルブ位置センサ２３の出力電圧は、ディ
テント上りにおいて、デューティ制御を行わない場合に
比べて、その勾配がθだけ緩くなるために、ディテント
上りから、Ｎレンジへのディテント引き込み（自走）へ
との移行が明確に検出されることになる。ここでは、Ｒ
レンジからＮレンジへの切り換えについて説明したが、
ＰレンジからＲレンジ、ＮレンジからＤレンジへの切り
換えなどにも、同様に適用できることは言うまでもな
い。

【００３２】また、上記した電子制御装置は、この自動
変速機の電動式レンジ切換装置に専用のものとして配備
したり、自動変速機のの全体制御を行う電子制御装置の
一部に組み込んだり、更には、エンジンなどの制御など
も行う広汎な制御機能を有する自動車両全体の制御を行
う電子制御装置の一部に組み込むようにすることもでき
る。

【００３３】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能で
あり、それらを本発明の範囲から排除するものではな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す自動変速機の電動式レン
ジ切換装置の要部構成図である。

【図２】本発明の実施例を示す自動変速機の電動式レン
ジ切換システムの概略構成図である。

【図３】本発明の実施例を示す自動変速機の電動式レン
ジ切換装置の駆動部の構成図である。

【図４】本発明の実施例を示す自動変速機の電動式レン
ジ切換装置の分解斜視図である。

【図５】本発明の実施例を示す自動変速機の電動式レン
ジ切換装置のディテント機構の構成図である。

【図６】本発明の実施例を示す自動変速機の電動式レン
ジ切換装置の動作フローチャートである。

【図７】本発明の実施例を示す自動変速機の電動式レン
ジ切換装置のモータの駆動電圧出力デューティ値マップ
図である。

【図８】本発明の実施例を示す自動変速機の電動式レン
ジ切換装置の動作タイミングチャートである。

【図９】従来の自動変速機の電動式レンジ切換装置のバ
ルブ位置センサの標準時のバルブ位置センサの出力信号
のタイミングチャートである。

【図１０】従来の自動変速機の電動式レンジ切換装置の
モータの駆動電圧及び油温が共に低い場合のバルブ位置
センサの出力信号のタイミングチャートである。

【図１１】従来の自動変速機の電動式レンジ切換装置の
モータの駆動電圧が高く、油温は標準である場合のバル
ブ位置センサの出力信号のタイミングチャートである。

【符号の説明】

１ 自動変速機（Ａ／Ｔ） ２ モータ ３ 減速装置 ４ ガタ結合機構 ５ マニュアルシャフト ６ ディテントレバー ７ ディテント機構 ８ ディテントスプリング ９ ローラ １０ バルブボデー １１ マニュアルバルブ １２ ロッド １３ カム １４ パーキング機構 １５ パーキングポール １６ パーキングギア １７ 変速シフトバルブ １８ 各摩擦係合要素 １９ ソレノイド ２０ 電源 ２１ 電圧計 ２２ 油温センサ ２３ バルブ位置センサ ２４ ニュートラルスタートスイッチ ３０ レンジ切換制御用電子制御装置 ３１ 中央処理装置（ＣＰＵ） ３２ ＲＯＭ ３３ メモリ ３４ 入出力インタフェース ３５ 駆動信号発生装置 ３６ シフトロックソレノイド ３７ ウォーニング装置 ４０ ハンドル ４１ レンジセレクトスイッチ ５０ 変速機制御用電子制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宇野木 正道 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 運転者により操作されるレンジセレクト
   スイッチにより、自動変速機内のマニュアルバルブを制
   御して、レンジの切換えを行う自動変速機の電動式レン
   ジ切換装置において、前記レンジセレクトスイッチによ
   り駆動されるモータと、該モータに連動する減速装置
   と、該減速装置に連結したマニュアルシャフトと、該マ
   ニュアルシャフトに取り付けられ、前記マニュアルバル
   ブを制御するディテント機構と、該ディテント機構の回
   転位置の変化を検出するバルブ位置センサと、該バルブ
   位置センサの出力値の変化率を、予め定めた基準値と比
   較して、前記マニュアルシャフトの位置を判断して前記
   モータを制御する手段と、前記バルブ位置センサの出力
   値と、目標レンジ位置における前記バルブ位置センサの
   出力値とを比較する手段と、前記バルブ位置センサの出
   力値が、目標レンジ位置における前記バルブ位置センサ
   の出力値近傍であると判断した場合には、前記モータの
   駆動電圧をデューティ制御する手段を具備することを特
   徴とする自動変速機の電動式レンジ切換装置。
2. 【請求項２】 前記デューティ制御値を、前記モータの
   駆動電圧とマニュアルバルブの雰囲気温度に基づいて補
   正することを特徴とする請求項１記載の自動変速機の電
   動式レンジ切換装置。