JP3021857B2 - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、複数の走行レンジの
選択が電気的な制御で実現される自動変速機の制御装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動変速機において、前進レンジや後退
レンジあるいはニュートラルレンジなどの走行レンジの
切換えは、レンジ切換弁（マニュアルバルブ）の切換え
によって行われる。そしてこのレンジ切換弁は一般に手
動操作によって切換えられていたが、これを電気的な制
御で行う構成の自動変速機もすでに提案されている。

【０００３】例えば米国特許第 4,817,471号特許公報に
は、電気的な制御によって駆動するモータにより自動変
速機のレンジ切換弁を動作させて複数のレンジポジショ
ンに切換える自動変速機の制御装置が開示されている。

【０００４】しかもこの装置においては、前記モータか
らレンジ切換弁へ動力を伝達するリンク部材の一部に所
定の遊び量（ガタ）が設けられている。またレンジ切換
弁はディテント機構により複数のレンジポジションで位
置決めされるようになっている。したがって前記モータ
が目標の回動位置で正確に停止しなくても、レンジ切換
弁は前記ディテント機構の機能により前記遊び量の範囲
内で自走して目標のレンジポジションで位置決めされ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし前記の従来技術
においては、前記遊び量によりモータの駆動とレンジ切
換弁の動作との間にずれが生じる。したがって例えばレ
ンジ切換弁の切換え位置のみを検出し、これに基づいて
モータの駆動を制御した場合、このモータを必要以上に
駆動させることがある。すなわちこのレンジ切換弁が、
目標のレンジポジションに向けて自走し始める位置に達
しているにもかかわらずモータの駆動が続けられ、この
モータ及びその駆動電源（バッテリー）に余計な負荷が
かかることとなる。

【０００６】本発明の技術課題は、レンジ切換弁が目標
のレンジポジションにおいてディテント機構の機能によ
り自走し始めた時点で、このレンジ切換弁を切換えるア
クチュエータの駆動を停止させることにより、無駄のな
い制御を行うとともにアクチュエータ及びその電源の負
荷を軽減することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明における自動変速機の制御装置は次のように
構成されている。すなをち自動変速機のレンジ切換弁が
電気的な制御によって駆動するアクチュエータで切換え
られるとともに、このアクチュエータとレンジ切換弁と
の間の動力伝達経路に所定の遊び量が設けられ、しかも
このレンジ切換弁がディテント機構により複数のレンジ
ポジションで位置決めされる自動変速機の制御装置であ
って、前記アクチュエータを駆動するための駆動信号を
出力するレンジ制御部と、同じくこのアクチュエータの
駆動量を検出してその検出信号をレンジ制御部に出力す
るアクチュエータ位置センサと、前記レンジ制御弁の動
作量を検出してその検出信号をレンジ制御部に出力する
バルブ位置センサとを備え、前記レンジ制御部は、前記
の両位置センサからの検出信号に基づき、目標のレンジ
ポジションにおいてレンジ切換弁がディテント機構の機
能により前記遊び量の範囲内で自走し始めたことを判断
し、かつそれによってアクチュエータの駆動を停止させ
るための停止信号を出力するように構成されている。

【０００８】

【作用】この構成によれば、前記レンジ切換弁が目標の
レンジポジションにおいて前記ディテント機構の機能に
より自走し始めた時点で、前記レンジ制御部から前記ア
クチュエータの駆動を停止させるための信号が出力され
る。したがってアクチュエータは必要最小限の駆動で停
止することとなり、このアクチュエータ及びその電源の
負荷が軽減される。

【０００９】

【実施例】次に本発明の一実施例を図面にしたがって説
明する。

【００１０】図２に自動変速機の走行レンジを切換える
ためのレンジ切換弁３０及びその駆動系の概要が斜視図
で示されている。このレンジ切換弁３０はスプールバル
ブ形式であって、自動変速機の制御のための基本油圧と
なるライン油圧が供給されている。そしてこのレンジ切
換弁３０のスプールを軸方向に操作することで、その排
出ポートが切換えられて各走行レンジを設定するための
摩擦係合装置（図示しない）の係合及び解放が制御され
る。

【００１１】図２に示されているコントロール軸３２の
軸上には、ディテントレバー３６が固定されている。こ
のコントロール軸３２の軸心回りの回転により、前記デ
ィテントレバー３６の回動を通じて前記レンジ切換弁３
０のスプールをその軸線方向に移動させるように構成さ
れている。

【００１２】前記ディテントレバー３６は扇形状であ
り、その外周には複数個の凹凸部３６ａが形成されてい
る。これらの凹凸部３６ａのうちの一つの凹部に対し、
ディテントスプリング３８の端部に設けられたローラ３
８ａが選択的に係合するようになっている。これらの部
材によりコントロール軸３２の回転位置、つまりレンジ
切換弁３０の複数のレンジポジションを位置決めするデ
ィテント機構３４が構成されている。

【００１３】さて前記レンジ切換弁３０を切換えるため
に、電気的な制御によって駆動するアクチュエータとし
て直流モータ５０が使用されている。この直流モータ５
０の駆動軸５２に形成されたウォーム５４は、前記コン
トロール軸３２と同軸線上に配置されたウォームホイー
ル５６に噛合っている。このウォームホイール５６の回
転軸心部のボス部５８には、前記コントロール軸３２の
端部が回転伝達可能に係合している。これによりコント
ロール軸３２に対しては、直流モータ５０の駆動軸５２
の回転がそのウォーム５４と前記ウォームホイール５６
との噛合いにより減速されて伝達される。

【００１４】図３（Ａ），（Ｂ）に前記ウォームホイー
ル５６のボス部５８とコントロール軸３２の端部との係
合部分が拡大して示されている。この図面で明らかなよ
うにコントロール軸３２の端部は断面矩形状に形成され
ていて、この部分がボス部５８の内部に挿入されてい
る。そしてこの係合部分には、相互間の回転伝達方向に
関して所定の遊び量δが設けられている。つまりこの遊
び量δは、前記直流モータ５０とレンジ切換弁３０との
間の動力伝達経路に設けられている。

【００１５】前記直流モータ５０の駆動に伴うウォーム
ホイール５６の回転は、前記遊び量δを詰めてコントロ
ール軸３２に伝達される。このコントロール軸３２の回
転により、すでに説明したように前記ディテントレバー
３６を通じてレンジ切換弁３０が切換えられる。このと
きレンジ切換弁３０の各レンジポジションにおいて、前
記ディテントレバー３６の凹凸部３６ａに対するディテ
ントスプリング３８のローラ３８ａの係合が繰り返され
る。

【００１６】すなわち前記ディテントスプリング３８の
ローラ３８ａは、前記ディテントレバー３６の凹凸部３
６ａの一つの凸部を乗り越えては隣の凹部に係合すると
いった動作を繰り返す。そしてこのローラ３８ａが一つ
の凸部を越えてから凹部に至るまでの間は、前記ディテ
ントスプリング３８の弾性力に基づいて前記コントロー
ル軸３２が直流モータ５０の駆動とは無関係に前記遊び
量δの範囲内において自走することとなる。

【００１７】図１（Ａ）に前記直流モータ５０を電気制
御するための信号系統図が示されている。この図面にお
いてレンジ選択スイッチ１０は、自動変速機の走行レン
ジを選択するために運転者によるセレクトレバーの操作
に対応して切換られるポジションスイッチ、あるいは運
転者が直接操作する操作スイッチなどである。

【００１８】図１（Ａ）においてレンジ制御部２０（Ｓ
ＢＷ制御部）はマイクロコンピュータが使用され、自動
変速機の走行レンジ切換えのための各種ソフトウェア処
理に必要なプログラムを記憶させた読出し専用メモリー
（ＲＯＭ）、このプログラムを実行する中央演算処理装
置（ＣＰＵ）、プログラムに必要な変数を一時的に記憶
する書き込み可能メモリー（ＲＡＭ）などを主体として
構成されている。

【００１９】前記レンジ制御部２０には、前記レンジ選
択スイッチ１０の操作によって出力されるレンジ信号
ａ、自動変速機側に設けられたアクチュエータ位置セン
サ４０及びバルブ位置センサ４２から出力されるそれぞ
れの検出信号ｂ，ｃが共に入力される。またレンジ制御
部２０からは、前記レンジ信号ａに応じた駆動信号ｄが
前記直流モータ５０の駆動回路（図示しない）に対して
出力される。

【００２０】前記アクチュエータ位置センサ４０は前記
直流モータ５０の駆動量（回転角）を検出するためのも
ので、図２に示すように例えばロータリー形式のセンサ
（可変抵抗器）を用いて前記ウォームホイール５６の回
転角を電圧変化として検出するようになっている。また
バルブ位置センサ４２は前記レンジ切換弁３０の動作量
を検出するためのもので、同じくロータリー形式のセン
サ（可変抵抗器）を用いて前記コントロール軸３２の回
転角を電圧変化として検出するようになっている。

【００２１】このように前記の両位置センサ４０，４２
から出力される検出信号ｂ，ｃはアナログ信号であるか
ら、それぞれの検出信号ｂ，ｃは図１（Ａ）で示すアナ
ログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ２２によりディ
ジタル信号に変換された後、前記レンジ制御部２０に入
力される。

【００２２】図４で示すように前記アクチュエータ位置
センサ４０及びバルブ位置センサ４２は、前記レンジ切
換弁３０のレンジポジションでの電圧値が、ロー（Ｌ）
レンジ側で低くパーキング（Ｐ）レンジ側で高くなるよ
うに設定されている。なおレンジ切換弁３０がＬレンジ
からＰレンジ方向（以下「Ｐ方向」という）へ切換えら
れている場合と、逆にＰレンジからＬレンジ方向（以下
「Ｌ方向」という）へ切換えられている場合とにおい
て、前記バルブ位置センサ４２の電圧変化は図４のイで
示すように一定のパターンである。

【００２３】しかしアクチュエータ位置センサ４０につ
いては、レンジ切換弁３０がＰ方向へ切換えられている
場合、図４のロで示すように前記遊び量δの分だけ電圧
値が高い状態で変化し、レンジ切換弁３０がＬ方向へ切
換えられている場合は、図４のハで示すように遊び量δ
の分だけ電圧値が低い状態で変化する。

【００２４】さらに図５（Ａ）（Ｂ）には、実際に前記
直流モータ５０の駆動により前記レンジ切換弁３０をＰ
方向及びＬ方向へ切換え動作させた場合の前記両位置セ
ンサ４０，４２の電圧変化が示されている。いずれの方
向においても直流モータ５０の始動後に前記遊び量δが
詰められると、この直流モータ５０の駆動軸５２と前記
コントロール軸３２とが一体関係（１対１の関係）で回
転し始める。

【００２５】ところが図５（Ａ）で示すように前記レン
ジ切換弁３０がＰ方向へ動作している場合に、各レンジ
ポジションにおいて前述したディテント機構３４の機能
によりコントロール軸３２が自走すると、この箇所では
前記バルブ位置センサ４２で検出される電圧値Ｖ２が高
くなる。また図５（Ｂ）で示すようにレンジ切換弁３０
がＬ方向へ動作している場合にコントロール軸３２が自
走すると、ここではバルブ位置センサ４２で検出される
電圧値Ｖ２が低くなる。

【００２６】したがってコントロール軸３２、つまりレ
ンジ切換弁３０の自走時には、バルブ位置センサ４２で
検出される電圧値Ｖ２と、前記アクチュエータ位置セン
サ４０で検出される電圧値Ｖ１との差（Ｖ２−Ｖ１）が
大きく変化する。そこでレンジ切換弁３０がＰ方向へ動
作しているときは（Ｖ２−Ｖ１）が所定の電圧値を越え
たときに自走と判定でき、またレンジ切換弁３０がＬ方
向へ動作しているときは（Ｖ２−Ｖ１）が所定の電圧値
以下のときに自走と判定できる。

【００２７】図１（Ｂ）に前記レンジ制御部２０によっ
て直流モータ５０の駆動を制御するためのソフトウェア
処理の内容がフローチャートで示されている。この図面
のステップＳ１において直流モータ５０の制御中か否か
を判断し、制御中であればステップＳ７に進み、そうで
なければステップＳ２に進む。このステップＳ２におい
ては前記レンジ選択スイッチ１０に変化が有ったか否か
を判断し、変化があった場合はステップＳ３に進む。こ
のステップＳ３でレンジ切換弁３０の現在のレンジポジ
ション、つまり自動変速機の走行レンジＭと前記レンジ
選択スイッチ１０の操作によるセレクトレンジＳとが一
致しているか否かを判断して、一致していなければステ
ップＳ４に進む。

【００２８】前記ステップＳ２においてレンジ選択スイ
ッチ１０に変化無しと判断された場合、及びステップＳ
３において走行レンジＭとセレクトレンジＳとが一致し
ていると判断された場合は、この処理を終了して通常の
制御に戻る。

【００２９】前記ステップＳ４ではレンジ選択スイッチ
１０からの前記レンジ信号ａに基づき、直流モータ５０
を駆動させるべき方向（Ｐ方向かＬ方向か）を判断し、
それぞれの判断別に次のステップＳ５，Ｓ６に進んで直
流モータ５０をＰ方向あるいはＬ方向へ回転させるよう
に前記駆動信号ｄを出力する。その後はステップＳ７に
進み、自動変速機の走行レンジＭと目標とするセレクト
レンジＳとが一致しているか否かを再び判断し、一致し
ている場合は次のステップＳ８に進む。

【００３０】このステップＳ８においては、前述したよ
うに両位置センサ４０，４２で検出される電圧値の差
（Ｖ２−Ｖ１）の大きな変化を判定することによるコン
トロール軸３２の自走状態を判断する。ここで自走状態
と判断された場合は、レンジ切換弁３０が目標のレンジ
ポジションで自走し始めたことであるから、次のステッ
プＳ９において直流モータ５０の駆動回路に駆動停止の
信号を出して処理を終了する。

【００３１】なお前記ステップＳ７で走行レンジＭとセ
レクトレンジＳとが一致していないと判断された場合、
あるいはステップＳ８で自走状態でないと判断された場
合はいずれもステップＳ１に戻って直流モータ５０の駆
動制御を続ける。

【００３２】

【発明の効果】このように本発明は、レンジ切換弁が目
標のレンジポジションにおいて自走し始めた時点でアク
チュエータの駆動を停止でき、これにより無駄のない制
御が可能になるとともに、アクチュエータ及びその電源
の負荷を軽減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動変速機における制御装置の電気信号系統と
制御フローチャートとを表した図である。

【図２】自動変速機の走行レンジを切換えるためのレン
ジ切換弁とそのアクチュエータとの関連構造を表した斜
視図である。

【図３】コントロール軸とウォームホイールとの係合部
分を表した平面図である。

【図４】レンジ切換弁のレンジポジションの変化に応じ
てアクチュエータ位置センサ及びバルブ位置センサで検
出される電圧値の変化を表した特性図である。

【図５】アクチュエータの駆動によりレンジ切換弁を切
換え動作させた場合のアクチュエータ位置センサ及びバ
ルブ位置センサの電圧変化を表した特性図である。

【符号の説明】

２０ レンジ制御部 ３０ レンジ切換弁 ３４ ディテント機構 ４０ アクチュエータ位置センサ ４２ バルブ位置センサ ５０ アクチュエータ（直流モータ） δ 遊び量

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 59/00 - 61/12 F16H 61/14 - 61/24 F16H 63/40 - 63/48 B60K 20/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自動変速機のレンジ切換弁が電気的な制
   御によって駆動するアクチュエータで切換えられるとと
   もに、このアクチュエータとレンジ切換弁との間の動力
   伝達経路に所定の遊び量が設けられ、しかもこのレンジ
   切換弁がディテント機構により複数のレンジポジション
   で位置決めされる自動変速機の制御装置であって、 前記アクチュエータを駆動するための駆動信号を出力す
   るレンジ制御部と、同じくこのアクチュエータの駆動量
   を検出してその検出信号をレンジ制御部に出力するアク
   チュエータ位置センサと、前記レンジ制御弁の動作量を
   検出してその検出信号をレンジ制御部に出力するバルブ
   位置センサとを備え、前記レンジ制御部は、前記の両位
   置センサからの検出信号に基づき、目標のレンジポジシ
   ョンにおいてレンジ切換弁がディテント機構の機能によ
   り前記遊び量の範囲内で自走し始めたことを判断し、か
   つそれによってアクチュエータの駆動を停止させるため
   の停止信号を出力するように構成されていることを特徴
   とした自動変速機の制御装置。