JP7003746B2 - Shift-by-wire equipment - Google Patents
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Description
この明細書における開示は、シフトバイワイヤ装置に関する。 The disclosure herein relates to shift-by-wire equipment.
特許文献1には、シフトバイワイヤシステムが開示されている。シフトバイワイヤシステムは、モータの駆動回路を含む制御装置を備えている。制御装置は、モータの駆動を制御することによりシフトレンジの切り替えを行う。制御装置は、パーキングレンジが選択されると車両の停止状態を維持するロック状態となり、パーキングレンジ以外が選択されると停止状態を解除する非ロック状態となるように、モータによってパーキングロック機構を作動させる。 Patent Document 1 discloses a shift-by-wire system. The shift-by-wire system includes a control device that includes a drive circuit for the motor. The control device switches the shift range by controlling the drive of the motor. The control device operates a parking lock mechanism by a motor so that when the parking range is selected, the vehicle is in a locked state to maintain the stopped state, and when a parking range other than the parking range is selected, the stopped state is released to the unlocked state. Let me.
ところで、イグニッションスイッチ(IGスイッチ)がオフされた状態で、車両を移動させる状況がある。このような状況として、たとえば車両のレッカー、駐車場などに預けた車両の作業者による移動、モータヤード内での移動などが考えられる。このような場合、作業者は、外部からモータを強制的に回転させてパーキングロック機構のロック状態を解除する。これにより、車両の移動が可能となる。 By the way, there is a situation where the vehicle is moved with the ignition switch (IG switch) turned off. As such a situation, for example, a tow truck of a vehicle, a movement by a worker of a vehicle left in a parking lot, or a movement in a motor yard can be considered. In such a case, the operator forcibly rotates the motor from the outside to release the locked state of the parking lock mechanism. This makes it possible to move the vehicle.
しかしながら、ロータに磁石を備えるモータの場合、モータを強制的に回転させることで逆起電力が生じる。IGスイッチがオフされているため、逆起電力のエネルギは駆動回路内に残留し、駆動回路内の電圧が上昇するという問題がある。 However, in the case of a motor provided with a magnet in the rotor, a counter electromotive force is generated by forcibly rotating the motor. Since the IG switch is turned off, the energy of the counter electromotive force remains in the drive circuit, and there is a problem that the voltage in the drive circuit rises.
本開示はこのような課題に鑑みてなされたものであり、ロック状態を解除する際に駆動回路内の電圧が上昇するのを抑制できるシフトバイワイヤ装置を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a shift-by-wire device capable of suppressing an increase in voltage in a drive circuit when a locked state is released.
本開示は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、技術的範囲を限定するものではない。 The present disclosure employs the following technical means to achieve the above objectives. It should be noted that the reference numerals in parentheses indicate the correspondence with the specific means described in the embodiment described later as one embodiment, and do not limit the technical scope.
本開示のひとつであるシフトバイワイヤ装置は、
モータ(41)の駆動を制御することによりシフトレンジの切り替えを行い、パーキングレンジが選択されるとロック状態となり、パーキングレンジ以外が選択されると非ロック状態となるように、モータによってパーキングロック機構(90)を作動させるシフト制御装置(50)を備えたシフトバイワイヤ装置であって、
シフト制御装置は、
モータを駆動させる駆動回路(55)と、
車両のIGスイッチ(101)がオフされた状態で、外部からモータを回転させるためのロック解除ツール(100)が接続されたときに、ロック解除ツールによりモータが強制回転されて生じる逆起電力のエネルギを電源又はグランドに逃がすエネルギ放出部と、を備え、
モータを含む電動アクチュエータ(40)と、
ロック解除ツールが着脱自在に接続される部分であり、モータと連動して回転する被接続部(43a)と、をさらに備え、
電動アクチュエータとシフト制御装置とが、機電一体構造とされており、
シフト制御装置は、エネルギ放出部として、モータと電気的に接続されるとともに、ロック解除ツールが接続されないときには解放状態とされ、ロック解除ツールが接続されたときにロック解除ツールを介して電源又はグランドに接続される導体部(57,58)を有する。
本開示の他のひとつであるシフトバイワイヤ装置は、
モータ(41)の駆動を制御することによりシフトレンジの切り替えを行い、パーキングレンジが選択されるとロック状態となり、パーキングレンジ以外が選択されると非ロック状態となるように、モータによってパーキングロック機構(90)を作動させるシフト制御装置(50)を備えたシフトバイワイヤ装置であって、
シフト制御装置は、
モータを駆動させる駆動回路(55)と、
車両のIGスイッチ(101)がオフされた状態で、外部からモータを回転させるためのロック解除ツール(100)が接続されたときに、ロック解除ツールによりモータが強制回転されて生じる逆起電力のエネルギを電源又はグランドに逃がすエネルギ放出部と、を備え、
シフト制御装置は、エネルギ放出部として、ロック解除ツールの接続を検出する検出部(62)と、電源と駆動回路との間に設けられた電源スイッチ(56)と、検出部の検出結果に基づいて、ロック解除ツールが接続されたか否かを判定する判定部(63a)と、ロック解除ツールが接続されたとの判定の場合に電源スイッチをオンさせ、接続されたとの判定の後にロック解除ツールが接続されていないと判定されると電源スイッチをオフさせる制御部(63b)と、を有する。
The shift-by-wire device, which is one of the present disclosures, is
The shift range is switched by controlling the drive of the motor (41), and the parking lock mechanism is set by the motor so that it is locked when the parking range is selected and unlocked when a range other than the parking range is selected. A shift-by-wire device including a shift control device (50) for operating (90).
The shift control device is
The drive circuit (55) that drives the motor and
When the unlocking tool (100) for rotating the motor is connected from the outside with the IG switch (101) of the vehicle turned off, the counter electromotive force generated by the forced rotation of the motor by the unlocking tool Equipped with an energy release unit that releases energy to the power supply or ground ,
An electric actuator (40) including a motor and
It is a part to which the unlocking tool is detachably connected, and further includes a connected part (43a) that rotates in conjunction with the motor.
The electric actuator and the shift control device have an integrated mechanical and electrical structure.
The shift control device is electrically connected to the motor as an energy release unit, is released when the unlock tool is not connected, and is powered or grounded via the unlock tool when the unlock tool is connected. It has a conductor portion (57,58) connected to.
The shift-by-wire device, which is one of the other of the present disclosure, is
The shift range is switched by controlling the drive of the motor (41), and the parking lock mechanism is set by the motor so that it is locked when the parking range is selected and unlocked when a range other than the parking range is selected. A shift-by-wire device including a shift control device (50) for operating (90).
The shift control device is
The drive circuit (55) that drives the motor and
When the unlocking tool (100) for rotating the motor is connected from the outside with the IG switch (101) of the vehicle turned off, the counter electromotive force generated by the forced rotation of the motor by the unlocking tool It is equipped with an energy emitting part that releases energy to a power source or ground.
The shift control device is based on the detection unit (62) that detects the connection of the unlock tool, the power switch (56) provided between the power supply and the drive circuit, and the detection result of the detection unit as the energy release unit. Then, the determination unit (63a) for determining whether or not the unlock tool is connected, and the power switch are turned on when it is determined that the unlock tool is connected, and the unlock tool is released after the determination that the unlock tool is connected. It has a control unit (63b) that turns off the power switch when it is determined that the connection is not made.
開示されたシフトバイワイヤ装置によれば、ロック解除ツールによりモータを回転させて、パーキングロック機構のロック状態を解除する際に、強制的に回転させることでモータに生じる逆起電力のエネルギを、エネルギ放出部により電源又はグランドに逃がすことができる。したがって、逆起電力のエネルギが駆動回路内に残留し、これにより駆動回路内の電圧が上昇するのを抑制することができる。 According to the disclosed shift-by-wire device, the energy of the counter electromotive force generated in the motor by forcibly rotating the motor when the motor is rotated by the unlock tool to release the locked state of the parking lock mechanism is energized. It can be released to the power supply or ground by the discharge part. Therefore, the energy of the counter electromotive force remains in the drive circuit, and it is possible to suppress an increase in the voltage in the drive circuit.
図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的に及び/又は構造的に対応する部分には同一の参照符号を付与する。 A plurality of embodiments will be described with reference to the drawings. In a plurality of embodiments, the functionally and / or structurally corresponding parts are assigned the same reference numeral.
(第1実施形態)
先ず、図1に基づき、本実施形態のシフトバイワイヤ装置が適用されるシフトバイワイヤシステムの概略構成について説明する。
(First Embodiment)
First, a schematic configuration of a shift-by-wire system to which the shift-by-wire device of the present embodiment is applied will be described with reference to FIG.
図1に示すように、シフトバイワイヤシステム10は、シフトバイワイヤ装置20、シフトレンジ切替装置80、及びパーキングロック機構90などを備えて構成されている。
As shown in FIG. 1, the shift-by-
本実施形態のシフトバイワイヤ装置20は、モータを含む電動アクチュエータと、シフト制御装置であるECU(電子制御装置)とが一体化された機電一体構造をなしている。すなわち、ECUが一体化されたモータ装置となっている。
The shift-by-
ECUは、操作者が選択したシフト位置を検出し、シフト位置に応じた駆動信号をモータに出力する。ECUは、電動アクチュエータの駆動を制御する。電動アクチュエータの駆動によってシフトレンジ切替装置80のマニュアルシャフト81を回転させることにより、自動変速機のシフトレンジを切り替えることができる。また、電動アクチュエータの駆動によってマニュアルシャフト81を回転させることにより、パーキングロック機構90によるパーキングロック及びその解除を行うことができる。ECUが、シフト制御装置に相当する。シフトバイワイヤ装置20の詳細については後述する。
The ECU detects the shift position selected by the operator and outputs a drive signal corresponding to the shift position to the motor. The ECU controls the drive of the electric actuator. The shift range of the automatic transmission can be switched by rotating the
シフトレンジ切替装置80は、マニュアルシャフト81、ディテントプレート82、マニュアルバルブ83、及びディテントスプリング84を有している。
The shift
マニュアルシャフト81は、電動アクチュエータの出力軸に連結されており、電動アクチュエータによって回転駆動される。ディテントプレート82は、マニュアルシャフト81に取り付けられており、マニュアルシャフト81から径方向外側に延びている。ディテントプレート82は、マニュアルシャフト81の回転に応じて回動する。
The
自動変速機は、変速機ケース内の下部に、変速制御を行なうための油圧制御ユニットを有している。油圧制御ユニットは、内部に油圧回路が形成されたバルブボディ85を備えており、このバルブボディ85に、マニュアルバルブ83が組みつけられている。
The automatic transmission has a hydraulic control unit for performing shift control at the lower part in the transmission case. The hydraulic control unit includes a
マニュアルバルブ83は、ディテントプレート82に取り付けられている。ディテントプレート82が往復回動すると、マニュアルバルブ83は自身の軸方向(長手方向)へ往復移動する。マニュアルバルブ83の軸方向への移動によって油圧回路が切り替わり、これにより油圧クラッチの係合状態が切り替わってシフトレンジが変更される。
The
ディテントプレート82は、径方向においてマニュアルシャフト81と反対の端部に複数の凹部82aを有している。凹部82aは、たとえば自動変速機のシフトレンジである「Pレンジ」、「Rレンジ」、「Nレンジ」、及び「Dレンジ」にそれぞれ対応している。ディテントスプリング84(板ばね)は、たとえばバルブボディ85に片持ち支持されている。ディテントスプリング84の先端には、ストッパ84aが設けられている。ストッパ84aが、ディテントプレート82の凹部82aのいずれかと噛み合うことによって、マニュアルバルブ83の軸方向の位置が決定される。すなわち、シフトレンジが固定される。
The
パーキングロック機構90は、パーキングロッド91、テーパカム92、パーキングポール93、パーキングギア94を有している。パーキングロッド91は、略L字型に形成され、一端にディテントプレート82が接続されている。パーキングロッド91の他端には、円錐状のテーパカム92が設けられている。ディテントプレート82が回動することで、テーパカム92が軸方向へ移動する。テーパカム92の側面には、パーキングポール93が接触している。このため、パーキングロッド91が往復移動すると、パーキングポール93は回動する。
The
パーキングポール93には、凸部93aが設けられている。パーキングレンジが選択されると、電動アクチュエータの回転により凸部93aがパーキングギア94の歯車に噛み合い、パーキングギア94の回転が規制される。これにより、自動変速機の出力軸(車軸)の回転をロックするパーキングロックが行われる。パーキングロックの状態からパーキングレンジ以外のシフトレンジが選択されると、電動アクチュエータの回転によりパーキングポール93の凸部93aがパーキングギア94の歯車から外れてパーキングギア94が回転可能となり、パーキングロックが解除される。このようにして、パーキングロック機構90は、ロック状態と非ロック状態とを取りえる。
The
次に、図2、図3、及び図4に基づき、シフトバイワイヤ装置20の概略構成について説明する。ここでは、出力軸の軸方向をZ方向、Z方向に直交し、コネクタの長手方向をY方向、Z方向及びY方向に直交する方向をX方向とする。そして、XY平面に沿う形状を平面形状とする。図3では、各要素を簡略化して図示している。
Next, a schematic configuration of the shift-by-
図2及び図3に示すように、シフトバイワイヤ装置20は、ハウジング30、電動アクチュエータ40、及びECU50を備えている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the shift-by-
ハウジング30は、フロントハウジング31、リアハウジング32、及びカバー33を有している。フロントハウジング31及びリアハウジング32は、たとえば樹脂により形成されている。フロントハウジング31は、有底筒部31a及び支持筒部31bを有している。有底筒部31aのうち、回路基板51を収容する部分は、図2に示すように平面略矩形状とされ、電動アクチュエータ40を収容する部分は、平面略円形状とされている。支持筒部31bは、有底筒部31aの底部に連なり、該底部に開口している。
The
リアハウジング32は、フロントハウジング31の有底筒部31aの開口端を閉塞するように設けられている。リアハウジング32には、Z方向からの投影視において、後述するスルーホール52aを内包するように、貫通孔32aが形成されている。
The
フロントハウジング31とリアハウジング32とは、ボルト等によって固定されている。なお、フロントハウジング31とリアハウジング32との当接部分には、Oリング等の図示しないシール部材が配置されている。これにより、フロントハウジング31及びリアハウジング32により形成される空間が、外部に対して水密に保持されている。
The
カバー33は、貫通孔32aを覆うように、リアハウジング32の外面に、ボルト等によって固定されている。カバー33とリアハウジング32との当接部分にも、図示しないシール部材が配置されている。
The
電動アクチュエータ40は、モータ41、減速機42、及び出力軸43を有している。モータ41、減速機42、及び出力軸43は、ハウジング30に収容されている。モータ41は、たとえばブラシレスDCモータである。モータ41は、ステータ41a、ロータ41b、及び回転軸41cを有している。ステータ41aは、略円筒状をなしている。ステータ41aのコイルは、端子41dを介してプリント基板52に接続されている。これにより、ステータ41aのコイルへ電力が供給される。コイルは、誘導性負荷である。ステータ41aは、図示しない支持部材によってハウジング30に固定されている。
The
ロータ41bは、ステータ41aの径方向内側に回転可能に軸支されている。ロータ41bも略円筒状をなしている。ロータ41bは、永久磁石を有している。なお、永久磁石に代えて、電磁石を用いることもできる。Z方向において、ロータ41bにおける回路基板51とは反対の面に回転軸41cが連なっている。回転軸41cは、ロータ41bとともに回転する。
The
減速機42は、モータ41の回転を減速して出力軸43から出力し、シフトレンジ切替装置80に伝達する。減速機42は、図示しないベアリングを介してハウジング30に支持されている。
The
出力軸43は、略円筒状をなしている。出力軸43はZ方向に延設され、ロータ41bを挿通している。出力軸43における回路基板51とは反対側の端部は、支持筒部31b内に配置されている。この端部には、マニュアルシャフト81が連結される。出力軸43の他端には、後述するロック解除ツールが着脱自在に接続される被接続部43aが設けられている。被接続部43aは、ロック解除ツールが嵌合するように出力軸43の端面に設けられた所定深さの凹部である。本実施形態では、被接続部43aが平面六角形をなしている。出力軸43は、ロータ41bとの間で相互の回転を阻害しないように、図示しないベアリング等を介してハウジング30に支持されている。
The
ECU50は、回路基板51を有している。回路基板51は、ハウジング30に収容されている。回路基板51は、プリント基板52に複数の電子部品53が実装されてなる。そして、プリント基板52に配置された配線と電子部品53とにより回路が構成されている。回路基板51は、ねじ締結等により、フロントハウジング31に固定されている。
The
回路基板51には、コネクタ54も実装されている。コネクタ54は、樹脂製のハウジング54aと、ハウジング54aに保持された端子54bを有している。本実施形態のハウジング54aは、フロントハウジング31と一体的に形成されている。端子54bの一端は、回路基板51に接続され、他端はハウジング30の外部に突出している。
A
回路基板51は、図4に示すように、電動アクチュエータ40のモータ41を駆動する駆動回路55を有している。本実施形態の駆動回路55は、三相インバータを含んでいる。三相インバータは、MOSFETやIGBTなどのスイッチを直列接続してなる上下アームを三相分備えて構成されている。各相における上下アームの接続点は、上記した端子41dを介してステータ41aの対応するコイルに接続されている。駆動回路55には、電源スイッチ56を介してバッテリから電源が供給される。電源スイッチ56は、イグニッションスイッチ(IGスイッチ)のオンオフに対応してオンオフされる。本実施形態では、ECU50が電源スイッチ56を有している。また、ECU50は、駆動回路55以外にも、電源回路や、駆動回路55に対して制御信号を出力する制御回路などを有している。
As shown in FIG. 4, the
プリント基板52には、後述するロック解除ツールの接続時に、逆起電力のエネルギをグランドに逃がすための導体部である配線57が形成されている。配線57が、エネルギ放出部に相当する。配線57は、プリント基板52に配置された配線の一部として形成されている。配線57は、回路基板51における端子41dの接続部分と駆動回路55とを繋ぐ他の配線に一端が接続され、他端にロック解除ツールが接続される。配線57は、モータ41の各相ごとに設けられている。ロック解除ツールが接続されない状態で、配線57は、各相ごとに電気的に分離している。
The printed
本実施形態では、プリント基板52(回路基板51)がスルーホール52aを有している。スルーホール52aは、フロントハウジング31に固定された状態で、Z方向からの投影視において被接続部43aと中心が一致し、且つ、被接続部43aを内包するように設けられている。そして、スルーホール52aの壁面に、配線57の端子部であるランド57aが形成されている。ランド57aは、各相ごとに電気的に分離して設けられている。カバー33がされた状態で、各ランド57aは電気的に解放端となっている。
In this embodiment, the printed circuit board 52 (circuit board 51) has a through
次に、図5に基づき、ロック解除ツールの操作について説明する。この操作は、車両において、IGスイッチがオフの際に実行される。 Next, the operation of the unlock tool will be described with reference to FIG. This operation is performed in the vehicle when the IG switch is off.
図5に示すように、先ずリアハウジング32からカバー33を取り外し、ロック解除ツール100を貫通孔32aからハウジング30の内部に挿入する。このとき、スルーホール52aを挿通させて、ロック解除ツール100の先端部分を出力軸43の後端に設けられた被接続部43aに嵌合(接続)させる。この嵌合状態で、ロック解除ツール100はランド57aに接触する。そして、嵌合状態で、ロック解除ツール100を回転させると、それにともなって出力軸43、ひいてはマニュアルシャフト81が回転する。これにより、パーキングロックを解除することができる。
As shown in FIG. 5, first, the
また、パーキングロックを解除した状態で、解除時と同様にロック解除ツール100を被接続部43aに嵌合させ、解除時と反対方向にロック解除ツール100を回転させることで、パーキングロックの状態に戻すことができる。
Further, in the state where the parking lock is released, the
次に、図6~図8に基づき、車両状態と逆起電力エネルギの消弧について説明する。図6は、動作状態の一例を示している。 Next, the vehicle state and the extinguishing of the counter electromotive force energy will be described with reference to FIGS. 6 to 8. FIG. 6 shows an example of the operating state.
ユーザが不使用の場合、車両は動作停止(OFF)し、パーキングロック機構90はロック状態とされている。すなわち、車両はパーキングロックされている。
When the user is not using the vehicle, the vehicle is stopped (OFF) and the
ユーザがIGスイッチをオンすると、エンジンが駆動するとともに、ECU50に電源が供給される。ECU50は、パーキングロック解除指示があるまで、パーキングロックを継続する。
When the user turns on the IG switch, the engine is driven and power is supplied to the
ユーザ動作によりパーキングロック解除が指示されると、ECU50はモータ41を駆動して、パーキングロックの解除を実行する。本実施形態では、シフト位置がPレンジから非Pレンジ(たとえばDレンジ)に切り替えられると、ECU50がパーキングロックの解除を実行する。ECU50は、パーキングロック指示があるまで、パーキングロックの解除状態を継続する。
When the parking lock release is instructed by the user operation, the
ユーザ動作によりパーキングロックが指示されると、ECU50はモータ41を駆動して、パーキングロックを実行する。本実施形態では、シフト位置が非Pレンジ(たとえばDレンジ)からPレンジに切り替えられると、ECU50がパーキングロックを実行する。そして、IGスイッチのオフにより、車両は動作停止となる。また、ECU50への電源供給も遮断され、ECU50は動作停止(OFF)する。
When the parking lock is instructed by the user operation, the
図7に示すように、IGスイッチのオンに対応して電源スイッチ56がオンされている間は、モータ41がバッテリ(電源)と接続状態にある。したがって、モータ41の回転により逆起電力(誘導起電力)が発生しても、破線矢印で示すように、駆動回路55の環流ダイオードを介してバッテリに消弧される。また、駆動回路55を構成するローサイド側のスイッチのオンにより、グランドに消弧される。このとき、配線57のランド57aは解放端となっており、消弧に関与しない。
As shown in FIG. 7, the
一方、動作停止の車両、すなわちIGスイッチがオフされた駐車車両を移動させる場合、ユーザは、上記したようにロック解除ツール100を接続する。そして、ロック解除ツール100を回してパーキングロックを強制的に解除する。これにより、車両を移動させることができる。なお、駐車車両の移動としては、車両のレッカー、駐車場などに預けた車両の作業者による移動、モータヤード内での移動などが考えられる。
On the other hand, when moving a stopped vehicle, that is, a parked vehicle with the IG switch turned off, the user connects the
車両の移動が完了すると、ユーザは再び、ロック解除ツール100をシフトバイワイヤ装置20に接続する。そして、解除時とは反対方向にロック解除ツール100を回し、強制的にパーキングロックする。
When the vehicle movement is complete, the user again connects the
ロック解除ツール100が接続された状態では、ロック解除ツール100が配線57のランド57aに接触し、配線57がロック解除ツール100を介してマニュアルシャフト81と電気的に接続される。マニュアルシャフト81は、車両グランドに接続されている。したがって、IGスイッチのオフに対応して電源スイッチ56がオフされていても、ロック解除ツール100を回すことでモータ41に生じる逆起電力のエネルギは、配線57、ロック解除ツール100、出力軸43、及びマニュアルシャフト81を介して、図8に破線矢印で示すようにグランドに消弧される。
When the
次に、上記したシフトバイワイヤ装置20の効果について説明する。
Next, the effect of the shift-by-
シフトバイワイヤ装置20は、ロック解除ツール100が接続される被接続部43aを備えている。この被接続部43aは、モータ41と連動して回転する。したがって、被接続部43aにロック解除ツール100を接続し、ロック解除ツール100を回すことにより、パーキングロックを解除し、車両を移動可能とすることができる。また、ロック解除ツール100を回すことで、パーキングロックの状態に戻すこともできる。
The shift-by-
シフトバイワイヤ装置20は、エネルギ放出部を備えている。したがって、ロック解除ツール100を回すことでモータ41に生じる逆起電力のエネルギは、エネルギ放出部を介して、電源又はグランドに消弧される。これにより、駆動回路55内の電圧が上昇するのを抑制し、駆動回路55のスイッチなどを保護することができる。
The shift-by-
本実施形態では、電動アクチュエータ40とECU50とが機電一体構造とされている。そして、ECU50が、エネルギ放出部としての導体部を備えている。導体部は、ロック解除ツール100が接続されないときには電気的に解放状態とされ、ロック解除ツール100が接続されたときに、ロック解除ツール100を介して電源又はグランドに接続される。このように、ロック解除ツール100を、逆起電力エネルギを消弧させる経路の一部とするため、構成を簡素化することができる。
In this embodiment, the
本実施形態では、回路基板51を構成する配線の一部として、導体部である配線57を設けている。したがって、構成をさらに簡素化することができる。特に、本実施形態では、回路基板51にスルーホール52aを設け、スルーホール52aの壁面に設けたランド57aを、配線57におけるロック解除ツール100との接触部分としている。したがって、ロック解除ツール100を被接続部43aに接続するとともに、ランド57aに接触させることができる。したがって、構成をさらに簡素化することができる。
In the present embodiment, the
本実施形態では、電動アクチュエータ40の出力軸43の後端に、凹状の被接続部43aを設けている。したがって、接続したロック解除ツール100を回すと、出力軸43、ひいてはマニュアルシャフト81が回転する。これにより、たとえばパーキングロックを解除することができる。また、マニュアルシャフト81は車両グランドに接続されているため、モータ41に生じた逆起電力エネルギを、配線57、ロック解除ツール100、及び被接続部43aを含む出力軸43を介して、グランドに消弧させることができる。
In the present embodiment, a concave
なお、配線57のランド57aをロック解除ツール100との接触部分とする例を示したが、これに限定されない。図9の変形例に示すように、導体部として金属端子58を含む構成としてもよい。金属端子58は、金属片、リードとも称される。図9では、金属端子58と、プリント基板52に形成された配線57とにより、導体部(エネルギ放出部)が構成されている。図9では、配線57を省略している。金属端子58は、プリント基板52の表面に設けられた図示しないランド57aに、はんだ等を介して接続されている。金属端子58及び配線57は、モータ41の各相ごとに設けられている。
Although the
(第2実施形態)
本実施形態は、先行実施形態を参照できる。このため、先行実施形態に示したシフトバイワイヤシステム10及びシフトバイワイヤ装置20と共通する部分についての説明は省略する。
(Second Embodiment)
This embodiment can refer to the preceding embodiment. Therefore, the description of the parts common to the shift-by-
本実施形態のシフトバイワイヤ装置20も、先行実施形態同様、電動アクチュエータ40及びECU50を一体的に備えている。本実施形態では、ロック解除ツール100を接続する際、図10に示すようにコネクタ54に対して外部コネクタ101が接続される。外部コネクタ101は、コネクタ54と嵌合する雌型のコネクタである。
The shift-by-
コネクタ54は、複数の端子54bの一部として、外部コネクタ101の端子が接続される端子54bを含んでいる。ECU50は、回路基板51に形成された配線の一部として、外部コネクタ101に対応する配線59を有している。配線59は、回路基板51における端子41dの接続部分と駆動回路55とを繋ぐ他の配線に一端が接続され、他端に外部コネクタ101に対応する端子54bが接続されている。配線59は、モータ41の各相ごとに設けられている。外部コネクタ101が接続されない状態で、配線59は、各相ごとに電気的に分離している。
The
このように、本実施形態によれば、コネクタ54の端子54b及び配線59により、逆起電力エネルギの放出経路60が形成されている。放出経路60が、エネルギ放出部に相当する。放出経路60は、外部コネクタ101が接続されないとき、すなわちロック解除ツール100が接続されないときには、解放状態とされている。一方、ロック解除ツール100とともに外部コネクタ101が接続されると、モータ41に生じた逆起電力エネルギが、放出経路60及び外部コネクタ101を介して、グランドに消弧される。したがって、駆動回路55内の電圧が上昇するのを抑制することができる。なお、本実施形態でも、ロック解除ツール100により、パーキングロックの解除、解除後のパーキングロックを実行することができる。
As described above, according to the present embodiment, the terminal 54b of the
本実施形態では、シフトバイワイヤ装置20が、電動アクチュエータ40及びECU50を備える例を示したが、これに限定されない。シフトバイワイヤ装置20は、少なくともECU50を備えればよい。
In the present embodiment, an example in which the shift-by-
(第3実施形態)
本実施形態は、先行実施形態を参照できる。このため、先行実施形態に示したシフトバイワイヤシステム10及びシフトバイワイヤ装置20と共通する部分についての説明は省略する。
(Third Embodiment)
This embodiment can refer to the preceding embodiment. Therefore, the description of the parts common to the shift-by-
図11に示すように、本実施形態のシフトバイワイヤ装置20は、少なくともECU50を備えている。ECU50は、上記した駆動回路55及び電源スイッチ56に加え、電源回路61、接続検出スイッチ62、及びマイコン63などを有している。接続検出スイッチ62が、検出部に相当する。
As shown in FIG. 11, the shift-by-
電源回路61は、端子BATTを介してバッテリ102から供給される電源電圧を所定の電圧、たとえば5Vに変換し、マイコン63に供給する。電源回路61は、IGスイッチ用の端子IGを介してIGスイッチのオン信号を取得すると起動し、マイコン63に5V電源を供給する。
The
接続検出スイッチ62は、端子BATTと電源回路61との間に設けられている。接続検出スイッチ62は、端子TOOLにロック解除ツール100の接続を示す信号、たとえばHレベルの信号が入力されると、オンされる。接続検出スイッチ62は、ロック解除ツール100が接続されるとオンされ、接続が解除されるとオフされる。接続検出スイッチ62がオンされると、電源回路61は、マイコン63に5V電源を出力する。
The
このように、電源回路61は、IGスイッチのオン、又は、ロック解除ツール100の接続に基づいて起動し、5V電源をマイコン63に供給する。
In this way, the
マイコン63は、CPU、ROM、RAM、レジスタ、及びI/Oポートなどを備えて構成されたマイクロコンピュータである。マイコン63のCPUが、RAMやレジスタの一時記憶機能を利用しつつ、ROMに予め記憶された制御プログラム、バスを介して取得した各種データなどに基づいて、各種制御を実行する。マイコン63は、たとえばモータ41の駆動を制御するための制御信号を生成し、駆動回路55に出力する。
The
マイコン63は、電源回路61から電源(5V)が供給されて動作する。マイコン63は、制御の実行中は5V電源の供給を保持するように、電源回路61に対してHOLD信号を出力する。マイコン63は、バッファ64を介して端子IGと接続されている。マイコン63は、バッファ64を介して入力される信号に基づいて、IGスイッチがオンされているか否かを判定する。
The
マイコン63は、機能部として、判定部63a、及び、制御部63bを有している。判定部63aは、IGスイッチがオフされている期間において、ロック解除ツール100が接続されたか否かを判定する。マイコン63は、バッファ65を介して、接続検出スイッチ62と接続されている。判定部63aは、バッファ65を介して入力される信号に基づいて、ロック解除ツール100が接続されているか否かを判定する。接続検出スイッチ62がオンされると、判定部63aはロック解除ツール100が接続されていると判定する。また、オンの後に接続検出スイッチ62がオフされると、判定部63aはロック解除ツール100が接続されていない、すなわち取り外されたと判定する。
The
制御部63bは、判定部63aの判定結果に基づいて、電源スイッチ56のオンオフを制御する。すなわち、駆動回路55への電源供給を制御する。電源スイッチ56は、駆動回路55と端子BATTとを繋ぐ電源ラインに設けられている。すなわち、電源スイッチ56は、バッテリ102と駆動回路55との間に設けられている。
The
ロック解除ツール100が接続されると、制御部63bは、電源スイッチ56をオンさせる。これにより、駆動回路55がバッテリ102と電気的に接続される。一方、ロック解除ツール100が接続されていないと、制御部63bは、電源スイッチ56をオフさせる。これにより、駆動回路55とバッテリ102との接続が遮断される。
When the
次に、図12に基づき、マイコン63が実行する処理について説明する。マイコン63は、電源回路61から電源(5V)が供給されると、パワーオンリセット及び該リセットにともなう初期化処理を実行し、次いで、以下に示す処理を実行する。
Next, the process executed by the
図12に示すように、まずマイコン63は、IGスイッチがオンされているか否かを判定する(ステップS10)。マイコン63は、バッファ64を介して入力される信号に基づいて、ステップS10の判定処理を実行する。
As shown in FIG. 12, first, the
IGスイッチがオンされている場合、マイコン63は、電源回路61に対し、HOLD信号としてオン信号を出力する(ステップS12)。このオン信号により、電源回路61は、マイコン63に対する5V電源の供給を保持する。
When the IG switch is turned on, the
次いで、マイコン63は、電源スイッチ56をオンさせる(ステップS14)。これにより、駆動回路55がバッテリ102と接続され、駆動回路55に対してバッテリ102から電源が供給可能となる。また、モータ41に生じた逆起電力が、駆動回路55の還流ダイオード及び電源スイッチ56を介して、バッテリ102に消弧可能となる。
Next, the
次いで、マイコン63は、通常制御を実行する(ステップS16)。マイコン63は、操作者が選択したシフト位置等に基づいて、モータ41を駆動すべく制御信号を駆動回路55に出力する。これにより、駆動回路55のインバータを構成する各スイッチが制御される。そして、モータ41が駆動される。
Next, the
次いで、マイコン63は、IGスイッチのオンが継続しているか否かを判定し(ステップS18)、継続している場合には、ステップS12に戻って、ステップS12以降の処理を再び実行する。IGスイッチのオンが継続していない、すなわちIGスイッチがオフされた場合、マイコン63は、所定のIGオフ処理を実行する(ステップS20)。マイコン63は、電源スイッチ56をオフさせる。これにより、駆動回路55への電源の供給が遮断される。また、HOLD信号としてオフ信号を出力する。これにより電源回路61からの電源供給が遮断される。マイコン63は、ステップS20の処理後、一連の処理を終了する。
Next, the
一方、ステップS10において、IGスイッチがオンされていない、すなわちIGスイッチがオフであると判定すると、マイコン63は、ロック解除ツール100が接続されているか否かを判定する(ステップS22)。マイコン63は、バッファ65を介して入力される信号に基づいて、ロック解除ツール100が接続されているか否かを判定する。ロック解除ツール100が接続されると接続検出スイッチ62がオンする。マイコン63は、接続検出スイッチ62のオンによりHレベルの信号が入力されるとロック解除ツール100が接続されていると判定し、接続検出スイッチ62のオフによりLレベルの信号が入力されるとロック解除ツール100が接続されていないと判定する。
On the other hand, if it is determined in step S10 that the IG switch is not turned on, that is, the IG switch is turned off, the
ロック解除ツール100が接続されている場合、マイコン63は、HOLD信号としてオン信号を出力し(ステップS24)、次いで、電源スイッチ56をオンさせる(ステップS26)。これにより、駆動回路55がバッテリ102と接続される。したがって、ロック解除ツール100によりモータ41を強制回転させることでモータ41に生じる逆起電力が、駆動回路55の還流ダイオード及び電源スイッチ56を介して、バッテリ102に消弧可能となる。
When the
次いで、マイコン63は、ロック解除ツール100が取り外されたか否かを判定する(ステップS28)。マイコン63は、バッファ65を介して入力される信号に基づいて、ロック解除ツール100が取り外されたか否かを判定する。マイコン63は、Lレベルの信号が入力されると、ロック解除ツール100が接続されていない、すなわち取り外されたと判定する。
Next, the
ロック解除ツール100が取り外された場合、マイコン63は、電源スイッチ56をオフさせる(ステップS30)。これにより、駆動回路55への電源の供給が遮断される。次いで、マイコン63は、HOLD信号としてオフ信号を出力する(ステップS32)。これにより電源回路61からの電源供給が遮断される。マイコン63は、ステップS32の処理後、一連の処理を終了する。
When the
なお、マイコン63に電源が供給されるのは、IGスイッチがオンの場合、若しくは、ロック解除ツール100の接続にともなって接続検出スイッチ62がオンされた場合である。したがって、IGスイッチがオフ、且つ、ロック解除ツール100が非接続の場合、通常は、マイコン63に電源が供給されることはない。この状態で、マイコン63に電源が供給されることは、たとえば接続検出スイッチ62のオン固着など、何らかの異常が生じていることを示す。
The power is supplied to the
よって、ステップS22において、ロック解除ツール100が接続されていないと判定すると、マイコン63は、異常処理を実行し(ステップS34)、一連の処理を終了する。マイコン63は、異常処理として、たとえば異常が生じていることをユーザへ通知してもよいし、異常内容を示す情報をメモリに記憶してもよい。
Therefore, if it is determined in step S22 that the
以上の処理において、ステップS22,S28の処理が、判定部63aに相当する。また、ステップS26,S30の処理が、制御部63bに相当する。
In the above processing, the processing of steps S22 and S28 corresponds to the
このように、本実施形態によれば、ロック解除ツール100を回すことでモータ41に生じる逆起電力のエネルギを、駆動回路55の還流ダイオード及び電源スイッチ56を介して、バッテリ102に消弧させることができる。これにより、駆動回路55内の電圧が上昇するのを抑制し、駆動回路55のスイッチなどを保護することができる。
As described above, according to the present embodiment, the energy of the counter electromotive force generated in the
なお、ロック解除ツール100は、モータ41と連動して回転する被接続部に、着脱自在に接続されればよい。被接続部としては、先行実施形態に示した出力軸43の被接続部43aに限定されない。たとえばロック解除ツール100が接続されると被接続部がオン信号を端子TOOLに出力してもよい。また、別のセンサで接続状態を検出し、センサの検出信号を端子TOOLに出力するようにしてもよい。
The unlocking
この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。たとえば、開示は、実施形態において示された要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むものと解されるべきである。 The disclosure of this specification is not limited to the exemplified embodiments. Disclosures include exemplary embodiments and modifications by those skilled in the art based on them. For example, the disclosure is not limited to the combination of elements shown in the embodiments. Disclosure can be carried out in various combinations. The technical scope disclosed is not limited to the description of the embodiments. Some technical scopes disclosed are indicated by the description of the scope of claims and should be understood to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the description of the scope of claims. ..
ECU50が電源スイッチ56を有する例を示したが、これに限定されない。ECU50の端子BATTとバッテリ102との間に電源スイッチとしてのリレーを設け、このリレーのオンオフを、ECU50が制御する構成を採用することもできる。
An example in which the
10…シフトバイワイヤシステム、20…シフトバイワイヤ装置、30…ハウジング、31…フロントハウジング、31a…有底筒部、31b…支持筒部、32…リアハウジング、32a…貫通孔、33…カバー、40…電動アクチュエータ、41…モータ、41a…ステータ、41b…ロータ、41c…回転軸、41d…端子、42…減速機、43…出力軸、43a…接続部、50…ECU、51…回路基板、52…プリント基板、52a…スルーホール、53…電子部品、54…コネクタ、54a…ハウジング、54b…端子、55…駆動回路、56…電源スイッチ、57…配線、57a…ランド、58…金属端子、59…配線、60…放出経路、61…電源回路、62…接続検出スイッチ、63…マイコン、63a…判定部、63b…制御部、64,65…バッファ、80…シフトレンジ切替装置、81…マニュアルシャフト、82…ディテントプレート、82a…凹部、83…マニュアルバルブ、84…ディテントスプリング、84a…ストッパ、85…バルブボディ、90…パーキングロック機構、91…パーキングロッド、92…テーパカム、93…パーキングポール、93a…凸部、94…パーキングギア、100…ロック解除ツール、101…外部コネクタ101…バッテリ
10 ... shift-by-wire system, 20 ... shift-by-wire device, 30 ... housing, 31 ... front housing, 31a ... bottomed cylinder, 31b ... support cylinder, 32 ... rear housing, 32a ... through hole, 33 ... cover, 40 ... Electric actuator, 41 ... motor, 41a ... stator, 41b ... rotor, 41c ... rotating shaft, 41d ... terminal, 42 ... reducer, 43 ... output shaft, 43a ... connection part, 50 ... ECU, 51 ... circuit board, 52 ... Printed circuit board, 52a ... through hole, 53 ... electronic component, 54 ... connector, 54a ... housing, 54b ... terminal, 55 ... drive circuit, 56 ... power switch, 57 ... wiring, 57a ... land, 58 ... metal terminal, 59 ... Wiring, 60 ... Emission path, 61 ... Power supply circuit, 62 ... Connection detection switch, 63 ... Microcomputer, 63a ... Judgment unit, 63b ... Control unit, 64, 65 ... Buffer, 80 ... Shift range switching device, 81 ... Manual shaft, 82 ... Detent plate, 82a ... Recess, 83 ... Manual valve, 84 ... Detent spring, 84a ... Stopper, 85 ... Valve body, 90 ... Parking lock mechanism, 91 ... Parking rod, 92 ... Tapered cam, 93 ... Parking pole, 93a ... Convex part, 94 ... Parking gear, 100 ... Unlocking tool, 101 ...
Claims (5)
前記シフト制御装置は、
前記モータを駆動させる駆動回路(55)と、
車両のIGスイッチ(101)がオフされた状態で、外部から前記モータを回転させるためのロック解除ツール(100)が接続されたときに、前記ロック解除ツールにより前記モータが強制回転されて生じる逆起電力のエネルギを電源又はグランドに逃がすエネルギ放出部と、を備え、
前記モータを含む電動アクチュエータ(40)と、
前記ロック解除ツールが着脱自在に接続される部分であり、前記モータと連動して回転する被接続部(43a)と、をさらに備え、
前記電動アクチュエータと前記シフト制御装置とが、機電一体構造とされており、
前記シフト制御装置は、前記エネルギ放出部として、前記モータと電気的に接続されるとともに、前記ロック解除ツールが接続されないときには解放状態とされ、前記ロック解除ツールが接続されたときに前記ロック解除ツールを介して電源又はグランドに接続される導体部(57,58)を有するシフトバイワイヤ装置。 The shift range is switched by controlling the drive of the motor (41), and when the parking range is selected, the lock state is set, and when a parking range other than the parking range is selected, the lock state is set. A shift-by-wire device including a shift control device (50) that operates a lock mechanism (90).
The shift control device is
The drive circuit (55) that drives the motor and
When the unlocking tool (100) for rotating the motor is connected from the outside with the IG switch (101) of the vehicle turned off, the reverse caused by the forced rotation of the motor by the unlocking tool. It is equipped with an energy release unit that releases the energy of the electromotive force to the power supply or ground.
The electric actuator (40) including the motor and
A portion to which the unlocking tool is detachably connected, and further provided with a connected portion (43a) that rotates in conjunction with the motor.
The electric actuator and the shift control device have an integrated mechanical and electrical structure.
The shift control device is electrically connected to the motor as the energy release unit, is released when the unlock tool is not connected, and is released when the unlock tool is connected. A shift-by-wire device having a conductor portion (57,58) connected to a power source or ground via .
前記回路基板は、前記導体部として、接続された前記ロック解除ツールと接触する配線(57)を有する請求項1に記載のシフトバイワイヤ装置。 The shift control device has a circuit board (51) to which the drive circuit is formed and the motor is electrically connected.
The shift-by-wire device according to claim 1 , wherein the circuit board has wiring (57) in contact with the unlocking tool connected as the conductor portion.
前記スルーホールの壁面に、前記配線における前記ロック解除ツールとの接触部分であるランド(57a)が形成されている請求項2に記載のシフトバイワイヤ装置。 The circuit board has a through hole (52a) and has a through hole (52a).
The shift-by-wire device according to claim 2 , wherein a land (57a), which is a contact portion of the wiring with the unlocking tool, is formed on the wall surface of the through hole.
前記シフト制御装置は、
前記モータを駆動させる駆動回路(55)と、
車両のIGスイッチ(101)がオフされた状態で、外部から前記モータを回転させるためのロック解除ツール(100)が接続されたときに、前記ロック解除ツールにより前記モータが強制回転されて生じる逆起電力のエネルギを電源又はグランドに逃がすエネルギ放出部と、を備え、
前記シフト制御装置は、前記エネルギ放出部として、前記ロック解除ツールの接続を検出する検出部(62)と、電源と前記駆動回路との間に設けられた電源スイッチ(56)と、前記検出部の検出結果に基づいて、前記ロック解除ツールが接続されたか否かを判定する判定部(63a)と、前記ロック解除ツールが接続されたとの判定の場合に前記電源スイッチをオンさせ、接続されたとの判定の後に前記ロック解除ツールが接続されていないと判定されると前記電源スイッチをオフさせる制御部(63b)と、を有するシフトバイワイヤ装置。 The shift range is switched by controlling the drive of the motor (41), and when the parking range is selected, the lock state is set, and when a parking range other than the parking range is selected, the lock state is set. A shift-by-wire device including a shift control device (50) that operates a lock mechanism (90).
The shift control device is
The drive circuit (55) that drives the motor and
When the unlocking tool (100) for rotating the motor is connected from the outside with the IG switch (101) of the vehicle turned off, the reverse caused by the forced rotation of the motor by the unlocking tool. It is equipped with an energy release unit that releases the energy of the electromotive force to the power supply or ground.
The shift control device has a detection unit (62) for detecting the connection of the unlock tool, a power switch (56) provided between the power supply and the drive circuit, and the detection unit as the energy release unit. Based on the detection result of, the determination unit (63a) for determining whether or not the unlock tool is connected, and when it is determined that the unlock tool is connected, the power switch is turned on and the connection is established. A shift-by-wire device including a control unit (63b) that turns off the power switch when it is determined that the unlock tool is not connected after the determination .
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