JPH05203042A - 自動変速機用レンジ切換弁の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レンジ切換弁を切換えるためのモータを目標
のレンジポジションにおいて確実に停止させることで、
ディテント機構のスプリング力などの設計条件にとらわ
れることなく、モータロックなどを防止する。 【構成】 電気制御に基づいて駆動するモータ５０によ
り自動変速機ＡＴのレンジ切換弁３０が切換えられると
ともに、このモ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δが設けられ、しかもこのレンジ切換
弁がディテント機構３４により複数のレンジポジション
で位置決めされる構成の自動変速機用レンジ切換弁の制
御装置において、前記レンジ切換弁の動作量を検出可能
な位置センサ２２と、この位置センサからの検出信号ｂ
に基づき、所定時間内での検出値の変化量が所定値以下
のときに前記モータの駆動を停止する制御手段２０とを
備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数のシフトレンジの
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、前後進の各走行レ
ンジあるいはニュートラルレンジやパーキングレンジの
選択は、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シフ
トレバーの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】例えば本出願人においても特願平３−２８
２２１６号の願書に添付された明細書及び図面で示した
ように、電気的な制御によって駆動するモータ（直流モ
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
を提案している。

【０００４】しかもこの装置においては、前記モータか
らレンジ切換弁への動力伝達系の一部に所定の遊び量
（ガタ）が設けられている。またこのレンジ切換弁はデ
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。これによりレンジ切換弁を目
標のレンジポジションに向けて自走させ、この自走を検
出して前記モータの駆動を停止させるように制御してい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしこの構成ではシ
フトレンジの切換え時において、前記ディテント機構の
位置決め力（ディテント力）に対する抵抗力が大きい場
合などは、レンジ切換弁の自走スピードが遅く、これの
検出が困難になることがある。この結果は前記モータの
駆動を停止させる判断もできなくなり、モータロックに
至るおそれが生じる。

【０００６】そこで前記レンジ切換弁の自走スピードを
高めるために前記ディテント機構のディテントスプリン
グ力を大きくすることも考えられるが、そうすると前記
モータの駆動力あるいはその減速比を大きく設定するな
どの設計条件の大幅な変更が必要となる。

【０００７】本発明の技術的課題は、自走直後のレンジ
切換弁がほとんど移動しなくなる点に着目し、目標のレ
ンジポジションにおいて所定時間内でのレンジ切換弁の
動作量の変化が所定値以下のときにモータの駆動を停止
させることで、このモータを必要最小限の駆動で確実に
停止させ、前記ディテント機構のスプリング力などの設
計条件にとらわれることなく、モータロックなどを防止
することである。

【０００８】

【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用レンジ切換弁の制御装
置は次のように構成されている。

【０００９】すなわち電気制御に基づいて駆動するモー
タにより自動変速機のレンジ切換弁が切換えられるとと
もに、このモ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
めされる構成の自動変速機用レンジ切換弁の制御装置に
おいて、前記レンジ切換弁の動作量を検出可能な位置セ
ンサと、この位置センサからの検出信号に基づき、所定
時間内での検出値の変化量が所定値以下のときに前記モ
ータの駆動を停止する制御手段とを備えている。

【００１０】

【作用】前記構成によれば、シフトレンジの切換え制御
時において前記レンジ切換弁が目標のレンジポジション
に達し、前記ディテント機構の機能により遊び量の範囲
で自走した後からこの遊び量が再び詰められるまでの間
は、レンジ切換弁がほとんど動作しなくなる。つまり所
定時間内における前記位置センサからの検出値の変化量
が所定値以下となり、これに基づいて前記モータの駆動
を停止する信号が出力される。したがってこのモータは
必要最小限の駆動で確実に停止させられることとなる。

【００１１】

【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。

【００１２】図２に自動変速機のシフトレンジを切換え
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３０ａ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シフトレンジを設
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。

【００１３】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３０ａをその軸線方向に移動させるように
構成されている。

【００１４】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の各シフトレンジの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。

【００１５】さて前記レンジ切換弁３０を電気制御によ
って切換えるための駆動源には直流モータ５０が使用さ
れている。このモータ５０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。なおこ
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、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。

【００１６】図３に前記コントロール軸３２の端部とウ
ォームホイール５６のボス部５８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。すなわちこの遊び量δは、前記
モータ５０とレンジ切換弁３０との間の動力伝達経路に
設けられており、前記モータ５０の駆動に伴うウォーム
ホイール５６の回転力は前記遊び量δを詰めた後にコン
トロール軸３２に伝達されることとなる。

【００１７】前記コントロール軸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
スプリング３８のローラ３８ａはディテントレバー３６
の凹凸部３６ａ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。

【００１８】したがって前記ローラ３８ａが凹凸部３６
ａの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がモータ５０の駆動とは無関係に前記
遊び量δの範囲内で自走することとなる。なおこの自走
の直後からモータ５０の駆動による前記ウォームホイー
ル５６の回転によって遊び量δが再び詰められるまでの
間は、前記コントロール軸３２の回転量、つまりレンジ
切換弁３０の動作量はほとんど変化しない。

【００１９】図１（Ａ）に前記モータ５０を電気制御で
駆動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ＡＴのシ
フトレンジを選択するために運転者によるレバーの操作
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。

【００２０】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ＡＴのシフト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
に記憶でき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。

【００２１】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ＡＴの側に設けられた位置センサ２２か
ら出力される検出信号ｂ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
ｃが前記モータ５０の駆動回路（図示しない）に出力さ
れる。

【００２２】前記位置センサ２２は前記レンジ切換弁３
０の動作量を検出するためのセンサで、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。なおこの位置センサ２２から
出力される検出信号ｂはアナログ信号であるから、図１
（Ａ）で示すアナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）コンバー
タ２４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。

【００２３】図４にシフトレンジの切換時における前記
位置センサ２２の検出電圧値（Ｖ）の変化がグラフで示
されている。この図面で明らかなように前記レンジ切換
弁３０の各レンジポジションでの位置センサ２２の検出
電圧値は、ＤレンジからＮレンジ、Ｒレンジ及びＰレン
ジの順に高くなるように設定されている。

【００２４】また前述したように、各レンジポジション
においてレンジ切換弁３０がディテント機構３４の機能
により前記遊び量δの範囲で自走したとき、位置センサ
２２の電圧値が瞬間的に大きく変化する。この自走後
は、モータ５０の駆動に基づいて遊び量δが再び詰めら
れる時間ｔ₀ が経過するまで、位置センサ２２の電圧値
はほとんど変化しない。

【００２５】そして前記レンジ制御部２０は、シフトレ
ンジの切換時における前記位置センサ２２からの検出信
号ｂに基づき、所定の時間ｔ₀ 内での位置センサ２２の
電圧値の変化量が所定値Δα以下であるときに前記モー
タ５０の駆動回路に停止信号を出力する制御手段として
の機能も備えている。

【００２６】図１（Ｂ）に前記レンジ制御部２０によっ
てモータ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。

【００２７】前記ステップ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ＡＴのシフト
レンジＭと前記レンジ選択スイッチ１０の操作による指
示レンジ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においてシフトレンジＭと指示レンジ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レンジ制
御部２０の基本的な制御のための処理に戻る。

【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、モータ５０を駆
動させるべき方向（Ｐレンジ方向かＤレンジ方向か）を
判断し、それぞれの判断別に次のステップＳ５，Ｓ６に
進んでモータ５０をＰレンジ方向あるいはＤレンジ方向
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ＡＴのシフトレンジ
Ｍと目標とする指示レンジ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】前記ステップＳ８において、前述したよう
に所定の時間ｔ₀ 内での検出電圧値Ｖの変化量が所定値
Δα以下であるか否かに基づいてレンジ切換弁３０の動
作が実質的に停止しているか否かを判断する。ここでレ
ンジ切換弁３０の動作が停止していると判断された場合
は、レンジ切換弁３０は目標のレンジポジションにおい
て自走後の停止状態に入っているのであるから、つぎの
ステップＳ９において前記モータ５０の駆動回路に停止
信号を出力する。

【００３１】なお前記ステップＳ７でシフトレンジＭと
指示レンジ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でレンジ切換弁３０が動作中と判断
された場合はいずれもステップＳ１に戻ってモータ５０
の駆動制御のための処理を続ける。

【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達したときにモータの駆動を確
実に停止させれるため、ディテントスプリング力などの
設計条件に影響されることなくモータロックなどを防止
でき、もってこのスプリング力はモータの駆動力やその
減速比に合わせて自由に選定することが可能となる。

【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】自動変速機のシフトレンジを切換えるためのレ
ンジ切換弁とその駆動系の概要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に対応した位
置センサの検出電圧値の変化を示すグラフである。

【符号の説明】

２２ 位置センサ ３０ レンジ切換弁 ３４ ディテント機構 ５０ モータ ＡＴ 自動変速機 δ 遊び量

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浜本 忠直 愛知県丹羽郡大口町大字豊田字野田１番地 株式会社東海理化電機製作所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気制御に基づいて駆動するモータによ
   り自動変速機のレンジ切換弁が切換えられるとともに、
   このモ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
   る構成の自動変速機用レンジ切換弁の制御装置におい
   て、 前記レンジ切換弁の動作量を検出可能な位置センサと、
   この位置センサからの検出信号に基づき、所定時間内で
   の検出値の変化量が所定値以下のときに前記モータの駆
   動を停止する制御手段とを備えた自動変速機用レンジ切
   換弁の制御装置。