JPWO2009041679A1 - 自動変速機の制御ユニット - Google Patents
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Abstract
小型化及び製造コストの低廉化を図ることが可能で、かつ耐振性に優れた制御ユニットを提供する。分離壁11aにより上下に分割された上部収納部12a及び下部収納部10aを有するケースと、下部収納部10aに収納されるとともに、車両用自動変速機6の走行レンジを切り替えるアクチュエータ20と、上部収納部12aに収納されるとともに、運転者によって選択された要求レンジに基づいてアクチュエータ20を制御するシフトバイワイヤ制御回路53、及び自動変速機6の油圧制御装置の各種バルブを制御する自動変速機制御回路56を有する制御回路機構50と、を備える。【選択図】 図3
Description
本発明は、車両用自動変速機の変速制御を行う自動変速機の制御回路と走行レンジを切り替えるシフトバイワイヤ制御回路を有する自動変速機の制御ユニットに関する。
近年、図10に示すように、車両用自動変速機140の走行レンジを切り替えるアクチュエータ130と、運転者によって選択された要求レンジに基づいてそのアクチュエータ130を制御するシフトバイワイヤ制御回路(以下、「SBW−ECU」という。)110と、を備えたシフトバイワイヤ装置が車両に搭載されるようになった。また、車両には、自動変速機140の油圧制御装置の各種バルブを制御する自動変速機制御回路(以下、「AT−ECU」という。)120も搭載されている。これらアクチュエータ130、SBW−ECU110及びAT−ECU120は別々に配置され、SBW−ECU110及びAT−ECU120は、コネクタ111、121を介してハーネス102、103により、エンジンを制御するエンジンECU100に接続されている。また、SBW−ECU110とアクチュエータ130とは、コネクタ112、132を介してハーネス113により接続されている。さらに、エンジンECU100、SBW−ECU110及びAT−ECU120は、車載通信システムCAN(Controller Area Network)101に接続され、CANプロトコルにしたがって互いに通信可能になっている。また、SBW−ECU110は、電源、モータ用CPU、電源CPU、CANインターフェース、モータ駆動回路、シフトインターフェース及びSBW専用車両用インターフェース等を有しており、コネクタ111を介してシフトレバー115にも接続されている。AT−ECU120は、電源、AT用CPU、CANインターフェース、AT用インターフェース等を有しており、自動変速機140に接続されている。
しかしながら、上記従来のシフトバイワイヤ装置では、アクチュエータ130、SBW−ECU110及びAT−ECU120が別々に配置されていることや、SBW−ECU110及びAT−ECU120が電源、CANインターフェース等の類似する回路機能をそれぞれ有していることから、部品点数が増加して製造コストが高騰化していた。さらには、アクチュエータ130、SBW−ECU110及びAT−ECU120が多数のコネクタ111、112、121、132を介してハーネス102、103、113により接続されているため、接触不良等を回避して高い信頼性を確保する必要があるとともに、モータ131の駆動電流が流れるハーネス113にはシールド線を用いる等してノイズ対策を施す必要があった。
これに対し、特開2007−10042号公報にアクチュエータとSBW−ECUとを一体化したシフトバイワイヤ装置が提案されている。このシフトバイワイヤ装置によれば、アクチュエータとSBW−ECUとが1つのケースに収納されており、小型化を実現している。
しかし、上記特開2007−10042号公報に記載のシフトバイワイヤ装置では、AT−ECUが別のケースに収納されており、十分な小型化が図れておらず、SBW−ECU及びAT−ECUが類似する回路機能や、SBW−ECUとAT−ECUを電気的に接続するワイヤーハーネスを有していることから、部品点数が増加して製造コストが高騰化している。
また、常に振動が加わる車両においては、アクチュエータ、SBW−ECU等を一体化した制御ユニットでは、ECU対して重量物であるアクチュエータの作動が振動を発生する恐れもあり耐震性を十分に確保する必要があるが、上記特開2007−10042号公報に記載のシフトバイワイヤ装置は、これらの問題点について考慮されていない。
本発明は係る従来の問題点に鑑みてなされたものであり、小型化及び製造コストの低廉化を図ることが可能で、かつ耐振性に優れた自動変速機の制御ユニットを提供するものである。
上記の課題を解決するために、請求項1に係る自動変速機の制御ユニットの特徴は、自動変速機の走行レンジを切り替えるアクチュエータと、前記アクチュエータを切り替え制御することで、運転者の選択した選択レンジに自動変速機の走行レンジを切り替るシフトバイワイヤ制御回路と、少なくとも走行レンジ位置信号によって自動変速機の変速段を制御する自動変速機制御回路と、前記アクチュエータ、シフトバイワイヤ制御回路及び自動変速機制御回路を内包し、自動変速機ケースに固定部材により固定される制御ユニットケースと、を備え、前記アクチュエータは、前記制御ユニットケース内で、自動変速機ケース側に配置され、前記シフトバイワイヤ制御回路及び自動変速機制御回路は、前記制御ユニットケース内で、前記アクチュエータとは反対側に配置されることである。
請求項2に係る自動変速機の制御ユニットの特徴は、自動変速機の走行レンジを切り替えるアクチュエータと、前記アクチュエータを切り替え制御することで、運転者の選択した選択レンジに自動変速機の走行レンジを切り替るシフトバイワイヤ制御回路と、少なくとも走行レンジ位置信号によって自動変速機の変速段を制御する自動変速機制御回路と、前記アクチュエータ、シフトバイワイヤ制御回路及び自動変速機制御回路を内包し、自動変速機ケースに固定部材により固定される制御ユニットケースと、を備え、前記アクチュエータは、前記制御ユニットケース内で、自動変速機ケース側に配置され、前記シフトバイワイヤ制御回路及び自動変速機制御回路は、前記制御ユニットケースの側面に配置されることである。
請求項3に係る自動変速機の制御ユニットの特徴は、請求項1又は2において、前記制御ユニットケースは、取付け穴を有し、自動変速機のケースに固定されることである。
請求項4に係る自動変速機の制御ユニットの特徴は、請求項1又は2において、前記シフトバイワイヤ制御回路及び自動変速機制御回路を含む制御回路機構は、前記制御ユニットケース内を二つの収納部に分割する分離壁の前記アクチュエータ側の面とは反対側の面に固定されることである。
請求項5に係る自動変速機の制御ユニットの特徴は、請求項1において、前記制御ユニットケースは、自動変速機のケースに取り付けられる側の下部収納部と、上部収納部を有し、前記アクチュエータは、前記下部収納部に収納され、前記シフトバイワイヤ制御回路及び自動変速機制御回路は、上部収納部に収納されることである。
請求項6に係る自動変速機の制御ユニットの特徴は、請求項2において、前記制御ユニットケースは、自動変速機のケースに取り付けられる側の下部収納部と、制御ユニットケースの側面側の側面収納部を有し、前記アクチュエータは、前記下部収納部に収納され、前記シフトバイワイヤ制御回路及び自動変速機制御回路は、側面収納部に収納されることである。
請求項7に係る自動変速機の制御ユニットの特徴は、請求項5において、前記シフトバイワイヤ制御回路及び前記自動変速機制御回路が1枚のプリント基板上に搭載され制御回路機構を構成することである。
請求項8に係る自動変速機の制御ユニットの特徴は、請求項7において、前記上部収納部と下部収納部は、分離壁により分割され、前記アクチュエータと前記プリント基板とを電気的に接続する導体が前記分離壁に埋設されることである。
請求項9に係る自動変速機の制御ユニットの特徴は、請求項6において、前記シフトバイワイヤ制御回路及び前記自動変速機制御回路が1枚のプリント基板上に搭載され制御回路機構を構成することである。
請求項10に係る自動変速機の制御ユニットの特徴は、請求項9において、前記側面収納部と下部収納部は、分離壁により分割され、前記アクチュエータと前記プリント基板とを電気的に接続する導体が前記分離壁に埋設されることである。
請求項1に係る自動変速機の制御ユニットにおいては、シフトバイワイヤ制御回路により制御されて自動変速機の走行レンジを切り替える重いアクチュエータが、自動変速機ケースに固定部材により固定される制御ユニットケース内で、自動変速機ケース側に配置されて固定され、該アクチュエータより軽量のシフトバイワイヤ制御回路及び自動変速機制御回路が、アクチュエータとは反対側の自動変速機ケースより遠い側に配置されるので、常に振動が加わる車両において重いアクチュエータの振動を抑えて優れた安定性を発揮することができる。また、アクチュエータと、シフトバイワイヤ制御回路及び自動変速機制御回路が1つのケース内に収納されているため、車載搭載スペースをそれぞれ設ける必要がないのみならず、類似する回路機能を共通化することができる。したがって、この自動変速機の制御ユニットは、小型化及び製造コストの低廉化を図ることが可能で、かつ耐振性に優れている。また、アクチュエータとシフトバイワイヤ制御回路及び自動変速機制御回路との配線が1つのケースに収納されているため、外部からアクチュエータを強制的に駆動させることができなくなることで、車両の盗難防止を図ることができる。
請求項2に係る自動変速機の制御ユニットにおいては、シフトバイワイヤ制御回路により制御され、自動変速機の走行レンジを切り替える重いアクチュエータが、自動変速機ケースに固定部材により固定される制御ユニットケース内で、自動変速機ケース側に配置されて固定され、該アクチュエータより軽量のシフトバイワイヤ制御回路及び自動変速機制御回路が、制御ユニットケースの側面に配置されるので、常に振動が加わる車両において重いアクチュエータの振動を抑えて優れた安定性を発揮することができる。また、アクチュエータと、シフトバイワイヤ制御回路及び自動変速機制御回路を有する制御ユニットとが1つのケース内に収納されているため、車載搭載スペースをそれぞれ設ける必要がないのみならず、類似する回路機能を共通化することができる。したがって、この自動変速機の制御ユニットは、小型化及び製造コストの低廉化を図ることが可能で、かつ耐振性に優れている。また、アクチュエータとシフトバイワイヤ制御回路及び自動変速機制御回路との配線が1つのケースに収納されているため、外部からアクチュエータを強制的に駆動させることができなくなることで、車両の盗難防止を図ることができる。
請求項3に係る自動変速機の制御ユニットにおいては、制御ユニットケースは、取付け穴を有し、自動変速機のケースに固定されるため、重いアクチュエータを確実に自動変速機のケースに固定でき、耐震性を向上させることができる。
請求項4に係る自動変速機の制御ユニットにおいては、前記シフトバイワイヤ制御回路及び自動変速機制御回路を含む制御回路機構は、前記制御ユニットケース内を二つの収納部に分割する分離壁の前記アクチュエータ側の面とは反対側の面に固定されているので、アクチュエータ、シフトバイワイヤ制御回路及び自動変速機制御回路を一体化した自動変速機の制御ユニットでは、アクチュエータの作動により導電性異物が発生する恐れがあり、ECUの電子部品にショート故障を起こす恐れがあるが、これを低減することができる。
請求項5又は6に係る自動変速機の制御ユニットにおいては、重いアクチュエータが、自動変速機ケースに固定部材により固定される制御ユニットケース内で、自動変速機ケース側の下部収納部に配置され、該アクチュエータより軽量のシフトバイワイヤ制御回路及び自動変速機制御回路が、上部収納部または側面収納部に配置されるので、常に振動が加わる車両において優れた安定性を発揮することができる。また、アクチュエータの作動により導電性異物が発生しても、アクチュエータと両制御回路が別の収納部に配置されているので、両制御回路の電子部品のショート故障を防止することができる。
請求項7又は9に係る自動変速機の制御ユニットにおいては、シフトバイワイヤ制御回路及び前記自動変速機制御回路が1枚のプリント基板上に搭載されて制御回路機構を構成しているため、省スペース及び類似の回路機能の共通化が実現し易い。
請求項8又は10に係る自動変速機の制御ユニットにおいては、上部収納部と下部収納部又は側面収納部は、分離壁により分割され、該分離壁にアクチュエータとプリント基板とを電気的に接続する導体が埋設されるため、プリント基板の内層パターンの代わりに導体を用いてアクチュエータの駆動電流を流すことができ、プリント基板を小型化できるのみならず、ノイズ対策のためのシールド線が不要となる。
1、70…自動変速機の制御ユニット、1A、70A…制御ユニットケース、6…自動変速機、6A…自動変速機のケース、20…アクチュエータ、50…制御回路機構、53…シフトバイワイヤ制御回路(SBW−ECU)、56…自動変速機制御回路(AT−ECU)、10、71…ケース本体、10c、71c…固定部材、11…中蓋、12、72…上蓋、73…側蓋、51…プリント基板、11a、71a…分離壁、12a…上部収納部、10a…下部収納部、71b…第1収納部(下部収納部)、73a…第2収納部(側面収納部)、14、75…導体(バスバー)。
本発明に係る自動変速機の制御ユニットを具体化した実施形態1、2を図面に基づいて以下に説明する。図1に示すように、実施形態1の自動変速機の制御ユニット1(以下、制御ユニット1という。)は、コネクタ13を介してハーネス3によりエンジンECU2へ接続されるほか、シフトレバー4及び自動変速機6にも接続されている。ここで、エンジンECU2はエンジンを制御するものであり、シフトレバー4は運転者によって操作され、自動変速機6の走行レンジを所望のレンジにするためのものである。また、自動変速機6は車両の速度やアクセル開度、走行レンジなどに応じて変速比を自動的に切り替えるものである。これら制御ユニット1及びエンジンECU2は、車載通信システムCAN(Controller Area Network)7などの接続手段で接続され、互いに通信可能になっている。
制御ユニット1は、アクチュエータ20と制御回路機構50とを備えている。アクチュエータ20は自動変速機6の走行レンジ(P、R、N、D、D1、D2など)を切り替えるモータ21を備えており、制御回路機構50は後述するようにシフトバイワイヤ制御回路(以下、「SBW−ECU」という)53、及び 自動変速機制御回路(以下、「AT−ECU」という)56等が搭載された1枚のプリント基板51からなっている(図4参照)。
図2は、制御ユニット1の外観図である。制御ユニット1の制御ユニットケース1Aは、金属製のケース本体10、樹脂製の中蓋11及び金属製の上蓋12で構成され、中蓋11にはコネクタ13が一体として形成されている。制御ユニット1は、ケース本体10に設けられた取付け穴10bを用いて自動変速機6のケース6Aにボルトなどの固定部材10cによって固定されることにより、自動変速機ケース6Aに固定される。なお、ケース本体10は、樹脂製でもかまわない。
図3は、制御ユニット1の断面図である。制御ユニット1は、自動変速機ケース6A側から順に配置されたケース本体10、中蓋11及び上蓋12で構成される1つの制御ユニットケース1Aと、このケース1A内に、自動変速機ケース1A側に配置、収納されたアクチュエータ20及び自動変速機ケース6Aからは遠い側に配置された制御回路機構50とを備えている。中蓋11には、ケース本体10との間に下部収納部10aを形成する板状の分離壁11aが設けられており、ケース本体10と中蓋11とを接着剤により接着、またはネジなどの固定部材を用いて固定することにより、アクチュエータ20及びポジションセンサ38が下部収納部10a内に収納される。また、中蓋11に上蓋12を被せることにより、中蓋11と上蓋12との間に上部収納部12aが形成され、制御回路機構50が上部収納部12a内に収納される。なお、上蓋12は樹脂製でもよく、中蓋11と上蓋12とは、ねじ止め、接着、振動溶着等により固定される。
図4は、上蓋12を外した制御回路機構50及び中蓋11の正面図である。制御回路機構50は、シフトバイワイヤ制御回路としてのSBW−ECU53及び自動変速機制御回路としてのAT−ECU56を構成する電子部品が実装されたプリント基板51からなっている。そして、プリント基板51は、中蓋11の分離壁11a上にねじ止めされている。SBW−ECU53及びAT−ECU56は電源回路52を共有しており、SBW−ECU53にはモータ駆動回路54が含まれている。ここで、SBW−ECU53は、運転者によって選択された選択レンジに基づいて、アクチュエータ20を駆動するものである。また、AT−ECU56は、エンジンECU2から入力したエンジンの運転状態、シフトバイワイヤ制御回路53からの走行レンジ位置信号、車両の走行速度等の情報に基づいて自動変速機6の油圧制御装置の各種バルブを制御することにより、クラッチやブレーキの係合状態を切り替えて変速状態を切り替え制御するものである。さらに、電源回路52は、電源電圧を所定電圧に安定化してSBW−ECU53及びAT−ECU56の他の回路に供給するものであり、モータ駆動回路54は、モータ駆動電流をモータ21に供給するものである。
図3及び図4に示すように、中蓋11の一端にはコネクタ13が一体として形成され、コネクタ13には電源端子13a及び信号端子13bが設けられている。コネクタ13は、エンジンECU2、シフトレバー4、自動変速機6及びCAN7毎に内部で分割され、夫々に電気的接続可能になっている。電源端子13aは電源回路52に電源を供給するものであり、一端がコネクタ13内に突出し、中蓋11(分離壁11a)内を貫通して、L型に屈曲した他端が分離壁11aから上方に突出してプリント基板51のランド13cにハンダ付けされている。そして、電源端子13aは、ランド13cに接続されたパターンを介して、電源回路52のICに接続される。信号端子13bはセンサ類の信号やAT−ECU56の指令等を伝達するものであり、一端がコネクタ13内に突出し、中蓋11(分離壁11a)内を貫通して、L型に屈曲した他端が分離壁11aから上方に突出してプリント基板51のランド13dにハンダ付けされている。そして、信号端子13bは、ランド13dに接続されたパターンを介して、SBW−ECU53及びAT−ECU56に接続される。このように、電源端子13a及び信号端子13bが中蓋11(分離壁11a)内を貫通することにより、電気的絶縁性が確保される。
また、導体としてのバスバー14はモータ駆動電流を通電するものであり、その一端がモータ駆動回路54のICに接続されたプリント基板51のランド14aにハンダ付けされている。そして、バスバー14は分離壁11a内を貫通し、他端が分離壁11aから下方に突出してアクチュエータ20のモータ21に接続されている。信号導線15はポジションセンサ38が検出した信号をSBW−ECU53に伝達するものであり、その一端がSBW−ECU53のICに接続されたプリント基板51のランド15aにハンダ付けされている。そして、信号導線15は分離壁11a内を貫通し、他端が分離壁11aから下方に突出してポジションセンサ38に接続されている。
図5は、AT−ECU56の制御対象である自動変速機6のブロック図である。自動変速機6は、車両の速度やアクセル開度、走行レンジなどに応じて変速比を自動的に切り替えエンジンの駆動力を変速してプロペラシャフト、ディファレンシャル及び左右駆動軸を経て駆動輪に伝達するものであり、入力軸61、変速機構62、出力軸63、油圧制御装置64及びレンジ切替機構40を備えている。入力軸61は、エンジンからの駆動力を入力する。変速機構62は、トルクコンバータ、プラネタリギヤトレーンなどからなり、油圧制御装置64からの指示を受けてギヤ段を切り替えて(変速や逆回転)入力軸61から入力した駆動力を変速して出力する。出力軸63は、変速機構62からの変速された動力をプロペラシャフトを介して駆動輪に出力する。油圧制御装置64は、プラネタリギヤトレーンの各ギヤのクラッチ、ブレーキの油路を自動的に切り替えてプラネタリギヤトレーンを制御する。レンジ切替機構40については後述する。
図6は、上蓋12及び中蓋11を外したアクチュエータ20及びポジションセンサ38の正面図である。図3にも示すように、アクチュエータ20及びポジションセンサ38は、ケース本体10と分離壁11aを有する中蓋11とで形成される下部収納部10a内に収納されている。アクチュエータ20は、モータ21、減速機構22及び運動変換機構23等から構成される。24はケース本体10とは別体の金属製のメインブラケットで、モータ21、減速機構22及び運動変換機構23等が取付けられた後でケース本体10に4本のボルト25で固定される。メインブラケット24にはモータ21が固定され、モータ21の出力軸はメインブラケット24を貫通して前方に突出し、先端部に小歯車26が嵌着されている。モータ21は、三相ブラシレスモータであり、出力軸が単位角度回転する毎にパルス信号を送出するセンサが付けられている。モータ21はケース本体10内に収納可能とするために小型のものが使用される。
ケース本体10内には、ボールねじ軸30がモータ21と平行に配置され、両端が軸受31、32を介してメインブラケット24に回転可能に軸支持されている。ボールねじ軸30の前端側には、小歯車26と中歯車27を介して噛合する大歯車28が固定されている。これら小歯車26、中歯車27及び大歯車28により減速機構22が構成される。なお、本実施形態1においては、小歯車26、中歯車27及び大歯車28によりモータ21の回転を減速してボールねじ軸30に伝達しているが、モータ21の回転をプラネタリギヤ、ウォームギヤ等によって減速してボールねじ軸30に伝達するようにしてもよい。
ボールねじ軸30には、ボールナット33が螺合されている。メインブラケット24には、ボールねじ軸30と平行に延在する係合ロッド34の両端が嵌合され、この係合ロッド34にボールナット33の外周に突設されたコの字状の係合部35が係合し、ボールナット33がメインブラケット24に対して軸線方向の移動を許容されて回り止めされている。これにより、モータ21の回転は、減速機構22により減速されてボールねじ軸30に伝えられ、ボールねじ軸30の回転は、ボールねじ軸30、ボールナット33等によりボールナット33の軸線方向運動に変換される。
ケース本体10にはマニュアルシャフト36の一端が下部収納部10a内に突出して回転可能に軸承され、マニュアルシャフト36にアーム37の基端部が相対回転を規制されて嵌合され、アーム37が揺動可能に支承されている。アーム37の先端は二股に分岐されてボールナット33の両側に延在され、各先端に凹部37aが形成されている。各凹部37aにボールナット33の両側に突設された係合軸33aが係合されることにより、アーム37はボールナット33にボールねじ軸30の軸線方向の相対移動を規制されて係合している。ボールねじ軸30、ボールナット33、アーム37、係合軸33a、凹部37a等によって運動変換機構23が構成されている。また、マニュアルシャフト36の一端にはポジションセンサ38が取付けられている。
図7に示すように、マニュアルシャフト36の他端には、アクチュエータ20の駆動対象としてのレンジ切替機構40が連結されている。このレンジ切替機構40は自動変速機6に備えられている(図5参照)。レンジ切替機構40は、 ディテント機構41とマニュアルバルブ46とからなっている。マニュアルバルブ46は、バルブボディ47内にスプール48が軸方向(矢印A、B方向)に移動可能に嵌合されて構成されている。スプール48は、シフトレバー4によって選択されるレンジに応じてラインプレッシャの油路を切り替え、自動変速機6の駆動状態をPレンジ(駐車(パーキング)レンジ)、Rレンジ(リバースレンジ)、Nレンジ(ニュートラルレンジ)、Dレンジ(ドライブレンジ)などの各走行レンジに切り替えるものである。シフトレバー4には、自動変速機6の各走行レンジに対応するレンジが選択可能に設定されている。すなわち、自動変速機6 の油圧制御装置64内に配設されたスプール48が、Pレンジに対応するP位置、Rレンジに対応するR位置、Nレンジに対応するN位置、およびDレンジに対応するD位置などに移動できるようになっており、このスプール48が軸方向(矢印A、B方向)に移動することにより、油圧制御装置64内の油路を切り替えて、シフトレバー4によって選択されたレンジ、すなわち要求レンジになるように自動変速機6の走行レンジが設定されるようになっている。スプール48のバルブボディ47から突出した部分にはL字型に屈曲したフック部49が形成され、該フック部49がディテント機構41の後述するディテントレバー42に形成されたシフト部42aに連結され、ディテントレバー42の回動によってスプール48が軸線方向に移動されるようになっている。
ディテント機構41は、ディテントレバー42、ディテントスプリング43、および係合ローラ44から構成されている。ディテントレバー42は、マニュアルシャフト36とアーム37と一体的に回動される。これにより、ディテントレバー42は、マニュアルシャフト36を回動中心として矢印C、D方向に回動される。また、ディテントレバー42には、パーキング機構(不図示)の一部が係合される透孔42bが穿設されている。マニュアルシャフト36の一端に取付けられたポジションセンサ38は、ディテントレバー42の回動位置を検出することにより、スプール48の現在位置を検出するようになっている。ポジションセンサ38としては、例えばポテンショメータを用いることができ、ポテンショメータよりマニュアルシャフト36の回動角度に応じた電圧が出力される。従って、ポテンショメータから出力される電圧レベルによってレンジ位置(P位置、R位置、N位置、D位置)を所定幅のゾーンとして検出することができる。
以上の構成をした制御ユニット1におけるSBW−ECU53及びアクチュエータ20の作動を説明する。運転者がシフトレバー4を操作すると、選択された選択レンジに基づくシフト信号がコネクタ13の信号端子13bを介して、SBW−ECU53に入力される。そして、SBW−ECU53によりシフト信号に基づいてモータ駆動電流がバスバー14を介してモータ21に供給される。
これにより、モータ21が所定の駆動方向に駆動され、モータ21の出力軸の回転運動が、減速機構22によって減速され、メインブラケット24に軸承されたボールねじ軸30に伝達される。ボールねじ軸30が回転されると、係合ロッド39と係合部35との係合によって回転を規制されたボールナット33が軸線方向に移動され、アーム37がマニュアルシャフト36を中心として回動される。マニュアルシャフト36の回動によりマニュアルシャフト36が回動されて、ディテントレバー42が回動され、スプール48がシフト部42aを介して移動される。
そして、SBW−ECU53は、ポジションセンサ38の出力電圧が所定の値になったとき、モータ21の回転を停止する。モータ21の回転が停止されると、ディテントスプリング43、係合ローラ44等の働きによりディテントレバー42が回動され、所定の位置に保持される。こうして、スプール48が切り替えられ、自動変速機6の走行レンジが切り替えられる。
次に、AT−ECU56の働きについて概説する。AT−ECU56には、コネクタ13の信号端子13bを介して、エンジン回転数等の運転状態を表す情報がエンジンECU2から入力される。AT−ECU56は、この情報に基づいて自動変速機6の油圧制御装置の各種バルブを制御する制御信号を自動変速機6に出力する。これにより、クラッチやブレーキの係合状態が切り替えられて、変速状態が切り替えられる。
実施形態1に係る制御ユニット1において、アクチュエータ20と、SBW−ECU53及びAT−ECU56の配置は、アクチュエータ20が、自動変速機ケース6Aに固定部材10cにより固定される制御ユニットケース1A内で、自動変速機ケース側に配置されて固定され、SBW−ECU53及びAT−ECU56が、アクチュエータ20とは反対側の自動変速機ケース6Aより遠い側に配置されるので、常に振動が加わる車両において、重いアクチュエータ20の振動を抑えて、優れた安定性を発揮することができる。即ち、アクチュエータ20が固定される制御ユニットケース1Aのケース本体10が取付け穴10bを貫通するボルト等の固定部材10cにより自動変速機のケース6Aに固定されるので、重いアクチュエータ20を確実に自動変速機ケース6Aに固定することができる。さらに、アクチュエータ20の作動により導電性異物が発生する恐れがあり、ECUの電子部品にショート故障を起こす恐れがあるが、これを低減することができる。
さらに、アクチュエータ20と、SBW−ECU53及びAT−ECU56を有する制御回路機構50とが分離壁11aにより上下に分割された上部収納部12a及び下部収納部10aを有する1つの制御ユニットケース1A内に収納されているため、車載搭載スペースをそれぞれ設ける必要がないのみならず、類似する回路機能を共通化することができる。また、下部収納部10aには重いアクチュエータ20が収納され、上部収納部12aには軽い制御回路機構50が収納されているため、常に振動が加わる車両において優れた安定性を発揮することができる。加えて、モータ21、減速機構22及び運動変換機構23等から構成されるアクチュエータ20が、ケース本体10とは別体の金属製のメインブラケット24により、ケース本体10に4本のボルト25で固定される。したがって、実施形態1の制御ユニット1は、小型化及び製造コストの低廉化を図ることが可能で、かつ耐振性に優れている。特に、この制御ユニット1では、SBW−ECU53及びAT−ECU56が1枚のプリント基板51上に搭載されているため、省スペース及び類似の回路機能の共通化が実現し易い。また、アクチュエータ20とSBW−ECU53との配線が1つのケースに収納されているため、外部からアクチュエータ20を強制的に駆動させることができなくなることで、車両の盗難防止を図ることができる。さらに、この制御ユニット1においては、アクチュエータ20と、SBW−ECU53及びAT−ECU56とが分離壁11aにより収納部を分けているため、アクチュエータ20に介在する潤滑剤や減速機構22から発生する摩耗粉などがSBW−ECU53及びAT−ECU56の収納部に侵入することを防ぐことができる。
また、この制御ユニット1においては、アクチュエータ20とプリント基板51とを電気的に接続するバスバー14が分離壁11aに埋設されるため、プリント基板51の内層パターンの代わりにバスバー14を用いてアクチュエータ駆動電流を流すことができ、プリント基板51を小型化できるのみならず、ノイズ対策のためのシールド線が不要となる。
実施形態2の自動変速機の制御ユニットは、実施形態1と同様、図1に示す構成をしている。また、実施形態2の自動変速機の制御ユニット70(以下、制御ユニット70という。)の外観図を図8に示す。制御ユニット70の制御ユニットケース70Aは、樹脂製のケース本体71、金属製の上蓋72及び側蓋73で構成される。ケース本体71の設けられた取付け穴71bを用いて、図9に開示されるように自動変速機6のケース6Aにボルト等の固定部材71cによって固定されることにより、制御ユニット70が自動変速機ケース6Aに固定される。
図9は、制御ユニット70の断面図である。この制御ユニット70は、ケース本体71、上蓋72及び側蓋73で構成される1つのケースと、このケース内に収納されたアクチュエータ20及び制御回路機構50とを備えている。ケース本体71と上蓋72との間には第1収納部71bが下部収納部として形成され、アクチュエータ20及びポジションセンサ38が第1収納部71b内に収納される。アクチュエータ20及びポジションセンサ38については、マニュアルシャフト36が短くなっている他は実施形態1と同様であり、その説明を省略する。また、上蓋72と側蓋73との間には第2収納部73aが側面収納部として形成され、制御回路機構50を構成するプリント基板51が第2収納部73a内に収納される。
ケース本体71の側蓋73側は分離壁71aとなっており、この分離壁71aの一端に実施形態1と同様のコネクタ13が一体として形成され、図9の裏面方向に突出している。そして、プリント基板51が分離壁71aにねじ止めされることにより、プリント基板51が第2収納部73a内に収納されている。このプリント基板51には、配置が異なるものの、実施形態1と同様の電子部品が実装されている。ただし、モータ駆動電流を通電する導体としてのバスバー75は、その一端75aがプリント基板51にハンダ付けされ、ケース本体71(分離壁71a)内を貫通し、他端75bがケース本体71から上方に突出してアクチュエータ20のモータ21に接続されている。ポジションセンサ38が検出した信号をSBW−ECU53に伝達する信号導線については図示していないが、バスバー75と同様、その一端がプリント基板51にハンダ付けされ、ケース本体71(分離壁71a)内を貫通し、他端がケース本体71から上方に突出してポジションセンサ38に接続されている。
実施形態2に係る制御ユニット70においては、アクチュエータ20とSBW−ECU53及びAT−ECU56を備えた制御回路機構50とが分離壁71aにより左右に分割された第1収納部71b及び第2収納部73aを有する1つの制御ユニットケース70A内に収納されているため、車載搭載スペースをそれぞれ設ける必要がないのみならず、類似する回路機能を共通化することができる。また、SBW−ECU53により制御され、自動変速機6の走行レンジを切り替える重いアクチュエータ20が、自動変速機ケース6Aに固定部材71cにより固定される制御ユニットケース1A内で、自動変速機ケース6A側に配置されて固定され、アクチュエータ20より軽量の制御回路機構50が、制御ユニットケース70Aの側面に配置されるので、常に振動が加わる車両において重いアクチュエータの振動を抑えて優れた安定性を発揮することができる。したがって、実施形態2の制御ユニット70は、小型化及び製造コストの低廉化を図ることが可能で、かつ耐振性に優れている。その他の構成及び作用、効果は実施形態1と同様である。
以上において、本発明の制御ユニット1、70を実施形態1、2に即して説明したが、本発明はこれらに制限されるものではなく、本発明の技術的思想に反しない限り、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
本発明に係る自動変速機の制御ユニットは、車両用自動変速機の走行レンジを切り替えるアクチュエータと、運転者によって選択された選択レンジに基づいて前記アクチュエータを制御するシフトバイワイヤ制御回路と、前記自動変速機の油圧制御装置の各種バルブを制御する自動変速機制御回路と、を備えた自動変速機の制御ユニットに用いるのに適している。
Claims (10)
- 自動変速機の走行レンジを切り替えるアクチュエータと、
前記アクチュエータを切り替え制御することで、運転者の選択した選択レンジに自動変速機の走行レンジを切り替るシフトバイワイヤ制御回路と、
少なくとも走行レンジ位置信号によって自動変速機の変速段を制御する自動変速機制御回路と、
前記アクチュエータ、シフトバイワイヤ制御回路及び自動変速機制御回路を内包し、自動変速機ケースに固定部材により固定される制御ユニットケースと、を備え、
前記アクチュエータは、前記制御ユニットケース内で、自動変速機ケース側に配置され、
前記シフトバイワイヤ制御回路及び自動変速機制御回路は、前記制御ユニットケース内で、前記アクチュエータとは反対側に配置されることを特徴とする自動変速機の制御ユニット。 - 自動変速機の走行レンジを切り替えるアクチュエータと、
前記アクチュエータを切り替え制御することで、運転者の選択した選択レンジに自動変速機の走行レンジを切り替るシフトバイワイヤ制御回路と、
少なくとも走行レンジ位置信号によって自動変速機の変速段を制御する自動変速機制御回路と、
前記アクチュエータ、シフトバイワイヤ制御回路及び自動変速機制御回路を内包し、自動変速機ケースに固定部材により固定される制御ユニットケースと、を備え、
前記アクチュエータは、前記制御ユニットケース内で、自動変速機ケース側に配置され、
前記シフトバイワイヤ制御回路及び自動変速機制御回路は、前記制御ユニットケースの側面に配置される
ことを特徴とする自動変速機の制御ユニット。 - 請求項1又は2において、前記制御ユニットケースは、取付け穴を有し、自動変速機のケースに固定されることを特徴とする自動変速機の制御ユニット。
- 請求項1又は2において、前記シフトバイワイヤ制御回路及び自動変速機制御回路を含む制御回路機構は、前記制御ユニットケース内を二つの収納部に分割する分離壁の前記アクチュエータ側の面とは反対側の面に固定されていることを特徴とする自動変速機の制御ユニット。
- 請求項1において、前記制御ユニットケースは、自動変速機のケースに取り付けられる側の下部収納部と、上部収納部を有し、
前記アクチュエータは、前記下部収納部に収納され、
前記シフトバイワイヤ制御回路及び自動変速機制御回路は、上部収納部に収納されることを特徴とする自動変速機の制御ユニット。 - 請求項2において、前記制御ユニットケースは、自動変速機のケースに取り付けられる側の下部収納部と、制御ユニットケースの側面側の側面収納部を有し、
前記アクチュエータは、前記下部収納部に収納され、
前記シフトバイワイヤ制御回路及び自動変速機制御回路は、側面収納部に収納されることを特徴とする自動変速機の制御ユニット。 - 請求項5において、前記シフトバイワイヤ制御回路及び前記自動変速機制御回路が1枚のプリント基板上に搭載され制御回路機構を構成することを特徴とする自動変速機の制御ユニット。
- 請求項7において、前記上部収納部と下部収納部は、分離壁により分割され、前記アクチュエータと前記プリント基板とを電気的に接続する導体が前記分離壁に埋設されることを特徴とする自動変速機の制御ユニット。
- 請求項6において、前記シフトバイワイヤ制御回路及び前記自動変速機制御回路が1枚のプリント基板上に搭載され制御回路機構を構成することを特徴とする自動変速機の制御ユニット。
- 請求項9において、前記側面収納部と下部収納部は、分離壁により分割され、前記アクチュエータと前記プリント基板とを電気的に接続する導体が前記分離壁に埋設されることを特徴とする自動変速機の制御ユニット。
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