(57)【要約】【課題】  停止位置の制御が面倒で応答性が低い四位置切替型のアクチュエータを必要とせずに、Ｄレンジ、Ｒレンジ、ＮレンジおよびＰレンジを確実に切り替え可能なシフト・バイ・ワイヤ装置を提供する。【解決手段】  トランスミッションのシフト・バイ・ワイヤ装置は、レンジ切替信号によりＤ位置−非Ｄ位置の二位置間で作動する第１アクチュエータ１７と、レンジ切替信号によりＲ位置−非Ｒ位置の二位置間で作動する第２アクチュエータ２０と、レンジ切替信号によりＰ位置−非Ｐ位置の二位置間で作動する第３アクチュエータ２３と、第１アクチュエータ１７により作動する第１マニュアルバルブ２７と、第２アクチュエータ２０により作動する第２マニュアルバルブ３１と、第３アクチュエータ２３により作動するパーキングロック機構３５とを備える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者のシフトレバー操作に応じて出力されるレンジ切替信号により作動するアクチュエータ（１７，２０，２３）でトランスミッションのシフトレンジを切り替えるとともにパーキングロックを作動させるシフト・バイ・ワイヤ装置であって、
前記レンジ切替信号によりＤ位置−非Ｄ位置の二位置間で作動する第１アクチュエータ（１７）と、前記レンジ切替信号によりＲ位置−非Ｒ位置の二位置間で作動する第２アクチュエータ（２０）と、前記レンジ切替信号によりＰ位置−非Ｐ位置の二位置間で作動する第３アクチュエータ（２３）と、前記第１アクチュエータ（１７）により作動する第１マニュアルバルブ（２７）と、前記第２アクチュエータ（２０）により作動する第２マニュアルバルブ（３１）と、前記第３アクチュエータ（２３）により作動するパーキングロック機構（３５）とを備えることを特徴とするシフト・バイ・ワイヤ装置。
【請求項２】
同軸に配置されて相対回転自在に嵌合する第１コントロールシャフト（１２）、第２コントロールシャフト（１３）および第３コントロールシャフト（１４）を備え、前記第１アクチュエータ（１７）は前記第１コントロールシャフト（１２）を介して前記第１マニュアルバルブ（２７）に接続され、前記第２アクチュエータ（２０）は前記第２コントロールシャフト（１３）を介して前記第２マニュアルバルブ（３１）に接続され、前記第３アクチュエータ（２３）は前記第３コントロールシャフト（１４）を介して前記パーキングロック機構（３５）に接続されることを特徴とする、請求項１に記載のシフト・バイ・ワイヤ装置。
【請求項３】
前記第１コントロールシャフト（１２）と一体に回転する第１レバー（２４）と、前記第２コントロールシャフト（１３）と一体に回転する第２レバー（２８）とを備え、前記第１レバー（２４）には前記第２レバー（２８）に当接可能な第１ストッパ（２４ａ）が設けられ、前記第２レバー（２８）には前記第１レバー（２４）に当接可能な第２ストッパ（２８ａ）が設けられ、前記第１レバー（２４）が前記第１アクチュエータ（１７）により一方向に回転してＤ位置に操作されたときに前記第１ストッパ（２４ａ）が前記第２レバー（２８）に当接し、前記第２レバー（２８）が前記第２アクチュエータ（２０）により他方向に回転してＲ位置に操作されたときに前記第２ストッパ（２８ａ）が前記第１レバー（２４）に当接することを特徴とする、請求項２に記載のシフト・バイ・ワイヤ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転者のシフトレバー操作に応じて出力されるレンジ切替信号により作動するアクチュエータでトランスミッションのシフトレンジを切り替えるとともにパーキングロックを作動させるシフト・バイ・ワイヤ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シフト・バイ・ワイヤ装置において、Ｄレンジ、Ｒレンジ、ＮレンジおよびＰレンジを切り替える単一のマニュアルバルブを操作する高応答性のマニュアルバルブ用アクチュエータと、パーキングロック機構を操作する高トルクのパーキングロック機構用アクチュエータとを備えるものが、下記特許文献１により公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１６９８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１に記載されたマニュアルバルブ用アクチュエータは、単一のマニュアルバルブを操作してＤレンジ、Ｒレンジ、ＮレンジおよびＰレンジを切り替えるため、Ｄ位置、Ｒ位置、Ｎ位置およびＰ位置を切り替える四位置切替型のアクチュエータであることが必要である。しかしながら、四位置切替型のアクチュエータは、両端位置（Ｄ位置およびＰ位置）の位置精度はストッパへの突き当てにより容易に確保できるものの、ストッパへの突き当てが不能な中間位置（Ｒ位置およびＮ位置）の位置精度を確保することが難しく、中間位置の位置精度を確保しようとするとアクチュエータの制御が複雑化する問題がある。しかも四位置切替型のアクチュエータは二位置切替型のアクチュエータに比べて両端位置間のストロークが大きいため、その分だけシフトレンジ切り替えの制御応答性が低下する問題がある。そのため、例えばＤレンジ→Ｐレンジの切り替え操作と、ブレーキリリースとを同時に行った場合、Ｐレンジに入る前に車両が加速してしまい、パーキングポールがパーキングギヤに弾かれてしまってパーキングロック機構が作動し難く可能性がある。
【０００５】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、停止位置の制御が面倒で応答性が低い四位置切替型のアクチュエータを必要とせずに、Ｄレンジ、Ｒレンジ、ＮレンジおよびＰレンジを確実に切り替え可能なシフト・バイ・ワイヤ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、運転者のシフトレバー操作に応じて出力されるレンジ切替信号により作動するアクチュエータでトランスミッションのシフトレンジを切り替えるとともにパーキングロックを作動させるシフト・バイ・ワイヤ装置であって、前記レンジ切替信号によりＤ位置−非Ｄ位置の二位置間で作動する第１アクチュエータと、前記レンジ切替信号によりＲ位置−非Ｒ位置の二位置間で作動する第２アクチュエータと、前記レンジ切替信号によりＰ位置−非Ｐ位置の二位置間で作動する第３アクチュエータと、前記第１アクチュエータにより作動する第１マニュアルバルブと、前記第２アクチュエータにより作動する第２マニュアルバルブと、前記第３アクチュエータにより作動するパーキングロック機構とを備えることを特徴とするシフト・バイ・ワイヤ装置が提案される。
【０００７】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、同軸に配置されて相対回転自在に嵌合する第１コントロールシャフト、第２コントロールシャフトおよび第３コントロールシャフトを備え、前記第１アクチュエータは前記第１コントロールシャフトを介して前記第１マニュアルバルブに接続され、前記第２アクチュエータは前記第２コントロールシャフトを介して前記第２マニュアルバルブに接続され、前記第３アクチュエータは前記第３コントロールシャフトを介して前記パーキングロック機構に接続されることを特徴とするシフト・バイ・ワイヤ装置が提案される。
【０００８】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項２の構成に加えて、前記第１コントロールシャフトと一体に回転する第１レバーと、前記第２コントロールシャフトと一体に回転する第２レバーとを備え、前記第１レバーには前記第２レバーに当接可能な第１ストッパが設けられ、前記第２レバーには前記第１レバーに当接可能な第２ストッパが設けられ、前記第１レバーが前記第１アクチュエータにより一方向に回転してＤ位置に操作されたときに前記第１ストッパが前記第２レバーに当接し、前記第２レバーが前記第２アクチュエータにより他方向に回転してＲ位置に操作されたときに前記第２ストッパが前記第１レバーに当接することを特徴とするシフト・バイ・ワイヤ装置が提案される。
【０００９】
なお、実施の形態の第１出力レバー２４は本発明の第１レバーに対応し、実施の形態の第２出力レバー２８は本発明の第２レバーに対応する。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の構成によれば、レンジ切替信号によりＤ位置−非Ｄ位置の二位置間で作動する第１アクチュエータと、レンジ切替信号によりＲ位置−非Ｒ位置の二位置間で作動する第２アクチュエータと、レンジ切替信号によりＰ位置−非Ｐ位置の二位置間で作動する第３アクチュエータと、第１アクチュエータにより作動する第１マニュアルバルブと、第２アクチュエータにより作動する第２マニュアルバルブと、第３アクチュエータにより作動するパーキングロック機構とを備えるので、第１アクチュエータをＤ位置に操作することで第１マニュアルバルブを駆動してＤレンジを確立し、第２アクチュエータをＲ位置に操作することで第２マニュアルバルブを駆動してＲレンジを確立し、第３アクチュエータをＰ位置に操作することでパーキングロック機構を駆動してＰレンジを確立し、第１アクチュエータを非Ｄ位置に操作し、第２アクチュエータを非Ｒ位置に操作し、かつ第３アクチュエータを非Ｐ位置に操作することでＮレンジを確立することができる。
【００１１】
四位置切替型のアクチュエータは構造が複雑で中間位置で停止させる制御が難しいという問題があるが、何れも二位置切替型である前記第１アクチュエータ、前記第２アクチュエータおよび前記第３アクチュエータは構造が簡単でありながら位置精度が高いため、Ｄレンジ、Ｒレンジ、ＮレンジおよびＰレンジを確実に切り替えることができる。また四位置切替型のアクチュエータは両端位置間のストロークが大きいために制御応答性が低いという問題があるが、何れも二位置切替型である前記第１アクチュエータ、前記第２アクチュエータおよび前記第３アクチュエータは両端位置間のストロークが小さいため、制御応答性が高くなってレンジ切り替えの制御応答性が向上する。
【００１２】
また請求項２の構成によれば、同軸に配置されて相対回転自在に嵌合する第１コントロールシャフト、第２コントロールシャフトおよび第３コントロールシャフトを備え、第１アクチュエータは第１コントロールシャフトを介して第１マニュアルバルブに接続され、第２アクチュエータは第２コントロールシャフトを介して第２マニュアルバルブに接続され、第３アクチュエータは第３コントロールシャフトを介してパーキングロック機構に接続されるので、第１〜第３アクチュエータの駆動力を第１マニュアルバルブ、第２マニュアルバルブおよびパーキングロック機構に伝達する動力伝達経路をコンパクトに構成することができる。
【００１３】
また請求項３の構成によれば、第１コントロールシャフトと一体に回転する第１レバーと、第２コントロールシャフトと一体に回転する第２レバーとを備え、第１レバーには第２レバーに当接可能な第１ストッパが設けられ、第２レバーには第１レバーに当接可能な第２ストッパが設けられ、第１レバーが第１アクチュエータにより一方向に回転してＤ位置に操作されたときに第１ストッパが第２レバーに当接し、第２レバーが第２アクチュエータにより他方向に回転してＲ位置に操作されたときに第２ストッパが第１レバーに当接するので、何らかの異常により第１アクチュエータのＤ方向への作動と第２アクチュエータのＲ方向への作動とが同時に発生した場合に、その作動の途中で第１ストッパが第２レバーに当接して第２ストッパが第１レバーに当接することで、第１マニュアルバルブおよび第２マニュアルバルブが同時に作動するのを未然に防止することができる。
【００１４】
しかもＤレンジを確立するときの第１コントロールシャフトの回転方向と、Ｒレンジを確立するときの第２コントロールシャフトの回転方向とが相互に逆方向であるため、第１コントロールシャフトがＤ方向に回転するときに第２コントロールシャフトがＲ方向に引きずられることがなく、また第２コントロールシャフトがＲ方向に回転するときに第１コントロールシャフトがＤ方向に引きずられることがなくなり、レンジ切り替えの安定性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】シフト・バイ・ワイヤ装置の縦断面図。（第１の実施の形態）
【図２】シフト・バイ・ワイヤ装置の斜視図。（第１の実施の形態）
【図３】図２の３方向矢視図。（第１の実施の形態）
【図４】レンジ切り替え時の作用説明図。（第１の実施の形態）
【図５】シフト・バイ・ワイヤ装置の縦断面図。（第２の実施の形態）
【発明を実施するための形態】
【第１の実施の形態】
【００１６】
以下、図１〜図４に基づいて本発明の第１の実施の形態を説明する。
【００１７】
図１〜図３に示すように、ミッションケース１１に中空の第１コントロールシャフト１２の中間部が回転自在に支持されており、第１コントロールシャフト１２の内部に中空の第２コントロールシャフト１３の中間部が回転自在に支持され、更に第２コントロールシャフト１３の内部に中実の第３コントロールシャフト１４の中間部が回転自在に支持される。
【００１８】
ミッションケース１１から外部に突出する第１コントロールシャフト１２の上端に第１入力レバー１５が固定され、第１入力レバー１５がロッド１６を介して第１アクチュエータ１７に接続される。第１コントロールシャフト１２の上端から突出する第２コントロールシャフト１３の上端に第２入力レバー１８が固定され、第２入力レバー１８がロッド１９を介して第２アクチュエータ２０に接続される。第２コントロールシャフト１３の上端から突出する第３コントロールシャフト１４の上端に第３入力レバー２１が固定され、第３入力レバー２１がロッド２２を介して第３アクチュエータ２３に接続される。
【００１９】
直動型の電磁アクチュエータである第１アクチュエータ１７、第２アクチュエータ２０および第３アクチュエータ２３は何れも二位置切替型であり、第１アクチュエータ１７はＤ位置および非Ｄ位置の二位置間を移動可能であり、第２アクチュエータ２０はＲ位置および非Ｒ位置の二位置間を移動可能であり、第３アクチュエータ２３はＰ位置および非Ｐ位置の二位置間を移動可能である。
【００２０】
ミッションケース１１の内部に突出する第１コントロールシャフト１２の下端に第１出力レバー２４が固定され、第１出力レバー２４がブラケット２５およびロッド２６を介して第１マニュアルバルブ２７に接続される。第１コントロールシャフト１２の下端から突出する第２コントロールシャフト１３の下端に第２出力レバー２８が固定され、第２出力レバー２８がブラケット２９およびロッド３０を介して第２マニュアルバルブ３１に接続される。第２コントロールシャフト１３の下端から突出する第３コントロールシャフト１４の下端に第３出力レバー３２が固定され、第３出力レバー３２がボールジョイント３３およびロッド３４を介してパーキングロック機構３５に接続される。
【００２１】
第１出力レバー２４には、それがＤ方向に回動したときに第２出力レバー２８に当接可能な第１ストッパ２４ａが設けられ、第２出力レバー２８には、それがＲ方向に回動したときに第１出力レバー２４に当接可能な第２ストッパ２８ａが設けられる。第１出力レバー２４が回動するＤ方向と、第２出力レバー２８が回動するＲ方向とは相互に逆方向である。
【００２２】
第１マニュアルバルブ２７はトランスミッションのフォワードクラッチの係脱を制御するスプールバルブで構成され、第１アクチュエータ１７がＤ位置に操作されると、フォワードクラッチが係合してＤレンジが確立する。第２マニュアルバルブ３１はトランスミッションのリバースブレーキの係脱を制御するスプールバルブで構成され、第２アクチュエータ２０がＲ位置に操作されると、リバースブレーキが係合してＲレンジが確立する。
【００２３】
パーキングロック機構３５は周知の構造を有するもので、ロッド３４の先端に設けられた円錐状のカム３６と、カム３６に一端部を押されて揺動するパーキングポール３７と、トランスミッションの回転軸に設けられてパーキングポール３７の他端が係合するパーキングギヤ（不図示）とを備える。
【００２４】
次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。
【００２５】
運転者により操作されるシフトレバーがＮ（ニュートラル）ポジションにあるとき、第１アクチュエータ１７は非Ｄ位置にあって第１マニュアルバルブ２７はトランスミッションのフォワードクラッチを係合解除し、第２アクチュエータ２０は非Ｒ位置にあって第２マニュアルバルブ３１はトランスミッションのリバースブレーキを係合解除し、第３アクチュエータ２３は非Ｐ位置にあってパーキングロック機構３５を係合解除し、その結果Ｎレンジが確立する（図４（Ａ）参照）。
【００２６】
運転者により操作されるシフトレバーがＤ（ドライブ）ポジションにあるとき、第１アクチュエータ１７だけがＤ位置に操作される。その結果、ロッド１６、第１入力レバー１５、第１コントロールシャフト１２を介して第１出力レバー２４がＤ方向に回動し、ロッド２６を介して第１マニュアルバルブ２７が操作されてＤレンジが確立する。このとき、第１出力レバー２４の第１ストッパ２４ａが第２出力レバー２８に当接するとともに、第２出力レバー２８の第２ストッパ２８ａが第１出力レバー２４に当接する（図４（Ｂ）参照）。
【００２７】
運転者により操作されるシフトレバーがＲ（リバース）ポジションにあるとき、第２アクチュエータ２０だけがＲ位置に操作される。その結果、ロッド１９、第２入力レバー１８、第２コントロールシャフト１３を介して第２出力レバー２８がＲ方向に回動し、ロッド３０を介して第２マニュアルバルブ３１が操作されてＲレンジが確立する。このとき、第２出力レバー２８の第２ストッパ２８ａが第１出力レバー２４に当接するとともに、第１出力レバー２４の第１ストッパ２４ａが第２出力レバー２８に当接する（図４（Ｃ）参照）。
【００２８】
運転者により操作されるシフトレバーがＰ（パーキング）ポジションにあるとき、第３アクチュエータ２３だけがＰ位置に操作される。その結果、ロッド２２、第３入力レバー２１、第３コントロールシャフト１４を介して第３出力レバー３２がＰ方向に回動し、ロッド３４を介してトランスミッションのパーキングロック機構３５が操作されてＰレンジが確立する。
【００２９】
ところで、Ｄレンジを確立させる第１マニュアルバルブ２７と、Ｒレンジを確立させる第２マニュアルバルブ３１とが同時に作動することはないが、何らかの異常により第１マニュアルバルブ２７および第２マニュアルバルブ３１が同時に作動するとトランスミッションの変速作用が阻害される虞がある。
【００３０】
しかしながら、本実施の形態によれば、第１出力レバー２４に設けられた第１ストッパ２４ａと、第２出力レバー２８に設けられた第２ストッパ２８ａとにより、第１マニュアルバルブ２７および第２マニュアルバルブ３１が同時に作動するのを防止することができる。
【００３１】
すなわち、正常時には、第１出力レバー２４がＤ方向に回動してＤ位置に達すると、第１出力レバー２４の第１ストッパ２４ａおよび第２出力レバー２８の第２ストッパ２８ａが作用し、第１出力レバー２４はＤ位置に停止する。また第２出力レバー２８がＲ方向に回動してＲ位置に達すると、第２出力レバー２８の第２ストッパ２８ａおよび第１出力レバー２４の第１ストッパ２４ａが作用し、第２出力レバー２８はＲ位置に停止する。
【００３２】
しかしながら、何らかの異常により第１アクチュエータ１７および第２アクチュエータ２０が同時に作動し、第１出力レバー２４および第２出力レバー２８が同時に相互に接近する方向に回動すると、第１出力レバー２４が回転する途中で第１ストッパ２４ａが第２出力レバー２８に当接するとともに、第２出力レバー２８が回転する途中で第２ストッパ２８ａが第１出力レバー２４に当接することで、第１出力レバー２４および第２出力レバー２８はそれ以上の回動を阻止される（図４（Ｄ）参照）。その結果、第１出力レバー２４はＤ位置に達することができず、かつ第２出力レバー２８はＲ位置に達することができず、第１マニュアルバルブ２７および第２マニュアルバルブ３１が同時に作動してトランスミッションの変速作用が阻害される事態が回避される。
【００３３】
しかもＤレンジを確立するときの第１コントロールシャフト１２の回転方向（Ｄ方向）と、Ｒレンジを確立するときの第２コントロールシャフト１３の回転方向（Ｒ方向）とが相互に逆方向であるため、第１コントロールシャフト１２がＤ方向に回転するときに摩擦力で第２コントロールシャフト１３がＲ方向に引きずられることがなく、また第２コントロールシャフト１３がＲ方向に回転するときに摩擦力で第１コントロールシャフト１２がＤ方向に引きずられることがなくなり、レンジ切り替えの安定性が向上する。
【００３４】
以上のように、本実施の形態によれば、二位置切替型のアクチュエータである第１アクチュエータ１７、第２アクチュエータ２０および第３アクチュエータ２３を選択的に作動させることでトランスミッションのＤレンジ、Ｒレンジ、ＮレンジおよびＰレンジを切り替えることが可能となり、電気信号によりトランスミッションのシフトレンジを切り替えるシフト・バイ・ワイヤ制御が実現される。
【００３５】
また四位置切替型のアクチュエータを１個使用して１個のマニュアルバルブを操作してもトランスミッションのＤレンジ、Ｒレンジ、ＮレンジおよびＰレンジを切り替えることが可能である。しかしながら、四位置切替型のアクチュエータは、両端のＤ位置およびＰ位置では突き当てにより位置精度を確保できるが、突き当てが不能な中間のＮ位置およびＲ位置では位置精度を確保することが難しく、Ｎ位置およびＲ位置で位置精度を確保するには複雑な制御が必要になる問題がある。一方、本実施の形態によれば、両端の二位置で突き当てによる位置決めが可能な二位置切替型のアクチュエータを使用することで、精度の高いレンジ切替制御を簡単に行うことができる。
【００３６】
また四位置切替型のアクチュエータは、中間のＮ位置およびＲ位置を挟む両端のＤ位置およびＰ位置間のストロークが長いため、ＤレンジおよびＰレンジ間の切り替えに時間が掛かって応答性が低下する問題があるが、本実施の形態によれば、両端間のストロークの短い二位置切替型のアクチュエータを使用することで、応答性の高いレンジ切替制御を行うことができる。
【００３７】
また第１コントロールシャフト１２、第２コントロールシャフト１３および第３コントロールシャフト１４を同軸内外に配置して多重管構造としたので、第１アクチュエータ１７、第２アクチュエータ２０および第３アクチュエータ２３の駆動力を第１マニュアルバルブ２７、第２マニュアルバルブ３１およびパーキングロック機構３５に伝達する動力伝達経路をコンパクトに構成することができる。
【第２の実施の形態】
【００３８】
次に、図５に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。
【００３９】
第１の実施の形態では、第１コントロールシャフト１２、第２コントロールシャフト１３および第３コントロールシャフト１４をそれぞれ駆動する第１アクチュエータ１７、第２アクチュエータ２０および第３アクチュエータ２３に直動型の電磁アクチュエータを採用しているが、第２の実施の形態は直動型の電磁アクチュエータに代えて回転型の電磁アクチュエータを採用したものである。
【００４０】
円板形状の第１アクチュエータ１７、第２アクチュエータ２０および第３アクチュエータ２３は、第１コントロールシャフト１２、第２コントロールシャフト１３および第３コントロールシャフト１４の共通軸線上に重なり合うように配置されるため、第１の実施の形態の直動型の電磁アクチュエータに比べてコンパクトな配置が可能になる。
【００４１】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００４２】
例えば、第１アクチュエータ１７、第２アクチュエータ２０および第３アクチュエータ２３の構造は任意であり、ソレノイドを駆動源とするものや、電動モータを駆動源とするものを採用可能である。
【００４３】
また実施の形態では第１出力レバー２４および第２出力レバー２８にそれぞれ第１ストッパ２４ａおよび第２ストッパ２８ａを設けているが、それら第１ストッパ２４ａおよび第２ストッパ２８ａをそれぞれ第１入力レバー１５および第２入力レバー１８に設けても良い。
【符号の説明】
【００４４】
１２        第１コントロールシャフト
１３        第２コントロールシャフト
１４        第３コントロールシャフト
１７        第１アクチュエータ
２０        第２アクチュエータ
２３        第３アクチュエータ
２４        第１出力レバー（第１レバー）
２４ａ      第１ストッパ
２７        第１マニュアルバルブ
２８        第２出力レバー（第２レバー）
２８ａ      第２ストッパ
３１        第２マニュアルバルブ
３５        パーキングロック機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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