(57)【要約】【課題】  摺動ノイズ、耐久性の問題を解決しつつ、小型化することができる自動変速機のレンジ切換制御装置を提供すること。【解決手段】  第１回転部１３と第２回転部１７の相対変位量を検出する位置センサ６を設け、自動変速機５の制御アーム５１の操作位置を第１回転部１３の変位量から検出する位置センサ６１を設け、位置センサ６と、位置センサ６１は、非接触でセンサマグネット６０１とホールＩＣ６００，６１０との変位を磁場の変化により検出する構造にし、位置センサ６と、位置センサ６１のセンサマグネット６０１を共通にした。【選択図】        図１
2008144883.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セレクトレバーと自動変速機のセレクト位置切換装置とがセレクト操作力伝達系により連結され、前記セレクト操作力伝達系にはドライバによるセレクト操作力をアシストするアシストアクチュエータが設けられた自動変速機のレンジ切換制御装置において、
前記セレクト操作力伝達系を、セレクトレバーに連結した第１連結部材と、前記セレクト位置切換装置に連結した第２連結部材と、限界までの相対変位を許容しつつ前記両連結部材を連結する相対変位許容連結機構と、を有する構成とし、且つ、前記アシストアクチュエータを第２連結部材に設定し、
前記第１連結部材と前記第２連結部材の相対変位量を検出する相対変位量検出手段を設け、
前記セレクトレバーの操作位置を前記第１連結部材の変位量から検出する操作位置検出手段又は前記セレクト位置切換装置の作動位置を前記第２連結部材の変位量から検出する作動位置検出手段を設け、
前記相対変位量検出手段と、前記操作位置検出手段又は前記作動位置検出手段は、非接触で磁気発生部と検出部との変位を磁場の変化により検出する構造にし、
前記相対変位量検出手段と、前記操作位置検出手段又は前記作動位置検出手段の磁場発生部を共通にした、
ことを特徴とする自動変速機のレンジ切換制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の自動変速機のレンジ切換制御装置において、
前記磁気発生部は、前記相対変位量検出手段側の被検出面を、前記操作位置検出手段又は前記作動位置検出手段の被検出面より広い角度範囲にした、
ことを特徴とする自動変速機のレンジ切換制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動変速機のレンジ切換制御装置の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来では、第１回転部の遊び溝と第２回転部の突起を係合させ、遊び量を有する遊び連結機構で接続し、第１回転部と第２回転部の相対位置をポテンショメータを例とする位置センサで検出して、相対位置が中点近傍となるようにアシストアクチュエータの駆動を制御している（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００６−６４００３号公報（第２−１４頁、全図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の自動変速機のレンジ切換制御装置にあっては、位置センサとしてポテンショメータを用いているため、摺動ノイズ、耐久性に問題があった。
【０００４】
本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、摺動ノイズ、耐久性の問題を解決しつつ、小型化することができる自動変速機のレンジ切換制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明では、セレクトレバーと自動変速機のセレクト位置切換装置とがセレクト操作力伝達系により連結され、前記セレクト操作力伝達系にはドライバによるセレクト操作力をアシストするアシストアクチュエータが設けられた自動変速機のレンジ切換制御装置において、前記セレクト操作力伝達系を、セレクトレバーに連結した第１連結部材と、前記セレクト位置切換装置に連結した第２連結部材と、限界までの相対変位を許容しつつ前記両連結部材を連結する相対変位許容連結機構と、を有する構成とし、且つ、前記アシストアクチュエータを第２連結部材に設定し、前記第１連結部材と前記第２連結部材の相対変位量を検出する相対変位量検出手段を設け、前記セレクトレバーの操作位置を前記第１連結部材の変位量から検出する操作位置検出手段又は前記セレクト位置切換装置の作動位置を前記第２連結部材の変位量から検出する作動位置検出手段を設け、前記相対変位量検出手段と、前記操作位置検出手段又は前記作動位置検出手段は、非接触で磁気発生部と検出部との変位を磁場の変化により検出する構造にし、前記相対変位量検出手段と、前記操作位置検出手段又は前記作動位置検出手段の磁場発生部を共通にした、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
よって、本発明にあっては、摺動ノイズ、耐久性の問題を解決しつつ、小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の自動変速機のレンジ切換制御装置を実現する実施の形態を、請求項１，２に係る発明に対応する実施例１に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
まず、構成を説明する。
図１は実施例１の自動変速機のレンジ切換制御装置の構成を示す側面図である。図２はセレクト部の細部構造を示す要部説明図である。図３はセレクト部の細部構造を示す要部説明断面図である。
【０００９】
実施例１の自動変速機のレンジ切換制御装置は、図１に示すように、セレクト部１、アシストアクチュエータ２、コントローラ３、コントロールケーブル４、自動変速機５を主要な構成にしている。
セレクト部１は、セレクトレバー１１、セレクトノブ１２、第１回転部１３（第１連結部材に相当する）、チェック機構部１４、軸受１５ａ，１５ｂ，１５ｃ、ウォームホイール１６、第２回転部１７（第２連結部材に相当する）、ケーブル取り付けレバー１８、支点軸１９、筐体１aからなる。
実施例１では、図３に示すように、筐体１ａに対して、貫通させるように支点軸１９を固定するようまず設ける。
【００１０】
セレクトレバー１１は、運転席から操作可能な位置に設けられ、セレクトレバー１１の先端には、セレクト操作時にドライバが把持するためのセレクトノブ１２が付設されている。セレクトレバー１１は、第１回転部１３と一体に設けられ、第１回転部１３は、支点軸１９を中心に回動操作される。つまり、図３に示すように固定された支点軸１９に対して、軸受１５ａ，１５ｂにより回転自在に支持される。結果的にセレクトレバー１１は、回動操作可能となる。セレクトレバー１１は、従来の一般的なセレクトレバーよりも250mm短い100mmに設定されている。
【００１１】
さらに、支点軸１９には、回転自在に第２回転部１７を設ける。第２回転部１７は、第１回転部１３と同軸となるが、相対回転可能な構造にする。つまり、図３に示すように固定された支点軸１９に対して、軸受１５ｃにより回転自在に支持される。
第２回転部１７の一端側には、ウォームホイール１６を設け、このウォームホイールと反対側には、ケーブル取付レバー１８を設ける。このケーブル取付レバー１８にコントロールケーブル４の端部を取り付け、反対側の端部を自動変速機５の制御アーム５１に取り付ける。
【００１２】
同じ回転軸（支点軸１９）に対して、相対回転が可能な第１回転部１３と第２回転部１７において、第２回転部１７には、円周方向に対して所定の長さである遊び溝１７１を設ける。第１回転部１３には、遊び溝１７１内に位置するよう突起１３１を設ける。これにより、第１回転部１３と第２回転部１７の相対回転は、遊び溝１７１の間を突起１３１が移動できる範囲となる。（第１回転部１３の突起１３１と第２回転部１７の遊び溝１７１で、相対変位許容機構である遊び連結機構と構成する）
【００１３】
アシストアクチュエータ２は電動モータであり、その出力軸には、ウォーム２１を設けて、ウォームホイール１６と係合させてウォームギアを構成し、アシストアクチュエータ２により第２回転部１７を回転駆動する構造にする。
さらに、第１回転部１３の一部には、第１回転部１３に対する第２回転部１７のストローク角度を検出する位置センサ６（相対変位量検出手段に相当する）を設ける。
さらに、筐体１ａには、筐体１ａに対する第２回転部１７のストローク角度を検出する位置センサ６１（作動位置検出手段に相当する）を設ける。
位置センサ６及び位置センサ６１の構造については、後述する。
【００１４】
図４は、第１回転部の一部を示す説明図である。
さらに、第１回転部１３のセレクトレバー１１の反対側には、チェック機構部１４を設けている。チェック機構部１４は、第１回転部１３から外周側に突出させたピン１４１と、ピン１４１に係合する溝部１４２からなる。ピン１４１は詳細には図示しないが内部から先端を突出方向にバネで付勢する構造である。
このピン１４１の先端を溝部１４２に係合させる。溝部１４２は、５つのレンジ（Ｐ・Ｒ・Ｎ・Ｄ・Ｌ）に対応して谷部１４２ａを形成するよう波形状にしたものである。このチェック機構部１４により、選択されたセレクト位置が保持されるようにし、操作を伴わない例えば車両の振動等に起因する意図しないレンジセレクトの入力を防止する。
【００１５】
コントローラ３（アシスト制御手段に相当する）は、検出された相対位置に基づいて、アシストアクチュエータ２の指令値を設定し、電動モータの出力デューティ比をＰＷＭ制御する。
【００１６】
次に、自動変速機５のディテント構造について説明する。
図５は、自動変速機５のディテント構造を示す斜視図である。
制御アーム５１には回転シャフト５２が設けられ、この回転シャフト５２にディテントプレート５３が支持されている。ディテントプレート５３の上端には、カム山５３ａの間に５つのレンジ（Ｐ・Ｒ・Ｎ・Ｄ・Ｌ）に対応した谷部５３ｂが形成されている。そして、この谷部５３ｂにバネ板５４の先端に形成されたディテントピン５５を係合させ、選択されたセレクト位置を保持することにより、車両の振動等に起因する意図しないレンジセレクトを防止している。
【００１７】
すなわち、アシストアクチュエータ２の作動力又はセレクトレバー１１の操作力により回転シャフト５２が回動し、この回動に応じてディテントプレート５３がディテントピン５５に対して相対移動する。このとき、ディテントピン５５がカム山５３ａを乗り越えて隣のレンジに対応した谷部５３ｂと係合し、係合状態がバネ板５４の弾性力により保持される。この弾性力がセレクト操作する際の主要な負荷力となる。
【００１８】
なお、ディテントプレート５３には、パーキングロッド５６の一端が回動自在に連結されている。このパーキングロッド５６は、セレクトレバー１１をＰレンジに移動させたとき、カム状プレート５７を介してパーキングギア５８の回転を阻止し、図外の駆動輪をロックするものである。これにより、勾配路上にＰレンジで車両を駐車したとき、勾配に応じて駆動輪をロックするように車重負荷が加わり、パーキングロッド５６を咬む力として作用する。
実施例１では、自動変速機５とセレクト部において、それぞれディテント力（チェック力）が働くようにしている。
【００１９】
ここで、位置センサ６及び位置センサ６１の詳細を説明する。
位置センサ６及び位置センサ６１は、非接触型でストローク角度を検出するセンサである。位置センサ６及び位置センサ６１は、ホールＩＣを備え、被検出側に磁石を設けて、その相対位置の変化により生じる磁場の違いをホール電圧として検出するセンサ構造である。
【００２０】
実施例１では、さらに、位置センサ６と位置センサ６１のセンサマグネット６０１を共通にしている。
図３に示すように、センサマグネット６０１を第２回転部１７に設け、そのセンサマグネット６０１の第１回転部１３側の外周方向にやや離れた位置に対向するように、第１回転部１３の位置センサ６の検出面を設けるようにする。また、センサマグネット６０１の第１回転部１３側と反対側の内周方向にやや離れた位置に対向するように、筐体１ａの位置センサ６１の検出面を設けるようにする。
【００２１】
図６は、位置センサ６，６１とセンサマグネット６０１の構造の説明図である。
位置センサ６のホールＩＣ６００と、位置センサ６１のホールＩＣ６１０の間にそれぞれ非接触でセンサマグネット６０１は位置することになり、それぞれが相対回転変位可能である。
センサマグネット６０１の位置センサ６のホールＩＣ６００に対向する面は、中央から両側へＮ極とＳ極が分かれる構成で、ほぼホールＩＣ６００に向かう外周側へ向かってわずかに凸形状の湾曲面にする。
【００２２】
一方、センサマグネット６０１の位置センサ６１のホールＩＣ６１０に対向する面は、中央から両側へＮ極とＳ極が分かれる構成で、ほぼホールＩＣ６１０に向かう内周側へ向かって凹形状の湾曲面にする。また、ホールＩＣ６００に対向する面よりも広い対向湾曲面となるようにし、これに伴い途中の幅もホールＩＣ６１０側へ行くに従い大きくなる形状にする。
この構成によって、位置センサ６では、数度のストローク角度検出範囲を構成し、位置センサ６１では、数十度のストローク角度検出範囲を構成する。
【００２３】
作用を説明する。
［自動変速機のレンジ切り換え制御］
実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置では、操作前の状態の例として、第１回転部１３と第２回転部１７は非連結状態であり、遊び溝１７１内において、突起１３１は相対位置が中点の位置、つまり、どちらの操作方向に対しても余裕分を有する状態となっている。
【００２４】
この状態から、例えばセレクトレバー１１を操作し始めると、この遊び溝１７１と突起１３１の相対変位量が変化する。しかし、非連結状態における位置範囲内であるので、コントロールケーブル４に動きはない。この相対変位量の変化は、位置センサ６で検出され、コントローラ３でその相対位置の偏差に応じたモータ駆動制御指令値が設定されて、アシストアクチュエータ２の電動モータが駆動される。アシストアクチュエータ２の駆動出力は、ウォーム２１によりウォームホイール１６に伝達され、第２回転部１７が回転し、コントロールケーブル４を介して自動変速機５の制御アーム５１が駆動されて自動変速機のセレクト位置が切り換えられる。
【００２５】
なお、第２回転部１７の回転によりコントロールケーブル４が進退することにより、遊び溝１７１と突起１３１の相対位置は、中点近傍に復帰する。
つまり、コントローラ３の制御により相対位置変位量を、相対位置の中点近傍に保持することにより、セレクトレバー１１の操作による動きに追従させて自動変速機の制御アーム５１を駆動して、セレクト位置を切り換えることになる。
この動きは、あたかもセレクトレバー１１と自動変速機５の制御アーム５１がコントロールケーブル４で接続されているかのような動きとなる。
なお、例として、ＰレンジからＲレンジに移動させる際の相対位置の変化状態では、セレクトレバー１１に入力される角度を操作角、制御アーム５１の角度を作動角とした場合、操作角と作動角の関係は、非連結状態を保ちつつ次のような状態となる。つまり、制御開始当初は、操作角に対して作動角が遅れて追従し、ディテントによる次レンジへの吸い込み力によって、制御後半は、操作角に対して作動角が先行するのである。
【００２６】
なお、上記説明した制御は基本的な部分であり、さらに具体的には、駆動指令値の立ち上がり等の応答特性、振動等を生じない安定特性のための制御等が複合的に行われる。その際には、実施例１で設けた位置センサ６１により、第２回転部１７側のストローク角度（作動位置）を検出することにより制御が行われる。なお、位置センサ６、位置センサ６１の検出結果から、第１回転部１３のストローク角度（操作位置）を演算で求めることもでき、必要に応じて用いられる。
【００２７】
[相対変位角及び作動角検出作用]
図７は実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置の相対変位角及び作動角を検出している状態の説明図である。図８は実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置の相対角及び作動角の変位に対する磁束密度の変化を示す特性グラフ図である。図９はセンサ構造の例を示す要部説明断面図である。図１０は図９のセンサ構造による相対角及び作動角の変位に対する磁束密度の変化を示す特性グラフ図である。
従来において、位置センサはポテンショメータを用いていた。ポテンショメータは、電気的接点が移動することにより検出センサ電圧を得る構造である。しかしながら、電気的接点があることにより、摺動ノイズや耐久性が問題であった。
【００２８】
これに対して、実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置は非接触式のセンサ構造にすることにより、この問題点を解決しているが、これには困難性が生じていた。
センサマグネットとホールＩＣを位置センサとして２箇所に設けた構成は、図９に示すようになる。その特性を図１０に示す。なお、説明上、符号は実施例１と同様に示すものとする。
図９に示す構成では、２つのセンサマグネット６０２，６０３に対して、それぞれホールＩＣにより磁場変化を検出し、位置センサとして機能するものである。
しかしながら、このような構成では、２つのセンサマグネットの磁場干渉により誤反応が生じるという問題があった。
この問題は、自動変速機のセレクトアシスト装置が小型化する際に特に深刻となっていた。
【００２９】
これに対して、実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置は、図３に示すように、２つの位置センサ６、位置センサ６１で１つのセンサマグネット６０１を共有するようにしている。これにより磁場は単独で完結するため、従来のような磁気的干渉による影響を受けることがない。
【００３０】
さらに、実施例１では、センサマグネット６０１を共有する構成にするともに、センサマグネット６０１の検出面形状を、実際の検出範囲に合わせ、位置センサ６側を広い凹形状に湾曲させ、位置センサ６１側を狭い凸形状にやや湾曲させることで、図８に示す特性を得ている。
第１回転部１３と第２回転部１７の相対移動は、上記説明のように、遊び溝１７１に対する突起１３１の許容範囲内で収まるように、上記説明のように第１回転部１３の動きに第２回転部１７が追従する制御が行われるため、センサマグネット６０１と位置センサ６のホールＩＣ６００での検出範囲は狭いものとなる。
これに対して、固定部材である筐体１ａに対する第２回転部１７の動きは、自動変速機５の制御アーム５１に対応する５つのレンジ（Ｐ・Ｒ・Ｎ・Ｄ・Ｌ）のストローク角度になるため、広いものとなる。
【００３１】
これに対して、図９に示す構成では、図１０に示すように、狭い可動範囲の位置センサ６において、位置センサ６１より小さな検出感度範囲を得るが、実施例１では、センサマグネット６０１の形状により、図８に示すように、位置センサ６１より狭い検出範囲でありながらも、同等の検出感度範囲を得ている。
これは、上記説明のように、位置センサ６による相対位置の検出が基本的な制御になるため、より精度のよい制御となり、制御全体の精度を向上させることになる。このことは、結果的に操作フィーリングの向上につながる。
【００３２】
さらに、実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置は、センサマグネット６０１が共有となることにより部品点数が減り、コストが低減でき、小型化に寄与することができる。
そして、磁気的干渉がなくなることにより、さらに小型化に寄与することができ、検出精度の向上にもつながる。このことは、信頼性の向上にもつながるものである。
【００３３】
次に、効果を説明する。
実施例１の自動変速機のレンジ切換制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
(1)セレクトレバー１１と自動変速機５の制御アーム５１とがコントロールケーブル４により連結され、セレクト操作力伝達系にはドライバによるセレクト操作力をアシストするアシストアクチュエータ２が設けられた自動変速機のレンジ切換制御装置において、セレクト操作力伝達系を、セレクトレバー１１に連結した第１回転部１３と、自動変速機５の制御アーム５１に連結した第２回転部１７と、限界までの相対変位を許容しつつ第１回転部１３と第２回転部１７を連結する遊び溝１７１と突起１３１による相対変位許容連結機構を有する構成とし、且つアシストアクチュエータ２を第２回転部１７に設定し、第１回転部１３と第２回転部１７の相対変位量を検出する位置センサ６を設け、自動変速機５の制御アーム５１の操作位置を第１回転部１３の変位量から検出する位置センサ６１を設け、位置センサ６と、位置センサ６１は、非接触でセンサマグネット６０１とホールＩＣ６００，６１０との変位を磁場の変化により検出する構造にし、位置センサ６と、位置センサ６１のセンサマグネット６０１を共通にしたため、摺動ノイズ、耐久性の問題を解決しつつ、小型化することができる。
【００３４】
(2)センサマグネット６０１は、位置センサ６側の被検出面を、位置センサ６１の被検出面より広い角度範囲にしたため、他のセンサマグネットとの磁気的干渉がなく、小型化しながらも検出精度を向上することができる。
【００３５】
以上、本発明の自動変速機のレンジ切換制御装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００３６】
セレクトレバー１１の形状や大きさは任意であり、指先で操作可能なスイッチ形状としてもよい。
実施例１では、基本的な制御のために検出を行う位置センサ６に加えて、第２回転部１７の作動位置を検出する位置センサ６１を設けたが、第１回転部１３の操作位置を検出する位置センサを設けてもよい。フィードフォワード制御のように、操作位置に対して比較的大きな制御量を与えるような場合には、セレクトレバーの操作位置を検出する位置センサを位置センサ６に加えて設けてもよい。
操作位置を検出する位置センサを設ける場合に、作動位置が必要な場合には、操作位置と相対変位量から作動位置を演算等で求めることが可能であることを示しておく。
【００３７】
また、実施例１では、相対変位許容連結機構の例として、遊び連結機構を示したが、弾性変位を所定量まで許容する弾性連結機構としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】実施例１の自動変速機のレンジ切換制御装置の構成を示す側面図である。
【図２】セレクト部の細部構造を示す要部説明図である。
【図３】セレクト部の細部構造を示す要部説明断面図である。
【図４】第１回転部の一部を示す説明図である。
【図５】自動変速機のディテント構造を示す斜視図である。
【図６】２つの位置センサと共通化したセンサマグネットの構造の説明図である。
【図７】実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置の相対変位角及び作動角を検出している状態の説明図である。
【図８】実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置の相対角及び作動角の変位に対する磁束密度の変化を示す特性グラフ図である。
【図９】センサ構造の例を示す要部説明断面図である。
【図１０】図９のセンサ構造による相対角及び作動角の変位に対する磁束密度の変化を示す特性グラフ図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  セレクト部
１ａ  筐体
１１  セレクトレバー
１２  セレクトノブ
１３  第１回転部
１３１  突起
１４  チェック機構部
１４１  ピン
１４２  溝部
１４２ａ  谷部
１５ａ  軸受
１５ｂ  軸受
１５ｃ  軸受
１６  ウォームホイール
１７  第２回転部
１７１  遊び溝
１８  ケーブル取付レバー
１９  支点軸
２  アシストアクチュエータ
２１  ウォーム
３  コントローラ
４  コントロールケーブル
５  自動変速機
５１  制御アーム
５２  回転シャフト
５３  ディテントプレート
５３ａ  カム山
５３ｂ  谷部
５４  バネ板
５５  ディテントピン
５６  パーキングロッド
５７  カム状プレート
５８  パーキングギア
６  位置センサ
６００  ホールＩＣ
６１  位置センサ
６１０  ホールＩＣ
６０１  センサマグネット
６０２  センサマグネット
６０３  センサマグネット
【図１】
2008144883.tif 000003
【図２】
2008144883.tif 000004
【図３】
2008144883.tif 000005
【図４】
2008144883.tif 000006
【図５】
2008144883.tif 000007
【図６】
2008144883.tif 000008
【図７】
2008144883.tif 000009
【図８】
2008144883.tif 000010
【図９】
2008144883.tif 000011
【図１０】
2008144883.tif 000012