JP5187312B2 - 自動変速機の制御ユニット - Google Patents

Description

本発明は、車両用自動変速機の走行レンジを切り替える自動変速機の制御ユニットに関する。

近年、図８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は別々のケースに収納され、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等では、アクチュエータ１３０、ＳＢＷ−ＥＣＵ１１０及びＡＴ−ＥＣＵ１２０が別々のケース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あり、全体として大型化していた。その上、ＳＢＷ−ＥＣＵ１１０は、プリント基板の内層パターンにアクチュエータ１３０の駆動電流を流すため、プリント基板のサイズが大きくなってしまい、これによっても大型化していた。また、アクチュエータ１３０、ＳＢＷ−ＥＣＵ１１０及びＡＴ−ＥＣＵ１２０が別々のケースに収納されていることや、ＳＢＷ−ＥＣＵ１１０及びＡＴ−ＥＣＵ１２０が電源、ＣＡＮインターフェース等の類似の回路機能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いない。また、ＳＢＷ−ＥＣＵ及びＡＴ−ＥＣＵが類似の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る。

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、小型化が可能で、かつ製造コストの低廉化を図ることができるシフトバイワイヤ装置と自動変速機制御回路を含む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、運転者によって選択された選択レンジに基づく電気信号を入力し、該電気信号に基づき自動変速機のレンジ切替部材をモータの回転により所定位置に切替えて走行レンジを形成するように前記モータを駆動する信号を出力するシフトバイワイヤ制御回路と、前記選択レンジに基づく電気信号及び車両状態に基づく信号を入力し、前記走行レンジを形成するために前記自動変速機を制御する信号を出力する自動変速機制御回路と、を備え、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は、同一の収納部に収納され、前記収納部の一端に、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と電源との電気的接続を行うコネクタを備え、該コネクタと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の配置関係は、前記シフトバイワイヤ制御回路が、前記自動変速機制御回路よりも前記コネクタと近接するよう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、請求項１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は、１枚のプリント基板上に搭載さることである。

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または２において、前記モータを収納する上部収納部と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を収納する下部収納部は、一体的に結合されて前記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ないし３のいずれか１項において、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を収納する下部収納部に、前記モータと前記プリント基板とを電気的に接続する導体が埋設される樹脂部が配設されることである。

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ないし４のいずれか１項において、前記モータを収納する上部収納部には、前記モータの回転を減速させる減速機構と、該減速機構によって減速された回転を揺動運動に変換させて前記レンジ切替部材に伝達する運動変換機構とが収納されることである。

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及び自動変速機制御回路が１つのケース内にモータを収納する収納部とは別の収納部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、類似の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によれば、小型化が可能で、かつ製造コストの低廉化を図ることができる。また、シフトバイワイヤ制御回路及び自動変速機制御回路が、同一の収納部に収納されているので、モータの潤滑剤、磨耗粉などがシフトバイワイヤ制御回路及び自動変速機制御回路の空間に侵入することを防ぐことができる。
さらに、シフトバイワイヤ制御回路及び自動変速機制御回路を収納する収納部の一端に、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と電源との電気的接続を行うコネクタを備え、このコネクタと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の配置関係は、前記シフトバイワイヤ制御回路が前記自動変速機制御回路よりも前記コネクタと近接するように配置される。これにより、モータの駆動電流を制御するために、自動変速機制御回路よりも消費電力が多いシフトバイワイヤ制御回路から発生するノイズの影響を、自動変速機制御回路がシフトバイワイヤ制御回路よりコネクタに近接して配置される場合に比して少なくできる。また、自動変速機制御回路近傍に配設される自動変速機のポジションセンサに生じるノイズによる読み取り誤差を小さくすることができる。さらには、モータの駆動電流が流れるハーネスにシールド線を用いる等してノイズ対策を施す必要がなくなる。

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及び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３に係る自動変速機の制御ユニットにおいては、モータを収納する上部収納部と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を収納する下部収納部は、一体的に結合されて前記自動変速機のケースに固定されるため、各制御回路用の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、類似の回路機能を共通化することができる。

請求項４に係る自動変速機の制御ユニットにおいては、シフトバイワイヤ制御回路及び自動変速機制御回路を収納する下部収納部に、モ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樹脂部が配設されるため、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。

請求項５に係る自動変速機の制御ユニットにおいては、モータを収納する上部収納部に、モータの回転を減速させる減速機構と、減速機構によって減速された回転を揺動運動に変換させてレンジ切替部材に伝達する運動変換機構とが収納されるため、モータに介在する潤滑剤や減速機構から発生する摩耗粉などがシフトバイワイヤ制御回路及び自動変速機制御回路の空間に侵入することを防ぐことができる。

実施形態の自動変速機の制御ユニットの電気的接続図。 実施形態の自動変速機の制御ユニットの斜視図。 実施形態の自動変速機の制御ユニットの正面図。 実施形態の自動変速機の制御ユニットに係り、レンジ切替機構の斜視図。 実施形態の自動変速機の制御ユニットに係り、図２のＶ−Ｖ矢視断面図。 実施形態の自動変速機の制御ユニットに係り、制御ユニットの正面図。 実施形態の自動変速機の制御ユニットに係り、自動変速機のブロック図。 従来の自動変速機の制御ユニットの電気的接続図。

符号の説明

１…自動変速機の制御ユニット、６…自動変速機、１２ａ…上部収納部、１０ａ…下部収納部、２０…アクチュエータ、２１…モータ、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、１１、１２…ケース（１０…ケース本体、１１…中蓋、１２…上蓋）、１１ａ…分離壁、２２…減速機構、２３…運動変換機構、４０…レンジ切替機構、４６…レンジ切替部材（マニュアルバルブ）、５０…制御回路機構、５１…プリント基板、５７…樹脂部、５８…コネクタ、５９…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、実施形態の自動変速機の制御ユニット１は、コネクタ５８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は運転者によって選択して操作されて選択レンジが決定され、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は車両の速度やエンジン回転数に応じて変速比を自動的に切り替えるものである。これら自動変速機の制御ユニット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。

自動変速機の制御ユニット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を備えている（図６参照）。

図２は、自動変速機の制御ユニット１の外観図である。自動変速機の制御ユニット１のケースは、金属製のケース本体１０、中蓋１１及び上蓋１２で構成され、ケース本体１０と中蓋１１との間からコネクタ５８が突出している。なお、ケース本体１０、中蓋１１及び上蓋１２は、樹脂製でもかまわない。自動変速機の制御ユニット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のケースにボルトによって固定されることにより、自動変速機６のケースに固定される。

図３は、上蓋１２を外したアクチュエータ２０の正面図である。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。また、アクチュエータ２０は、底面に分離壁１１ａを有する中蓋１１と上蓋１２とで形成される上部収納部１２ａ（図５参照）内部の上部空間内に収納される。２４は分離壁１１ａ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中蓋１１の分離壁１１ａ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は中蓋１１内に収納可能とするために小型のものが使用される。

中蓋１１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。

図５にも示すように、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に回転可能に軸承されたマニュアルシャフト３６が分離壁１１ａを貫通して上方に突出し、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。

マニュアルシャフト３６の他端には、図４に示すように、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７参照）。レンジ切替機構４０は、ディテント機構４１とレンジ切替部材であるマニュアルバルブ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選択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の他端にスプライン嵌合されたマニュアルシャフト３６に嵌着され、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４５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。

図５は、自動変速機の制御ユニット１の断面図である。自動変速機の制御ユニット１は、金属製のケース本体１０、中蓋１１及び上蓋１２で構成される１つのケース（制御ユニットケースＢ）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１０の上面には、制御回路機構５０の樹脂部５７の下面が接着剤で接着されている。また、ケース本体１０と中蓋１１とは、制御回路機構５０の樹脂部５７の外周部のうちコネクタ５８を除く部分がシール部材を介して挟持された状態でボルトによって固定されている。中蓋１１には、ケース本体１０との間に下部空間を形成する分離壁１１ａが設けられており、このようにケース本体１０と中蓋１１と固定することにより下部収納部１０ａが形成され、制御回路機構５０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。すなわち、シフトバイワイヤ制御回路であるＳＢＷ−ＥＣＵ５３及び前記自動変速機制御回路であるＡＴ−ＥＣＵ５４は、下部収納部１０ａ内の下部空間に収納される。また、中蓋１１に上蓋１２を被せて固着することにより、中蓋１１と上蓋１２とで上部収納部２ａが形成され、アクチュエータ２０が上部収納部１２ａ内に収納される。また、ケース本体１０は、ボルト孔１０bを備え、ボルト１０ｃによって制御ユニットケースＢが自動変速機６のケースＡに固定される。

制御回路機構５０は、図６に示すように、プリント基板５１、樹脂部５７及びコネクタ５８を備えている。プリント基板５１は、板状の樹脂部５７上にねじ止めされている。プリント基板５１上には、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。すなわち、ＳＢＷ−ＥＣＵ５３は、選択レンジに基づく電気信号によりモータ２１を駆動する電気信号を制御する。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る働きをするものである。すなわち、ＡＴ−ＥＣＵ５６は、走行レンジを形成するために、自動変速機６の油圧制御装置のバルブを制御する信号を制御する。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。

樹脂部５７の一端には、制御ユニットケースＢの外部に露出するコネクタ５８が一体として形成され、コネクタ５８には電源端子５８ａ及び信号端子５８ｂが設けられている。コネクタ５８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５８ａ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５８内に突出し、樹脂部５７内を貫通して、Ｌ型に屈曲した他端が樹脂部５７から突出してプリント基板５１のランド５８ｃにハンダ付けされている。そして、電源端子５８ａは、ランド５８ｃ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５８ｂ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５８内に突出し、樹脂部５７内を貫通して、Ｌ型に屈曲した他端が樹脂部５７から突出してプリント基板５１のランド５８ｄにハンダ付けされている。そして、信号端子５８ｂは、ランド５８ｄ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５８ａ及び信号端子５８ｂが樹脂部５７内を貫通することにより、電気的絶縁性が確保される。

そして、コネクタ５８とＳＢＷ−ＥＣＵ５３及びＡＴ−ＥＣＵ５６の配置関係は、ＳＢＷ−ＥＣＵ５３が、ＡＴ−ＥＣＵ５６よりもコネクタ５８と近接するように配置される。ＳＢＷ−ＥＣＵ５３は、モータ２１を駆動するための比較的大きい電力を制御するので、ＡＴ−ＥＣＵ５６より大きな電力を供給する。従って、ＳＢＷ−ＥＣＵ５３は、ＡＴ−ＥＣＵ５６よりコネクタ５８側に近接配置するのが好ましい。ＡＴ−ＥＣＵ５６をコネクタ５８側に近接配置にすると、ＳＢＷ−ＥＣＵ５３とコネクタ５８との間にＡＴ−ＥＣＵ５６が配置され、モータ２１を駆動するための比較的大きい電力を供給する電源ラインから発生するノイズがＡＴ−ＥＣＵ５６、およびＡＴ−ＥＣＵ５６近傍にあるポジションセンサ３８に影響してしまい、検出誤差を生じる恐れがある。本願発明では、ＳＢＷ−ＥＣＵ５３が、ＡＴ−ＥＣＵ５６よりもコネクタ５８と近接するように配置されるので、モータ２１を駆動するための比較的大きい電力を供給する電源ラインから発生するノイズがＡＴ−ＥＣＵ５６、ポジションセンサ３８に影響することを防ぐことができる。

また、導体としてのバスバー５９はモータ駆動電流を通電するものであり、図５及び図６に示すように、両端５９ａ、５９ｂがＬ型に屈曲しており、その一端５９ａ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５９ｃにハンダ付けされている。そして、バスバー５９は樹脂部５７内を貫通し、他端５９ｂが樹脂部５７から上方に突出し、プリント基板５１及び分離壁１１ａを貫通してアクチュエータ２０のモータ２１に接続されている。

図７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、車両の速度やエンジン回転数に応じて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については前述した通りである。

以上の構成をした自動変速機の制御ユニット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、選択された要求レンジに基づくシフト信号がコネクタ５８の信号端子５８ｂ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５９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５８の信号端子５８ｂ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。

実施形態に係る自動変速機の制御ユニット１においては、ＳＢＷ−ＥＣＵ５３及びＡＴ−ＥＣＵ５６が１つのケース内にモータ２１を収納する上部収納部１２ａとは別の下部収納部１０ａ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、類似の回路機能、例えば電源回路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１によれば、小型化が可能で、かつ製造コストの低廉化を図ることができる。また、ＳＢＷ−ＥＣＵ５３及びＡＴ−ＥＣＵ５６が、同一の下部収納部１０ａに収納されているので、上部収納部１２ａに収納されたモータ１２の潤滑剤、磨耗粉などがＳＢＷ−ＥＣＵ５３及びＡＴ−ＥＣＵ５６が収納された下部収納部１０ａに侵入することを防ぐことができる。

また、ＳＢＷ−ＥＣＵ５３及びＡＴ−ＥＣＵ５６を収納する下部収納部１０ａの一端外側に、ＳＢＷ−ＥＣＵ５３及びＡＴ−ＥＣＵ５６と電源との電気的接続を行うコネクタ５８を備え、このコネクタ５８とＳＢＷ−ＥＣＵ５３及びＡＴ−ＥＣＵ５６の配置関係は、ＳＢＷ−ＥＣＵ５３がＡＴ−ＥＣＵ５６よりもコネクタ５８と近接するように配置される。これにより、モータ２１の駆動電流を制御するので消費電力がＡＴ−ＥＣＵ５６よりも多いＳＢＷ−ＥＣＵ５３から発生するノイズの影響を、ＡＴ−ＥＣＵ５６がＳＢＷ−ＥＣＵ５３よりコネクタ５８に近接して配置される場合に比して少なくできる。また、ＡＴ−ＥＣＵ５６近傍に配設される自動変速機６のポジションセンサ３８に生じるノイズによる読み取り誤差を小さくすることができる。さらには、モータ２１の駆動電流が流れるハーネスにシールド線を用いる等してノイズ対策を施す必要がなくなる。

さらに、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、モータ２１を収納する上部収納部１２ａとＳＢＷ−ＥＣＵ５３及びＡＴ−ＥＣＵ５６を収納する下部収納部１０ａは、一体的に結合されて自動変速機６のケースＡに固定されるため、ＳＢＷ−ＥＣＵ５３及びＡＴ−ＥＣＵ５６の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、類似の回路機能を共通化することができる。

また、ＳＢＷ−ＥＣＵ５３及びＡＴ−ＥＣＵ５６を収納する下部収納部１０ａに、モータ２１とプリント基板５１とを電気的に接続するバスバー５９が埋設される樹脂部５７が配設されるため、プリント基板５１の内層パターンの代わりにバスバー５９を用いてモータ２１の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。

さらに、モータ２１を収納する上部収納部１２ａに、モータ２１の回転を減速させる減速機構２２と、減速機構２２によって減速された回転を揺動運動に変換させてマニュアルバルブ４６に伝達する運動変換機構２３とが収納されるため、モータ２１に内在する潤滑剤や減速機構２２等から発生する摩耗粉などがＳＢＷ−ＥＣＵ５３及びＡＴ−ＥＣＵ５６を収納する下部収納部１０ａに侵入することを防ぐことができる。

以上において、本発明の自動変速機の制御ユニットを実施形態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 (5)

1. 運転者によって選択された選択レンジに基づく電気信号を入力し、該電気信号に基づき自動変速機のレンジ切替部材をモータの回転により所定位置に切替えて走行レンジを形成するように前記モータを駆動する信号を出力するシフトバイワイヤ制御回路と、
   前記選択レンジに基づく電気信号及び車両状態に基づく信号を入力し、前記走行レンジを形成するために前記自動変速機を制御する信号を出力する自動変速機制御回路と、を備え、
   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は、同一の収納部に収納され、
   前記収納部の一端に、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と電源との電気的接続を行うコネクタを備え、
   該コネクタと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の配置関係は、前記シフトバイワイヤ制御回路が、前記自動変速機制御回路よりも前記コネクタと近接するよう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。
2. 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は、１枚のプリント基板上に搭載さることを特徴とする請求項１に記載の自動変速機の制御ユニット。
3. 前記モータを収納する上部収納部と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を収納する下部収納部は、一体的に結合されて前記自動変速機のケースに固定されることを特徴とする請求項１または２に記載の自動変速機の制御ユニット。
4. 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を収納する下部収納部に、前記モータと前記プリント基板とを電気的に接続する導体が埋設される樹脂部が配設されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の自動変速機の制御ユニット。
5. 前記モータを収納する上部収納部には、
   前記モータの回転を減速させる減速機構と、
   該減速機構によって減速された回転を揺動運動に変換させて前記レンジ切替部材に伝達する運動変換機構とが収納されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の自動変速機の制御ユニット。

Images