JP6156682B2 - 電動アクチュエータおよびそれを備えた変速駆動装置 - Google Patents

Description

この発明は電動アクチュエータおよびそれを備える変速駆動装置に関する。

従来から、マニュアルトランスミッションの変速ギヤ段の変更を自動で行う機械式自動マニュアルトランスミッション（Automated Manual Transmission）の変速装置が知られている。機械式自動マニュアルトランスミッションの変速装置は、変速ギヤ等を収容する変速機と、変速機を変速駆動するための電動アクチュエータとを含んでいる。
下記特許文献１では、電動モータ等を備え、電動モータにより発生される回転トルクによって、シフトセレクト軸を軸中心まわりに回転させてインターナルレバーをシフト動作させたり、シフトセレクト軸を軸方向移動させてインターナルレバーをセレクト動作させたりする電動アクチュエータが開示されている。

この電動アクチュエータは、電動モータからの回転トルクを、シフトセレクト軸を軸中心まわりに回転させる力に変換するためのシフト変換機構と、その回転トルクを、シフトセレクト軸を軸方向移動させる力に変換するためのセレクト変換機構と、その回転トルクをシフト変換機構に伝達／遮断する第１電磁クラッチと、当該回転トルクをセレクト変換機構に伝達／遮断する第２電磁クラッチと、シフトセレクト軸の回転角を検出するための第２回転量センサと、シフトセレクト軸の軸方向位置を検出するための第１回転量センサとを備えている。

特開２０１２−５２６４８号公報

特許文献１の変速駆動装置において、シフト電磁クラッチやセレクト電磁クラッチに故障等の不具合が発生している場合、シフト側変換機構やセレクト側変換機構に含まれるギヤやアームに破損等の不具合が発生した場合、またはシフトセンサ（第２回転量センサ）やセレクトセンサ（第１回転量センサ）に故障や断線がある場合には、変速駆動装置が所期の変速動作を示さないおそれがある。

したがって、異常の発生を自己検出できる電動アクチュエータが望まれている。しかも、車両の安全運行のため、電動アクチュエータの異常の検出を車両の発進に先立って行うことが望ましい。とくに、１つの電動モータでシフト動作およびセレクト動作を駆動するタイプの電動アクチュエータでは、伝達機構に多くの部品が搭載されているから、より高い信頼性が求められている。

そこで、この発明の目的は、異常の発生を、車両の発進に先立って自己検出できる電動アクチュエータおよび変速駆動装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、車両に搭載されて、操作レバー（１６）が連結された操作軸（１５）を移動させることで前記操作レバーを変速操作させる電動アクチュエータ（２１）であって、回転トルクを発生させるための電動モータ（２３）と、前記回転トルクを前記操作軸に伝達するための伝達機構（２４，２５）と、前記電動モータの回転角を検出するためのモータ回転角センサ（１３０）と、前記操作軸の位置を検出するための操作軸位置センサ（８７，８９）と、前記操作レバーが特定のニュートラル位置（Ｎ２）に位置していることを含む、所定の第１条件を満たす場合に、前記電動モータを駆動させることにより前記操作レバーを操作させ、その操作時における前記操作軸位置センサの検出出力と前記モータ回転角センサの検出出力とに基づいて前記電動アクチュエータの異常を検出する異常検出動作を実行する異常検出動作実行手段（８８）とを含む、電動アクチュエータである。

なお、この項において、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符合を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を実施形態に限定する趣旨ではない。
この構成によれば、電動モータを駆動させて操作レバーを特定のニュートラル位置から移動させ、そのときの操作軸位置センサの検出出力とモータ回転角センサの検出出力とを比較することにより、電動アクチュエータの異常を検出する。

この異常検出は操作レバーが特定のニュートラル位置にあることが前提になるのであるが、車両の発進前であれば操作レバーがニュートラル位置にあることが多く、そのため、このような異常検出を、車両の発進に先立って実行することが可能である。
これにより、異常の発生を、車両の発進に先立って自己検出することが可能である。
請求項２に記載のように、前記異常検出動作のために操作される、前記操作レバーの前記特定のニュートラル位置からの移動量が、他の変速段に変速するために要する移動量よりも小さく設定されていてもよい。

請求項３に記載の発明は、前記操作軸は、前記操作レバーが連結されて、軸まわりに回転させることで前記操作レバーをシフト動作させるとともに軸方向移動させることで前記操作レバーをセレクト動作させるためのシフトセレクト軸（１５）を含み、前記伝達機構は、前記電動モータによって発生される回転トルクを、前記シフトセレクト軸を軸まわりに回転させる力に変換して、前記シフトセレクト軸に伝達するシフト変換機構（２４）と、前記電動モータによって発生される回転トルクを、前記シフトセレクト軸を軸方向移動させる力に変換して、前記シフトセレクト軸に伝達するセレクト変換機構（２５）とを含み、前記電動アクチュエータは、前記電動モータによって発生される回転駆動力を前記シフト変換機構に伝達／遮断するシフト電磁クラッチ（４３）と、前記電動モータによって発生される回転駆動力を前記セレクト変換機構に伝達／遮断するセレクト電磁クラッチ（４５）とさらに含み、前記操作軸位置センサは、前記シフトセレクト軸の回転方向に関する前記操作レバーの位置を検出するためのシフトセンサ（８９）と、前記シフトセレクト軸の軸方向に関する前記操作レバーの位置を検出するためのセレクトセンサ（８７）とを含み、前記異常検出動作実行手段により実行される前記異常検出動作は、前記電動モータを駆動させ、前記シフト電磁クラッチを伝達状態にしかつ前記セレクト電磁クラッチを遮断状態にすることにより、前記操作レバーをシフト操作させ、そのシフト操作時における前記シフトセンサの検出出力と前記モータ回転角センサの検出出力とに基づいて前記シフト動作の異常を自己で判断するシフト異常検出動動作と、前記電動モータを駆動させ、前記セレクト電磁クラッチを伝達状態にしかつ前記シフト電磁クラッチを遮断状態にすることにより、前記操作レバーをセレクト操作させ、そのセレクト操作時における前記セレクトセンサの検出出力と前記モータ回転角センサの検出出力とに基づいて前記セレクト動作の異常を自己で判断するセレクト異常検出動作と含む、請求項１または２に記載の電動アクチュエータである。

この構成によれば、シフト電磁クラッチが伝達状態にされかつ電動モータが駆動されて、特定のニュートラル位置にある操作レバーが揺動させられる。そして、そのときのシフトセンサの検出出力とモータ回転角センサの検出出力との比較により、電動アクチュエータのシフト動作の異常が検出される。
また、セレクト電磁クラッチが伝達状態にされかつ電動モータが駆動されて、特定のニュートラル位置にある操作レバーが軸方向移動させられる。そして、そのときのセレクトセンサの検出出力とモータ回転角センサの検出出力との比較により、電動アクチュエータのセレクト動作の異常を検出する。

以上により、電動アクチュエータのシフト動作およびセレクト動作の異常を、個別に検出できる。
請求項４に記載の発明は、前記第１条件は、前記操作レバーが前記特定のニュートラル位置にありかつ前記車両のエンジン始動時であることを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動アクチュエータである。

この構成によれば、車両のエンジン始動時に異常検出動作を実行するので、車両の発進に先立って、異常の発生を自己検出することができる。
請求項５に記載の発明は、前記車両に搭載された変速機（２）を変速するための操作レバー（１６）が連結され、移動させられることにより前記操作レバーを変速動作させるための操作軸（１５）と、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電動アクチュエータとを含む、変速駆動装置である。

この構成によれば、請求項１に関連して説明した作用効果と同等の作用効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る変速駆動装置が組み込まれた変速装置の概略構成を示す分解斜視図である。 変速操作のシフトパターンを説明するための図である。 図１に示す変速駆動装置の構成を示す斜視図である。 変速駆動装置の構成を示す底面図である。 変速駆動装置の構成を示す断面図である。 図５のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図１に示す変速駆動装置の電気的構成を示すブロック図である。 変速駆動装置におけるエンジン始動時の動作を示すフローチャートである。 図８に示す処理状態異常検知処理の内容を示すフローチャートである（その１）。 図８に示す処理状態異常検知処理の内容を示すフローチャートである（その２）。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る変速駆動装置３が組み込まれた変速装置の概略構成を示す分解斜視図である。
変速装置１は、変速機２と、変速機２を変速駆動する変速駆動装置３とを備えている。
変速機２は、公知の常時かみ合い式の平行歯車式変速機であり、乗用車やトラックなどの車両に搭載される。変速機２は、ギヤハウジング７と、ギヤハウジング７内に収容される常時かみ合い式の平行歯車式変速機構（図示しない）とを備えている。

変速駆動装置３は、変速機２の前記変速機構（図示しない）にシフト動作またはセレクト動作を行わせるシフトセレクト軸（操作軸）１５と、シフトセレクト軸１５をシフト動作またはセレクト動作させるための共通の駆動源として用いられる電動アクチュエータ２１とを含む。なお、図１は、各部材を簡略化して示した図なので、各部材の詳しい構成（とくに電動アクチュエータ２１について）は、後述する図３以降に図示されている。

シフトセレクト軸１５は、所定方向（図示されたＭ１１，Ｍ１２の方向）に長手の軸状体であり、鋼材を用いて形成されている。シフトセレクト軸１５は、第１および回転方向Ｒ１，Ｒ２方向に回転可能に設けられている。シフトセレクト軸１５の途中部には、ギヤハウジング７内に収容されるシフトレバー（操作レバー）１６の一端１６Ａが固定されている。シフトレバー１６は、シフトセレクト軸１５の中心軸線１７まわりに、シフトセレクト軸１５と同伴回転する。シフトセレクト軸１５の先端側（図１に示す左手前側）は、ギヤハウジング７外に突出している。ここで、シフトレバー１６は、シフトセレクト軸１５が軸回りに回転したり、第１または第２軸方向Ｍ１１，Ｍ１２に移動したりすることに応じて、実際のシフト動作やセレクト動作を行う。具体的には、電動アクチュエータ２１は、シフトセレクト軸１５を回転させることでシフトレバー１６をシフト動作させ、シフトセレクト軸１５をスライドさせることでシフトレバー１６をセレクト動作させる。

ギヤハウジング７内には、互いに平行に延びる複数のシフトロッド１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが収容されている。各シフトロッド１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃには、シフトレバー１６の他端部１６Ｂと係合可能なシフトブロック１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃが固定されている。また、各シフトロッド１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃには、変速機２内のクラッチスリーブ（図示しない）と係合するシフトフォーク１１が設けられている。なお、図１では、シフトロッド１０Ａに設けられたシフトフォーク１１のみを示している。

シフトロッド１０Ａは、軸方向Ｍ１，Ｍ２に移動可能に設けられている。シフトロッド１０Ｂは、軸方向Ｍ３，Ｍ４に移動可能に設けられている。シフトロッド１０Ｃは、軸方向Ｍ５，Ｍ６に移動可能に設けられている。軸方向Ｍ１、Ｍ３およびＭ５は、互いに同じ方向を向き、軸方向Ｍ２、Ｍ４およびＭ６は、それぞれ、軸方向Ｍ１、Ｍ３およびＭ５と逆向きである。シフトロッド１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、軸方向Ｍ１，Ｍ３，Ｍ５（Ｍ２，Ｍ４，Ｍ６）から見て一直線上に位置するように並置されている。

各シフトブロック１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃは、変速駆動装置３に対向する対向面を有している。各対向面は同一平面を有している。各対向面には、係合凹所１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃが形成されている。各係合凹所１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃは、対応するシフトロッド１０Ａ〜１０Ｃの軸方向Ｍ１〜Ｍ６に直交する内壁面１９０Ａ（図２参照）を有している。また、両端側の係合凹所１４Ａ，１４Ｃは、シフトセレクト軸１５の第１および第２軸方向Ｍ１１，Ｍ１２に沿う方向に直交し、各係合凹所１４Ａ，１４Ｃの両端側の側面を閉塞する内壁面１９０Ｂ（図２参照）を有している。係合凹所１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃには、シフトレバー１６の他端部１６Ｂが進入しており、他端部１６Ｂが係合凹所１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃの内壁１９０Ａおよび内壁１９０Ｂに当接することにより、シフトブロック１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃと係合している。シフトレバー１６の他端部１６Ｂは、係合凹所１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃの内部空間を通って、各シフトブロック１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ間を移動することができる。なお、図１には係合凹所１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃとして係合溝が示されているが、係合溝に代えて係合孔を採用してよいのはいうまでもない。

電動アクチュエータ２１により、シフトセレクト軸１５が、第１軸方向Ｍ１１移動（スライド）されると、シフトレバー１６が第１軸方向Ｍ１１に移動される。また、電動アクチュエータ２１により、シフトセレクト軸１５が、第２軸方向Ｍ１２移動（スライド）されると、シフトレバー１６が第２軸方向Ｍ１２に移動される。これらにより、シフトレバー１６の他端部１６Ｂがシフトブロック１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃのいずれかに選択的に係合し、これによりセレクト動作が達成される。

一方、電動アクチュエータ２１によりシフトセレクト軸１５が回転方向Ｒ１に回転されると、シフトレバー１６が中心軸線１７まわりに、回転方向Ｒ１に揺動する。また、電動アクチュエータ２１によりシフトセレクト軸１５が回転方向Ｒ２に回転されると、シフトレバー１６が中心軸線１７まわりに、回転方向Ｒ２に揺動する。その結果、シフトレバー１６と係合しているいずれかのシフトブロック１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃが、シフトロッド１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの軸方向Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３に移動し、これにより、シフト動作が達成される。なお、このシフト動作のために必要なシフトセレクト軸１５の回転角度は３６０°（シフトセレクト軸１５一周分）よりも著しく小さい（たとえば１２０°程度）。

図２は、変速操作のシフトパターン、具体的には、変速時におけるシフトレバー１６（の他端部１６Ｂ）の位置変化について説明するための図である。図２では、シフトレバー１６の他端部１６Ｂが第２ニュートラル位置（特定のニュートラル位置）Ｎ２にある状態を示している（図２中に太字の実線で図示）。
出力ギヤがニュートラル状態にあり、係合先のシフトブロック１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃに対応するシフトフォーク１１がクラッチスリーブに非係合であるときのシフトレバー１６の位置を、それぞれ第１、第２および第３ニュートラル位置Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３という。前述した第２ニュートラル位置Ｎ２は、シフトレバー１６の他端部１６Ｂがシフトブロック１２Ｂに係合しているニュートラル位置をいい、第１ニュートラル位置Ｎ１は、シフトレバー１６の他端部１６Ｂがシフトブロック１２Ａに係合しているニュートラル位置をいう。また、第３ニュートラル位置Ｎ３は、シフトレバー１６の他端部１６Ｂがシフトブロック１２Ｃに係合しているニュートラル位置をいう。

シフトレバー１６（他端部１６Ｂ）が第２ニュートラル位置Ｎ２にある状態で、電動アクチュエータ２１が駆動されてシフトセレクト軸１５が軸方向Ｍ１２（図１参照）移動されることにより、シフトレバー１６（の他端部１６Ｂ）が次に述べる図２中の白抜矢符Ｄ２）に向けて移動して、シフトレバー１６が第１ニュートラル位置Ｎ１に導かれる。また、シフトレバー１６が第２ニュートラル位置Ｎ２にある状態で、電動アクチュエータ２１が駆動されてシフトセレクト軸１５が第１軸方向Ｍ１１（図１参照）移動されることにより、シフトレバー１６（の他端部１６Ｂ）が図２中の白抜矢符Ｄ１に向けて移動して、シフトレバー１６が第３ニュートラル位置Ｎ３に導かれる。

１速シフト位置（図２に示す「１速」）、第１ニュートラル位置Ｎ１およびリバース位置（図２に示す「Ｒ速」）は、シフトセレクト軸１５の第１および第２軸方向Ｍ１１，Ｍ１２（セレクト方向）に関して互いに揃っている。２速シフト位置、第２ニュートラル位置Ｎ２および３速シフト位置は、シフトセレクト軸１５の第１および第２軸方向Ｍ１１，Ｍ１２（セレクト方向）に関して互いに揃っている。４速シフト位置、第３ニュートラル位置Ｎ３および５速シフト位置は、シフトセレクト軸１５の第１および第２軸方向Ｍ１１，Ｍ１２（セレクト方向）に関して互いに揃っている。

１速シフト位置、３速シフト位置および５速シフト位置は、軸方向Ｍ１〜軸方向Ｍ６（シフト方向）に関して互いに揃っており、ニュートラル位置Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３から見て加速方向側（図２中の白抜矢符Ｅ１、Ｅ３およびＥ５で示す方向）に位置している。リバース位置、２速シフト位置および４速シフト位置は、軸方向Ｍ１〜軸方向Ｍ６（シフト方向）に関して互いに揃っており、ニュートラル位置Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３から見て減速方向側（図２中の白抜矢符ＥＲ、Ｅ２およびＥ４に示す方向）に位置している。

次に、図１および図２を参照して、１速→２速→３速→４速→５速のシフトアップについて説明する。
運転席に設けられた運転者操作用のシフトノブ９３（図７参照）が「Ｐ（パーキング）」に位置しているときには、シフトレバー１６（の他端部）は、第２ニュートラル位置Ｎ２に位置（係合）している。

まず、第２ニュートラル位置Ｎ２から１速へのギヤ入れについて説明する。
シフトレバー１６の他端部１６Ｂが第２ニュートラル位置Ｎ２にある状態から、電動アクチュエータ２１が駆動されて、シフトセレクト軸１５が第２軸方向Ｍ１２移動させられることにより（図２中の白抜矢符Ｄ２）、シフトレバー１６が第２軸方向Ｍ１２移動して、シフトレバー１６の他端部１６Ｂがシフトヘッド１２Ａと係合する（第１ニュートラル位置Ｎ１に位置する）。次いで、電動アクチュエータ２１が駆動されてシフトセレクト軸１５が第２軸回転方向Ｒ２に回転させられ、これに同伴してシフトレバー１６がシフトセレクト軸１５まわりに揺動させられることにより、シフトヘッド１２Ａおよびシフトロッド１０Ａが軸方向Ｍ１移動させられる（図２中の白抜矢符Ｅ１）。シフトレバー１６の他端部１６Ｂが前記の１速シフト位置に達するまで電動アクチュエータ２１の駆動が続行され、これにより１速へのギヤ入れが達成される。

次に、１速から２速へのギヤ入れについて説明する。
シフトレバー１６の他端部１６Ｂが前記の１速シフト位置にある状態から、電動アクチュエータ２１が駆動されて、シフトセレクト軸１５が第１軸回転方向Ｒ１に回転させられ、これに同伴してシフトレバー１６がシフトセレクト軸１５まわりに揺動させられることにより、シフトヘッド１２Ａおよびシフトロッド１０Ａが軸方向Ｍ２移動させられる（図２中の白抜矢符Ｅ１と反対方向）。シフトレバー１６の他端部１６Ｂが第１ニュートラル位置Ｎ１に達すると、シフトセレクト軸１５の回転は停止される。

次いで、電動アクチュエータ２１が駆動されてシフトセレクト軸１５が第１軸方向Ｍ１１移動させられることにより（図２中の白抜矢符Ｄ１）、シフトレバー１６が第１軸方向Ｍ１１移動し、シフトヘッド１２Ａと離脱してシフトヘッド１２Ｂに係合させられる（第２ニュートラル位置Ｎ２に位置させられる）。次いで、電動アクチュエータ２１が駆動されて、シフトセレクト軸１５が第１軸回転方向Ｒ１に回転させられる。シフトセレクト軸１５の回転に同伴してシフトレバー１６がシフトセレクト軸１５まわりに揺動させられることにより、シフトヘッド１２Ｂおよびシフトロッド１０Ｂが軸方向Ｍ４移動させられる（図２中の白抜矢符Ｅ２）。シフトレバー１６の他端部１６Ｂが前記の２速シフト位置に達するまで電動アクチュエータ２１の駆動が続行され、これにより２速へのギヤ入れが達成される。

次に、２速から３速へのギヤ入れについて説明する。シフトレバー１６の他端部１６Ｂが前記の２速シフト位置にある状態から、電動アクチュエータ２１が駆動されて、シフトセレクト軸１５が第２軸回転方向Ｒ２に回転させられ、これに同伴してシフトレバー１６がシフトセレクト軸１５まわりに揺動させられることにより、シフトヘッド１２Ｂおよびシフトロッド１０Ｂが軸方向Ｍ３移動させられる（図２中の白抜矢符Ｅ３）。シフトレバー１６の他端部１６Ｂが第２ニュートラル位置Ｎ２を通って３速シフト位置に達するまで電動アクチュエータ２１の駆動が続行され、これにより３速へのギヤ入れが達成される。

次に、３速から４速へのギヤ入れについて説明する。シフトレバー１６の他端部１６Ｂが前記の３速シフト位置にある状態から、電動アクチュエータ２１が駆動されて、シフトセレクト軸１５が第１軸回転方向Ｒ１に回転させられ、これに同伴してシフトレバー１６がシフトセレクト軸１５まわりに揺動させられることにより、シフトヘッド１２Ｂおよびシフトロッド１０Ｂが軸方向Ｍ４移動させられる（図２中の白抜矢符Ｅ３と反対方向）。シフトレバー１６の他端部１６Ｂが第２ニュートラル位置Ｎ２に達すると、シフトセレクト軸１５の回転は停止される。

次いで、電動アクチュエータ２１が駆動されてシフトセレクト軸１５が第１軸方向Ｍ１１移動させられることにより（図２中の白抜矢符Ｄ１）、シフトレバー１６が第１軸方向Ｍ１１移動し、シフトヘッド１２Ｂと離脱してシフトヘッド１２Ｃに係合させられる（第３ニュートラル位置Ｎ３に位置させられる）。次いで、電動アクチュエータ２１が駆動されて、シフトセレクト軸１５が第１軸回転方向Ｒ１に回転させられる。シフトセレクト軸１５の回転に同伴してシフトレバー１６がシフトセレクト軸１５まわりに揺動させられることにより、シフトヘッド１２Ｃおよびシフトロッド１０Ｃが軸方向Ｍ６移動させられる（図２中の白抜矢符Ｅ４）。シフトレバー１６の他端部１６Ｂが前記の４速シフト位置に達するまで電動アクチュエータ２１の駆動が続行され、これにより４速へのギヤ入れが達成される。

次に、４速から５速へのギヤ入れについて説明する。シフトレバー１６の他端部１６Ｂが前記の４速シフト位置にある状態から、電動アクチュエータ２１が駆動されて、シフトセレクト軸１５が第２軸回転方向Ｒ２に回転させられ、これに同伴してシフトレバー１６がシフトセレクト軸１５まわりに揺動させられることにより、シフトヘッド１２Ｂおよびシフトロッド１０Ｂが軸方向Ｍ５移動させられる（図２中の白抜矢符Ｅ５）。シフトレバー１６の他端部１６Ｂが第３ニュートラル位置Ｎ３を通って５速シフト位置に達するまで電動アクチュエータ２１の駆動が続行され、これにより５速へのギヤ入れが達成される。

また、５速→４速→３速→２速→１速のシフトダウンについては、前述のシフトアップの場合と逆の手順であるので、その説明を省略する。
図３は、図１に示す変速装置における変速駆動装置３の構成を示す斜視図である。図４は、変速駆動装置３の構成を示す底面図である。図５は、変速駆動装置３の構成を示す断面図である。図６は、図５のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

以下では、図３〜図６を参照して、変速駆動装置３、特に、電動アクチュエータ２１の構成について説明する。
電動アクチュエータ２１は、ギヤハウジング７（図１参照）の外表面に固定されている。図５に示すように、電動アクチュエータ２１は、その外郭をなしてシフトセレクト軸１５等を収容するボックス状の本体ハウジング２２を備えている。

具体的には、電動アクチュエータ２１は、本体ハウジング２２の他に、図３に示す取付ステー１８を備えている。取付ステー１８は、本体部１９と、延設部２０とを一体的に備えている。
本体部１９は、平面視（底面視）で矩形形状の輪郭を有するブロック形状である（図４も併せて参照）。本体部１９の一側面には、凹状に窪む平面視矩形状の中空部分１９Ａが形成されている。

延設部２０は、円管状であり、本体部１９から本体ハウジング２２側へ延びている。延設部２０において本体ハウジング２２側（図４における下側）の端部には、延設部２０の径方向へ張り出すフランジ部２０Ａが一体的に設けられている。延設部２０の延びる方向から見たときのフランジ部２０Ａの輪郭は、略矩形状をなしている。フランジ部２０Ａが本体ハウジング２２に接触した状態で、フランジ部２０Ａ（四隅の部分）および本体ハウジング２２に対して共通の複数（ここでは４本）のボルト１４（図３参照）が組み付けられている。これにより、取付ステー１８が本体ハウジング２２に対して固定されている。

そして、延設部２０の延びる方向から見た場合において、本体部１９で延設部２０の中空部分の円中心と一致する部分には、本体部１９を貫通して中空部分１９Ａに連通する丸い挿通孔１９Ｂが形成されている。図３では、挿通孔１９Ｂは、本体部１９において延設部２０側に形成されている。
取付ステー１８では、本体部１９がギヤハウジング７（図１参照）に対してボルト（図示しない）によって組み付けられている。これによって、電動アクチュエータ２１（換言すれば、変速駆動装置３全体）は、ギヤハウジング７の外表面に固定されている。この状態で、シフトセレクト軸１５では、シフトレバー１６側の部分が、本体ハウジング２２の外にはみ出ている。シフトセレクト軸１５における本体ハウジング２２の外にはみ出た部分は、延設部２０の内部および本体部１９の中空部分１９Ａ内に配置されている。この状態で、当該部分は、本体部１９の挿通孔１９Ｂに対して挿通されているとともに、本体部１９の中空部分１９Ａから外部に露出している。

シフトレバー１６は、本体部１９の中空部分１９Ａに配置されており、本体ハウジング２２の外にはみ出ている。そして、シフトレバー１６の他端部１６Ｂは、中空部分１９Ａから本体部１９の外側へはみ出ており、前述したシフトブロック１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ（図１参照）のいずれかに係合している。
図５を参照して、電動アクチュエータ２１は、電動モータ２３と、シフト変換機構２４と、セレクト変換機構２５と、切換ユニット２６とを備えている。

電動モータ２３は正逆回転可能に設けられており、この電動モータ２３としてたとえばブラシレスモータが採用されている。電動モータ２３は、出力軸１３１と、モータロータ（図示しない）およびモータステータ（図示しない）と、モータケース１３３とを含んでいる。出力軸１３１は、所定方向（図４では左右方向）に延びている。モータケース１３４は、略円筒状であって、出力軸１３１の大部分と、モータロータと、モータステータとが、その内部に収容配置されている。

出力軸１３０では、その一部がモータケース１３３から電動モータ２３の外部（図４ではモータケース１３３よりも右側）へ露出している。電動モータ２３では、図示しない電源から電力が供給されると、モータロータおよび出力軸１３１が一体回転し、これによって回転駆動力（回転トルク）が発生する。電動モータ２３は、発生させた回転駆動力を出力軸１３０から出力する。なお、電動モータ２３は、正逆回転可能である。

また、電動モータ２３に関連して、電動アクチュエータ２１は、レゾルバ（モータ回転角センサ）１３０を含んでいる。レゾルバ１３０は、電動モータ２３の出力軸１３１と一体回転可能な環状のレゾルバロータ（図示しない）と、レゾルバロータを非接触で取り囲むレゾルバステータ（図示しない）とを含んでいる。レゾルバ１３０は、レゾルバロータが、電動モータ２３の出力軸１３１と一体回転することで生じる電圧変化によって、出力軸１３１の回転角度を検出する。レゾルバ１３０として、レゾルバロータの内径が細い小型のレゾルバが採用されている。

シフト変換機構２４は、電動モータ２３の回転トルクを、シフトセレクト軸１５を中心軸線１７まわり（軸回り）に回転させる力に変換してシフトセレクト軸１５に伝達するためのものである。セレクト変換機構２５は、電動モータ２３の回転トルクを、シフトセレクト軸１５をその軸方向Ｍ４（図５における紙面に直交する方向）へ移動（スライド）させる力に変換してシフトセレクト軸１５に伝達するためのものである。切換ユニット２６は、電動モータ２３の回転トルクの伝達先を、シフト変換機構２４とセレクト変換機構２５との間で切り換えるためのものである。電動モータ２３が本体ハウジング２２に対して外から取り付けられているのに対し、シフト変換機構２４、セレクト変換機構２５および切換ユニット２６は、本体ハウジング２２内に収容されている。

本体ハウジング２２では、電動モータ２３側（図５における左側）に、モータ用開口部（図示しない）が形成されている。モータ用開口部１３は、略板状の蓋２７によって閉塞されている。蓋２７は、本体ハウジング２２の一部である。これらの本体ハウジング２２および蓋２７は、それぞれたとえば鋳鉄やアルミニウムなどの金属材料を用いて形成されており、蓋２７の外周が本体ハウジング２２のモータ用開口部１３に嵌め合わされている。蓋２７には、その内面（図５に示す右面）と外面（図５に示す左面）とを貫通する円形の貫通孔２９が形成されている。また、蓋２７の外面には、電動モータ２３のモータケース１３３（図３参照）が固定されている。電動モータ２３は、モータケース１３３（図３参照）モータケース１３３が本体ハウジング２２外に露出するように取り付けられている。電動モータ２３の出力軸１３１は、シフトセレクト軸１５と、平面視（図５において上方から見た場合）における食い違い角が９０°の食い違い角の関係をなして配置されている。そのため、出力軸１３１は、軸方向Ｍ４と直交する所定の方向（図５に示す左右方向）に沿って延びている。出力軸１３１（電動モータ２３からはみ出した部分）は、蓋２７の貫通孔２９を介して本体ハウジング２２の内部に臨んでおり、切換ユニット２６に対向している。

本体ハウジング２２は、前述したようにボックス状であり、シフトセレクト軸１５における先端側（図１に示す右奥側）の領域や、シフト変換機構２４、セレクト変換機構２５および切換ユニット２６の各構成部品を主に収容する。詳しくは、図６に示すように、本体ハウジング２２は、側方（図６における右側）に底を有する箱状をなしている。本体ハウジング２２は、底壁１１１と、底壁１１１の一端部（図６に示す上端部）と、他端部（図６に示す下端部）とからそれぞれ、互いに平行に立ち上がる一対の側壁１１２，１１３とを主に備えている。本体ハウジング２２には、側壁１１２，１１３の先端部（図６に示す左端部）などによって区画された開口部１１５が形成されている。開口部１１５は平板状の蓋１１４によって閉塞されている。蓋１１４は、本体ハウジング２２の一部をなしている。

図６に示すように、底壁１１１の内側の底面１１１Ａは、平坦面によって形成されている。底壁１１１には、シフトセレクト軸１５の途中部（後述するスプライン部１２０およびラック部１２２よりも基端（図６における右端）寄り）を支持するため軸ホルダ１１６が形成されている。軸ホルダ１１６は、底壁１１１と一体的に形成されており、底壁１１１の外壁面（底面１１１Ａとは反対側の面）よりも外方に膨出してたとえば直方体状をなしている（図３も併せて参照）。底壁１１１および軸ホルダ１１６には、断面円形の（丸い）通過孔１０４が形成されている。通過孔１０４は、軸ホルダ１１６および底壁１１１を、それらの厚み方向（図６に示す左右方向。底面１１１Ａと直交する方向）に貫通している。通過孔１０４には、シフトセレクト軸１５が挿通されている。通過孔１０４は、シフトセレクト軸１５（通過孔１０４を塞いでいる部分）よりも若干大径である。そのため、底壁１１１および軸ホルダ１１６において通過孔１０４を区画する内周面とシフトセレクト軸１５の外周面との間には、本体ハウジング２２の内外を連通させる隙間が形成されている。

通過孔１０４の内周面には、すべり軸受１０１が内嵌固定されている。すべり軸受１０１は、通過孔１０４に挿通されているシフトセレクト軸１５の途中部（後述する閉塞部１５０）の外周を取り囲み、当該シフトセレクト軸１５の閉塞部１５０の外周を摺接支持している。
軸ホルダ１１６において、厚み方向（図６に示す左右方向）における途中には、ロックピン１０６が配設されている。具体的には、通過孔１０４の内周面と、軸ホルダ１１６の外周面とを貫通する貫通孔１０５内にロックピン１０６が収容されている。ロックピン１０６は、通過孔１０４の中心軸線（すなわちシフトセレクト軸１５の中心軸線１７）と直交する方向に延びる略円筒状をなすとともに、当該方向に沿って移動可能に設けられている。ロックピン１０６の先端部は半球状をなしており、次に述べる係合溝１０７に係合する。

ここで、シフトセレクト軸１５において通過孔１０４をちょうど塞ぐ部分（軸方向Ｍ４において通過孔１０４と一致する位置にある部分）を閉塞部１５０ということにする。閉塞部１５０は、シフトセレクト軸１５に対して同軸状で一体化された円筒体であって、通過孔１０４を塞ぐ位置に配置されている。閉塞部１５０の外周には、軸方向Ｍ４に間隔を空けて、周方向に延びる複数本（たとえば３本）の係合溝１０７が形成されている。各係合溝１０７は全周にわたって設定されている。ロックボール１０６がその長手方向に移動することにより、先端部が通過孔１０４の内周面よりも中心軸線１７側（図６に示す下方）に突出して、その先端部が係合溝１０７と係合して、シフトセレクト軸１５の軸方向Ｍ４における移動を阻止する。これにより、シフトセレクト軸１５は、軸方向Ｍ４への移動が阻止された状態で、一定力で保持される。ただし、この状態では、シフトセレクト軸１５の不意の動きが防止されているだけであるので、この状態でも、シフトセレクト軸１５の軸回りの回転および軸方向Ｍ４へのスライドは可能である。

図６に示すように、シフトセレクト軸１５において、通過孔１０４よりも先端側（本体ハウジング２２の内側）の部分には、スプライン部１２０と、後述するピニオンギヤ３６が噛み合うラック部１２２とが、通過孔１０４に近い側からこの順で設けられている。つまり、シフトセレクト軸１５において、スプライン部１２０およびラック部１２２は、本体ハウジング２２内側へ通過孔１０４から離れた位置にあり、特に、ラック部１２２は、スプライン部１２０に比べて本体ハウジング２２内側へ通過孔１０４から離れた位置にある。スプライン部１２０およびラック部１２２は、いずれも、シフトセレクト軸１５に対して同軸状で一体化される円筒体であり、軸方向に所定の長さを有している。スプライン部１２０およびラック部１２２は、シフトセレクト軸１５の軸部１５Ａ（シフトセレクト軸１５のうち、スプライン部１２０およびラック部１２２を除く領域）よりも大径である。

スプライン部１２０の外周面には、スプライン１２１（軸方向に延びる筋状の凸部）が周方向に間隔を隔てつつ、全域に亘って形成されている。
ラック部１２２の外周面には、その周方向における全域に、ラック歯形成領域１２５が設けられている。ラック歯形成領域１２５では、ラック部１２２の軸方向Ｍ４の一端（図６に示す左端）から他端（図６に示す右端）にわたって、複数のラック歯１２３がそれぞれ中心軸線１７に沿って互いに平行に延びている。ラック歯形成領域１２５のラック歯１２３が、後述するピニオンギヤ３６と噛み合っている。

ここで、シフトセレクト軸１５における、本体ハウジング２２に収容される部分は、すべり軸受１０１によって摺接支持されている。なお、シフトセレクト軸１５においてラック部１２２に対してスプライン部１２０の反対側における先端部（図６における左端部）は、本体ハウジング２２の蓋１１４を貫通して本体ハウジング２２の外に突出している。当該先端部には、円環状のすべり軸受１０２を介して、円筒状のキャップ１００が外嵌されている。シフトセレクト軸１５は、すべり軸受１０２によっても摺接支持されている。図５に示すように、切換ユニット２６は、電動モータ２３の出力軸１３１と同軸状の伝達軸４１と、伝達軸４１と同軸にかつ、同伴回転可能に設けられた環状の回転体である第１ロータ４２と、伝達軸４１に同軸にかつ、同伴回転可能に設けられた環状の回転体である第２ロータ４４と、第１ロータ４２と第２ロータ４４との間で伝達軸４１の連結先を切り換えるためのクラッチ機構３９とを備えている。出力軸１３１、伝達軸４１、第１ロータ４２および第２ロータ４４は、共通の回転軸線Ｃまわりに回転する。

伝達軸４１は、電動モータ２３側に設けられて電動モータ２３の出力軸１３１と一体回転可能に連結される主軸部４６と、主軸部４６の一端部（第１ロータ４２側の端部。図５に示す右端部）に、主軸部４６と一体的に設けられ、主軸部４６よりも大径の円板状をなす大径部（円板部）４７とを備えている。伝達軸４１は、後述するように、電動モータ２３側（出力軸１３１側）とは反対側の大径部４７において、電動モータ２３の回転トルクをシフト変換機構２４およびセレクト変換機構２５に伝達するためのものである。

第１ロータ４２は、伝達軸４１に対し電動モータ２３側と反対側（図５における右側）に配置されている。第１ロータ４２は、電動モータ２３側の軸方向端部（図５に示す左端部）の外周から径方向外方に向けて張り出す第１アーマチュアハブ５４を備えている。第１アーマチュアハブ５４は、大径部４７の電動モータ２３側と反対側の面（図５に示す右面）に対向して配置されている。

第２ロータ４４は、伝達軸４１の大径部４７に対し第１ロータ４２と反対側、すなわち電動モータ２３側（図５における左側）に配置されており、伝達軸４１の主軸部４６の周囲を非接触状態で取り囲んでいる。第２ロータ４４は、電動モータ２３側と反対側の軸方向端部（図５に示す右端部）の外周から径方向外方に向けて張り出す第２アーマチュアハブ５５を備えている。第２アーマチュアハブ５５は、大径部４７の電動モータ２３側の面（図５に示す左面）に対向して配置されている。

言い換えれば、第１ロータ４２（の第１アーマチュアハブ５４）および第２ロータ４４（の第２アーマチュアハブ５５）が、伝達軸４１の大径部４７を挟むように配置されている。この状態で、第１ロータ４２と、第２ロータ４４と、伝達軸４１とは、同軸状に配置されていて、それぞれが軸回りに回転可能である。
クラッチ機構３９は、第１ロータ４２と断続して、伝達軸４１と第１ロータ４２とを連結／解放するシフト電磁クラッチ４３と、第２ロータ４４と断続して、伝達軸４１と第２ロータ４４とを連結／解放するセレクト電磁クラッチ４５とを備えている。シフト電磁クラッチ４３は、電動モータ２３からの回転トルクを第１ロータ４２に伝達して第１ロータ４２を回転させることができる。セレクト電磁クラッチ４５は、電動モータ２３からの回転トルクを第２ロータ４４に伝達して第２ロータ４４を回転させることができる。

シフト電磁クラッチ４３は、第１フィールド４８と第１アーマチュア４９とを備えている。第１アーマチュア４９は、伝達軸４１の大径部４７の軸方向の他方側の面（一方面。図５に示す右面）に当該大径部４７と同伴回転可能にかつ後述する第１アーマチュアハブ５４に対向するように設けられている。第１アーマチュア４９は、伝達軸４１と同軸状をなす略円環円板状をなし、伝達軸４１（大径部４７）に同伴して回転軸線Ｃまわりに回転する。第１アーマチュア４９は、鉄などの強磁性体を用いて形成されている。

第１フィールド４８は、周方向から見た断面が横に傾いたＵ字をなす環状の第１ヨーク（継鉄）１７０と、第１ヨーク１７０に収容され、周方向から見た断面がＵ字をなす環状のボビン３１と、ボビン３１内（Ｕ字の内側）に内蔵され、磁力を発生する第１電磁コイル（コイル、線輪）５０とを含む環状体である。換言すると、第１フィールド４８は、第１ヨーク１７０に第１電磁コイル５０を内蔵したもののことを指す。第１ヨーク１７０の外周面が本体ハウジング２２の内周面に固定されることによって、第１フィールド４８は、本体ハウジング２２に固定されている。第１ヨーク１７０の内周面には、環状の転がり軸受１５４が嵌め込まれている。転がり軸受１５４の外輪が第１ヨーク１７０の内周面に固定（内嵌）され、転がり軸受１５４の内輪が第１ロータ４２に固定（外嵌）されている。これにより、第１ヨーク１７０は、第１ロータ４２を回転可能に支持している。

セレクト電磁クラッチ４５は、第２フィールド５１と、第２アーマチュア５２とを備えている。第２アーマチュア５２は、伝達軸４１の大径部４７の軸方向一方側の面（他方面。図５に示す左面）に当該大径部４７と同伴回転可能にかつ後述する第２アーマチュアハブ５５に対向するように設けられている。第２アーマチュア５２は、伝達軸４１と同軸状をなす略円環円板状をなし、伝達軸４１（大径部４７）に同伴して回転軸線Ｃまわりに回転する。第２アーマチュア５２は、鉄などの強磁性体を用いて形成されている。

第２フィールド５１は、周方向から見た断面が横に傾いたＵ字をなす環状の第２ヨーク（継鉄）１７１と、第２ヨーク１７１に収容され、周方向から見た断面がＵ字をなす環状のボビン３２と、ボビン３２内（Ｕ字の内側）に内蔵され、磁力を発生する第２電磁コイル（コイル、線輪）５３とを含む環状体である。換言すると、第２フィールド５１は、第２ヨーク１７１に第２電磁コイル５３を内蔵したもののことを指す。第２ヨーク１７１の外周面が本体ハウジング２２の内周面に固定されることによって、第２フィールド５１は、本体ハウジング２２に固定されている。第２ヨーク１７１の内周面には、環状の転がり軸受１５５が嵌め込まれている。転がり軸受１５５の外輪が第２ヨーク１７１の内周面に固定（内嵌）され、転がり軸受１５５の内輪が第２ロータ４４に固定（外嵌）されている。これにより、第２ヨーク１７１は、第２ロータ４４を回転可能に支持している。

第１フィールド４８および第２フィールド５１は、大径部４７、第１アーマチュアハブ５４および第２アーマチュアハブ５５を挟んで、軸方向（第１ロータ４２、第２ロータ４４および伝達軸４１のそれぞれの中心軸の延びる方向であり、図５では左右方向）に沿って並んで配置されている。
クラッチ機構３９には、シフト電磁クラッチ４３およびセレクト電磁クラッチ４５を駆動するためのクラッチ駆動回路２０５（図７参照）が接続されている。クラッチ駆動回路２０５には、配線などを介して電源（図示しない）から電圧供給（給電）されている。クラッチ駆動回路２０５は、リレー回路などを含む構成であり、シフト電磁クラッチ４３およびセレクト電磁クラッチ４５に対し、それぞれ個別に給電および給電停止を切換え可能に設けられている。なお、クラッチ駆動回路２０５は、シフト電磁クラッチ４３およびセレクト電磁クラッチ４５の双方を駆動する構成に限られず、シフト電磁クラッチ４３を駆動するためのクラッチ駆動回路２０５と、セレクト電磁クラッチ４５を駆動するためのクラッチ駆動回路２０５とを個別に設けることもできる。

シフト電磁クラッチ４３に対する給電により、第１アーマチュア４９が第１ロータ４２の第１アーマチュアハブ５４と摩擦接触して伝達軸４１が第１ロータ４２に連結される。これにより、シフト電磁クラッチ４３が伝達状態（接続状態）になる。また、シフト電磁クラッチ４３に対して給電されない状態では、第１アーマチュア４９が第１ロータ４２の第１アーマチュアハブ５４と接触せず、そのため伝達軸４１が第１ロータ４２に連結されない。その結果、シフト電磁クラッチ４３が遮断状態（切断状態）になる。

一方、セレクト電磁クラッチ４５に対する給電により、第２アーマチュア５２が第２ロータ４４の第２アーマチュアハブ５５と摩擦接触して伝達軸４１が第２ロータ４４に連結される。これにより、セレクト電磁クラッチ４５が伝達状態（接続状態）になる。また、セレクト電磁クラッチ４５に対して給電されない状態では、第２アーマチュア５２が第２ロータ４４の第２アーマチュアハブ５５と接触せず、そのため伝達軸４１が第２ロータ４４に連結されない。その結果、セレクト電磁クラッチ４５が遮断状態（切断状態）になる。

電動アクチュエータ２１の制御では、通常、シフト電磁クラッチ４３およびセレクト電磁クラッチ４５の一方のみが選択的に接続されるようになっている。すなわち、シフト電磁クラッチ４３が伝達状態にあるときには、セレクト電磁クラッチ４５が遮断状態にあり、セレクト電磁クラッチ４５が伝達状態にあるときには、シフト電磁クラッチ４３が遮断状態にある。

第２ロータ４４の外周には、小径の円環状の第１歯車５６が外嵌固定されている。第１歯車５６は第２ロータ４４と同軸に設けられている。第１歯車５６は転がり軸受５７によって支持されている。転がり軸受５７の外輪は、第１歯車５６に内嵌固定されている。転がり軸受５７の内輪は、伝達軸４１の主軸部４６の外周に外嵌固定されている。
シフト変換機構２４は、回転運動を直線運動に変換する減速機としてのボールねじ機構５８と、このボールねじ機構５８に備えられるナット５９と、ナット５９の軸方向移動に伴ってシフトセレクト軸１５の中心軸線１７まわりに回動するアーム６０とを主に備えている。

ボールねじ機構５８は、第１ロータ４２と同軸（すなわち伝達軸４１と同軸）に延びるねじ軸６１と、ねじ軸６１にボール（図示しない）を介して螺合する前述したナット５９とを備えている。ねじ軸６１は、図５の上方から見た平面視において、シフトセレクト軸１５と、食い違い角が９０°の食い違い軸の関係をなしている。言い換えれば、ねじ軸６１の軸方向およびシフトセレクト軸１５の軸方向Ｍ４の双方に直交する方向（図５の上方）から見て、ねじ軸６１およびシフトセレクト軸１５は互いに直交している。

ねじ軸６１は、転がり軸受６４，６７によって軸方向への移動が規制されつつ支持されている。具体的には、ねじ軸６１の一端部（図５に示す左端部）は転がり軸受６４によって支持されており、また、ねじ軸６１の他端部（図５に示す右端部）は転がり軸受６７によって支持されている。これらの転がり軸受６４，６７により、ねじ軸６１がその中心軸線８０（図５および図６参照）まわりに回転可能に支持されている。

転がり軸受６４の内輪は、ねじ軸６１の一端部に外嵌固定されている。また、転がり軸受６４の外輪は、本体ハウジング２２に固定されている。また、転がり軸受６４の外輪には、ロックナット６６が係合されて、ねじ軸６１の軸方向の他方（図５に示す右方）への転がり軸受６４の移動が規制されている。ねじ軸６１の一端部における転がり軸受６４よりも電動モータ２３側（図５に示す左側）の部分は、第１ロータ４２の内周に挿通されて、この第１ロータ４２に同伴回転可能に連結されている。転がり軸受６７の内輪は、ねじ軸６１の他端部に外嵌固定されている。転がり軸受６７の外輪は、本体ハウジング２２に固定されている。

ナット５９の一側面（図５に示す手前側側面。図６に示す左側側面）、および当該一側面とは反対側の他側面（図５に示す奥側側面。図６に示す右側側面）には、それぞれシフトセレクト軸１５の軸方向Ｍ４に沿う方向（図５の紙面に直交する方向）に延びる円柱状の突出軸７０（図５では一方のみ図示。図６を併せて参照）が突出形成されている。一対の突出軸７０は、同軸状に配置されている（図６参照）。ナット５９は、アーム６０の第１係合部７２（後述する）によって、ねじ軸６１まわりの回転が規制されている。したがって、ねじ軸６１が回転されると、ねじ軸６１の回転に同伴して、ナット５９がねじ軸６１の軸方向に移動する。なお、図６では、ねじ軸６１の軸方向に関し、図５に示すナット５９の位置よりも、第１ロータ４２に対し離反する方向（図５に示す右方）にナット５９が位置するときのナット５９およびアーム６０の断面状態を示している。

図５および図６に示すように、アーム６０は、ナット５９に係合するための第１係合部７２と、シフトセレクト軸１５のスプライン部１２０にスプライン嵌合するための第２係合部７３（図６参照）と、第１係合部７２と第２係合部７３とを接続する直線状の接続ロッド７４とを備えている。接続ロッド７４は、たとえば、その全長にわたって断面矩形状をなしている。第２係合部７３は、リング状（円環状）をなし、シフトセレクト軸１５のスプライン部１２０に対して外嵌されている。第２係合部７３の内周面には、スプライン７５が形成されており、第２係合部７３のスプライン７５とスプライン部１２０のスプライン１２１とが噛み合うことで、第２係合部７３とスプライン部１２０とのスプライン嵌合が達成されている。なお、第２係合部７３は、円環板状をなしているが、円筒状（軸方向に所定の厚みを有する形状）をなしていてもよい。

第１係合部７２は、互いに対向する一対の支持板部７６（図５では、一方の支持板部７６のみを図示）と、一対の支持板部７６の基端辺同士を連結する連結板部７７とを備え、側面視で略Ｕ字状をなしている。各支持板部７６には、各突出軸７０の外周と、当該突出軸７０の回転を許容しつつ係合するＵ字係合溝７８が形成されている。Ｕ字係合溝７８は、前記の基端辺と反対側の先端辺（図５および図６における上端辺）から切り欠かれている。そのため、第１係合部７２は、ナット５９に、突出軸７０まわりに相対回転可能にかつ、ねじ軸６１の軸方向に同行移動可能に係合している。また、各Ｕ字係合溝７８と各突出軸７０との係合により、ナット５９では、アーム６０の第１係合部７２によってねじ軸６１まわりの回転が規制されている。したがって、ねじ軸６１の回転に伴って、ナット５９および第１係合部７２がねじ軸６１の軸方向に移動する。

前述したように、シフトセレクト軸１５のスプライン部１２０の外周と、第２係合部７３の内周とはスプライン嵌合している。具体的には、第２係合部７３の内周に設けられたスプライン７５に、スプライン部１２０の外周に設けられたスプライン１２１が噛み合っている。このとき、スプライン１２１とスプライン７５との間には噛合いのための隙間が確保されている。言い換えれば、シフトセレクト軸１５のスプライン部１２０の外周に対して、第２係合部７３が、当該シフトセレクト軸１５に対して相対回転不能にかつ相対軸方向移動が許容された状態で連結されている。したがって、シフト電磁クラッチ４３が伝達状態にあって、ねじ軸６１が回転し、これに伴ってナット５９がねじ軸６１の軸方向に移動すると、アーム６０がシフトセレクト軸１５の中心軸線１７まわりに回動し、このアーム６０の揺動に同伴してシフトセレクト軸１５が、中心軸線１７まわりに回転する。つまり、スプライン部１２０が電動モータ２３の回転トルクを第２係合部７３から受けることで、シフトセレクト軸１５が軸回りに回転する。これにより、前述したシフト動作が達成される。

図５に示すように、セレクト変換機構２５は、前述した第１歯車５６と、伝達軸４１と平行に延びた状態で回転可能に設けられたピニオン軸９５と、ピニオン軸９５の一端部（図５に示す左端部）寄りの所定位置に同軸に固定されて第１歯車５６と噛み合う第２歯車８１と、ピニオン軸９５の他端部（図５に示す右端部）寄りの所定位置に同軸に固定された小径のピニオンギヤ３６とを備え、全体として減速機を構成している。なお、第２歯車８１は、第１歯車５６およびピニオンギヤ３６の双方よりも大径に形成されている。

ピニオン軸９５の一端部（図５に示す左端部）は、本体ハウジング２２に固定された転がり軸受９６によって支持されている。転がり軸受９６の内輪は、ピニオン軸９５の一端部（図５に示す左端部）に外嵌固定されている。また、転がり軸受９６の外輪は、蓋２７の内面に形成された円筒状の凹部９７内に固定されている。また、ピニオン軸９５の他端部（図５に示す右端部）は、転がり軸受８４によって支持されている。ピニオンギヤ３６とラック部１２２（図６参照）とがラック・アンド・ピニオン機構により噛み合っているので、セレクト電磁クラッチ４５が伝達状態にあって、伝達軸４１の回転に伴ってピニオン軸９５が回転すると、これに伴って、シフトセレクト軸１５が軸方向Ｍ４（図１参照）に移動する。つまり、ラック部１２２が電動モータ２３の駆動力をピニオンギヤ３６から受けることで、シフトセレクト軸１５が軸方向にスライドする。これにより、前述したセレクト動作が達成される。なお、シフトセレクト軸１５がスライドしても、第２係合部７３とスプライン部１２０とのスプライン嵌合は維持されている。

ピニオン軸９５の他端部８２（図５に示す右端部）に関連して、ピニオン軸９５の回転角度を検出するためのセレクトセンサ８７が配設されている。セレクトセンサ８７によるピニオン軸９５の回転角度検出に基づいて、シフトセレクト軸１５の軸方向位置が検出される。
本体ハウジング２２の底壁（蓋２７とは反対側の壁。図５に示す右壁）には、その内外面を貫通するセンサ用孔８５が形成されている。セレクトセンサ８７は、センサ部（図示しない）と、センサ部に連結された第１センサ軸９９とを備えている。第１センサ軸９９の先端部は、センサ用孔８５を通ってピニオン軸９５の他端部８２に同伴回転可能に連結されている。ピニオン軸９５が回転すると、そのピニオン軸９５に同伴して第１センサ軸９９がその軸まわりに回転する。セレクトセンサ８７は第１センサ軸９９の回転角度に基づいて、ピニオン軸９５の回転角度を検出する。

また、本体ハウジング２２内には、シフトセレクト軸１５の軸まわりの回転角度を検出するシフトセンサ８９が設けられている。シフトセンサ８９は、たとえばアナログ電圧出力方式のセンサであり、シフトセレクト軸１５の回転角度に対応する検出出力を出力する。
シフトセンサ８９は、センサ部（図示しない）が内蔵された本体９０と、本体９０のセンサ部に一体回転可能に連結された第２センサ軸９４と、第２センサ軸９４に外嵌固定されたセクタ歯車９１とを備えている。このセクタ歯車９１は、シフトセレクト軸１５に同伴回転可能に設けられた（外嵌固定された）センサ用歯車９２と噛み合っている。シフトセレクト軸１５がその軸まわりに回転すると、そのシフトセレクト軸１５に同伴してセンサ用歯車９２およびセクタ歯車９１が回転し、これに伴って第２センサ軸９４がその軸まわりに回転する。シフトセンサ８９は、第２センサ軸９４の回転角度に基づいてシフトセレクト軸１５の回転角度を検出する。

ここで、図３を参照して、前述した本体ハウジング２２は、第１本体ハウジング２２Ａと、第２本体ハウジング２２Ｂとを有している。なお、第１本体ハウジング２２Ａと第２本体ハウジング２２Ｂとは一体化されていて、これらのハウジングの継ぎ目に隙間は存在しない。そのため、第１本体ハウジング２２Ａと第２本体ハウジング２２Ｂとの継ぎ目から本体ハウジング２２の内外が連通することはない。

第１本体ハウジング２２Ａは、図３における本体ハウジング２２の右側部分をなす略直方体のボックス形状であり、主にシフトセレクト軸１５、ボールねじ機構５８、アーム６０およびピニオンギヤ３６（図５参照）を収容している。第１本体ハウジング２２Ａは、前述した底壁１１１、側壁１１２、側壁１１３および蓋１１４（図６参照）等によって区画されている。

第２本体ハウジング２２Ｂは、第１本体ハウジング２２Ａから、平面視においてシフトセレクト軸１５に直交する方向（図３における左側）へ延び出る中空円筒状である。第２本体ハウジング２２Ｂにおいて第１本体ハウジング２２Ａとは反対側の端面には、前述したモータ用開口部１３が形成されていて、この端面に対して、蓋２７を介して電動モータ２３（モータケース１３３）が取り付けられている（図３〜図５参照）。図５を参照して、第２本体ハウジング２２Ｂ内には、前述した切換ユニット２６や第２歯車８１等が収容されている。

図７は、変速駆動装置３の電気的構成を示すブロック図である。
変速駆動装置３は、たとえば、マイクロコンピュータで構成される制御部（異常検出動作実行手段）８８を備えている。制御部８８の一例としてＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）を挙げることができ、制御部８８はインターフェイス部（図示しない）を介して、車両全体を制御するための上位ＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）３００と通信可能に設けられている。

制御部８８には、電動モータドライバ（図示しない）を介して電動モータ２３が制御対象として接続されている。また、制御部８８には、クラッチ駆動回路２０５を介して、シフト電磁クラッチ４３およびセレクト電磁クラッチ４５が制御対象として接続されている。
制御部８８には、運転者による変速操作用のシフトノブ９３の位置情報、レゾルバ１３０の検出出力、セレクトセンサ８７の検出出力、およびシフトセンサ８９の検出出力がそれぞれ入力されるようになっている。これらの情報は、制御部８８に含まれる記憶部（図示しない）に記憶される。制御部８８は、セレクトセンサ８７の検出出力に基づいて、シフトセレクト軸１５の軸方向位置を求めることができ、また、シフトセンサ８９の検出出力に基づいて、シフトセレクト軸１５の回転角を求めることができる。

制御部８８は、所定のプログラムに応じた自動変速指令や、操作者（ドライバー）によるシフトノブ９３の操作、電磁クラッチ４３，４５の伝達状態／遮断状態の判定結果に基づいて、モータドライバ（図示しない）を介して電動モータ２３を駆動させたり、クラッチ駆動回路２０５を介してシフト電磁クラッチ４３またはセレクト電磁クラッチ４５を駆動させたりする。

ところで、本実施形態では、車両のエンジン始動時に、変速駆動装置３に異常があるか否かを検出するための初期状態異常検出処理が実行される。この点が本実施形態の特徴部分である。
図８は、変速駆動装置３におけるエンジン始動時の動作を示すフローチャートである。
図７および図８に示すように、ＥＣＵ８８は、エンジン始動の旨を通知するための信号を、上位ＥＣＵ３００から受信するか否かを監視している（ステップＳ１）。

そして、車両のエンジンの始動時には（ステップＳ１）、その後、制御部８８は、記憶部（図示しない）に格納されているシフトノブ９３の情報に基づいて現在のシフトノブ９３の位置を調べる（ステップＳ２）。そして、エンジンの始動時において、シフトノブ９３が「Ｐ（パーキング）」に位置するときは（第１条件。ステップＳ２でＹＥＳ）、次に述べる初期状態検出処理が実行される（ステップＳ３）。

初期状態検出処理の結果、変速駆動装置３に異常がない場合には（ステップＳ４でＮＯ）、図７の各処理はリターンされる。また、初期状態検出処理の結果、変速駆動装置３に異常がある場合には（ステップＳ４でＹＥＳ）、異常である旨を上位ＥＣＵ３００に向けて通知する（ステップＳ５）。
図９Ａおよび図９Ｂは、初期状態異常検出処理の内容を示すフローチャートである。

シフトノブ９３が「Ｐ（パーキング）」に位置しているときには、シフトレバー１６（の他端部）は、第２ニュートラル位置Ｎ２に位置（係合）している。
初期状態異常検出処理は、変速駆動装置３のシフト動作に異常があるか否かを調べるシフト動作異常検出処理と、変速駆動装置３のセレクト動作に異常があるか否かを調べるセレクト動作異常検出処理とを含む。図９Ａおよび図９Ｂに示す実施形態では、シフト動作異常検出処理およびセレクト動作異常検出処理の順で実行される。

シフト動作異常検出処理においては、制御部８８は、セレクト電磁クラッチ４５を切断したままシフト電磁クラッチ４３を伝達状態（オン）にし、かつ電動モータ２３を所定の回転方向一方に回転（オン）させる（ステップＳ１１）。このとき、電動モータ２３は所定の回転角だけ回転される（ステップＳ１２）。これにより、シフトレバー１６は、第１軸回転方向Ｒ１および第２軸回転方向Ｒ２の一方に揺動させられ、シフトレバー１６の他端部１６Ｂがシフトロッド１０Ｂごと、軸方向Ｍ３および軸方向Ｍ４の一方に向けて移動させられる。そして、電動モータ２３が予め定める回転角だけ回転された後、電動モータ２３の回転を停止させるとともに、シフト電磁クラッチ４３を切断（オフ）する（ステップＳ１３）。

なお、このときの電動モータ２３の回転角は、第２ニュートラル位置Ｎ２にあるシフトレバー１６を３速シフト位置または４速シフト位置に移動させるために要する角度よりも小さく設定されている。このような電動モータ２３の回転によってシフトレバー１６が３速シフト位置または４速シフト位置に達することはなく、つまり、シフト動作異常検出処理において、他の変速段（３速または４速）にギヤ入れしてしまうことはない。

次いで、制御部８８は、シフトセンサ８９の検出角（検出出力）を参照するとともに（ステップＳ１４）、この検出角に基づいてシフトレバー１６の揺動角を演算により求める。また、制御部８８は、レゾルバ１３０の検出角を参照するとともに（ステップＳ１５）、この検出角に基づいてシフトレバー１６の揺動角を演算により求める。
そして、制御部８８は、シフトセンサ８９の検出角に基づく揺動角と、レゾルバ１３０の検出角に基づく揺動角とを比較し、両者が一致するか否かを調べる（ステップＳ１６）。

両者が一致しない場合には（ステップＳ１６でＮＯ）、制御部８８は、シフト動作異常と判断し（ステップＳ１７）、その旨を上位ＥＣＵ３００に通知する。
一方、両者が一致する場合には（ステップＳ１６でＹＥＳ）、制御部８８は、シフト動作が正常であると判断しその旨を記憶し、ステップＳ１７の処理はスキップする。
その後、制御部８８はシフト電磁クラッチ４３を伝達状態（オン）にし、かつ電動モータ２３を回転方向の反対側に、前記回転角と同じ回転角だけ回転（オン）させ、これにより、シフトレバー１６（他端部１６Ｂ）を元の第２ニュートラル位置に戻し（ステップＳ１８）、シフト動作異常検出処理が終了する。

セレクト動作異常検出処理においては、制御部８８は、シフト電磁クラッチ４３を切断したままセレクト電磁クラッチ４５を接続状態（オン）にし、かつ電動モータ２３を所定の回転方向一方に回転（オン）させる（ステップＳ１９）。電動モータ２３は所定の回転角だけ回転される（ステップＳ２０）。このとき、シフトセレクト軸１５は軸方向Ｍ１１および軸方向Ｍ１２の一方に向けて移動させられ、これにより、シフトレバー１６の他端部１６Ｂが第１および第２軸方向Ｍ１１，Ｍ１２の一方に向けて移動させられる。そして、電動モータ２３が予め定める回転角だけ回転された後、電動モータ２３の回転を停止させるとともに、セレクト電磁クラッチ４５を切断（オフ）する（ステップＳ２１）。

なお、このときの電動モータ２３の回転角は、第２ニュートラル位置Ｎ２にあるシフトレバー１６を第１ニュートラル位置Ｎ１または第２ニュートラル位置Ｎ２に移動させるために要する角度よりも小さく設定されている。そのためこのような電動モータ２３の回転によってシフトレバー１６が第１ニュートラル位置Ｎ１または第２ニュートラル位置Ｎ２に達することはない。

次いで、制御部８８は、セレクトセンサ８７の検出角（検出出力）を参照するとともに（ステップＳ２２）、この検出角に基づいてシフトセレクト軸１５の軸方向Ｍ１１，Ｍ１２移動量を演算により求める。また、制御部８８は、レゾルバ１３０の検出角を参照するとともに（ステップＳ２３）、この検出角に基づいてシフトセレクト軸１５の軸方向Ｍ１１，Ｍ１２移動量を演算により求める。

そして、制御部８８は、シフトセンサ８９の検出角に基づく軸方向Ｍ１１，Ｍ１２移動量と、レゾルバ１３０の検出角に基づく軸方向Ｍ１１，Ｍ１２移動量とを比較し、両者が一致するか否かを調べる（ステップＳ２４）。
両者が一致しない場合には（ステップＳ２４でＮＯ）、制御部８８は、セレクト動作異常と判断し（ステップＳ２５）、その旨を上位ＥＣＵ３００に通知する。

一方、両者が一致する場合には（ステップＳ２４でＹＥＳ）、制御部８８は、セレクト動作が正常であると判断しその旨を記憶し、ステップＳ２５の処理はスキップする。
その後、制御部８８はセレクト電磁クラッチ４５を伝達状態（オン）にし、かつ電動モータ２３を回転方向の反対側に、前記回転角と同じ回転角だけ回転（オン）させ、これにより、シフトレバー１６（他端部１６Ｂ）を元の第２ニュートラル位置に戻し（ステップＳ１８）、セレクト動作異常検出処理が終了する。

以上のようにこの実施形態によれば、車両の発進に先立って、初期状態異常検出処理が実行される。
初期状態異常検出処理では、シフト電磁クラッチ４３が伝達状態にされかつ電動モータ２３が駆動されて、第２ニュートラル位置Ｎ２にあるシフトレバー１６（他端部１６Ｂ）が揺動させられる。そして、そのときのシフトセンサ８９の検出角とレゾルバ１３０の検出角との比較により、電動アクチュエータ２１のシフト動作の異常が検出される。

また、初期状態異常検出処理では、セレクト電磁クラッチ４５が伝達状態にされかつ電動モータ２３が駆動されて、第２ニュートラル位置Ｎ２にあるシフトレバー１６（他端部１６Ｂ）が第１および第２軸方向Ｍ１１，Ｍ１２移動させられる。そして、そのときのセレクトセンサ８７の検出角とレゾルバ１３０の検出角との比較により、電動アクチュエータ２１のセレクト動作の異常が検出される。

これにより、車両の発進に先立って、電動アクチュエータ２１のシフト動作およびセレクト動作の異常を、個別に自己検出することができる。
以上、この発明の一実施形態について説明したが、本発明は他の形態で実施することもできる。
たとえば、前述の実施形態では、初期状態異常検出処理を、シフト動作異常検出処理およびセレクト動作異常検出処理の順で実行したが、セレクト動作異常検出処理を先に実行してもよい。

また、初期状態異常検出処理として、シフト動作異常検出処理およびセレクト動作異常検出処理の一方のみを実行する構成であってもよい。とくに、シフト動作およびセレクト動作の一方のみを実行するタイプの電動アクチュエータに適用でき、この場合、これらの動作の異常を検出することができる。
また、エンジン始動時（初期状態）でかつシフトノブ９３が「Ｐ（パーキング）」に位置しているときに実行される異常検出処理を例に挙げたが、異常検出処理は、車両の停車状態を前提に、エンジン始動時、シフトノブ９３が「Ｐ」に位置しているときまたはシフトノブ９３が「Ｎ（ニュートラル）」に位置しているときの少なくとも１つを満たす実行させるようにしてもよい。

その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

２…変速機、３…変速駆動装置、１５…シフトセレクト軸（操作軸）、１６…シフトレバー（操作レバー）、２１…電動アクチュエータ、２３…電動モータ、２４…シフト変換機構、２５…セレクト変換機構、４３…シフト電磁クラッチ、４５…セレクト電磁クラッチ、８７…セレクトセンサ、８８…ＥＣＵ（異常検出動作実行手段）、８９…シフトセンサ、１３０…レゾルバ（モータ回転角センサ）、Ｎ２…第２ニュートラル位置（特定のニュートラル位置）

Claims (5)

1. 車両に搭載されて、操作レバーが連結された操作軸を移動させることで前記操作レバーを変速操作させる電動アクチュエータであって、
   回転トルクを発生させるための電動モータと、
   前記回転トルクを前記操作軸に伝達するための伝達機構と、
   前記電動モータの回転角を検出するためのモータ回転角センサと、
   前記操作軸の位置を検出するための操作軸位置センサと、
   前記操作レバーが特定のニュートラル位置に位置していることを含む、所定の第１条件を満たす場合に、前記電動モータを駆動させることにより前記操作レバーを操作させ、その操作時における前記操作軸位置センサの検出出力と前記モータ回転角センサの検出出力とに基づいて前記電動アクチュエータの異常を検出する異常検出動作を実行する異常検出動作実行手段と
   を含む、電動アクチュエータ。
2. 前記異常検出動作のために操作される、前記操作レバーの前記特定のニュートラル位置からの移動量が、他の変速段に変速するために要する移動量よりも小さく設定されている、請求項１に記載の電動アクチュエータ。
3. 前記操作軸は、前記操作レバーが連結されて、軸まわりに回転させることで前記操作レバーをシフト動作させるとともに軸方向移動させることで前記操作レバーをセレクト動作させるためのシフトセレクト軸を含み、
   前記伝達機構は、
   前記電動モータによって発生される回転トルクを、前記シフトセレクト軸を軸まわりに回転させる力に変換して、前記シフトセレクト軸に伝達するシフト変換機構と、
   前記電動モータによって発生される回転トルクを、前記シフトセレクト軸を軸方向移動させる力に変換して、前記シフトセレクト軸に伝達するセレクト変換機構とを含み、
   前記電動アクチュエータは、
   前記電動モータによって発生される回転駆動力を前記シフト変換機構に伝達／遮断するシフト電磁クラッチと、
   前記電動モータによって発生される回転駆動力を前記セレクト変換機構に伝達／遮断するセレクト電磁クラッチとさらに含み、
   前記操作軸位置センサは、
   前記シフトセレクト軸の回転方向に関する前記操作レバーの位置を検出するためのシフトセンサと、
   前記シフトセレクト軸の軸方向に関する前記操作レバーの位置を検出するためのセレクトセンサとを含み、
   前記異常検出動作実行手段により実行される前記異常検出動作は、
   前記電動モータを駆動させ、前記シフト電磁クラッチを伝達状態にしかつ前記セレクト電磁クラッチを遮断状態にすることにより、前記操作レバーをシフト操作させ、そのシフト操作時における前記シフトセンサの検出出力と前記モータ回転角センサの検出出力とに基づいて前記シフト動作の異常を自己で判断するシフト異常検出動動作と、
   前記電動モータを駆動させ、前記セレクト電磁クラッチを伝達状態にしかつ前記シフト電磁クラッチを遮断状態にすることにより、前記操作レバーをセレクト操作させ、そのセレクト操作時における前記セレクトセンサの検出出力と前記モータ回転角センサの検出出力とに基づいて前記セレクト動作の異常を自己で判断するセレクト異常検出動作と含む、請求項１または２に記載の電動アクチュエータ。
4. 前記第１条件は、前記操作レバーが前記特定のニュートラル位置にありかつ前記車両のエンジン始動時であることを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動アクチュエータ。
5. 前記車両に搭載された変速機を変速するための操作レバーが連結され、移動させられることにより前記操作レバーを変速動作させるための操作軸と、
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の電動アクチュエータとを含む、変速駆動装置。

Images