JP6714482B2 - パークロックデバイス - Google Patents

Description

本発明は、パークロックデバイスに関する。

車両のパークロックを行うパークロックデバイスが知られている。特許文献１では、油圧アクチュエータによりパークロッドを移動させる油圧作動式の車両用パーキングロック装置が開示されている。

特開２０１４−８０１１０号公報

坂道などでは、駆動輪からパーキングギヤにトルクが付加される。この状態で、パークロック解除側にパークロッドを移動させようとすると、パークロッドには付加されたトルクに応じた分だけ大きな摩擦力が発生する。このため、パークロッドを移動させる油圧アクチュエータには、その摩擦力を上回る推力が求められる。

ところが、推力を確保するために油圧アクチュエータのピストン径を大きくすると、ピストン容積が大きくなるので、パークロック解除時に必要な総油量も多くなる。必要な総油量が多い場合、必要な総油量を短時間で供給しようとすると、油圧供給源にかかる負荷が大きくなるので、省エネルギに不利となる。このため、パークロック解除時に必要な総油量を抑えることが可能な技術が望まれる。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたもので、パークロック解除に必要な力を発揮しつつ、パークロック解除に必要な総油量を低減することが可能なパークロックデバイスを提供することを目的とする。

本発明のある態様のパークロックデバイスは、受圧室と、前記受圧室内に第１受圧面を有する第１ピストンと、前記受圧室内に第２受圧面を有する第２ピストンと、前記第１受圧面及び前記第２受圧面に油圧が作用することにより、パークロック解除側へ移動するパークロッドと、を有し、前記受圧室内の油量が所定量未満のときには、前記受圧室内の油量が増加するにつれて前記第１受圧面及び前記第２受圧面が所定方向へ移動し、前記受圧室内の油量が前記所定量以上になると、前記第２受圧面の移動が停止する一方、前記受圧室内の油量が増加するにつれて前記第１受圧面が前記所定方向に移動する構成とされる。

この態様によれば、油量が所定量未満のときには、パークロック解除に強い力が必要になるところ、第１受圧面及び第２受圧面の双方にかかる油圧がパークロック解除に寄与するので、パークロック解除に必要な力を発揮できる。また、油量が所定量以上のときには、パークロック解除は弱い力で足りるところ、第２受圧面の移動を停止して受圧室の容量増加を抑えるので、パークロック解除時に必要な総油量を低減できる。

パークモジュールの概略構成図の第１図である。 パークモジュールの概略構成図の第２図である。 パークモジュールの動作説明図の第１図である。 パークモジュールの動作説明図の第２図である。 パークモジュールの動作説明図の第３図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

図１、図２は、パークモジュール１の概略構成図である。図１では、パークロック状態でパークモジュール１を示す。図２では、パークロック解除状態でパークモジュール１を示す。

パークモジュール１は、パークロックデバイスであり、変速機とともに車両に設けられ変速機の出力軸を機械的にロックする。パークモジュール１は、パーキングギヤ２と、パーキングポール３と、パークロッド４と、カム５と、スリーブ６と、リンクレバー７と、パークアクチュエータ８と、ロック機構９と、油圧回路１０とを備える。

パーキングギヤ２は、変速機の出力軸に固定され、出力軸と共に回転または停止する。パーキングギヤ２には、パーキングポール３が係合する。

パーキングポール３は、パークロッド４の動きに応じて揺動する。パーキングポール３が揺動すると、パーキングギヤ２とパーキングポール３との係合状態が変更される。

図１に示すように、パーキングギヤ２とパーキングポール３とが係合した状態では、パーキングギヤ２が機械的にロックされ、出力軸もロックされる。これにより、パークモジュール１がパークロック状態になり、車両の移動が規制される。

図２に示すように、パーキングギヤ２とパーキングポール３との係合が解除された状態では、パーキングギヤ２及び出力軸のロックが解除され、パーキングギヤ２及び出力軸が回転可能となる。これにより、パークモジュール１がパークロック解除状態になり、車両の移動規制が解除される。

パークロッド４は、パークアクチュエータ８によって、図１に示されるパークロックポジションと、図２に示される非パークロックポジションとに移動される。

パークロッド４の一端側には、カム５が取り付けられる。カム５は、パーキングポール３に接触し、パークロッド４の動きに応じてパーキングポール３を揺動させる。カム５は、パークロッド４が図１に示されるパークロックポジションにある場合に、パーキングギヤ２とパーキングポール３とを係合させる。カム５は、パークロッド４が図２に示される非パークロックポジションにある場合に、パーキングギヤ２とパーキングポール３との係合を解除する。

カム５は、第１テーパ部５ａと第２テーパ部５ｂとを有する。第１テーパ部５ａは、パークロッド４が図１に示されるパークロックポジションにある場合に、パーキングポール３と接触する。第２テーパ部５ｂは、パークロッド４の一端側から第１テーパ部５ａに連なる。第１テーパ部５ａ及び第２テーパ部５ｂはともに、パークロッド４の他端側から一端側に向かって次第に縮径される。第２テーパ部５ｂのテーパ角は、第１テーパ部５ａのテーパ角よりも小さく設定される。

スリーブ６は、パークロッド４に対しパーキングポール３とは反対側に設けられる。スリーブ６は、パーキングポール３とは反対側からカム５又はパークロッド４に当接することで、パーキングポール３とカム５又はパークロッド４との接触状態を保持する当接部材として不動に設けられる。

パークロッド４の他端側には、リンクレバー７の一端部が接続される。リンクレバー７は、パークアクチュエータ８の力をパークロッド４に伝達する。リンクレバー７の中間部には、回転軸が設けられる。リンクレバー７は、回転軸周りに回転することで、パークアクチュエータ８の伸長動作時にパークロッド４をパークロック解除方向に移動させ、パークアクチュエータ８の短縮動作時にパークロッド４をパークロック方向に移動させる。

パークアクチュエータ８は、パークロッド４を駆動する。パークアクチュエータ８は、パーキングレンジが選択された場合に、パークロッド４を図１に示されるパークロックポジションに駆動し、パーキングレンジ以外のレンジが選択された場合に、パークロッド４を図２に示される非パークロックポジションに駆動する。以下では、パーキングレンジをＰレンジと称し、パーキングレンジ以外のレンジをｎｏｔＰレンジと称す。

パークアクチュエータ８は具体的には、油圧シリンダで構成され、シリンダ８１と、第１ピストン８２と、第２ピストン８３と、受圧室８４と、第１スプリング８５と、第２スプリング８６とを有する。

シリンダ８１は、第１ピストン８２及び第２ピストン８３を収容する。シリンダ８１は、段付きシリンダであり、段差部８１ａと、縮径部８１ｂと、拡径部８１ｃとを有する。段差部８１ａは、受圧室８４が設けられる側でその反対側よりもシリンダ８１を拡径する。縮径部８１ｂは、段差部８１ａに連なる２つのシリンダ部分のうち径が小さいほうの部分であり、拡径部８１ｃは、段差部８１ａに連なる２つのシリンダ部分のうち径が大きいほうの部分である。拡径部８１ｃには、段差部８１ａの反対側からシリンダ８１の底部が連なる。

第２ピストン８３は、拡径部８１ｃに収容され、拡径部８１ｃに対して摺動可能に設けられる。第２ピストン８３には、拡径部８１ｃとの間のクリアランスをシールするシールリングを設けることができる。

第２ピストン８３は、受圧室８４に面する第２受圧面８３ａを有する。第２ピストン８３はこのような態様で、受圧室８４内に第２受圧面８３ａを有した構成とされる。第２ピストン８３は円筒状の形状を有し、第２ピストン８３には第１ピストン８２が挿入される。

第１ピストン８２は、ピストン部８２１と、フランジ部８２２と、ロッド部８２３とを有する。第１ピストン８２は単一の部材で構成される。第１ピストン８２は、複数の部材の組み合わせで構成されてもよい。

ピストン部８２１は、第２ピストン８３に収容され、第２ピストン８３に対して摺動可能に設けられる。ピストン部８２１の軸方向の長さは、第２ピストン８３の軸方向の長さと同じになるように設定される。

ピストン部８２１は、受圧室８４に面する第１受圧面８２ａを有する。第１ピストン８２はこのような態様で、受圧室８４内に第１受圧面８２ａを有した構成とされる。ピストン部８２１には、第２ピストン８３との間のクリアランスをシールするシールリングを設けることができる。

フランジ部８２２は、受圧室８４側の反対側からピストン部８２１に連なる。フランジ部８２２の外径は、ピストン部８２１の外径よりも大きく設定されるとともに、縮径部８１ｂの内径よりも小さく設定される。

ロッド部８２３は、受圧室８４側の反対側からフランジ部８２２に連なる。ロッド部８２３の外径は、フランジ部８２２の外径よりも小さく設定される。ロッド部８２３は、シリンダ８１から外部に突出するように設けられる。ロッド部８２３のうち図１に示すパークロック状態でシリンダ８１から外部に突出する部分には、リンクレバー７の他端部が接続される。

ロッド部８２３には、係合部８２ｂが設けられる。係合部８２ｂは、ロッド部８２３のうち図２に示すパークロック解除状態でシリンダ８１から外部に突出する部分に設けられる。係合部８２ｂには、図２に示すパークロック解除状態でロック機構９が係合する。換言すれば、係合部８２ｂには、パークロッド４が図２に示される非パーキングポジションに位置するときに、ロック機構９が係合する。

受圧室８４は、シリンダ８１、第１ピストン８２及び第２ピストン８３で形成される。受圧室８４は、図１に示すパークロック状態でも、シリンダ８１との底面と第１ピストン８２及び第２ピストン８３との間にわずかな隙間を有して形成される。このように受圧室８４を形成するには例えば、第２ピストン８３がシリンダ８１の底面に着座することを阻止する段差部をシリンダ８１に設けることができる。

第１スプリング８５は、第１ピストン８２のリターンスプリングであり、第１ピストン８２を受圧室８４側に向けて付勢する。第２スプリング８６は、第２ピストン８３のリターンスプリングであり、第２ピストン８３を受圧室８４側に向けて付勢する。

ロック機構９は、図２に示すパークロック解除状態で係合部８２ｂに係合する。これにより、第１ピストン８２がパークロック解除位置でロックされ、パークロッド４の移動が制止される。結果、パークモジュール１がパークロック解除状態でロックされる。ロック機構９は、電子制御可能なアクチュエータを有して構成される。

油圧回路１０は、油圧供給部１１と、制御油路１２と、ソレノイドバルブ１３と、油貯留部１４とを有する。

油圧供給部１１は、受圧室８４へ油圧を供給する。油圧供給部１１は具体的には、オイルポンプと、オイルポンプが供給する油を元にライン圧ＰＬを生成及び調整するライン圧調整弁とを含む構成とされ、受圧室８４へライン圧ＰＬを供給する。ライン圧ＰＬは、パークアクチュエータ８の制御油圧を構成する。

制御油路１２は、油圧供給部１１と受圧室８４とを接続する。制御油路１２は、シリンダ８１の底部を貫通してシリンダ８１内に開口する。制御油路１２には、ソレノイドバルブ１３が設けられる。ソレノイドバルブ１３は、制御油路１２を連通する連通状態と、制御油路１２を遮断する遮断状態とで油の流通経路を切り替える。図２に示すように、ソレノイドバルブ１３は連通状態で、制御油路１２を介して受圧室８４に油を供給可能な供給状態とされる。

図１に示すように、ソレノイドバルブ１３が遮断状態とされると、制御油路１２が分断される。この場合、ソレノイドバルブ１３はさらに、受圧室８４と油貯留部１４とを連通する。このため、ソレノイドバルブ１３は遮断状態で、受圧室８４から油をドレン可能なドレン状態とされる。油貯留部１４は、パークアクチュエータ８等からドレンされた油を貯留する。

パークモジュール１は、コントローラによって制御される。コントローラは例えば、変速機を制御する変速機コントローラであり、選択レンジがＰレンジとｎｏｔＰレンジとの間で変更された場合に、パークモジュール１を制御することで、パークロック、パークロック解除を行う。

この際、ロック機構９は、コントローラの制御のもと、第１ピストン８２のロック・ロック解除を行う。また、ソレノイドバルブ１３は、コントローラの制御のもと、油の流通経路を切り替える。

図３から図５は、パークモジュール１の動作説明図である。図３から図５では、パークモジュール１の状態を状態Ｓ１から状態Ｓ６で示す。図３から図５では、比較例としてパークモジュール１´を併せて示す。パークモジュール１´は、シリンダ８１´及び単一のピストン８２´によって単一の受圧室８４´が形成される一般的なパークアクチュエータ８´を備える。パークアクチュエータ８´では、第２スプリング８６がピストン８２´のリターンスプリングとして用いられるので、第１スプリング８５を有しない。

状態Ｓ１では、パークロック状態となっており、第１ピストン８２及び第２ピストン８３はパークロック位置に位置する。ピストン８２´も同様である。ソレノイドバルブ１３はドレン状態とされる。ロック機構９はロック解除状態とされる。

状態Ｓ１で選択レンジがＰレンジからｎｏｔＰレンジに変更されると、ソレノイドバルブ１３は連通状態となり供給状態となって、状態Ｓ２に移行する。状態Ｓ２は、パークロック解除時であって、受圧室８４内の油量が後述する所定量Ａの場合の状態を示す。状態Ｓ１から状態Ｓ２には具体的には、次のように移行する。

受圧室８４内の油量が所定量Ａ未満の場合、受圧室８４の油圧は第１受圧面８２ａ及び第２受圧面８３ａに作用する。このため、受圧室８４内の油量が増加するにつれて第１受圧面８２ａ及び第２受圧面８３ａがともに、パークロック解除方向に移動する。また、これに応じてパークロッド４がパークロック解除側に移動する。

第１ピストン８２及び第２ピストン８３にとってのパークロック解除方向は、所定方向に相当する。本実施形態では、所定方向としてのパークロック解除方向は、リンクレバー７により、パークロッド４にとってのパークロック解除方向と逆向きとされる。

受圧室８４内の油量が所定量Ａになると、第２ピストン８３は段差部８１ａに当接して停止する。第１ピストン８２は引き続き移動可能である。このため、受圧室８４内の油量が所定量Ａ以上になると、第２受圧面８３ａの移動は停止する一方、受圧室８４内の油量が増加するにつれて第１受圧面８２ａはパークロック解除方向に移動する。

このように、パークモジュール１では、受圧室８４内の油量が所定量Ａ未満の場合には、第１ピストン８２及び第２ピストン８３でパークロック解除のための推力を発生させる。受圧室８４内の油量が所定量Ａ未満の場合、カム５が第１テーパ部５ａでパーキングポール３及びスリーブ６に接触する結果、パークアクチュエータ８の作動領域が、パークロックの解除に大きな推力が必要な作動領域となるためである。

パークモジュール１では、受圧室８４内の油量が所定量Ａ以上になると、第１ピストン８２でパークロック解除のための推力を発生させる。受圧室８４内の油量が所定量Ａ以上になると、カム５が第１テーパ部５ａでパーキングポール３及びスリーブ６に接触しなくなり、パークロックが解除される結果、パークアクチュエータ８の作動領域が、パークロックの解除に大きな推力が不要な作動領域となるためである。

所定量Ａは、パークアクチュエータ８の作動領域が、パークロックの解除に大きな推力が必要か否かを規定するための値であり、実験等により予め設定することができる。このように推力を発生させるピストンの数を規制することで、パークアクチュエータ８の作動に必要な油量が低減される。パークモジュール１´では、受圧室８４´内の油量が増加するにつれて、ピストン８２´が引き続きパークロック解除方向へ移動する。

状態Ｓ３は、第１ピストン８２がパークロック解除位置に位置するパークロック解除時の状態を示す。ロック機構９は、パークモジュール１がパークロック解除状態のときに、第１ピストン８２をロックする。これにより、状態Ｓ３から状態Ｓ４に移行し、第１ピストン８２がパークロック解除後にロックされる。パークモジュール１´では、ピストン８２´がロック機構９によってロックされる。

ロック機構９が第１ピストン８２をロックすると、パークロック解除状態を維持するために受圧室８４に油を供給する必要がなくなる。このため、ソレノイドバルブ１３は遮断状態とされドレン状態とされる。結果、状態Ｓ４から状態Ｓ５に移行する。

状態Ｓ５に示すように、ソレノイドバルブ１３がドレン状態とされると、第２ピストン８３は所定方向としてのパークロック解除方向と逆方向、つまり第１ピストン８２及び第２ピストン８３にとってのパークロック方向へ移動する。

第２ピストン８３がこのように移動しても、ロック機構９が第１ピストン８２をロックしているので、パークロック解除状態は維持される。第２ピストン８３がこのように移動することで、受圧室８４の容積が減少され、パークロックを行う際に受圧室８４から排出しなければならない油量が低減される。パークモジュール１´では、ソレノイドバルブ１３がドレン状態とされても、受圧室８４´内の容積はそのままである。

選択レンジがＰレンジになると、ロック機構９は第１ピストン８２のロックを解除する。結果、状態Ｓ５から状態Ｓ６に移行する。状態Ｓ６では、第１ピストン８２がパークロック方向へ移動し、これに応じてパークロッド４がパークロック側へ移動する結果、パークロックが行われる。パークモジュール１´では、ロック機構９がロックを解除すると、ピストン８２´がパークロック方向へ移動してパークロックが行われる。

次に本実施形態の主な作用効果について説明する。

パークモジュール１は、受圧室８４と、第１ピストン８２と、第２ピストン８３と、パークロッド４と、を有する。パークモジュール１では、受圧室８４内の油量が所定量Ａ未満のときには、受圧室８４内の油量が増加するにつれて、第１受圧面８２ａ及び第２受圧面８３ａが、所定方向としてのパークロック解除方向へ移動する。また、受圧室８４内の油量が所定量Ａ以上になると、第２受圧面８３ａの移動が停止する一方、受圧室８４内の油量が増加するにつれて第１受圧面８２ａが、所定方向としてのパークロック解除方向に移動する。

このような構成によれば、油量が所定量Ａ未満のときには、パークロック解除に強い力が必要になるところ、第１受圧面８２ａ及び第２受圧面８３ａの双方にかかる油圧がパークロック解除に寄与するので、パークロック解除に必要な力を発揮できる。また、油量が所定量Ａ以上のときには、パークロック解除は弱い力で足りるところ、第２受圧面８３ａの移動を停止して受圧室８４の容量増加を抑えるので、パークロック解除時に必要な総油量を低減できる（請求項１に対応する効果）。

パークモジュール１は、ロック機構９を有する。パークモジュール１では、パークロック解除後に、ロック機構９が第１ピストン８２をロックするとともに、第２ピストン８３が所定方向としてのロック解除方向と逆方向へ移動する。

このような構成によれば、パークロックを行う際に受圧室８４から排出しなければならない油量を低減できるので、パークロックを素早く行うことができる（請求項２に対応する効果）。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

上述した実施形態では、所定方向としてのパークロック解除方向が、パークロッド４にとってのパークロック解除方向と逆向きになる場合について説明した。しかしながら、所定方向としてのパークロック解除方向は、パークロッド４にとってのパークロック解除方向と同じ向きになってもよい。

１ パークモジュール（パークロックデバイス）
４ パークロッド
５ カム
５ａ 第１テーパ部
５ｂ 第２テーパ部
８ パークアクチュエータ
８１ シリンダ
８１ａ 段差部
８２ 第１ピストン
８２ａ 第１受圧面
８３ 第２ピストン
８３ａ 第２受圧面
８４ 受圧室
９ ロック機構

Claims (2)

1. 受圧室と、
   前記受圧室内に第１受圧面を有する第１ピストンと、
   前記受圧室内に第２受圧面を有する第２ピストンと、
   前記第１受圧面及び前記第２受圧面に油圧が作用することにより、パークロック解除側へ移動するパークロッドと、を有し、
   前記受圧室内の油量が所定量未満のときには、前記受圧室内の油量が増加するにつれて前記第１受圧面及び前記第２受圧面が所定方向へ移動し、
   前記受圧室内の油量が前記所定量以上になると、前記第２受圧面の移動が停止する一方、前記受圧室内の油量が増加するにつれて前記第１受圧面が前記所定方向に移動する、
   ことを特徴とするパークロックデバイス。
2. 請求項１に記載のパークロックデバイスであって、
   パークロック解除位置で前記第１ピストンをロックするロック機構を有し、
   パークロック解除後に、前記ロック機構が前記第１ピストンをロックするとともに、前記第２ピストンが前記所定方向と逆方向へ移動する、
   ことを特徴とするパークロックデバイス。

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