(57)【要約】【課題】  セレクトレバーとセレクト位置切換装置の機械的連結によりフェール時のレンジ切り換え操作を可能にしつつ、セレクトレバーの小型化によるレイアウト自由度の拡大を図ることができ、しかも要求に応じたセレクトレバー操作力特性を得ることができる自動変速機のセレクトアシスト装置を提供する。【解決手段】  セレクトレバー１１を第１回転部１３に設け、自動変速機５への接続部を第２回転部１７に設け、第２回転部１７をアシストアクチュエータ２で駆動するようにし、第１回転部１３と第２回転部１７をバネ１３２で、弾性限界まで弾性連結し、それを超えると機械的な連結となるようにした。【選択図】      図３
2006076362.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セレクトアシスト装置において、
前記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すると共に、前記アシストアクチュエータを設定した第２連結部材と、
前記両連結部材を連結する位置に設けられ、弾性変位限界までは相対変位を許容し、弾性変位限界を超えると両連結部材を連結状態とする弾性連結機構と、
前記両連結部材の弾性変位量を検出する弾性変位量検出手段と、
前記弾性変位量検出値に基づき、弾性変位限界内で中立状態を保持するように制御指令を演算し、前記アシストアクチュエータを駆動制御するアシスト制御手段と、
を備えたことを特徴とする自動変速機のセレクトアシスト装置。
【請求項２】
請求項１に記載の自動変速機のセレクトアシスト装置において、
前記アシスト制御手段は、
弾性変位が最も小さくなる弾性変位可能な範囲の中点を目標とするよう駆動指令を演算する、
ことを特徴とする自動変速機のセレクトアシスト装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の自動変速機のセレクトアシスト装置において、
前記アシスト制御手段は、
前記弾性変位量検出手段で検出した弾性変位量から、弾性変位可能な範囲の中点付近の所定範囲を、弾性変位が最小な不感帯とする第２の弾性変位量を演算する第２弾性変位量演算手段と、
前記第２弾性変位量が最も小さくなる弾性変位可能な範囲の中点を目標とするよう駆動指令を演算する駆動指令値演算手段と、
を備える、
ことを特徴とする自動変速機のセレクトアシスト装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の自動変速機のセレクトアシスト装置において、
前記アシスト制御手段は、
伝達関数を用いて制御指令値を演算するものであり、
前記伝達関数のゲインは、
低周波域が所定値以下となるよう設定され、
弾性変位量が長く安定して０とならないようにした、
ことを特徴とする自動変速機のセレクトアシスト装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４に記載の自動変速機のセレクトアシスト装置において、
前記弾性連結機構は、
所定力以上を加えると弾性変位量が生じる、
ことを特徴とする自動変速機のセレクトアシスト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動変速機を備えた車両において、ドライバのセレクトレバーの操作に応じて、自動変速機のセレクト位置を制御で切り換える自動変速機のセレクトアシスト装置の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動変速機のセレクトレバーは、ロッドやケーブル等の操作力伝達手段を介して自動変速機のマニュアルバルブと機械的に連結されている。セレクトレバーに入力されるドライバの操作力は、操作力伝達手段を介してマニュアルバルブに伝達され、操作量に応じてセレクト位置が切り換えられる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
一方、セレクトレバーとマニュアルバルブとが電気的に接続された、いわゆるシフトバイワイヤ技術を用いたものが知られている。この従来技術は、マニュアルバルブを作動するアクチュエータを設け、セレクトレバーの回動操作を電気信号に変化してアクチュエータを駆動することにより、セレクト位置を切り換えるものである（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平９−３２３５５９号公報
【特許文献２】特開２００３−９７６９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
セレクトレバーの操作時には、操作力伝達手段のフリクション、ディテントの抵抗等、機械的な操作反力が発生するため、大きな操作力が要求される。よって、ドライバの必要操作力を小さくするために、セレクトレバーの長さを十分な梃子力が得られる長さに設定する必要がある。
【０００５】
したがって、上記従来技術のうち前者にあっては、セレクトレバーの長さに起因して形状が大きくなるため、設置場所に制約が多く、車室内におけるレイアウト自由度が低いという問題があった。
【０００６】
一方、後者では、アクチュエータの採用によってセレクトレバーを短く設計でき、前者と比較してレイアウト自由度は高くなる。ところが、セレクトレバーとマニュアルバルブとが機械的に連結していないため、フェール時にレンジ切り換えが不能となる。
【０００７】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、セレクトレバーとセレクト位置切換装置の機械的連結によりフェール時のレンジ切り換え操作を可能にしつつ、セレクトレバーの小型化によるレイアウト自由度の拡大を図ることができ、しかも要求に応じたセレクトレバー操作特性を得ることができる自動変速機のセレクトアシスト装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的を達成するため、本発明に記載の自動変速機のセレクトアシスト装置では、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セレクトアシスト装置において、前記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すると共に、前記アシストアクチュエータを設定した第２連結部材と、前記両連結部材を連結する位置に設けられ、弾性変位限界までは相対変位を許容し、弾性変位限界を超えると両連結部材を連結状態とする弾性連結機構と、前記両連結部材の弾性変位量を検出する弾性変位量検出手段と、前記弾性変位量検出値に基づき、弾性変位限界内で中立状態を保持するように制御指令を演算し、前記アシストアクチュエータを駆動制御するアシスト制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
なお、請求項１における「弾性変位限界」は、弾性体の弾性限界と、機構的に弾性変位を制限したことによる変位限界とのいずれであってもよいものとする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、セレクトレバーとセレクト位置切換装置の機械的連結を保持しつつ、ドライバのセレクトレバーの操作に応じて自動変速機のセレクト位置切換装置の切り換えを制御駆動で行うことにより、フェール時のレンジ切り換え操作の確保と、セレクトレバーの小型化によるレイアウト自由度の拡大を共に達成できる。
【００１１】
また、弾性変位限界内で中立状態を保持することによって、通常の操作状態では、自動変速機側の作動のための力をセレクトレバーが全く必要としないようにして良好な軽い操作フィーリングを実現でき、且つ通常の操作の際に遊び量がなくなることによる操作の違和感を生じないようにできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明の自動変速機のセレクトアシスト装置を実現する実施の形態を、実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１３】
まず、構成を説明する。
【００１４】
図１は実施例１の自動変速装置の構成を示す側面図、図２はセレクト部の細部構造を示す要部斜視図である。
【００１５】
実施例１の自動変速装置は、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を主要な構成としている。
【００１６】
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）、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）、ケーブル取付レバー１８、支点軸１９からなる。
【００１７】
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に取り付けられ、第１回転部１３は支点軸１９を中心に回動操作される。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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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１回転部１３には、円周方向に対して所定の長さである遊び溝１３１を設ける。第２回転部１７には、遊び溝１３１内に位置するよう突起１７１を設ける。さらに、遊び溝１３１の内部には、突起１７１を中点位置に向かって両側から付勢するようにバネ１３２を設ける。遊び溝１３１の端部には、バネ１３２の端部を取り付ける部分と突起１７１の当接部分とを分けるように段差を設けて、バネ１３２が座屈を生じる前に突起１７１が遊び溝１３１の端部に当接する構造にしておく（図９参照）。また、突起１７１が遊び溝１３１の端部に当接した際の引っ張り側の変位量に対して、バネは弾性範囲内となるよう設定されている。
【００２１】
これにより、第１回転部１３と第２回転部１７の相対回転可能な範囲は遊び溝１３１の間を突起１７１が移動でき、弾性変位をバネ１３２に生じる範囲となる。（第１回転部１３の遊び溝１３１と第２回転部１７の突起１７１、バネ１３２で弾性連結機構を構成する）
このバネ１３２は、操作反力を生成するとともに、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。
【００２２】
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を回転駆動させる構造にする。さらに、支点軸１９には、第１回転部１３と第２回転部１７の相対変位量、つまりバネ１３２の弾性変位量を検出する位置センサ６（弾性変位量検出手段に該当する）を設ける。
【００２３】
コントローラ３（アシスト制御手段に該当する）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。
【００２４】
図３にコントローラ３の制御ブロック図を示す。
【００２５】
セレクト部１において、レンジ切り換え操作されたセレクトレバー１１のストローク変化は、第１回転部１３と第２回転部１７の相対回転変化となり、遊び溝１３１と突起１７１との相対変位、つまりバネ１３２の弾性変位量となる。この弾性変位量は位置センサ６で検出され、コントローラ３へ出力される。
【００２６】
第２弾性変位量演算部３１は、位置センサ６からの弾性変位量から、図１０に示すように不感帯を有する第２の弾性変位量に変換を行い、変換した結果を出力する。
【００２７】
駆動指令演算部３３は、第２の弾性変位量を最小にするように、駆動指令値を演算して出力する。
【００２８】
モータ駆動制御部３２は、制御指令値に基づいて、アシストアクチュエータ２の電動モータを駆動する。
【００２９】
次に、自動変速機５のディテント構造について説明する。
【００３０】
図４は、自動変速機５のディテント構造を示す斜視図である。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
実施例１では、自動変速機５とセレクト部１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。
【００３５】
次に作用を説明する。
【００３６】
［自動変速機のセレクト位置制御処理］
図５は、コントローラ３で実行されるセレクト位置制御処理の基本的な流れを示すフローチャートで、以下各ステップについて説明する。
【００３７】
ステップＳ１では、位置センサ６からの相対位置変位量信号を入力して、相対位置の変位量を読み込む。
【００３８】
ステップＳ２では、読み込んだ相対位置から、相対位置の中点からの偏差を演算する。
【００３９】
ステップＳ３では、相対位置偏差を不感帯を有する第２相対位置偏差に変換する。
【００４０】
ステップＳ４では、相対位置の中点からの偏差から、モータトルク指令値を設定する。
【００４１】
ステップＳ５では、モータトルク指令値に従ってアシストアクチュエータ２の電動モータを駆動する。
【００４２】
［自動変速機の操作反力特性］
図６は、Ｐ→Ｒレンジ方向におけるアシストアクチュエータ２の出力軸に発生する操作反力、及び連結状態においてセレクトノブ１２に発生する操作反力を示す特性図である。この操作反力特性は、出力軸における操作反力[N]及びセレクトレバー１１における操作反力[N]をセレクトレバー１１の操作位置（ストローク角度）と対比させたものである。
【００４３】
なお、セレクトレバー１１の操作力が自動変速機５へ伝達される場合には、セレクトレバー１１における操作反力は、上述したセレクト部１におけるディテントで発生する負荷力に機構の摩擦力等を合成したものである。よって、レンジ切り換え制御中、レンジ切り換え操作を行う場合には、この操作反力以上の手動操作を必要とする。
【００４４】
また、アシストアクチュエータ２の電動モータの出力軸における操作反力は、上述した自動変速機５のディテントで発生する負荷力に、コントロールケーブル４の摩擦力、電動モータのイナーシャ等を合成したものである。よって、アシストアクチュエータ２によるレンジ切り換えは、この操作反力以上の駆動力が必要となる。
【００４５】
図６に示すように、セレクトレバー１１をＰ→Ｒレンジ方向に操作したときに発生する操作反力は、各レンジ間において、初めにアシストアクチュエータ２の駆動方向と逆方向（Ｄ→Ｎレンジ方向）に発生し、ピーク後に向きを変えて操作方向と同一方向（Ｐ→Ｒレンジ方向）に発生し、レンジ切り換え位置（停止位置）付近でゼロに収束した状態となる。この特性は、ディテントピン５５が、カム山５３ａを乗り越える際に発生する負荷力に起因している。すなわち、ディテントピン５５がカム山５３ａを乗り越えるまでは、バネ板５４を付勢する図示しないバネの付勢力により抵抗力が発生し、ディテントピン５５がカム山５３ａを乗り越えた後は、ディテントピン５５が次のカム山５３ａの溝に落ち込んで引き込み力（慣性力）が発生するためである。
【００４６】
［自動変速機のレンジ切り換え制御及びセレクトレバーの反力生成について］
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１３１内において、突起１７１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弾性変位量を生じていない状態となっている（図８(a)参照）。
【００４７】
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１３１と突起１７１の相対位置変位量が変化し、弾性変位量の変化を生じる。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。この弾性変位量の変化は、位置センサ６で検出される。次に、弾性変位量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。
【００４８】
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１３１と突起１７１の相対位置は、中点近傍に復帰し、弾性変位量を生じない状態となる。
【００４９】
つまり、駆動指令演算部３３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、図８(a)〜(c)に示すようにセレクトレバー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。
【００５０】
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。
【００５１】
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を図７に示す。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図７に示すような状態となる。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。
【００５２】
よって、バネ１３２により生成され、セレクトレバー１１に伝達される操作反力は、操作前半で作動角に対して操作角が先行することにより生じる弾性変位量に応じた力が伝達され、操作後半では、操作角に対して操作角が先行することにより生じる力が伝達される。つまり、図７(b)に示すように図８の自動変速機のディテント力に相似し、自動変速機よりも小さい操作反力が得られるようにしている。これにより軽い操作の際に良好な節度感（切り換わり感）得る。
【００５３】
［操作フィーリングの向上作用］
実施例１では、上記に説明したように通常の制御が行われている場合、第１回転部１３の遊び溝１３１と、第２回転部１７の突起１７１の相対位置が中点に保たれる。つまり弾性変位量が生じない状態に保たれるため、操作の途中で、第１回転部１３と第２回転部１７が機械的伝達系として接続して、そのショックがセレクトレバー１１に伝達されて操作フィーリングを低下させてしまうことがない。
【００５４】
これにより、実施例１における操作フィーリングは、バネ１３２で生成されることになる。よって、バネ１３２の設定により、従来に対して小さいセレクトレバー１１の軽い操作フィーリングを非常に良好にする構成にできるのである。
【００５５】
［急な坂道における発進時の操作フィーリングの向上作用と小型軽量化］
急な坂道を発進しようとしてＰレンジからＤレンジへセレクト操作する場合には、パーキングロッドを引き抜く力が大きくなるため操作力が重くなる。本実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置では、このように負荷が大きい場合には、バネ１３２が弾性限界となって、遊び溝１３１の端部に突起１７１が当接する、つまり弾性連結機構における弾性変位が可能な可動量がない状態となってドライバのセレクトレバー１１へ入力される操作力が第２回転部１７、コントロールケーブル４に伝達され、これにアシストアクチュエータ２の電動モータのアシスト力を加算してパーキングロッド５６を引き抜くため、操作フィーリングとしては軽い操作となり、システムとしては、電動モータの定格を小さくできシステムの小型軽量化となる。
【００５６】
［急激なシフト操作における操作フィーリングの向上作用とコスト低減作用］
本実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置において、急激なセレクト操作をした場合には、バネ１３２が弾性限界となって遊び溝１３１の端部に突起１７１が当接する、つまり弾性連結機構における弾性変形が可能な可動量がない状態となってドライバのセレクトレバー１１へ入力される操作力が第２回転部１７、コントロールケーブル４に伝達され、これにアシストアクチュエータ２の電動モータのアシスト力が加算される。よって、操作フィーリングとしては軽快な操作となり、システムとしては、電動モータへの応答性の要求が緩和され、モータの定格小型化となる。
【００５７】
［セレクトレバーと自動変速機の制御アームの機械的連結］
さらに、実施例１において、フェール時には、セレクトレバー１１を、弾性連結状態の位置範囲を超えて操作すれば、その操作方向において、弾性変位の可動量がなくなり、連結状態となって、コントロールケーブル４を介して、その操作力によって、自動変速機５の制御アーム５１を操作することができる。
【００５８】
[操作反力について]
実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置では、上記のように自動変速機５のディテント力がバネ１３２を介してセレクトレバー１１に伝達されることで、操作反力が生成される。操作反力については、上記で説明したが、ここで操作反力が生成される過程について説明する。まず、操作が開始し、操作に追従するようアシストアクチュエータ２も作動を開始するが、自動変速機５のディテント力は、図６に示すように操作前半に力を必要としているため、アシストアクチュエータ２の作動が遅れることになる。これにより、弾性変位量（相対変位量）が０に近くなるよう制御を行っても、実際には、図７(a)に示すような遅れが生じる。この遅れ分によりセレクト部１のバネ１３２に弾性力が生じ、セレクトレバー１１に操作反力を与えるのである。
【００５９】
さらに、操作の後半では、図６に示すように引き込み領域となり、ディテント力はアシストアクチュエータ２の作動位置を次のレンジ位置へ引き込むように力を加える。そのため、アシストアクチュエータ２の作動がセレクトレバー１１に対して先行する。これにより、弾性変位量（相対変位量）が０に近くなるよう制御を行っても、実際には、図７(a)に示すような進みが生じる。この進み分によるセレクト部１のバネ１３２の弾性力がセレクトレバー１１に操作反力を与えるのである。
【００６０】
このように、バネ１３２を介して自動変速機５のディテント力を伝達することで、操作反力を生成する場合、アシストアクチュエータ２の制御により、操作位置に対してアシストアクチュエータ２の作動位置が追従しすぎてしまうと、作動位置と操作位置の偏差がなくなってしまう。すると、バネ１３２の弾性力がなくなり、操作反力がない状態となる。適度な操作反力は、各レンジ位置への切り換わり感を適度に操作する手に伝達し、良好な操作フィーリングを生成する。
【００６１】
そのため、操作反力がなくなってしまうことは問題となっていた。
【００６２】
また、操作反力がなくなることにより中間停止が発生するという問題も生じる。例えば、自動変速機５のディテント力の特性は、図６に示すようになり、ディテントピン５５がディテントプレート５３の山を越える際、その頂上付近では、ディテントトルクが０となる（図６参照）位置が存在する。よって、この位置付近にセレクトレバー１１の操作が停止し、操作位置と作動位置の偏差が０となるように制御されると、この位置でアシストアクチュエータ２の作動位置が停止してしまう中間停止が発生してしまうという問題が生じる。この中間停止は、その後に、自動変速機５のディテント力により、元のレンジ位置に戻ったり、次のレンジ位置に進んだりし、不確実なセレクト操作を生じさせるため、好ましくない現象である。
【００６３】
これに対し、本実施例１では、不感帯を有する第２の弾性変位量を設けることによりこの課題を解決している。
【００６４】
[第２の弾性変位量について]
実施例１においては、図１０に示すように位置センサ６により検出した弾性変位量に対して、０近傍の所定範囲の弾性変位量を０とする第２の弾性変位量に変換する。すると、駆動指令演算部３３は、弾性変位量を０に近づけるよう制御を行うが、第２弾性変位量演算部３１で変換した第２の弾性変位量の０に近づけるよう制御するため、実際には、所定の範囲内のいずれかにある状態となる。
【００６５】
これにより、アシストアクチュエータ２による追従する制御は、０に近い所定範囲内までしか制御されないことになり、操作位置に対して作動位置が追従しすぎることがなくなるため、バネ１３２による操作反力がなくならない。
【００６６】
よって、適度な操作反力を得て、良好な操作フィーリングとなる。
【００６７】
次に効果を説明する。
【００６８】
本実施の形態の自動変速機のセレクトアシスト装置にあっては、次に列挙する効果を得ることができる。
【００６９】
(1)セレクトレバー１１は従来のセレクトレバーよりも車室内空間への突出量が150mm程度少なく、さらに、セレクトレバー１１と制御アーム５１は弾性変位する可動量を持ってコントロールケーブル４を介して連結されているため、従来品よりも車室内レイアウトの自由度が大きく、インストルメントパネル等、車室内の任意箇所にセレクトレバー１１を設定できる。
【００７０】
また、セレクトレバー１１と制御アーム５１がコントロールケーブル４によって、弾性変位する可動量を有して機械的に連結されているため、アシストアクチュエータ２やコントローラ３がフェールした場合でも、ドライバは手動でセレクト位置を切り換えることができる。
【００７１】
また、第１回転部１３の遊び溝１３１、第２回転部１７の突起１７１、バネ１３２の係合により弾性連結状態と連結状態とを設け、限界弾性範囲内で中立状態を保持するため、通常の操作の際に弾性連結状態から連結状態となることによる違和感を生じないようにできる。
【００７２】
また、実施例１においては、通常の状態を弾性連結状態とするため、連結状態の際に受ける後段の摩擦抵抗を受けることなく、セレクトレバー１１の小型化に合わせた軽い力で操作する良好な操作フィーリングをバネ１３２で生じさせることができる。さらに、実施例１では、自動変速機５のディテント機構に相当する機構をセレクト部１に設ける必要があるのを、バネ１３２を遊び溝１３１に設けることにより、その機構構成を非常に簡素化し、コストを非常に抑制できている。その上で、自動変速機５のディテント力を、バネ１３２を介して伝達することにより、従来と同等の特徴を持ち、かつ操作力を軽くした良好な操作フィーリングを実現しているのである。
【００７３】
また、実施例１においては、弾性連結状態の限界弾性範囲内の可動量を有するため、セレクトレバー１１側と自動変速機５側の組付の際に互いに同期させる調整等を簡略化でき、車両への組付性を向上させることができる。
【００７４】
また、セレクト操作系の負荷が過大となる急な坂道での発進や急激なセレクト操作の際には、ドライバの操作力にモータのアシスト力が加わり、操作を軽快にできる。また、操作力を伝達できるために、システムとしてモータ定格の小型化やモータへの応答性要求の緩和化ができる。
【００７５】
さらに、本実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置におけるシフトバイワイヤシステムに対する有利な作用効果について、比較して説明する。
【００７６】
上記に挙げた作用効果において、(A)通常時は、手動操作力を自動変速機にほとんど伝達することなくアクチュエータの作動力によりレンジ切り換えを行う。(B)フェール時は、アクチュエータの作動力を用いることなく、手動操作力によりレンジ切り換えを行う。(C)過大な負荷が生じる場合には、手動操作力とアクチュエータの作動力を加算したものによりレンジ切り換えを行う（アシスト状態）。特に(B),(C)は、シフトバイワイヤシステムに対し有利な作用効果である。
【００７７】
さらに、(A)と(C)の状態も可変であることが有利である。つまり、本実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置では、走行状況に応じて、ドライバの操作力とアシストアクチュエータによるアシスト力の比率を変えることができる。例えば、走行速度が高い時にＲレンジからＰレンジにシフトしようとする場合に、モータのアシスト力を弱めることにより、ドライバの操作力を高くして（操作を重くして）フィンガータッチの誤セレクトによって車が急停止することが防止できる。このように、操作フィーリングの向上に加えて、誤セレクトの防止や、それにつながるものを抑制することが操作を重くすることで実現できるのである。
【００７８】
さらにシフトバイワイヤシステムと比較すると、ポテンショメータ（位置センサ）のゼロ点の経時移動や電源電圧の変動、回路入力電圧のドリフトなどの外乱に対して、シフトバイワイヤシステムでは制御系の応答性や位置決め精度が劣化しやすい。本実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置では、制御系に多少の変動があってもドライバはメカリンクを通じてその変動分を吸収して操作できるためシステムのロバスト安定性に優れている。
【００７９】
さらに、シフトバイワイヤシステムがシステムダウンした際には、非常用レバーを探して通常と異なる操作をする必要がありパニックに陥ったドライバには負担が大きい。本実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置では操作力が重くなるものも通常と同様のセレクト操作のまま平常心で運転を続けられる。
【００８０】
(2)コントローラ３は、弾性変位が最も小さくなる弾性変位可能な範囲の中点を目標とするよう駆動指令を演算するため、通常の操作の際に弾性連結状態から連結状態となることによる違和感をさらに確実に生じないようにできる。
【００８１】
また、中点を目標とする制御により、自動変速機５のディテント力を、バネ１３２を介して伝達する良好な操作フィーリングの生成をさらに確実にする。
【００８２】
また、中点を目標とする制御により、弾性連結状態の限界弾性範囲内の可動量による、セレクトレバー１１側と自動変速機５側の組付の際の互いに同期させる調整等の簡略化は、さらに、その調整幅を持たせることができ、より簡略化できる。
【００８３】
(3)コントローラ３は、位置センサ６で検出した弾性変位量から、弾性変位可能な範囲の中点付近の所定範囲を、弾性変位が最小な不感帯とする第２の弾性変位量を演算する第２弾性変位量演算部３１と、第２弾性変位量が最も小さくなる弾性変位可能な範囲の中点を目標とするよう駆動指令を演算する駆動指令演算部３３とを備えるため、弾性範囲の可動範囲内の中点を目標として制御を行う場合に、操作反力が生じない状態となることを抑制して、確実に良好な操作フィーリングが得られるようにできる。また、中間停止の発生を防止できる。
【実施例２】
【００８４】
実施例２の自動変速機のセレクトアシスト装置は、駆動指令演算部が弾性変位量にゲインを乗じる演算を行うものであって、そのゲインの低周波域が所定幅内でかつ所定値以下となるよう設定された例である。
【００８５】
図１１は、実施例２のコントローラ３の制御ブロック図である。
【００８６】
駆動指令演算部３４は、弾性変位量にゲインを乗じる演算用いて、駆動指令値を演算するものである。
【００８７】
この駆動指令演算部３４におけるゲインは、図１２に示すように低周波域のゲインをデシベル表示で20Logkとしたものとする。
【００８８】
次に作用を説明する。
【００８９】
[セレクトレバーのアシスト制御処理]
図１３は、コントローラ３で実行されるセレクトレバー１１のアシスト制御処理の流れを示すフローチャートである。
【００９０】
ステップＳ１１では、位置センサ６からの相対位置変位量信号を入力して、相対位置の変位量を読み込む。
【００９１】
ステップＳ１２では、読み込んだ相対位置から、相対位置の中点からの偏差を演算する。
【００９２】
ステップＳ１３では、相対位置の中点からの偏差から、モータトルク指令値を設定する。
【００９３】
ステップＳ１４では、モータトルク指令値に従ってアシストアクチュエータ２の電動モータを駆動する。
【００９４】
[低周波域を低く抑える作用]
実施例２では、検出した弾性変位量に対し、ゲインを乗じて制御指令が演算される。例えば、図１２に示す伝達関数：(k(1+Ts))/(1+kTs)のゲインの周波数に対する特性は、低周波数側と高くし、高周波数側を低くしている。これは、操作周波数帯域(0〜1/T)では、ゲインを上げて追従性を確保し、それを超える領域(1/T〜∞)ではゲインを下げて、ノイズの影響を受けにくくするものである。
【００９５】
低周波数側を高くしている例として積分制御（Ｉ制御）を含むＰＩＤ制御について説明すると、ＰＩＤ制御においては、低周波数領域ほどゲインが∞に近づくようゲインを上げている。これによりＩ制御が定常偏差を０にする。すると、実施例１で説明したように、操作位置と作動位置との偏差がなくなることになり、操作反力が０になる。また、中間停止の問題も生じる。よって、実施例２では、このように、弾性変位量（位置偏差）にゲインを乗じて演算を行うような場合に、ゲインの低周波域における上限を設けて、操作反力がなくなることを抑制している。なお、図１２には、低周波におけるゲインをデシベル表示で20logkとしたものを示したが、例えば、低周波域のゲインは、中間停止の条件に合わせて調整して決めるなど行うのが望ましい。
【００９６】
効果を説明する。実施例２の自動変速機のセレクトアシスト装置においては、上記(1),(2)の効果に加えて、以下の効果を有する。
【００９７】
(4)コントローラ３は、駆動指令演算部３４により伝達関数を用いて制御指令値を演算するものであり、伝達関数のゲインは、低周波域が所定値以下となるよう設定され、弾性変位量が長く安定して０とならないようにしたため、弾性範囲の可動範囲内の中点を目標として制御を行う場合に、操作反力が生じない状態となることを抑制して、確実に良好な操作フィーリングが得られるようにできる。また、中間停止の発生を防止できる。
【００９８】
その他構成、作用効果は実施例１と同様であるので、説明を省略する。
【実施例３】
【００９９】
実施例３の自動変速機のセレクトアシスト装置は、弾性連結機構が、所定力以上を加えると弾性変位が生じる例である。
【０１００】
実施例３では、弾性連結機構を以下のように構成する。
【０１０１】
図１４に示すように、第１回転部１３に設けられる遊び溝１３１を、実施例１の構成に追加して中央に突起１７１の幅と同等で溝内部に向かって突出した突部を設ける。さらに、バネ１３２の突起側の端部は、遊び溝１３１の内部を所定の範囲で移動可能なスライダ１３３に取り付けるようにする。スライダ１３３は、中央の突部に当接した位置から、遊び溝１３１の端部に近い段差に当接するまでを移動可能な範囲とする。
【０１０２】
さらに、バネ１３２は、スライダ１３３を中央の突部に付勢するよう所定の初期荷重を設定するものとする。
【０１０３】
また、コントローラ３の制御ブロックは、実施例２と同様であるものとし、ゲイン調整の有無はどちらでもよい。
【０１０４】
次に作用について説明する。
【０１０５】
[弾性連結機構の作用]
セレクトレバー１１を操作すると、第１回転部１３が回転し、第２回転部１７に対して回転変位を生じる。つまり、図１４のように遊び溝１３１から見ると、突起１７１が遊び溝１３１の端へ移動することになる。この際に、実施例３では、バネ１３２の端部にスライダ１３３を設け、中央に突部を設けたため、圧縮されない側のバネ１３２は、スライダ１３３が中央の突部に当接することにより移動しない。つまり、実施例１と異なり、一方のバネ１３２のみ圧縮する。さらに、このバネ１３２には、スライダ１３３を中央の突部に当接するよう所定の初期荷重を加えているので、その荷重を超える力が加わらないと弾性変位量を生じない。つまり、初期荷重を超える力をセレクトレバー１１に加えないと弾性変位（相対変位）が生じないプリロード状態となる。
【０１０６】
このプリロード状態により、図１５に示すように所定の操作力以上の力を加えないと操作、つまり弾性変位量が生じないこととなる。
【０１０７】
[安定感の実現作用]
実施例１〜３に説明する自動変速機のセレクトアシスト装置では、軽い力で操作できる良好な操作フィーリングを実現している。一方、従来の機械式セレクトレバーにおいて、チェック機構の静止摩擦によって、操作開始時点では、操作力を与えてもセレクトレバーが動かないことが、操作するドライバに安定感を与えていることがあった。
【０１０８】
本実施例３では、バネ１３２に初期荷重を与えることにより、軽い力での操作を可能にしつつ、初期荷重を超える荷重を加えないと弾性変位量が生じないようにして、ドライバに安定感を感じさせる。
【０１０９】
なお、実施例３の弾性機構は、実施例１、実施例２と組み合わせてもよい。
【０１１０】
その他構成、作用効果は実施例１と同様であるので、説明を省略する。
【０１１１】
効果を説明する。実施例３の自動変速機のセレクトアシスト装置では、上記(1),(2)の効果に加えて、以下の効果を有する。
【０１１２】
(5)弾性連結機構は、所定力以上を加えると弾性変位量が生じるため、ドライバに安定感を与えることができる。
【０１１３】
（その他の実施の形態）
以上、本発明の実施の形態を実施例１〜実施例３に基づいて説明してきたが、本発明の具体的な構成は実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
【０１１４】
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。
【０１１５】
弾性機構及び両連結部材については、例えば、弾性機構の突起にコントロールケーブルの端部を連結し、第２回転部、アシストアクチュエータを自動変速機側に設けるようにしてもよく、また、コントロールケーブルの途中をピストン・シリンダのように遊びのある接続にし、内部において弾性体で接続した構成にし、コントロールケーブルの途中にメカリンクを設けてアシストアクチュエータでケーブルを駆動できるようにしてもよい。
【０１１６】
また、弾性機構の弾性体については、ばねに限定しない。例えば、ピストン・シリンダの遊びを有する構造の内部に弾性体を封入したものでもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】第１実施例の自動変速機の構成を示す側面図である。
【図２】アクチュエータの細部構造を示す要部斜視図である。
【図３】コントロールユニットの制御ブロック図である。
【図４】自動変速機のディテントの構造を示す斜視図である。
【図５】コントローラで実行されるレンジ切り換え制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】Ｐ→Ｒレンジ方向においてセレクトレバーに発生する操作反力を示す特性図である。
【図７】Ｐ→Ｒレンジへの操作におけるセレクトレバーの操作角とアクチュエータの作動角、及び相対位置の特性を示す説明図である。
【図８】セレクトレバーの操作とアクチュエータの動作を示す説明図である。
【図９】弾性連結機構の説明図である。
【図１０】検出した弾性変位量と第２の弾性変位量の関係を示す説明図である。
【図１１】実施例２におけるコントロールユニットの制御ブロック図である。
【図１２】実施例２におけるゲインのボード線である。
【図１３】実施例２におけるコントローラで実行されるレンジ切り換え制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図１４】実施例３における弾性連結機構の説明図である。
【図１５】実施例３におけるＰ→Ｒのプリロード有無の操作力の特性を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１１８】
１  セレクト部
１１  セレクトレバー
１２  セレクトノブ
１３  第１回転部
１３１  溝
１３２  バネ
１３３  スライダ
１６  ウォームホイール
１７  第２回転部
１７１  突起
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
３１  弾性変位量演算部
３２  モータ駆動制御部
３３  駆動指令演算部
３４  駆動指令演算部
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
【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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【図６】
2006076362.tif 000008
【図７】
2006076362.tif 000009
【図８】
2006076362.tif 000010
【図９】
2006076362.tif 000011
【図１０】
2006076362.tif 000012
【図１１】
2006076362.tif 000013
【図１２】
2006076362.tif 000014
【図１３】
2006076362.tif 000015
【図１４】
2006076362.tif 000016
【図１５】
2006076362.tif 000017