(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】  車両が走行中か停止中かを検出するよう車両側から車速を入力し、走行中は停止中に対してセレクトレバー１１の操作が重くなるようコントローラ３の目標位置偏差設定部３１で設定の際に参照するテーブルデータを切り換える制御を行った。【選択図】      図３
2006076363.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、限界量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、かつ、前記アシストアクチュエータを第２連結部材に設定し、
車両が走行中か停止中かを検出する走行状態検出手段を設け、
走行中は停止中に対してセレクトレバーの操作が重くなるようアシストアクチュエータを制御する、
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、
前記相対変位許容連結機構は、
弾性変位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弾性連結機構であり、
セレクトレバーの操作位置検出手段と、
前記弾性変位量を検出する弾性変位量検出手段と、
前記アシストアクチュエータを制御するアシスト制御手段と、
を備え、
前記アシスト制御手段は、
走行中は停止中に対してセレクトレバーの操作が重くなるようアシストアクチュエータを制御する、
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、
前記操作位置から弾性変位量の目標値を設定する目標弾性変位量設定手段と、
検出する弾性変位量を目標に近づくよう指令値を演算する指令値演算手段と、
を備え、
前記走行状態検出手段により、走行中であると検出された場合に、前記アシスト制御手段は、目標弾性変位量を停止中より大きい値に設定する、
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４】
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、
前記操作位置から弾性変位量の目標値を設定する目標弾性変位量設定手段と、
検出する弾性変位量を目標に近づくよう指令値を演算する指令値演算手段と、
弾性変位量が所定値以上となった場合に駆動を許可する駆動許可手段と、
を備え、
前記走行状態検出手段により、走行中であると検出された場合に、前記アシスト制御手段は、前記駆動許可手段の駆動閾値を停止中より大きい値に設定する、
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５】
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、
前記操作位置から弾性変位量の目標値を設定する目標弾性変位量設定手段と、
検出する弾性変位量を目標に近づくよう指令基本値を演算する指令基本値演算手段と、
セレクトレバーの操作位置から操作速度を演算する手段と、
セレクトレバーの操作速度に応じて、前記指令基本値に対する補正量を演算する指令補正値演算手段と、
前記指令基本値から前記補正量を減算して駆動指令値を演算する指令値演算手段と、
を備え、
前記走行状態検出手段により、走行中であると検出された場合に、前記アシスト制御手段は、前記指令補正値演算手段の速度に乗じるゲインを高く設定する、
ことを特徴とする自動変速機のセレクトアシスト装置。
【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、限界量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、かつ、前記アシストアクチュエータを第２連結部材に設定し、車両が走行中か停止中かを検出する走行状態検出手段を設け、走行中は停止中に対してセレクトレバーの操作が重くなるようアシストアクチュエータを制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
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。
【００１０】
また、限界量までの相対変位の可能範囲内及び限界量までの限界弾性範囲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】
【００１１】
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】
【００１２】
まず、構成を説明する。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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、バネは弾性範囲となるよう設定されている。
【００２０】
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。
【００２１】
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。支点軸１９の部分には、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（弾性変位量検出手段に相当する）を設ける。さらに、支点軸１９の部分には、固定部材に対する第１回転部１３のストローク角度、つまりセレクトレバー１１の操作角度を検出する位置センサ６１（操作位置検出手段に相当する）を設ける。
【００２２】
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。
【００２３】
図３にコントローラ３の制御ブロック図を示す。
【００２４】
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。第１回転部１３と第２回転部１７の相対変位は位置センサ６によって検出するので、位置センサはバネ１３２の弾性変位量を間接的に検出し、コントローラ３へ出力することとなる。
【００２５】
目標位置偏差設定部３１（目標弾性変位量設定手段に相当する）は、位置センサ６１から入力されるセレクトレバー１１の操作位置から、目標位置偏差、つまり、目標となる弾性変形量を設定して出力する。また、車両から入力される車速情報から、走行中か停止中かを判断し、走行中の場合には、停止中よりも目標位置偏差を大きくする設定切り換えを行う。
【００２６】
ここで、車速情報の取得について説明しておく。車速情報は、具体的には、車速センサや車輪速センサ等を設けた車両装置のコントローラから直接に信号を得るようにしてもよいし、このようなコントローラとコントローラ３の車内通信により車速情報を取得するようにしてもよい。
【００２７】
モータトルク指令値演算部３３（指令値演算手段に相当する）は、目標位置偏差と弾性変形量の偏差にゲインに対応する（例えばゲインを乗じる）モータの駆動制御指令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。セレクト部１については、後述する。
【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処理の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、相対位置の中点からの偏差から、モータトルク指令値を設定する。
【００４０】
ステップＳ４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。
【００４１】
［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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
［セレクトレバーの操作反力生成の目標値について］
図１１は、目標位置偏差設定部３１でテーブルデータとして用いられる目標位置偏差マップである。この目標偏差位置は、ディテント力の特性に相似し、P,R,N,D,Lの各レンジ位置で０となるよう設定されている。
【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、バネ１３２の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（図８(b)参照）。この弾性変位量の変化は、位置センサ６で検出される。一方、セレクトレバー１１の操作位置により目標位置偏差設定部３１でその操作位置に応じた目標偏差が設定される。次にモータトルク指令値演算部３３で、目標に対する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、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（図８(c)参照）。
【００４９】
つまり、目標位置偏差設定部３１、モータトルク指令値演算部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。言い換えて説明すれば、セレクトレバー１１の操作に追従させるアシストアクチュエータ２の制御により、自動変速機５の制御アーム５１が作動されると、コントロールケーブル４を介してその作動位置へ第２回転部１７が動き、突起１７１の両側のバネ１３２の中点位置への付勢により、第１回転部１３及びセレクトレバー１１は、その操作位置に対応した所定のレンジ停留位置に安定する動きをするのである。つまり、自動変速機５のディテント力を、バネ１３２を介して間接的にセレクトレバー１１に伝達することで、操作感を生成する。よってセレクトレバー１１の操作感は、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５側よりも小さい操作反力が得られる。これにより軽い操作で、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】
また、第１回転部１３と第２回転部１７の機械的伝達系としての接続が生じた場合であっても、その際には、その際の大きな弾性変位量に応じたバネ１３２の付勢力が働くため、そのショックは緩和される。このショックの緩和は、操作フィーリングの向上となる。
【００５６】
［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。
【００５７】
［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。
【００５８】
［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、手動で自動変速機５の制御アーム５１を操作することができる。
【００５９】
［走行中のセレクト操作について］
実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置では、限界弾性範囲内においては、手動操作力は自動変速機５のディテント力に対して操作するのではなく、バネ１３２で生成される操作反力に対して行われるのであり、ディテント力に対して操作するのはアシストアクチュエータ２の作動力である。これにより、セレクトレバー１１の操作を軽い良好な操作にできる一方、操作が軽くなることによる新たな課題を生じる。
【００６０】
走行中において、ドライバは、ハンドル操作やアクセル操作、安全確認など、セレクト操作以外にも気を取られることになる。よって、走行中はセレクト操作のみに集中することはできない。このことは、セレクト操作に対して、ドライバの操作能力が低くなったということができる。そのため、セレクト操作のオーバーランを起こす可能性が生じる。本実施例１では、走行状態を考慮した制御手段により、この課題を解決している。
【００６１】
［走行状態による目標位置偏差の切換処理］
図１０は、コントローラ３で実行される目標位置偏差の切換処理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。
【００６２】
ステップＳ１１では、弾性変位量が所定の閾値以上かどうかを判断し、閾値以上ならばステップＳ１２へ進み、閾値に達しないならばステップＳ１１へ戻る。
【００６３】
ステップＳ１２では、車両からの情報より、走行中かどうかを判断し、走行中であるならばステップＳ１３へ進み、走行中でないならばステップＳ１６へ進む。
【００６４】
ステップＳ１３では、車両からの情報より、減速中かどうかを判断し、減速中であるならばステップＳ１４へ進み、減速中でないならばステップＳ１５へ進む。
【００６５】
ステップＳ１４では、目標位置偏差設定部３１が目標位置偏差を設定する際に参照するデータテーブルに「減速中」テーブルを選択する。
【００６６】
ステップＳ１５では、目標位置偏差設定部３１が目標位置偏差を設定する際に参照するデータテーブルに「走行中」テーブルを選択する。
【００６７】
ステップＳ１６では、目標位置偏差設定部３１が目標位置偏差を設定する際に参照するデータテーブルに「通常」テーブルを選択する。
【００６８】
ステップＳ１７では、弾性変位量から出力を演算してアシストアクチュエータ２の電動モータに出力を行わせる。
【００６９】
ステップＳ１８では、位置センサ６１で検出するセレクト位置が変更されたかどうかを判断し、変更されたならばステップＳ１９へ進み、変更されないならばステップＳ１１へ戻る。
【００７０】
ステップＳ１９では、アシストアクチュエータ２の出力を停止する。
【００７１】
［走行状態による目標位置偏差の切り換え］
走行状態による目標位置偏差の切り換え作用について、図１２のタイムチャート図を参照して説明する。
【００７２】
本実施例１では、車両が停止中であれば、ステップＳ１２→Ｓ１６の処理となり、目標位置偏差設定部３１で「通常」テーブルが選択される。つまり、図１２に示すように、セレクトレバー１１を軽い操作で、良好な操作となる目標位置偏差が設定され、その位置偏差となるようモータトルク指令値演算部３３から制御指令値が出力される。
【００７３】
これに対し、車両が走行中であれば、ステップＳ１３→Ｓ１５の処理となり、目標位置偏差設定部３１で「走行中」テーブルが選択される。つまり、図１２に示すように、図８に示すように、第１回転部１３と第２回転部１７との位置偏差による弾性変位を、操作位置から所定の目標値に設定する際、その偏差を大きく設定する。すると、その分アシストアクチュエータ２が作動力を出力しないため、操作が重くなる。これにより、走行中では、より操作力が必要となるようにすることで、ドライバに確実に操作させて、オーバーランを防止する。
【００７４】
また、車両が減速中であれば、ステップＳ１３→Ｓ１４の処理となり、目標位置偏差設定部３１で「減速中」テーブルが選択される。車両が減速中には、ドライバの体が前のめりになりやすく、セレクトレバー１１への力も掛かりやすくなる。また、減速中はブレーキ操作等にさらに気を取られることとなる。このように、減速中は、さらにドライバのセレクト操作への操作能力が低下するため、「走行中」よりも目標とする偏差を大きくし、操作を重くする。これにより、走行中でかつ減速中である場合には、さらに操作力が必要となるようにして、ドライバに確実に操作させて、オーバーランを防止する。
【００７５】
次に効果を説明する。
【００７６】
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。
【００７７】
(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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。また、弾性連結状態から連結状態となることがあっても弾性による違和感を抑制できる。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
本実施例１では、さらに、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にコントロールケーブル４を介して連結した第２回転部１７と、弾性変位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を遊び溝１３１と突起１７１、バネ１３２を係合させて連結し、車両が走行中か停止中かを検出するよう車両側から車速を入力し、走行中は停止中に対してセレクトレバー１１の操作が重くなるようコントローラ３で制御を行うため、走行中のセレクト操作時のオーバーランを防止できる。（以上(1)には、請求項１、請求項２に対応する効果が含まれる）
(3)コントローラ３は、操作位置から弾性変位量の目標値を設定する目標位置偏差設定部３１と、検出する弾性変位量を目標に近づくよう指令値を演算するモータトルク指令値演算部３３とを備え、車両が走行中であると検出された場合に、コントローラ３の目標位置偏差設定部３１は、目標弾性変位量を停止中より大きい値に設定するため、目標弾性変位を大きくすることでセレクトレバー１１の操作を重くすることで、走行中のオーバーランを防止する。
【実施例２】
【００８９】
実施例２は、走行中は駆動許可の閾値を高くする例である。
【００９０】
すなわち、図１３に示すように目標位置偏差設定部３１は、セレクトレバー１１の操作位置に応じて弾性変位量の目標値を設定するものとし、走行状態を入力しないものとする。さらに、弾性変位量が所定閾値以上となるとアシストアクチュエータ２の駆動を許可する駆動許可部３４を設ける。
【００９１】
作用を説明する。
【００９２】
［走行状態による駆動閾値の切り換え処理］
図１４は、コントローラ３で実行される駆動閾値の切換処理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。なお、図１０と同じ処理部分については、説明を省略する。
【００９３】
ステップＳ２１では、駆動許可部３４が駆動判定に用いる駆動閾値を「減速中」に対応した値にする。
【００９４】
ステップＳ２２では、駆動許可部３４が駆動判定に用いる駆動閾値を「走行中」に対応した値にする。
【００９５】
ステップＳ２３では、駆動許可部３４が駆動判定に用いる駆動閾値を「通常」に対応した値にする。
【００９６】
［走行状態による駆動閾値の切り換え］
実施例２では、車両が停止中であれば、ステップＳ１２→Ｓ２３の処理となり、駆動許可部３４で「通常」に対応する駆動閾値となり、セレクトレバー１１を操作して通常の弾性変位量を生じれば、駆動許可部３４による判定の際に弾性変位量が駆動閾値以上となりアシストアクチュエータ２が作動して、セレクトレバー１１が軽く、良好な操作感で操作される。
【００９７】
これに対し、車両が走行中であれば、ステップＳ１３→Ｓ２２の処理となり、駆動許可部３４で「走行中」に対応する駆動閾値となる。この「走行中」に対応する駆動閾値は「停止中」のものより高い閾値にする。そのため、図１５に示すように、第１回転部１３と第２回転部１７との位置偏差による弾性変位が「停止中」の場合に対して、さらに大きくならないと、駆動が許可にならない。すると、アシストアクチュエータ２の駆動開始が遅れるために、結果的にアシストアクチュエータ２の出力が小さくなり、操作としては重くなる。そのため、ドライバはより大きい力で確実に操作しなければならず、これによりオーバーランが防止される。
【００９８】
また車両が減速中であれば、ステップＳ１３→Ｓ２１の処理となり、駆動許可部３４で「減速中」に対応する駆動閾値となる。「減速中」に対応する駆動閾値は「走行中」のもよりさらに高い閾値にする。車両が減速中には、ドライバの体が前のめりになりやすく、セレクトレバー１１への力も掛かりやすくなる。また、減速中はブレーキ操作等にさらに気を取られることとなる。このように、減速中は、さらにドライバのセレクト操作への操作能力が低下するため、「走行中」よりもさらに操作力が必要となるようにして、ドライバに確実に操作させ、それ以外でのセレクト操作がないようにして、オーバーランを防止する。
【００９９】
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では、上記(1),(2)の効果に加えて、以下の効果を有する。
【０１００】
(4)コントローラ３は、操作位置から弾性変位量の目標値を設定する目標位置偏差設定部３１と、検出する弾性変位量を目標に近づくよう指令値を演算するモータトルク指令値演算部３３と、弾性変位量が所定値以上となった場合に駆動を許可する駆動許可部３４を備え、車両から得る情報により、走行中であると検出された場合に、駆動許可部３４の駆動閾値を停止中より大きい値に設定するため、アシストを開始する駆動閾値を高くすることによりオーバーランを防止できる。
【実施例３】
【０１０１】
実施例３は、駆動指令値から減算される操作速度に対する補正値を走行中は大きくする例である。
【０１０２】
図１６は、実施例３のコントローラ３のブロック図である。
【０１０３】
目標位置偏差設定部３１は、セレクトレバー１１の操作位置に応じて弾性変位量の目標値を設定するものとし、走行状態を入力しないものとする。
【０１０４】
モータトルク指令基本値演算部３５は、弾性変位量の目標値と、位置センサ６からの実際の弾性変位量との偏差から制御指令の基本値を演算する。
【０１０５】
モータトルク指令値演算部３６は、制御指令の基本値から補正値を減算して、制御指令値を演算し、出力する。
【０１０６】
操作速度演算部３７は、セレクトレバー１１の操作位置から、操作速度を演算する。
【０１０７】
モータトルク指令補正値演算部３８は、セレクトレバー１１の操作速度に応じて大きくなる補正値を演算する。さらに、車速により車両状態が「停止中」、「走行中」、「減速中」のいずれかを判断し、停止中、走行中、減速中の順に大きくなるよう補正値をさらに補正する演算を行い、出力する。具体的には、速度に乗じるゲインを変更する。などである。
【０１０８】
作用を説明する。
【０１０９】
［走行状態による速度補正値の切り換え処理］
図１７は、コントローラ３で実行される速度補正値の切換処理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。なお、図１０と同じ処理部分については、説明を省略する。
【０１１０】
ステップＳ３１では、モータトルク指令補正値演算部３８が速度補正値を「減速中」に対応した値にする。
【０１１１】
ステップＳ３２では、モータトルク指令補正値演算部３８が速度補正値を「走行中」に対応した値にする。
【０１１２】
ステップＳ３３では、モータトルク指令補正値演算部３８が速度補正値を「減速中」に対応した値にする。
【０１１３】
［走行状態による速度補正値の切り換え］
まず、操作速度について説明する。セレクトレバー１１の操作速度が速い場合、その勢いによる力が働くため、アシストアクチュエータ２がアシストしすぎてしまうと、オーバーランを起こす可能性が発生する。そのため実施例３では、操作速度演算部３７、モータトルク指令補正値演算部３８を設け、制御指令の基本値から操作速度に応じた補正値を減算することで、速度が速い場合にアシストが過度にならないようにする。
【０１１４】
さらに実施例３では、車両が停止中であれば、ステップＳ１２→Ｓ３３の処理となり、モータトルク指令補正値演算部３８で「通常」に対応する速度補正値となる。よって、その際の操作速度に応じた速度補正がされ、適度な作動力でアシストアクチュエータ２が作動して、セレクトレバー１１が軽く、良好な操作感で操作される。
【０１１５】
これに対し、車両が走行中であれば、ステップＳ１３→Ｓ３２の処理となり、モータトルク指令補正値演算部３８で「走行中」に対応する速度補正値となる。「走行中」の速度補正値は、「停止中」より大きい値となるようにする。よって、その操作速度に対し、値が大きくなるので、制御指令の基本値より減算される量が大きくなり、アシストアクチュエータ２の出力は小さくなる。よって、操作が重くなり、ドライバはより大きい力で確実に操作しなければならず、これによりオーバーランが防止される。
【０１１６】
また、車両が減速中であれば、ステップＳ１３→Ｓ３１の処理となり、モータトルク指令補正値演算部３８で「減速中」に対応する速度補正値となる。「減速中」に対応する速度補正値は、「走行中」よりさらに大きい値にする。このように、「減速中」を「走行中」よりもさらに操作力が必要となるようにし、ドライバに確実に操作させ、オーバーランを防止する。
【０１１７】
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。
【０１１８】
(5)コントローラ３は、操作位置から弾性変形量の目標値を設定する目標位置偏差設定部３１と、検出する弾性変位量を目標に近づくよう制御指令基本値を演算するモータトルク指令基本値演算部３５と、セレクトレバー１１の操作位置から操作速度を演算する操作速度演算部３７と、セレクトレバー１１の操作速度に応じて、指令基本値に対する補正値を演算する指令補正値演算部３８と、指令基本値から補正値を減算して駆動指令値を演算するモータトルク指令値演算部３６を備え、車両情報から走行中であるとした場合に、補正値を大きくするため、操作速度に応じた補正値を大きくすることにより、セレクトレバー１１の操作を重くしてオーバーランを防止できる。
【０１１９】
（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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
各実施例において、弾性変位量の検出は、第１回転部１３と第２回転部１７の回転変位を検出したが、第１回転部１３と第２回転部１７の回転変位をそれぞれ検出し、演算により回転変位を求めるようにしてもよい。またバネ１３２の弾性変位量を直接検出するようにしてよい。
【０１２４】
さらに、本発明の別の実施形態として、相対変位許容連結機構は、遊び連結機構であってもよい。遊び連結機構の構成例は、図１，図２において、遊び溝１３１のバネ１３２がなく、セレクト部１に、自動変速機５と別にチェック機構を設け構成である。チェック機構の例としては、Ｐレンジ等のセレクト位置に対応した溝を複数有する波型の部材を設け、第１回転部１３から延長し外周に弾性体で付勢した部分を波型形状部分に係合させ、自動変速機５のディテント力に相似した小さい力がセレクトレバー１１に働くようにしたものを挙げておく。遊び連結機構では、第１回転部１３と第２回転部１７の相対回転範囲が遊び溝１３１と突起１７１で決まる。この実施の形態では、弾性変位量は相対変位量となり、通常制御において、セレクトレバー１１の操作反力はチェック機構で生成され、自動変速機５のディテント力は伝達しない。この遊び連結機構において、実施例１〜実施例３と同等のブロック図構成によりオーバーラン防止をしたものも本発明に含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【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】コントロールユニット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】車両状態による目標位置偏差の切換処理を示すフローチャート図である。
【図１１】テーブルデータとして用いられる目標位置偏差マップを示す説明図である。
【図１２】車両状態による目標位置偏差の切換状態を示すタイムチャートである。
【図１３】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１４】実施例２における車両状態による駆動閾値の切換処理を示すフローチャート図である。
【図１５】実施例２における駆動閾値の切換状態を示すタイムチャートである。
【図１６】実施例３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１７】実施例３における車両状態による速度補正値の切換処理を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【０１２６】
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
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  目標位置偏差設定部
３２  モータ駆動制御部
３３  モータトルク指令値演算部
３４  駆動許可部
３５  モータトルク指令基本値演算部
３６  モータトルク指令値演算部
３７  操作速度演算部
３８  モータトルク指令補正値演算部
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
６１  位置センサ
【図１】
2006076363.tif 000003
【図２】
2006076363.tif 000004
【図３】
2006076363.tif 000005
【図４】
2006076363.tif 000006
【図５】
2006076363.tif 000007
【図６】
2006076363.tif 000008
【図７】
2006076363.tif 000009
【図８】
2006076363.tif 000010
【図９】
2006076363.tif 000011
【図１０】
2006076363.tif 000012
【図１１】
2006076363.tif 000013
【図１２】
2006076363.tif 000014
【図１３】
2006076363.tif 000015
【図１４】
2006076363.tif 000016
【図１５】
2006076363.tif 000017
【図１６】
2006076363.tif 000018
【図１７】
2006076363.tif 000019