(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の提供。【解決手段】  セレクト操作伝達系を第１連結部１３と第２連結部１７と弾性変位連結機構とコントローラ３を有する構成とし、弾性変位連結機構は、自身の弾性変位に応じた電気的な特性変化により、その弾性変位量に相当する信号を出力可能な感圧ゴム７を備え、コントローラ３は、前記信号に基づいて弾性変位量を検出する弾性変位量検出部３０を備え、少なくとも前記弾性変位量を含む運転状態信号に基づいてアシストアクチュエータ２を制御することとした。【選択図】      図３
2006084013.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、
前記セレクト操作伝達系を、セレクトレバーに連結された第１連結部材と、
前記アシストアクチュエータ及びセレクト位置切換装置に連結された第２連結部材と、
前記両連結部材の相対変位の限界量までを許容しつつ両連結部材を連結する弾性変位連結機構と、
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、を有する構成とし、
前記弾性変位連結機構は、自身の弾性変位に応じた電気的な特性変化により、その弾性変位量に相当する信号を出力可能な弾性部材を備え、
前記アシスト制御手段は、前記信号に基づいて弾性変位量を検出する弾性変位量検出手段を備え、
少なくとも前記弾性変位量を含む運転状態信号に基づいて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、
前記弾性部材を並列または直列に分割して配置し、
前記アシスト制御手段は、少なくとも前記複数の弾性部材の弾性変位量を含む運転状態信号に基づいて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、複数の弾性部材の弾性変位量のうち、その値が所定範囲内に含まれるものが所定数以上となる集団を検索し、
少なくとも前記集団の弾性変位量を含む運転状態信号に基づいて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４】
請求項１〜３のうちいずれか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、セレクトレバーの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を備え、
前記目標値と弾性部材の弾性変位量を含む運転状態信号に基づいて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。
【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関する。
【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。
即ち、セレクトレバーに入力されるドライバの操作力を、操作力伝達手段を介してマニュアルバルブに伝達し、その操作量に応じてセレクト位置を切り換えるようになっている（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、所謂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させるためのアクチュエータが設けられている。
即ち、セレクトレバーの回動操作を電気信号に変換し、その電気信号に応じてアクチュエータを駆動させることにより、セレクト位置を切り換えるようになっている（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操作力が得られる長さに設定する必要がある。
【０００５】
従って、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、設置位置に制約が多く、車室内におけるレイアウト自由度が低いという問題点があった。
【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】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、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である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１記載の発明では、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、前記セレクト操作伝達系を、セレクトレバーに連結された第１連結部材と、前記アシストアクチュエータ及びセレクト位置切換装置に連結された第２連結部材と、前記両連結部材の相対変位の限界量までを許容しつつ両連結部材を連結する弾性変位連結機構と、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、を有する構成とし、前記弾性変位連結機構は、自身の弾性変位に応じた電気的な特性変化により、その弾性変位量に相当する信号を出力可能な弾性部材を備え、前記アシスト制御手段は、前記信号に基づいて弾性変位量を検出する弾性変位量検出手段を備え、少なくとも前記弾性変位量を含む運転状態信号に基づいて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替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。
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。
また、弾性部材により変位がない状態の検出精度を向上でき、弾性変位量の検出精度を向上させて、より安定し、より良好なアシスト制御を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１１】
以下、実施例１を説明する。
図１は本発明の実施例１の自動変速機の構成を示す側面図、図２はセレクト部を示す要部斜視図、図３は弾性連結機構を説明する図、図４は感圧ゴムの回路図、図５はコントローラの制御ブロックを示す図、図６は自動変速機のディテント構造を示す斜視図である。
図７はセレクト位置制御処理を説明するフローチャート図、図８は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、図９は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１０は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、図１１は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。なお、図５、１１において後述する感圧ゴムはバネ状に簡略化して図示してある。
【００１２】
図１、２に示すように、本実施例１の自動変速機は、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。
【００１３】
前記セレクト部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）、ウォームホイール１６、第２回転部１７（第２連結部材に相当）、ケーブル取付けレバー１８、支点軸１９から構成されている。
前記セレクトレバー１１は、運転席から操作可能な位置に設けられ、その先端には、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。
また、セレクトレバー１１の基端は、第１回転部１３に取り付けられ、さらに第１回転部１３が支点軸１９を中心に回動可能に設けられることにより、セレクトレバー１１が支点軸１９を中心として回動可能になっている。
なお、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。
【００１４】
また、前記支点軸１９には、第２回転部１７が回転可能に設けられている。
前記第２回転部１７の一端側にはウォームホイール１６が設けられ、他端側には、ケーブル取付レバー１８が設けられている。
前記ケーブル取付レバー１８は、コントロールケーブル４の一端側が取り付けられると共に、該コントロールケーブル４の他端側は自動変速機５の制御アーム５１に取り付けられている。
【００１５】
図３（ａ）に示すように、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が設けられている。
一方、第２回転部１７には、遊び溝１３１内に位置するよう突起１７１が設けられる。
さらに、前記遊び溝１３１の両端部分には、内部空間を中央に向かって開口した筒状部１３４が設けられる他、突起１７１に押されることにより遊び溝１３１内を移動するスライダ１３３が設けられている。
前記遊び溝１３１の端側方向となるスライダ１３３の端側には、シリンダ・ピストンの関係のように筒状部１３４の内部空間を圧縮できる端部が設けられている。
【００１６】
そして、前記筒状部１３４の内部には、感圧ゴム７（弾性部材に相当）が配置され、前記スライダ１３３、筒状部１３４、感圧ゴム７は、突起１７１の両側に設けられている。
また、遊び溝１３１の端部には、溝幅を狭くした部分が設けられ、図３（ｂ）に示すように、感圧ゴム７が弾性限界となる前に、突起１７１及びスライダ１３３の一端が溝幅を狭くした段差に当接し、その移動が制限される構造になっている。
この構造においては、突起１７１が移動すると、押される側のスライダ１３３のみが移動することになり、いずれか一方の感圧ゴム７が圧縮荷重を受けることになる。
【００１７】
前記感圧ゴム７は、自身の弾性変位に応じた電気的な特性変化により、その弾性変位量に相当する信号を出力するものであって、例えば、図４に示すように、電源と抵抗に電気的に接続されており、自身が弾性変位した際に変化する抵抗の電圧変化を弾性変位量とみなしてその弾性変位量に相当する信号を後述するコントローラ３（アシスト制御手段）の弾性変位量検出部３０に出力する。
【００１８】
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が移動できる範囲であり、その相対変位量は感圧ゴム７に生じる範囲となり、第１回転部１３の遊び溝１３１と第２回転部１７の突起１７１、感圧ゴム７で弾性連結機構が構成される。
【００１９】
また、感圧ゴム７は操作反力を生成すると共に、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役目を果たす。
【００２０】
前記アシストアクチュエータ２は、電動モータの出力軸に設けられたウォーム２１と該ウォーム２１に係合するウォームホイール１６でウォームギアが構成されており、第２回転部１７を回転駆動可能になっている。
また、前記支点軸１９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（図５参照）が設けられている。
【００２１】
図５に示すように、前記コントローラ３（アシスト制御手段に相当）は、後述する運転状態信号に基づいて、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ィーティ比をＰＷＭ制御する。
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の相対変化となり、遊び溝１３１と突起１７１との相対変位、つまり、感圧ゴム７の弾性変位量となる。
【００２２】
弾性変位量検出手部３０（弾性変位量検出手段に相当）は、感圧ゴム７から得られた信号を弾性変位量として出力する。
目標位置偏差設定部３１（目標弾性変位量設定手段に相当）は、位置センサ６１によるセレクトレバー１１の操作位置から、目標位置偏差、つまり、目標となる弾性変位量を目標値として出力する。
モータトルク指令値演算部３３は、前記目標値と弾性変位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。
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。
【００２３】
次に、自動変速機５のセレクト位置切り換え装置について説明する。
図６に示すように、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への入力を防止している。
【００２４】
即ち、アシストアクチュエータ２の作動力またはセレクトレバー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。この際、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。
【００２５】
なお、ディテントプレート５３には、パーキングロッド５６の一端が回動可能に連結されており、セレクトレバー１１をＰレンジに移動させた際、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際、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５７を噛む力として作用する。
【００２６】
本実施例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。
【００２７】
次に作用を説明する。
【００２８】
[自動変速機のセレクト位置制御処理]
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について説明すると、図７に示すように、先ず、ステップＳ１では、感圧ゴム７からの信号を入力して、相対位置の変位量を読み込む。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
［自動変速機の操作反力特性］
図８に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を示す。
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
図９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。
即ち、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。
【００３５】
［セレクトレバーの操作反力生成の目標値について］
図１０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。この目標位置偏差は、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。
【００３６】
[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]
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１１（ａ）参照）。
【００３７】
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の相対位置が変化して感圧ゴム７の弾性変位量が生じ、この変化は、弾性変位量検出手部３０へ弾性変位量として出力される。
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１１（ｂ）参照）。
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位置偏差、つまり目標値が設定される。
次にモータトルク指令値演算部３３で、前記目標値と弾性変位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。
【００３８】
即ち、本実施例１のコントローラ３は、前記感圧ゴム７の弾性変位量と目標値を運転状態信号としてアシストアクチュエータ２を制御するため、目標位置偏差と実位置偏差の差を小さくでき、アシストアクチュエータ２の応答性、ひいてはレンジ切り換えの応答性が良好になる。
【００３９】
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。
【００４０】
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１１（ｃ）参照）。
つまり、モータトルク指令値演算部３３による制御で相対位置変位量を、相対位置の中点近傍に保持することにより、図１１（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。
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。
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８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９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。
【００４１】
よって、感圧ゴム７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の両側の感圧ゴム７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、感圧ゴム７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、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。
【００４２】
［操作フィーリングの向上作用］
本実施例１では、上述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。
感圧ゴム７の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。
【００４３】
これにより、実施例１における操作フィーリングは、感圧ゴム７で生成されることになる。よって、感圧ゴム７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。
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感圧ゴム７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。
【００４４】
［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、感圧ゴム７が弾性限界となって、遊び溝１３１の段部に突起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。
【００４５】
［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、感圧ゴム７が弾性限界となって遊び溝１３１の段部に突起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。
【００４６】
［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。
【００４７】
次に効果を説明する。
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。
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程度短く、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。
【００４８】
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。
【００４９】
また、第１回転部１３の遊び溝１３１、第２回転部１７の突起１７１、感圧ゴム７の係合により弾性連結機構を設け、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。
また、本実施例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感圧ゴム７で生じさせることができる。
また、本実施例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。
【００５０】
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。
【００５１】
また、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。
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
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。
【００５４】
さらに、前記感圧ゴム７における位置センサ等の他のセンサに対する有利な作用効果について、比較して説明する。
【００５５】
前記感圧ゴム７を２つの位置センサに置き換えた場合、少なくともＰレンジからＬレンジまでの角度検出が必要になるのに対し、がたの大きさはフェール時の手動操作を実現するため、ＰレンジからＬレンジまでの伝達部材の動く範囲に対し十分に小さくしておく必要がある。
よって、２つの位置センサの差から検出する変位量は、センサの検出範囲に比べて大変小さいものとなり、結果、センサの直線性のばらつき、温度ドリフトなどによって目標とする制御性能を確保するのに必要な変位量検出精度を達成するのが困難である。
【００５６】
これに対し、感圧ゴム７は、弾性変位しなければ電圧の変化が生じないことからセレクトレバー１１を所定レンジにした場合におけるがたの長さに等しい感圧ゴム７を採用すれば、制御の定常時（非操作時）の目標である自動変速機５とセレクトレバー１１の位置を常に同じ位置にして、操作反力を０にすることができる。
【００５７】
また、感圧ゴム７はポテンショメータに比べて位置に対する直線性は低いが、変位がない状態の検出精度は高く、ドライバがレンジ切り換え操作を完了し、手を離す段階で操作反力を確実に無くすことができる。
【００５８】
従来の発明において、変位量がない状態の検出が正しくできていない場合には、セレクトレバーを所定レンジに移動させても、ディテントピン５５がディテントプレート５３の谷部５３ａからずれた状態で制御されてしまう虞があるのに対し、本実施例では、この際、感圧ゴム７が弾性変位した状態となり操作反力が得られるため、手を離すとセレクトレバーが移動してディテントピン５５がディテントプレート５３の所望の谷部５３ａに確実に係合する。
【００５９】
以上、説明したように、本実施例１の発明にあっては、セレクトレバー１１と自動変速機５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、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２が設けられた自動変速機５のセレクトアシスト装置において、セレクト操作伝達系を、セレクトレバー１１に連結された第１連結部１３と、アシストアクチュエータ２及びセレクト位置切換装置に連結された第２連結部１７と、両連結部13,17の相対変位の限界量までを許容しつつ両連結部材を連結する弾性変位連結機構と、アシストアクチュエータ２を制御するコントローラ３と、を有する構成とし、弾性変位連結機構は、自身の弾性変位に応じた電気的な特性変化により、その弾性変位量に相当する信号を出力可能な感圧ゴム７を備え、コントローラ３は、前記信号に基づいて弾性変位量を検出する弾性変位量検出部３０を備え、少なくとも前記弾性変位量を含む運転状態信号に基づいてアシストアクチュエータ２を制御するため、セレクトレバー１１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１１の操作に応じて自動変速機５のセレクト位置切換装置の切り替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１１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。
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５側の作動のための力をセレクトレバー１１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。
また、感圧ゴム７により変位がない状態の検出精度を向上でき、弾性変位量の検出精度を向上させて、より安定し、より良好なアシスト制御を実現できる。
【実施例２】
【００６０】
以下、実施例２を説明する。
本実施例２の自動変速機のセレクトアシスト装置にあっては、前記実施例１で説明した感圧ゴムを並列に分割して配置し、アシスト制御手段が、少なくとも前記複数の弾性部材の弾性変位量を含む運転状態信号に基づいてアシストアクチュエータを制御すること以外は前記実施例１と同様であるため、同一の構成要素については同一の符号を付してその説明は省略し、相違点のみ詳述する。
図１２は本発明の実施例２の弾性連結機構を説明する図、図１３は本実施例２のコントローラの制御ブロックを示す図、図１４は弾性変位量検出部による弾性変位量の演算を説明する図である。
【００６１】
図１２に示すように、本実施例２のセレクト部１の遊び溝１３１の内部には、感圧ゴム７ａ〜７ｄ（弾性部材に相当）が並列に設けられ、これら感圧ゴム７ａ〜７ｄが弾性変位した際に、各感圧ゴム７ａ〜７ｄの弾性変位量に相当する信号が弾性変位量検出部３０に出力される（図１３参照）。
【００６２】
また、弾性変位量検出部３０は、感圧ゴム７ａ〜７ｄによる信号（弾性変位量）のうち、その値が所定範囲内に含まれるものが所定数以上となる集団を検索し、この集団の信号のみを考慮した値を弾性変位量としてモータトルク指令値演算部３３に出力する。
【００６３】
具体的には、例えば、感圧ゴム７ａ〜７ｄからの信号（弾性変位量）を信号１〜４、所定範囲をＷ１、所定数を３とした場合、図１４に示すように、弾性変位量検出部３０は、所定範囲Ｗ１で順番に検索し、信号が所定範囲Ｗ１内に３つ存在する信号２〜４を検出した時点で検索を終了し、この信号２〜４の例えば平均値を弾性変位量としてモータトルク指令値演算部３３に出力し、信号１については弾性変位量の対象から除外する。
【００６４】
よって、感圧ゴム７ａ〜７ｄによる弾性変位量の検出誤差を修正できる他、感圧ゴム７ａ〜７ｄのうち、他のものに比べて弾性変位量が大きく異なるものは、弾性変位量の対象から外すことができ、より検出の信頼度を向上できる。
【００６５】
従って、本実施例２の自動変速機のセレクトアシスト装置にあっては、感圧ゴム７ａ〜７ｄを並列に分割して配置し、前記コントローラ３は、少なくとも前記感圧ゴム７ａ〜７ｄの弾性変位量を含む運転状態信号に基づいてアシストアクチュエータ２を制御するため、感圧ゴム７の弾性変位量を高精度に検出できる。
【００６６】
また、コントローラ３は、複数の弾性部材の弾性変位量のうち、その値が所定範囲内に含まれるものが所定数以上となる集団を検索し、少なくとも前記集団の弾性変位量を含む運転状態信号に基づいてアシストアクチュエータ２制御することとしため、他のものに比べて弾性変位量が大きく異なるものは、弾性変位量の対象から外すことができ、弾性変位量の検出精度を向上できる。
【００６７】
加えて、以下に列挙する効果が得られる。
感圧ゴム７を並列に配置することによって、セレクトレバーの操作反力を生成できることは勿論、弾性体としての弾性係数特性を変化させることができる。
【００６８】
遊び溝１３１に対する突起１７１の可動量がなくなり、第１回転部１３と第２回転部１７が機械的に結合する際のショックの緩和を行う弾性特性を最適化することができ、換言すると、弾性特性は、感圧ゴム７の形状・大きさ、性質により基本的には最適化されるものであるが、感圧ゴム７の検出感度を最適化できる。
【００６９】
つまり、良好な検出出力を得た上で、操作反力の生成、ショックの緩和の最適化を行い、かつ感圧ゴム７の検出を多重系にして信頼性を向上させることが、感圧ゴム７の並列配置による特性変化で可能となるのである。
【実施例３】
【００７０】
以下、実施例３を説明する。
本実施例３の自動変速機のセレクトアシスト装置にあっては、前記実施例２で説明した感圧ゴムを直列に分割して配置し、アシスト制御手段が、少なくとも前記複数の弾性部材の弾性変位量を含む運転状態信号に基づいてアシストアクチュエータを制御すること以外は前記実施例２と同様であるため、同一の構成要素については同一の符号を付してその説明は省略し、相違点のみ詳述する。
図１５は本発明の実施例３の弾性連結機構を説明する図である。
【００７１】
図１５に示すように、本実施例２のセレクト部１の遊び溝１３１の内部には、感圧ゴム７ｅ〜７ｈ（弾性部材に相当）が直列に設けられ、これら感圧ゴム７ｅ〜７ｈが弾性変位した際に、各感圧ゴム７ｅ〜７ｈの弾性変位量に相当する信号が弾性変位量検出部３０に出力される。
【００７２】
また、弾性変位量検出部３０は、前記実施例２と同様に、感圧ゴム７ｅ〜７ｈによる信号（弾性変位量）のうち、その値が所定範囲内に含まれるものが所定数以上となる集団を検索し、この集団の弾性変位量を考慮に入れた値を弾性変位量としてモータトルク指令値演算部３３に出力する。
【００７３】
よって、感圧ゴム７ｅ〜７ｈにより弾性変位量の検出誤差を修正できる他、感圧ゴム７ｅ〜７ｈのうち、他のものに比べて弾性変位量が大きく異なるものは、弾性変位量の対象から外すことができ、より検出の信頼度を向上できる。
【００７４】
従って、本実施例３の自動変速機のセレクトアシスト装置にあっては、感圧ゴム７ｅ〜７ｈを並列に分割して配置し、前記コントローラ３は、少なくとも前記感圧ゴム７ｅ〜７ｈの弾性変位量を含む運転状態信号に基づいてアシストアクチュエータ２を制御するため、感圧ゴム７の弾性変位量を高精度に検出できる。
【００７５】
また、コントローラ３は、複数の弾性部材の弾性変位量のうち、その値が所定範囲内に含まれるものが所定数以上となる集団を検索し、少なくとも前記集団の弾性変位量を含む運転状態信号に基づいてアシストアクチュエータ２制御することとしため、他のものに比べて弾性変位量が大きく異なるものは、弾性変位量の対象から外すことができ、弾性変位量の検出精度を向上できる。
【００７６】
加えて、以下に列挙する効果が得られる。
感圧ゴム７を直列に配置することによって、セレクトレバーの操作反力を生成できることは勿論、弾性体としての弾性係数特性を変化させることができる。
【００７７】
遊び溝１３１に対する突起１７１の可動量がなくなり、第１回転部１３と第２回転部１７が機械的に結合する際のショックの緩和を行う弾性特性を最適化することができ、換言すると、弾性特性は、感圧ゴム７の形状・大きさ、性質により基本的には最適化されるものであるが、感圧ゴム７の検出感度を最適化できる。
【００７８】
つまり、良好な検出出力を得た上で、操作反力の生成、ショックの緩和の最適化を行い、かつ感圧ゴム７の検出を多重系にして信頼性を向上させることが、感圧ゴム７の直列配置による特性変化で可能となるのである。
【００７９】
以上、本実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本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。
例えば、感圧ゴムの形状、形成数、材質等については適宜設定できる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の実施例１の自動変速機の構成を示す側面図である。
【図２】セレクト部を示す要部斜視図である。
【図３】弾性連結機構を説明する図である。
【図４】感圧ゴムの回路図である。
【図５】コントローラの制御ブロックを示す図である。
【図６】自動変速機のディテント構造を示す斜視図である。
【図７】セレクト位置制御処理を説明するフローチャート図である。
【図８】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９】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１０】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１１】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１２】本発明の実施例２の弾性連結機構を説明する図である。
【図１３】本実施例２のコントローラの制御ブロックを示す図である。
【図１４】弾性変位量検出部による弾性変位量の演算を説明する図である。
【図１５】本発明の実施例３の弾性連結機構を説明する図である。
【符号の説明】
【００８１】
１  セレクト部
２  アシストアクチュエータ
３  コントローラ
４  コントロールケーブル
５  自動変速機
６１  位置センサ
７、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆ、７ｇ、７ｈ  感圧ゴム
１１  セレクトレバー
１２  セレクトノブ
１３  第１回転部（第１連結部材）
１３１  遊び溝
１３３  スライダ
１３４  筒状部
１６  ウォームホイール
１７  第２回転部（第２連結部材）
１７１  突起
１８  ケーブル取付けレバー
１９  支点軸
２１  ウォーム
３０  弾性変位量検出手部
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
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
【図１】
2006084013.tif 000003
【図２】
2006084013.tif 000004
【図３】
2006084013.tif 000005
【図４】
2006084013.tif 000006
【図５】
2006084013.tif 000007
【図６】
2006084013.tif 000008
【図７】
2006084013.tif 000009
【図８】
2006084013.tif 000010
【図９】
2006084013.tif 000011
【図１０】
2006084013.tif 000012
【図１１】
2006084013.tif 000013
【図１２】
2006084013.tif 000014
【図１３】
2006084013.tif 000015
【図１４】
2006084013.tif 000016
【図１５】
2006084013.tif 000017