(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】  アシストアクチュエータ２を制御するコントローラ３を設け、ドライバの状態を検出するドライバ状態検出センサ７を設け、コントローラ３は、ドライバの状態に基づきアシストアクチュエータ２の駆動を制限もしくは禁止した。【選択図】      図３
2006064164.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、
前記アシストアクチュエータを制御するアシスト制御手段を設け、
ドライバの状態を検出するドライバ状態検出手段を設け、
前記アシスト制御手段は、ドライバの状態に基づき、前記アシストアクチュエータの駆動を制限もしくは禁止を行う、
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、
前記ドライバ状態検出手段は、
運転席の着座、運転席シートベルト装着、ステアリングへの接触、ブレーキペダルのON/OFFの少なくとも１つである、
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４】
請求項３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、
設定遊び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遊び連結機構であり、
前記アシスト制御手段は、
前記アシストアクチュエータを、設定遊び量内の中立状態を保持するように制御指令基本値を演算する制御指令基本値演算手段と、
前記ドライバ状態検出手段からのドライバ状態に基づき、制御指令基本値を制限し、制御指令値を演算する制御指令値演算手段と、
を備えてい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３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、
弾性変位量を検出する弾性変位量検出手段を設け、
セレクトレバーの操作位置を検出する操作位置検出手段を設け、
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、弾性変位限界内の中立状態を保持するように目標となる弾性変位量を設定する目標弾性変位量設定手段と、
弾性変位量が目標の弾性変位量に近づくように制御指令基本値を演算する制御指令基本値演算手段と、
前記ドライバ状態検出手段からのドライバ状態に基づき、制御指令基本値を制限し、制御指令値を演算する制御指令値演算手段と、
を備えてい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、前記アシストアクチュエータを制御するアシスト制御手段を設け、ドライバの状態を検出するドライバ状態検出手段を設け、前記アシスト制御手段は、ドライバの状態に基づき、前記アシストアクチュエータの駆動を制限もしくは禁止を行うことを特徴とする。
【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。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。さらに、支点軸１９の部分には、固定部材に対する第２回転部１７のストローク角度、つまり、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の回転位置を検出する位置センサ６２を設ける。（位置センサ６１と位置センサ６２とで弾性変位量検出手段に相当する。）
ドライバ状態検出センサ７（ドライバ状態検出手段に相当する）は、車両に設けられドライバの状態を検出するもので、シートへのドライバの着座を検出する着座センサ７１、ドライバのシートベルトの装着を検出するシートベルト装着センサ７２、ドライバがステアリングに触っていることを検出するステアリング接触センサ７３、ブレーキペダルのON/OFFを検出するブレーキペダルセンサ７４、からなり、それぞれのセンサの出力がコントローラ３へ出力される。
【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の回転変位は、セレクトレバー１１のストローク変化として、例えば、Ｐレンジ相当位置を基準として、位置センサ６１で検出され、コントローラ３へ出力される。第２回転部１７の回転変位は、位置センサ６２で検出され、コントローラ３へ出力される。よって、位置センサ６１と位置センサ６２の回転変位がバネ１３２の弾性変位量となる。
【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。
【００２６】
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。
【００２７】
駆動指令基本値演算部３３は、弾性変位量が目標の弾性変位量に近づくよう目標との偏差にゲインを乗じるなどして駆動指令の基本値を演算する。
【００２８】
駆動指令値演算部３４は、駆動指令基本値に対して、ドライバ状態に応じて、駆動指令基本値を駆動指令値として出力する。もしくは、駆動指令基本値を制限、もしくは駆動禁止となる駆動指令値を出力する。詳細はフローチャートにより後述する。
【００２９】
弾性変位量演算部３５は、位置センサ６１からのセレクトレバー１１の操作位置と、位置センサ６２からの第２回転部１７の操作位置から、第１回転部１３と第２回転部１７の偏差、つまり、バネ１３２の弾性変位量を演算して出力する。
【００３０】
次に、自動変速機５のディテント構造について説明する。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
次に作用を説明する。
【００３７】
［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。
【００３８】
ステップＳ１では、位置センサ６１，６２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、つまり弾性変位量を読み込む。
【００３９】
ステップＳ２では、読み込んだ相対位置、つまり弾性変位量から、相対位置の中点からの偏差を演算する。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【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】
［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。
【００４７】
［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）。
【００４８】
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６１，６２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。次に駆動指令基本値演算部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。
【００４９】
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）。
【００５０】
つまり、目標位置偏差設定部３１、駆動指令基本値演算部３３の制御により弾性変位量を、弾性変位量が小さくなる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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
［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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
［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。
【００５８】
［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。
【００５９】
［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。
【００６０】
［ドライバ以外のセレクト操作について］
自動変速機のセレクト機構において、例えば、助手席の乗員がN→Dに操作をすることは可能であった。しかし、ドライバ以外が操作できることは、意図しない車両の挙動を招くことになり、好ましいものではなかった。
【００６１】
特に、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ため、ドライバ以外であっても、操作が容易となるという課題を生じる。本実施例１では、ドライバの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。
【００６２】
［ドライバ状態によるアシストアクチュエータの駆動制限処理］
図１０は、コントローラ３で実行されるドライバ状態による駆動制限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。
【００６３】
ステップＳ１１では、着座センサ７１の検出結果から、運転席への着座があるかどうかを判断し、着座があるならばステップＳ１２へ移行し、着座がないならばステップＳ１６へ移行する。
【００６４】
ステップＳ１２では、シートベルト装着センサ７２の検出結果から、運転席のシートベルトが装着されたかどうかを判断し、シートベルトが装着されたならばステップＳ１３へ移行し、装着がないならばステップＳ１６へ移行する。
【００６５】
ステップＳ１３では、ブレーキペダルセンサ７４の検出結果から、ブレーキペダルのON操作があったかどうかを判断し、ON操作があった場合にはステップＳ１５へ移行し、ON操作がない場合にはステップＳ１４へ移行する。
【００６６】
ステップＳ１４では、ステアリング接触センサ７３の検出結果から、ステアリングへの接触がONとなったかどうかを判断し、ONとなったならばステップＳ１５へ移行し、ONとならないならばステップＳ１６へ移行する。
【００６７】
ステップＳ１５では、駆動指令基本値を駆動指令値として出力する。
【００６８】
ステップＳ１６では、駆動指令基本値を制限もしくは禁止して駆動指令値として出力する。
【００６９】
［ドライバ状態による駆動制限作用］
実施例１では、以下に説明するドライバ状態の場合に、駆動指令基本値演算部３３で演算したアシストアクチュエータ２の駆動指令値に対し、駆動制限、駆動禁止を駆動指令値演算部３４で行う。すると、アシストアクチュエータ２からの出力が制限もしくは無いため、セレクトレバー１１は重い操作となり、ドライバ以外による誤操作が防止される。重い操作について説明する。アシストアクチュエータ２の出力を制限もしくは禁止した場合、バネ１３２へ大きな弾性変位を与えるか、弾性限界を越えてセレクトレバー１１で自動変速機５へ操作力を伝達しないと、セレクト位置の変更は行うことができない。つまり、セレクトレバー１１の操作が重くなるのである。この場合には、当然、十分な操作意思なくしては、セレクト操作とならない。ドライバ以外による誤操作は十分な操作意思がないため、防止されることになる。
【００７０】
(a)運転席への着座がない場合
着座センサ７１の検出結果から、運転席への着座がないと判断すると、ステップＳ１１→Ｓ１６へと処理され、駆動が制限、禁止される。運転席への着座を着座センサ７１で検出できない場合に駆動制限を行うと、例えば、エンジンONで、セレクト位置がＮレンジ位置、パーキングブレーキをかけた状態で、ドライバが一時降車した場合、ドライバ以外のセレクト操作が防止される。
【００７１】
言い換えて説明すれば、運転席への着座がない状態でのセレクト操作は、ドライバ以外による可能性が高く、これによるアシストアクチュエータの作動を制限、禁止して、操作を重くすることにより、ドライバ以外の操作を抑制する。
【００７２】
(b)運転席への着座はあるが、シートベルトの装着がない場合
着座センサ７１、シートベルト装着センサ７２の検出結果から、運転席のシートベルトの装着がないと判断されると、ステップＳ１２→Ｓ１６へと処理され、駆動が制限、禁止される。運転席への着座はあるが、ドライバのシートベルトの装着がない場合に駆動制限を行うと、例えば、車を発進させようとセレクト位置をＰレンジ位置から他のレンジ位置へ動かそうとした場合、シートベルト非装着状態では駆動が制限されることになり、ドライバが安全装備を不十分な状態にしたまま発進することが防止される。
【００７３】
言い換えて説明すれば、運転席への着はあるがシートベルトの装着がない場合のセレクト操作は、ドライバの運転意思がない操作であり、ドライバ以外による操作の可能性が高い、そのため、これによるアシストアクチュエータの作動を制限、禁止して、操作を重くすることにより、ドライバ以外の操作を抑制する。
【００７４】
(c)運転席への着座、シートベルトの装着があり、ブレーキペダルがOFFの場合
着座センサ７１、シートベルト装着センサ７２、ステアリング接触センサ７３、ブレーキペダルセンサ７４の検出結果から、運転席への着座、シートベルトの装着があり、ブレーキペダルセンサ７４がOFFの場合、ステップＳ１１→Ｓ１２→Ｓ１３→Ｓ１４となり、ドライバがステアリングへ接触しているかどうかを判断し、ステアリングへの接触があれば、ステップＳ１５へ進み、駆動指令を出力し、ステアリングへの接触がなければ駆動を制限する。このように駆動制限を行うと、例えば、信号待ちや踏み切り待ちの際に、ドライバがセレクト位置をＮレンジ位置にしていた場合、ドライバが発進する意思が無い状態での、ドライバ以外によるセレクト操作を防止できる。
【００７５】
言い換えて説明すれば、運転席への着座、シートベルトの装着があっても、ブレーキペダルがOFFで、ステアリングへの接触もない状態のセレクト操作は、ドライバの運転意思のない操作であり、ドライバ以外による操作の可能性が高い、そのため、これによるアシストアクチュエータの作動を制限、禁止して、操作を重くすることにより、ドライバ以外の操作を抑制する。
【００７６】
(d)運転席への着座、シートベルトの装着があり、ブレーキペダルがONの場合
着座センサ７１、シートベルト装着センサ７２、ブレーキペダルセンサ７４の検出結果から、運転席への着座、シートベルトの装着があり、ブレーキペダルセンサ７４がONの場合、ステップＳ１１→Ｓ１２→Ｓ１３→Ｓ１５となり、アシストアクチュエータ２は駆動制限や禁止を行うことなく、駆動される。この際には、軽い、良好な操作フィーリングでセレクト操作が行われる。
【００７７】
次に効果を説明する。
【００７８】
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。
【００７９】
(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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
本実施例１では、さらに、アシストアクチュエータ２を制御するコントローラ３を設け、ドライバの状態を検出するドライバ状態検出センサ７を設け、コントローラ３は、ドライバの状態に基づきアシストアクチュエータ２の駆動を制限もしくは禁止するため、ドライバ以外によるセレクト操作の誤操作を防止できる。（なお、以上(1)には、請求項３、請求項５前段部分に対応した実施例の効果が含まれる）
(2)ドライバ状態検出センサ７は、シートへのドライバの着座を検出する着座センサ７１、ドライバのシートベルトの装着を検出するシートベルト装着センサ７２、ドライバがステアリングに触っていることを検出するステアリング接触センサ７３、ブレーキペダルのON/OFFを検出するブレーキペダルセンサ７４からなるため、着座、シートベルト装着、ステアリング接触、ブレーキ操作の有無から、ドライバによる操作か、ドライバ以外の操作かを確実に判断することができる。
【００９１】
(5)コントローラ３は、セレクトレバー１１の操作位置から、弾性変位限界内の中立状態を保持するように目標となる弾性変位量を設定する目標位置偏差設定部３１と、弾性変位量が目標の弾性変位量に近づくように制御指令値を演算する駆動指令基本値演算部３３と、ドライバ状態検出センサ７からのドライバ状態に基づき、制御指令基本値を制限し、制御指令値を演算する駆動指令値演算部３４とを備えているため、ドライバ以外の誤操作の可能性が高い場合には、制御基本値を制限することにより、セレクトレバー１１の操作を重い操作にすることで、ドライバ以外によるセレクト操作の誤操作を防止する。
【実施例２】
【００９２】
実施例２は、相対変位許容連結機構を遊び連結機構にし、設定遊び量内の中立状態を保持するように制御し、ドライバ以外の操作と判断した際、制御指令の基本値に対して制限や禁止を行う例である。
【００９３】
遊び機構を含む自動変速機のセレクトアシスト装置の構成例を、図１２に示す。遊び連結機構は、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部１４を設けた構成である。
【００９４】
チェック機構部１４は、第１回転部１３のセレクトレバー１１の反対側に設けられ、第１回転部１３から外周側に突出させたピン１４１と、ピン１４１に係合する溝部１４２からなる。ピン１４１は詳細には図示しないが内部から先端を突出方向にバネで付勢する構造である。このピン１４１の先端を溝部１４２に係合させる。溝部１４２は、５つのレンジ（P・R・N・D・L）に対応した谷部１４２ａを形成するよう波形状にしたものである。このチェック機構部１４により、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。
【００９５】
また、実施例２では、位置センサ６１，６２の２つのセンサを用いず、第１回転部１３、第２回転部１７のどちらかを固定側とし、残り側の回転変位を検知することにより、第１回転部１３と第２回転部１７の相対変位を検出する位置センサ６を用いている。
【００９６】
図１３には、実施例２のコントローラ３のブロック図を示す。
【００９７】
駆動指令値基本値演算部３６は、位置センサ６からの相対変位量に応じて駆動指令基本値を演算して出力する。
【００９８】
駆動指令値演算部３７は、ドライバ状態検出センサ７からのドライバ状態から、ドライバ以外の操作かどうかを判断し、その場合には、駆動指令基本値を制限するよう駆動指令値を演算して出力する。
【００９９】
この遊び連結機構を用いた構成による特徴は、セレクトレバー１１の操作に対してアシストアクチュエータ２により自動変速機の制御アーム５１をよく追従させる通常の制御の際において、自動変速機５のディテント力がセレクトレバー１１に伝達することがない点である。このため、セレクトレバー１１の操作フィーリングは、そのほとんどをチェック機構部１４により操作反力として生成される。
【０１００】
よって、より確実に軽い良好な操作フィーリングを得ることができる。
【０１０１】
また、実施例２では、弾性変位量が相対変位量として処理される。
【０１０２】
その他構成、作用は実施例１と同様であるので、説明を省略する。
【０１０３】
効果を説明する。
【０１０４】
(4)相対位置変位許容連結機構は、設定遊び量までの相対変位を遊び溝１３１、突起１７１により許容しつつ、第１回転部１３と第２回転部１７を連結する遊び連結機構であり、コントローラ３は、アシストアクチュエータ２を、設定遊び量内の中立状態を保持するように制御指令基本値を演算する駆動指令基本値演算部３６と、ドライバ状態検出センサ７からのドライバ状態に基づき、制御指令基本値を制限し、制御指令値を演算する駆動指令値演算部３７とを備えたため、(1)に記載された自動変速機のセレクトアシスト装置と同等の効果を有し、ドライバ以外によるセレクト操作の誤操作を防止できる。
【０１０５】
（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２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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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の回転変位をそれぞれ検出し、演算により回転変位を求めるようにしたが、第１回転部１３と第２回転部１７の相対位置を検出するようにしてもよい。バネ１３２の弾性変位量を直接検出するようにしてよい。
【０１０９】
本発明における相対変位許容連結機構が、弾性連結機構でも、遊び連結機構でも、よいことは実施例１、実施例２に示している。実施例１，２では、弾性連結機構及び遊び連結機構は、セレクト部１に第１回転部１３、第２回転部１７を主要な構成としてしたが、コントロールケーブルの途中に設けてもよい。コントロールケーブルの途中に遊び連結機構、弾性連結機構を設け、また、アシストアクチュエータを自動変速機側となるコントロールケーブルの途中にメカリンクを設けるようにして設定した例を図１４，図１５に示す。
【０１１０】
また、さらに、遊び連結機構や弾性連結機構を自動変速機側に設けるようにしてもよい。同様に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い。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【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】ドライバの状態による駆動制限、禁止の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】実施例２における自動変速機の構成を示す側面図である。
【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】自動変速機のセレクトアシスト装置の他の構成例を示す側面図である。
【図１５】自動変速機のセレクトアシスト装置の他の構成例を示す側面図である。
【符号の説明】
【０１１２】
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
１４  チェック機構部
１４１  ピン
１４２  溝部
１４２ａ  谷部
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  駆動指令基本値演算部
３４  駆動指令値演算部
３５  弾性変位量演算部
３６  駆動指令基本値演算部
３７  駆動指令値演算部
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
６２  位置センサ
７  ドライバ状態検出センサ
７１  着座センサ
７２  シートベルト装着センサ
７３  ステアリング接触センサ
７４  ブレーキペダルセンサ
【図１】
2006064164.tif 000003
【図２】
2006064164.tif 000004
【図３】
2006064164.tif 000005
【図４】
2006064164.tif 000006
【図５】
2006064164.tif 000007
【図６】
2006064164.tif 000008
【図７】
2006064164.tif 000009
【図８】
2006064164.tif 000010
【図９】
2006064164.tif 000011
【図１０】
2006064164.tif 000012
【図１１】
2006064164.tif 000013
【図１２】
2006064164.tif 000014
【図１３】
2006064164.tif 000015
【図１４】
2006064164.tif 000016
【図１５】
2006064164.tif 000017