(57)【要約】【課題】車室内のレイアウト自由度とセレクトレバーのデザイン性を高めることができ、しかも節度感のある良好な操作特性が得られ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２への入力トルクを検出するトルクセンサ１２と、インヒビタスイッチ１３と、運転者の操作力を補助するアシストトルクをセレクトレバー２に出力する電動モータ７と、レンジ信号と入力トルクに応じて電動モータ７を制御するコントロールユニット１４と、を備えた自動変速機のセレクトアシスト装置であって、コントロールユニット１４は、レンジ信号が変化し、かつ、入力トルクが０となったとき、予め設定された設定時間Ｔが経過するまで、電動モータ７の出力を停止させる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動変速機のレンジ切り換え機構と連結されたセレクトレバーへの入力トルクを検出する入力トルク検出手段と、
前記セレクトレバーにより選択されたレンジを検出し、対応するレンジ信号を出力するインヒビタスイッチと、
運転者の操作力を補助するアシストトルクをセレクトレバーに出力するアシストアクチュエータと、
前記レンジ信号とセレクトレバーへの入力トルクに応じてアシストアクチュエータのアシストトルクを制御するアシストトルク制御手段と、
を備えた自動変速機のセレクトアシスト装置であって、
前記アシストトルク制御手段に、レンジ切り換え機構のディテントピンがディテントプレートのカム山のピーク（頂部）に到達したかどうかを判断するピーク位置判断部と、
前記レンジ切り換え機構のディテントピンがディテントプレートのカム山の頂部に到達したと判断されたとき、アシストアクチュエータにアシストトルクの出力を停止させるアシスト停止部と、
を設け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、
前記アシスト停止部は、アシストアクチュエータにアシストトルクの出力を停止させてから、入力トルクが予め設定された設定値となったとき、アシストトルクの出力停止を解除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、
前記アシスト停止部は、アシストアクチュエータにアシストトルクの出力を停止させてから予め設定された設定時間が経過したとき、アシストトルクの出力停止を解除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ないし請求項３のいずれか１項に記載の自動変速機のセレクトアシスト装置において、
前記ピーク位置判断部は、レンジ信号が切り替わったとき、レンジ切り換え機構のディテントピンがディテントプレートのカム山のピークに到達したと判断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１ないし請求項４のいずれか１項に記載のセレクトアシスト装置において、
前記ピーク位置判断部は、レンジ信号が切り替わり、かつ、入力トルクが０となったとき、レンジ切り換え機構のディテントピンがディテントプレートのカム山のピークに到達したと判断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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動変速機のセレクトアシスト装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の自動変速機のレンジセレクト装置としては、車室内の運転席付近にセレクトレバーを設け、このセレクトレバーの操作力をケーブルやロッドなどの操作力伝達手段を介して自動変速機のレンジ切り換え装置に伝達し、自動変速機のレンジ（Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄなど）を切り換える構成のものが知られている。
【０００３】
セレクトレバーの操作には、ケーブルやロッドのフリクション、ディテント機構においてディテントピンがカム山を乗り越える際に発生する抵抗等により、大きな操作力が必要となる。このため、セレクトレバーを十分な長さに設定し、その梃子力を利用することにより、乗員の操作力を大きな力に変換し、レンジセレクトを行うよう構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−３２３５５９号公報（１頁〜３頁，第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術にあっては、十分な梃子力を得るために長いセレクトレバーが必要となり、車室内レイアウトの自由度が小さくなるという問題がある。また、設置場所にも制約が多く、運転席脇やステアリングコラム付近に限定されている。
【０００６】
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、車室内のレイアウト自由度とセレクトレバーのデザイン性を高めることができ、しかも節度感のある良好な操作特性が得られ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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明請求項１に記載の自動変速機のセレクトアシスト装置では、自動変速機のレンジ切り換え機構と連結されたセレクトレバーへの入力トルクを検出する入力トルク検出手段と、前記セレクトレバーにより選択されたレンジを検出し、対応するレンジ信号を出力するインヒビタスイッチと、運転者の操作力を補助するアシストトルクをセレクトレバーに出力するアシストアクチュエータと、前記レンジ信号とセレクトレバーへの入力トルクに応じてアシストアクチュエータのアシストトルクを制御するアシストトルク制御手段と、を備えた自動変速機のセレクトアシスト装置であって、前記アシストトルク制御手段に、レンジ切り換え機構のディテントピンがディテントプレートのカム山のピーク（頂部）に到達したかどうかを判断するピーク位置判断部と、前記レンジ切り換え機構のディテントピンがディテントプレートのカム山の頂部に到達したと判断されたとき、アシストアクチュエータにアシストトルクの出力を停止させるアシスト停止部と、を設けたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、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、前記アシスト停止部は、アシストアクチュエータにアシストトルクの出力を停止させてから、入力トルクが予め設定された設定値となったとき、アシストトルクの出力停止を解除することを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明では、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、前記アシスト停止部は、アシストアクチュエータにアシストトルクの出力を停止させてから予め設定された設定時間が経過したとき、アシストトルクの出力停止を解除することを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明では、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の自動変速機のセレクトアシスト装置において、前記ピーク位置判断部は、レンジ信号が切り替わったとき、レンジ切り換え機構のディテントピンがディテントプレートのカム山のピークに到達したと判断することを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明では、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のセレクトアシスト装置において、前記ピーク位置判断部は、レンジ信号が切り替わり、かつ、入力トルクが０となったとき、レンジ切り換え機構のディテントピンがディテントプレートのカム山のピークに到達したと判断することを特徴とする。
【００１２】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明では、セレクトレバーへの入力トルクに応じて、アシストアクチュエータによりアシストトルクを発生させ、そのアシストトルクをセレクトレバーの手動操作力に合成して自動変速機のレンジ切り換え機構に伝達するため、セレクトレバーの長さを短く設定しても、セレクトレバーの操作が重くならず、負担とならない。よって、従来では、その長さ故に設置レイアウトが運転席脇やコラム付近に限定されていたセレクトレバーを、多様な場所（例えば、インストルメントパネル等）にも設置可能となる。
【００１３】
また、アシストトルク制御手段は、ピーク位置判断部によりレンジ切り換え機構のディテントピンがディテントプレートのカム山の頂部に到達したと判断されたとき、アシスト停止部によりアシストアクチュエータにアシストトルクの出力を停止させる。
【００１４】
レンジ切り換え時、セレクトレバーには、自動変速機のディテント機構において、バネ板の先端に設けられたディテントピンが、ディテントプレートのカム山を越える際に発生する負荷力が作用する。この負荷力は、ディテントピンがカム山のピークに到達するまでは、セレクトレバーの操作方向への移動を妨げる方向に作用するが、ディテントピンがカム山のピークに達してから次の谷部に到達するまでは、バネ板の弾性復元力により、ディテントピンが次の谷部へ吸い込まれるため、セレクトレバーの操作方向と同一方向に作用する。
【００１５】
このディテント機構による引き込み力に加え、アシストアクチュエータの慣性力により、運転者のセレクトレバー操作速度によっては、所定位置（次の谷部）でセレクトレバーを停止させることができず、セレクトレバーが複数のレンジ位置を飛び越す、いわゆるオーバーランが発生する。
【００１６】
これに対し、本発明では、ディテントピンがディテントプレートのカム山のピークに到達したとき、アシストアクチュエータの出力を停止させることにより、セレクトレバーにディテント機構の引き込み力のみを作用させるとともに、ディテントピンが次の谷部に到達するとき、アシストアクチュエータの慣性力を０としておくことができる。
【００１７】
よって、アシストアクチュエータのアシストトルクにディテント機構の引き込み力とアシストアクチュエータの慣性力とが加算され、セレクトレバーがオーバーランしてしまうのを防止できるため、切り換え先レンジの所定位置（次の谷部）で確実にセレクトレバーを停止させて節度感のある操作特性が得られる。
【００１８】
請求項２に記載の発明では、アシストアクチュエータにアシストトルクの出力を停止させてから、入力トルクが予め設定された設定値となったとき、アシストトルクの出力を再開させることとしたため、レンジをまたぐセレクト時において、スムーズかつ節度感のある操作特性が得られる。
【００１９】
請求項３に記載の発明では、アシストアクチュエータにアシストトルクの出力を停止させてから予め設定された設定時間が経過したとき、アシストトルクの出力を再開させることとしたため、ディテント機構による引き込み力が作用しているとき、アシストトルクを操作方向と反対方向に出力する、いわゆる逆アシスト等、より細かい制御が可能となる。
【００２０】
請求項４に記載の発明では、ディテントピンがディテントプレートのカム山のピークに到達したかどうかを、インヒビタスイッチのレンジ信号の変化により判断する。通常、ディテントピンのピーク到達位置と、インヒビタスイッチのレンジ信号の切り替わり位置とは、略同一位置に設定されているため、レンジ信号の変化によりディテントピンのピーク到達を容易に判断することができる。
【００２１】
請求項５に記載の発明では、レンジ信号が切り替わり、かつ、入力トルクが０となったとき、ディテントピンがディテントプレートのカム山のピークに到達したと判断する。理論上、カム山のピーク付近では入力トルクは０であると考えられるため、レンジ信号の変化に加えて、入力トルク０をピーク到達の判断基準とすることにより、ピーク到達判断の精度向上を図ることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を第１実施例と第２実施例に基づいて説明する。
【００２３】
（第１実施例）
まず、構成を説明する。
図１は本発明の自動変速機のセレクトアシスト装置を適用した自動変速装置の構成を示す側面図、図２は自動変速装置の背面図である。
【００２４】
コントロール部１は運転者により操作されるセレクトレバー２を有し、例えば、運転席脇のセンタクラスタ３の上部に設置されている。セレクトレバー２は、下端の支点軸４を中心として車両の前後方向に操作するよう設定されている。このセレクトレバー２の長さは１００ｍｍ程度に設定され、従来の一般的なセレクトレバーよりも２５０ｍｍ程度短く設計されている。従って、従来のセレクトレバーよりも車室内空間への突出量が少なく、車室内レイアウトの自由度が大きい。また、コンパクトであり、必要に応じて他の位置（インストルメントパネル等）に設置可能である。
【００２５】
セレクトレバー２の支点軸４には、この支点軸４と一体で上下方向に回動する制御レバー５の上端部が固定されている。また、支点軸４には、セクタギヤ６が固定され、このセクタギヤ６には、運転者の操作力を補助する電動モータ（アシストアクチュエータ）７が連結されている。
【００２６】
制御レバー５の下端部には、前方の自動変速機８に設けられたディテント機構９（図３参照）の制御アーム１０の上端部と、ロッド状のリンケージ１１とを介して連結されている。なお、ディテント機構９については後述する。
【００２７】
セレクトレバー２の支点軸４には、支点軸４への入力トルクを検出するトルクセンサ（入力トルク検出手段）１２が連結されている。このトルクセンサ１２は、支点軸４に設けられた一対の回転部１２ａと、その間のねじれトルクを検出する検出部１２ｂとから構成されている。トルクセンサ１２の出力電圧は、コントロールユニット（アシストトルク制御手段）１４へ出力され、コントロールユニット１４では、トルクセンサ１２の出力電圧から入力トルクを認識する。
【００２８】
コントロールユニット１４は、検出されたセレクトレバー２の入力トルクと、自動変速機８に設けられたインヒビタスイッチ１３からのレンジ信号とに基づいて、電動モータ７が出力するアシストトルクを設定し、電動モータ７の印加電圧を制御する。
【００２９】
このコントロールユニット１４は、図４に示すように、基本的にセレクトレバー２の負荷が増すと、検出されるトルクも増すため、そのトルクに応じてアシストトルクの印加電圧を増加させ、セレクトレバー２の手動操作力に合成する。従って、セレクトレバー２の長さが従来よりも短い場合でも、必要操作力は増加しない。すなわち、基本的に、セレクトレバー２を短くしたことにより増加したトルクの一部あるいは全部を、電動モータ７のアシストトルクにより補うようになっている。
【００３０】
電動モータ７のアシストトルクは、各レンジ間において同一ではなく、各レンジ間で異なる設定とすることにより、操作感に変化を付けている。すなわち、図５に示すように、ＰレンジとＲレンジの間では、ある程度重さを感じさせて確実な操作を促すように、従来の長いセレクトレバーの場合と同等の操作力１．６ｋｇｆ前後に設定し、ＲレンジとＮレンジの間は、それよりも少し軽く設定し、走行中において頻繁に切り換えが想定されるＮレンジとＤレンジの間は、１ｋｇｆ前後の軽さに設定している。このように、セレクトレバー２の操作方向でのトルクに応じて、電動モータ７のアシストトルクを助力として、セレクトレバー２の手動操作力に合成するため、セレクトレバー２の長さを短く設定しても、セレクトレバー２の操作が重くならず、操作性がよい。
【００３１】
次に、ディテント機構９の構造について説明する。
図３は、自動変速機のディテント機構９の構造を示す斜視図である。
制御アーム１０の下端部には回転シャフト１５が設けられ、この回転シャフト１５にディテントプレート１６が支持されている。このディテントプレート１６の上端には、カム山１６ａの間に４つのレンジ（Ｐ・Ｒ・Ｎ・Ｄ）に対応した谷部１６ｂが形成されている。そして、この谷部１６ｂにバネ板１７の先端に形成されたディテントピン１８を係合させ、選択されたレンジ位置を保持している。
【００３２】
すなわち、セレクトレバー２を前後に操作することにより、その操作力がリンケージ１１を介してディテントプレート１６に伝達され、このディテントプレート１６が前後に移動することにより、ディテントピン１８がカム山１６ａを乗り越えて隣のレンジに対応した谷部１６ｂへ係合し、係合したレンジ位置がバネ板１７の弾力性により保持される。
【００３３】
ディテントプレート１６には、パーキングポール１９の一端が回動自在に連結されている。このパーキングポール１９は、セレクトレバー２をＰレンジに移動させたとき、カム状プレート２０を介してパーキングギヤ２１の回転を阻止し、図外の駆動輪をロックするものである。
【００３４】
次に、作用を説明する。
［セレクトレバーアシスト制御処理］
図６は、コントロールユニット１４で実行されるセレクトレバーアシスト制御処理の流れを示すフローチャートである。
【００３５】
ステップＳ１では、インヒビタスイッチ１３のレンジ信号から、現在のレンジ位置を読み込む。
【００３６】
ステップＳ２では、トルクセンサ１２の入力トルク信号（出力電圧）から、セレクトレバー２への入力トルクを読み込む。
【００３７】
ステップＳ３では、インヒビタスイッチ１３のレンジ信号とトルクセンサ１２の入力トルク信号から、レンジ信号が変化し、かつ、入力トルクが０となったかどうかを判断する。レンジ信号が変化し、かつ、入力トルクが０となった場合にはステップＳ７へ進み、その他の場合にはステップＳ４へ進む。
【００３８】
ステップＳ４では、トルクセンサ１２の正負出力状態から、セレクトレバー２の操作方向を演算する。
【００３９】
ステップＳ５では、入力トルクとレンジ位置に基づいてアシストトルクを設定する。
【００４０】
ステップＳ６では、設定されたアシストトルクとなるように電動モータ７へ駆動電力信号を出力する。
【００４１】
ステップＳ７では、電動モータ７への駆動電力信号の出力を停止する。
【００４２】
ステップＳ８では、電動モータ７への駆動電力信号の出力を停止してから設定時間Ｔ（例えば、１０〜１００ｍｓ）が経過したかどうかを判断する。設定時間Ｔが経過している場合には、本制御を終了する。設定時間Ｔに到達していない場合には、ステップＳ９へ進む。
【００４３】
ステップＳ９では、タイマｔをインクリメントする。
【００４４】
［アシスト停止制御作用］
次に、セレクトレバー２を一定の速度で移動させ、Ｐ→Ｒレンジへのセレクトを行う場合を例に挙げて、コントロールユニット１４によるセレクトレバーアシスト停止制御作用を説明する。
【００４５】
図７において、セレクトレバー２をＰ→Ｒレンジ方向へ操作すると、ディテントピン１８がディテントプレート１６のカム山１６ａを登り始め、これに伴い入力トルクがＲ→Ｐレンジ方向に作用し始める。
【００４６】
ストローク角度Ｓ１では、入力トルクに応じて電動モータ７によるアシストが開始され、アシストトルクがＰ→Ｒレンジ方向に発生する。
【００４７】
ストローク角度Ｓ１−Ｓ２間では、入力トルクが徐々に大きくなり、これに応じてアシストトルクも徐々に大きくなる。
【００４８】
ストローク角度Ｓ２では、入力トルクがピーク値となり、これに応じてアシストトルクもピーク値となる。
【００４９】
ストローク角度Ｓ２−Ｓ３間では、入力トルクが徐々に減少し、これに応じてアシストトルクも徐々に減少する。
【００５０】
ストローク角度Ｓ３では、ディテントピン１８がディテントプレート１６のカム山１６ａのピークに達する。このとき、入力トルクが０（トルクセンサ１２は、入力トルクが０のとき２．５Ｖの出力電圧となる。）となり、さらに、インヒビタスイッチ１３のレンジ信号がＰからＲレンジを示す信号へと変化するため、モータ駆動信号の出力を停止し、電動モータ７によるアシストを停止する。
【００５１】
ストローク角度Ｓ３−Ｓ４間では、ディテントピン１８がカム山１６ａの谷部１６ｂに引き込まれ、入力トルクはＲ→Ｐレンジ方向に発生する。
【００５２】
ストローク角度Ｓ４では、モータ駆動信号の出力を停止してから設定時間Ｔ（１０〜１００ｍｓ）が経過したため、電動モータ７にモータ駆動信号を出力してアシストを再開する。ここでは、入力トルクが操作方向と同一方向に発生するため、アシストトルクを操作方向と反対方向に発生させた例を示す。
【００５３】
ストローク角度Ｓ４−Ｓ５間では、ディテントピン１８がカム山１６ａの谷部１６ｂに引き込まれ、入力トルクはＲ→Ｐレンジ方向に発生する。このとき、アシストトルクはセレクトレバー２の移動を妨げる方向に出力する。
【００５４】
ストローク角度Ｓ５では、ディテントピン１８がカム山１６ａの谷部ｂ下端に達して停止する。このとき、ＰレンジからＲレンジへのセレクトが行われる。
【００５５】
次に、効果を説明する。
第１実施例の自動変速機のセレクトアシスト装置にあっては、レンジ信号がＰからＲレンジへ変化し、かつ、入力トルクが０となったとき、ディテントピン１８がディテントプレート１６のカム山１６ａのピークに達したと判断し、設定時間Ｔ（１０〜１００ｍｓ）が経過するまで電動モータ７によるアシストを停止したため、ディテント機構９の引き込み力と電動モータ７の慣性力とに起因するセレクトレバー２のオーバーランを防止でき、各レンジの所定位置で確実にセレクトレバー２を停止させて節度感のある操作特性が得られる。
【００５６】
（第２実施例）
次に、第２実施例を説明する。なお、第２実施例では、アシスト停止後、入力トルクが予め設定された設定値以上となったとき、アシストを再開する点で第１実施例と異なる。
【００５７】
作用を説明する。
［セレクトレバーアシスト制御処理］
図８は、コントロールユニット１４で実行されるセレクトレバーアシスト制御処理の流れを示すフローチャートである。図において、ステップＳ１〜ステップＳ７までは図６に示した第１実施例と同一であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【００５８】
ステップＳ１０では、入力トルクが予め設定された設定値以上であるかどうかを、トルクセンサ１２の出力電圧がＶ１以上であるかどうかにより判断する。出力電圧がＶ１以上である場合には本制御を終了し、出力電圧がＶ１未満である場合にはステップＳ７へ戻る。
【００５９】
［アシスト停止制御作用］
次に、セレクトレバー２を一定の速度で移動させ、Ｐ→Ｒ→Ｎレンジへのセレクトを行う場合を例に挙げて、コントロールユニット１４によるセレクトレバーアシスト停止制御作用を説明する。
【００６０】
ストローク角度Ｓ１からＳ３までは、図７に示した第１実施例と同一であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【００６１】
ストローク角度Ｓ３−Ｓ６間では、ディテントピン１８がカム山１６ａの谷部１６ｂに引き込まれ、入力トルクはＲ→Ｐレンジ方向に発生する。このとき、アシストトルクの出力は停止したままである。
【００６２】
ストローク角度Ｓ６では、モータ駆動信号の出力を停止してからトルクセンサ１２の出力電圧がＶ１、すなわち、入力トルクが予め設定された設定値以上となったため、電動モータ７にモータ駆動信号を出力してアシストを再開する。
【００６３】
ストローク角度Ｓ６以降は、上述したストローク角度Ｓ１以降と同様であるため、説明を省略する。
【００６４】
次に、効果を説明する。
第２実施例の自動変速機のセレクトアシスト装置にあっては、アシストを停止してから入力トルクが所定値以上となったとき、アシストを再開することとしたため、Ｐ→Ｎレンジ間のセレクト等、レンジをまたぐセレクト時において、スムーズかつ節度感のある操作特性が得られる。
【００６５】
以上、本発明の実施の形態を第１実施例と第２実施例に基づいて説明してきたが、本発明の具体的な構成は本実施の形態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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の自動変速機のセレクトアシスト装置を適用した自動変速装置の構成を示す側面図である。
【図２】本発明の自動変速機のセレクトアシスト装置を適用した自動変速装置の構成を示す背面図である。
【図３】自動変速機のディテント機構の構造を示す斜視図である。
【図４】トルクと印加電圧の関係を示す図である。
【図５】レンジ毎に変化させた操作力を示す図である。
【図６】第１実施例のセレクトレバーアシスト制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】第１実施例のアシスト停止制御作用を示す図である。
【図８】第２実施例のセレクトレバーアシスト制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】第２実施例のアシスト停止制御作用を示す図である。
【符号の説明】
１  コントロール部
２  セレクトレバー
３  センタクラスタ
４  支点軸
５  制御レバー
６  セクタギヤ
７  電動モータ
８  自動変速機
９  ディテント機構
１０  制御アーム
１１  リンケージ
１２  トルクセンサ
１２ａ  回転部
１２ｂ  検出部
１３  インヒビタスイッチ
１４  コントロールユニット
１５  回転シャフト
１６  ディテントプレート
１６ａ  カム山
１６ｂ  谷部
１７  バネ板
１８  ディテントピン
１９  パーキングポール
２０  カム状プレート
２１  パーキングギヤ
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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