(57)【要約】【課題】  セレクトレバーとレンジ位置切り換え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】  温度上昇による異常状態に至る可能性のある状況を判定する異常判定部３４と、異常判定部３４が異常状態に至る可能性のある状況と判定すると、その状況から異常状態に至るのを回避する異常回避部３５を備えた。【選択図】      図３
2005249093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動変速機のレンジ位置切り換え装置と連結されたセレクトレバーへのドライバの操作を検出する操作検出手段と、
前記セレクトレバーにドライバの操作力を補助するアシスト力を出力するアシストアクチュエータと、
検出されたドライバの操作に基づいて、アシストアクチュエータに対しアシスト力を変化させる制御指令を出力するアシスト制御手段と、
を有する自動変速機のセレクトアシスト装置であって、
温度上昇による異常状態に至る可能性のある状況を判定する状況判定手段と、
同状況判定手段が異常状態に至る可能性のある状況と判定すると、その状況から異常状態に至るのを回避する回避手段と、
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、
前記状況判定手段が、
アシストにより温度上昇が生じやすい温度上昇部の周辺温度を検出する周辺部温度検出手段と、
検出した周辺温度から前記温度上昇部の温度を推定する温度推定手段と、
推定温度と所定の閾値レベルとの比較から判定を行なうレベル判定手段と、
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、
前記状況判定手段が、
前記アシストアクチュエータの駆動信号に基づいて、アシストにより温度上昇が生じやすい温度上昇部の温度を推定する温度推定手段と、
推定温度と所定の閾値レベルとの比較から判定を行なうレベル判定手段と、
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、
前記操作位置検出手段が、
前記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備え、
前記状況判定手段が、
前記セレクトレバーの操作状態により推定される操作頻度から前記温度上昇部の温度を推定する温度推定手段と、
推定温度と所定の閾値レベルとの比較から判定を行なうレベル判定手段と、
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、
前記操作検出手段が、
前記セレクトレバーへの入力操作力を検出する入力操作力検出手段と、
前記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６】
請求項１〜請求項５に記載の自動変速機のセレクトアシスト装置において、
前記回避手段が、
前記アシスト制御手段からアシストアクチュエータへの制御指令値を小さくする、
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７】
請求項５に記載の自動変速機のセレクトアシスト装置において、
前記回避手段が、
セレクトレバーの操作位置に対するアシスト力の発生区間を狭くする、
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８】
請求項５に記載の自動変速機のセレクトアシスト装置において、
前記回避手段が、
アシスト力を発生させる入力操作力レベルを高くする、
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９】
請求項１〜請求項５の自動変速機のセレクトアシスト装置において、
前記アシストアクチュエータが、
PWM制御されるモータを備えるものであり、
前記回避手段が、
駆動信号のキャリア周波数を下げる、
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１０】
請求項１〜請求項５の自動変速機のセレクトアシスト装置において、
前記アシストアクチュエータが、
PWM制御されるモータを備えるものであり、
前記回避手段が、
駆動信号のデューティ比を下げる、
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１１】
請求項１〜請求項５の自動変速機のセレクトアシスト装置において、
前記アシストアクチュエータが、
パワートランジスタを用いてPWM制御されるモータを備えるものであり、
前記回避手段が、
前記パワートランジスタのスイッチング時間を短くする、
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操作力を補助す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、操作量に応じてレンジ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、レンジ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、セレクトレバーとレンジ位置切り換え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位置切り換え装置と連結されたセレクトレバーへのドライバの操作を検出する操作検出手段と、前記セレクトレバーにドライバの操作力を補助するアシスト力を出力するアシストアクチュエータと、検出されたドライバの操作に基づいて、アシストアクチュエータに対しアシスト力を変化させる制御指令を出力するアシスト制御手段とを有する自動変速機のセレクトアシスト装置であって、温度上昇による異常状態に至る可能性のある状況を判定する状況判定手段と、状況判定手段が異常状態に至る可能性のある状況と判定すると、その状況から異常状態に至るのを回避する回避手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明では、セレクトレバーとレンジ位置切り換え装置の機械的連結を保持しつつ、ドライバのレバー操作力をアシストアクチュエータで補助することにより、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】
さらに、セレクトレバーとレンジ位置切り換え装置との機械的連結を保持しながらも、目標操作反力特性設定部において、ドライバにとって節度感のある良好な目標操作反力特性を、ディテントの負荷特性等に影響されることなく自由に設定できる。
【００１１】
また、状況判定手段と回避手段とを備えるため、温度上昇によって異常状態に至ることを回避することができ、より安定して制御を行うことができる。
【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。
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はアシストアクチュエータ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、セレクト機構部１と、コントロールケーブル８と、アシストアクチュエータ９と、コントロールケーブル１８と、自動変速機１９と、コントロールユニット（アシスト力制御手段）２２とを主要な構成としている。
【００１５】
前記セレクト機構部１は、ドライバ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に設けられている。セレクトレバー２の上端には、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４が付設されている。セレクトレバー２は、支点軸５を中心として回動操作され、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。
【００１６】
前記セレクトレバー２の下端部には、セレクトレバージョイント７を介してプッシュプル式のコントロールケーブル８が接続されている。コントロールケーブル８は、入力レバージョイント１１を介してアシストアクチュエータ９の入力レバー１０と回動自在に接続されている。すなわち、セレクトレバー２の回転運動が直線運動に変換され、セレクトレバー２の操作により発生した操作力が入力レバー１０に伝達される。
【００１７】
前記入力レバー１０は、回動可能に設けられた出力軸１２を介して出力レバー１３と連結されている。出力軸１２には、ウォームギア１４が設けられており、このウォームギア１４は、減速機構を備えた電動モータ１５のモータ出力軸１６と噛み合っている。
【００１８】
前記出力レバー１３には、出力レバージョイント１７を介してプッシュプル式のコントロールケーブル１８が接続されている。コントロールケーブル１８は、自動変速機１９の制御アーム２０と接続されている。すなわち、コントロールケーブル１８により出力レバー１３の回転運動が直線運動に変換され、ドライバの操作力と電動モータ１５の駆動力との合成力が自動変速機１９の制御アーム２０に伝達される。
【００１９】
前記出力軸１２には、入力レバー１０とウォームギア１４との間に生じるゆがみ（ねじれ）を検出するトルクセンサ（入力操作力検出手段）２１が設けられている。このトルクセンサ２１により検出された操作力信号は、図外の増幅アンプにより信号増幅され、コントロールユニット２２にワイヤハーネス２３を介して伝達される。トルクセンサ２１の検出信号により、セレクトレバー操作における操作力が推定可能となる。
【００２０】
前記ウォームギア１４には、位置検出のための接触子２４が取り付け固定されている。この接触子２４がウォームギア１４と一体に回動し、図示しない基板に印刷されたカーボン抵抗と電気的に接触することにより、セレクトレバー２のストローク角度に応じた電圧信号をコントロールユニット２２に出力する。この接触子２４とカーボン抵抗とからポテンショメータ（操作位置検出手段）２５が構成されている。
【００２１】
このポテンショメータ２５は、セレクトレバー２がＰレンジ位置で停止しているときの角度を基点角度として、セレクトレバー２のストローク角度を随時検出する。
【００２２】
前記コントロールユニット２２は、検出されたセレクトレバー２のストローク角度と、ドライバの操作力とに基づいて目標アシスト力を設定し、電動モータ１５の出力デューティ比をＰＷＭ制御する。
【００２３】
さらに、アシストアクチュエータ９の電気モータ１５周辺、コントロールユニット２２のモータ駆動回路上のパワートランジスタ（特にジャンクション部分）周辺に、その周辺温度を測定する温度センサ５０，５１（周辺部温度検出手段に相当する）を設ける。
【００２４】
図３に、コントロールユニット２２の制御ブロック図を示す。
前記セレクト機構部１において、レンジ切り換え操作されたセレクトレバー２のストローク変化は、コントロールケーブル８を介してアシストアクチュエータ９のポテンショメータ２５へ入力される。ポテンショメータ２５では、セレクトレバー２の操作量に応じたストローク角度が検出され、ストローク角度信号としてコントロールユニット２２へ出力される。
【００２５】
また、セレクトレバー２の操作力は、コントロールケーブル８を介してアシストアクチュエータ９のトルクセンサ２１へ入力される。トルクセンサ２１では、セレクトレバー２の操作力が検出され、操作力信号としてコントロールユニット２２へ出力される。
【００２６】
異常判定部３４（状況判定手段に相当する）は、図８に示すように温度推定部３４１（温度推定手段に相当する）、レベル判定部３４２（レベル判定手段に相当する）で構成される。
温度推定部３４１は、あらかじめ、温度センサ５０，５１で検知する周辺温度と、アシストアクチュエータ９の電気モータ１５、コントロールユニット２２のモータ駆動回路上のパワートランジスタの温度の変化推移を計測し、図９の特性を得ておき、伝達関数や近似式により温度を推定する。
伝達関数の例としては、推定する部分（上昇部）の温度をT1、周辺温度をT2、時定数をτs、ゲインをAとした際に、T2=A・T1/(1+τs)、もしくはT1=(1+τs)・T2/(A(1+τ1s)、（τ1sはτsに対して充分小さい値）を挙げておく。
レベル判定部３４２は、温度推定部３４１で推定した温度(T1)と、所定閾値とを比較し、所定閾値より大きい場合に異常に至る可能性があると判定する。
【００２７】
異常回避部３５（回避手段に相当する）は、レベル判定部３４２が所定閾値より温度が上昇したと判定したことを示す信号を受けた際に、アシスト力の指令値にゲインを乗算して図１０に示すように、アシスト力を小さくする。
アシスト力指令値演算部３６は、トルクセンサ２１から得る入力操作力の情報と、ポテンショメータ２５から得る操作位置の情報からアシスト力の指令値を演算しモータ駆動制御部３７に出力する。なお、異常回避部３５はアシスト力指令値演算部３６にゲインを出力し、アシスト力指令値演算部３６は演算したアシスト力の指令値にそのゲインを乗算する。
【００２８】
モータ駆動制御ブロック（アシスト力制御手段に相当）３７は、目標アシスト力に基づいて、電動モータ１５を駆動する。
【００２９】
次に、自動変速機１９のディテントの構造について説明する。
図４は、自動変速機１９のディテントの構造を示す斜視図である。
制御アーム２０には回転シャフト２６が設けられ、この回転シャフト２６にディテントプレート２７が支持されている。ディテントプレート２７の上端には、カム山２７ａの間に５つのレンジ（Ｐ・Ｒ・Ｎ・Ｄ・Ｌ）に対応した谷部２７ｂが形成されている。そして、この谷部２７ｂにバネ板２８の先端に形成されたディテントピン２９を係合させ、選択されたレンジ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。
【００３０】
すなわち、セレクトレバー２の操作力により回転シャフト２６が回動し、この回動に応じてディテントプレート２７がディテントピン２９に対して相対移動する。このとき、ディテントピン２９がカム山２７ａを乗り越えて隣のレンジに対応した谷部２７ｂと係合し、係合状態がバネ板２８の弾性力により保持される。この弾性力が、セレクトレバー２を操作する際の主要な負荷力となる。
【００３１】
なお、ディテントプレート２７には、パーキングポール３０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３０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３１を介してパーキングギア３２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、パーキングポール３０を咬む力として作用する。
【００３２】
次に、作用を説明する。
［セレクトレバーのアシスト制御処理］
図５は、コントロールユニット２２で実行されるセレクトレバー２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。
【００３３】
ステップＳ１では、トルクセンサ２１の操作力信号から操作力を読み込み、ステップＳ２へ移行する。
【００３４】
ステップＳ２では、ポテンショメータ２５のストローク角度信号からストローク角度を読み込み、ステップＳ３へ移行する。
【００３５】
ステップＳ３では、温度センサ５０，５１の出力信号から周辺温度を読み込み、ステップＳ４へ移行する。
【００３６】
ステップＳ４では、周辺温度から電動モータ１５、パワートランジスタの温度を推定する。
【００３７】
ステップＳ５では、推定温度から異常に至る可能性が高いかどうかを判断し、異常に至る可能性が高いと判断したならばステップＳ６へ移行し、異常に至る可能性が低いと判断したならばステップＳ７へ移行する。
【００３８】
ステップＳ６では、アシスト力を小さくする操作アシスト力の演算を行う。
【００３９】
ステップＳ７では、通常の操作アシスト力の演算を行う。
【００４０】
ステップＳ８では、操作アシスト力から駆動信号を演算し、処理を終了する。
【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セレクトレバー２、正確には、ドライバの把持するセレクトノブ４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、電動モータ１５を駆動していない状態で、ドライバがＰ→Ｒレンジ方向にセレクトレバー２を操作したとき、アシストアクチュエータ９の出力軸１２において操作反力として検出された軸トルクを、セレクトノブ４に発生する操作反力Fm[N]として換算し、ポテンショメータ２５により取得されるストローク角度と対比させたものである。
【００４２】
この操作反力は、上述した自動変速機１９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８，１８の摩擦力、電動モータ１５のイナーシャ等を合成したものである。すなわち、電動モータ１５によるアシスト力がない状態でレンジ切り換えを行うには、この操作反力Fm以上の手動操作力が必要となる。
【００４３】
図６に示すように、セレクトレバー２をＰ→Ｒレンジ方向に操作したときに発生する操作反力Fmは、各レンジ間において、初めにセレクトレバー２の操作方向と逆方向（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２９がディテントプレート２７のカム山２７ａ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２９がカム山２７ａを乗り越えるまでは、バネ板２８の付勢力により抵抗力が発生し、ディテントピン２９がカム山２７ａを乗り越えた後は、ディテントピン２９が次のカム山２７ａ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。
【００４４】
［目標操作反力特性］
図７は、Ｐ→Ｒレンジ方向におけるセレクトレバー２の目標操作反力を示す特性図である。この目標操作反力特性は、ドライバにとって節度感のある良好な操作特性が得られる目標操作反力Ft[N]を、セレクトレバー２のストローク角度に応じて予め設定したものである。
【００４５】
［アシスト制御］
実施例１では、アシスト力指令値演算部３６がセレクトレバー２の入力操作力とセレクトレバー２の操作位置から、フィードバック制御等によって、入力操作力が目標操作反力に近づくよう制御される。
操作位置と入力操作力を用いることにより、良好な操作特性を実現できる。
【００４６】
［温度上昇について］
ここで、温度上昇について説明する。
アシストアクチュエータ９によるアシストが頻繁に行われることや、アシストが長時間継続して行われることがあると、アシストアクチュエータ９の電動モータ１５の温度、コントロールユニット２２のモータ駆動回路上のパワートランジスタの温度が異常に上昇し、破損に至る可能性がある。
これに対し、実施例１では、異常判定部３４、異常回避部３５を設けている。
【００４７】
［温度異常を防止する作用］
(a)異常判定
電動モータ１５やパワートランジスタの温度と周辺温度の関係は、図９のように予め把握してあり、伝達関数により推定温度が温度推定部３４１により演算される（ステップＳ４）。
この推定した温度が、閾値を超えた場合には、レベル判定部３４２がこのまま温度が上昇すると異常に至る可能性が高いと判断する（ステップＳ５）。
温度異常を防止するのに、直接部分でなくても温度を検出して判断することにより、精度の高い判断を行うことができる。
また、直接の部分の温度を測定するのは、困難であり、コストが高くなるため、周辺温度を用いることはコストの抑制にもなる。
【００４８】
(b)異常回避
異常判定部３４により異常に至る可能性が高いと判断されると、そのことを示す信号が異常回避部３５に入力される。異常回避部３５では、異常を防止するゲインをアシスト力指令値演算部３６に出力する。
アシスト力指令値演算部３６では、セレクトレバー２の操作位置と入力操作力から演算したアシスト指令値に、異常を防止するゲインを乗算するようにして、アシスト指令値を小さくする（ステップＳ６）。
これにより、アシストアクチュエータ９により出力されるアシスト力は図１０に示すように小さいアシスト力となる。
【００４９】
アシスト力を小さくすると、モータ駆動制御部３７から出力されるPWM制御におけるデューティ比のON時間が短くなるため、回路の発熱量が低下する。また、電動モータ１５においても、通電する電流値が小さくなるため、温度が低下する。
これにより、温度がさらに上昇することによる異常の発生を防止する。
【００５０】
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。
【００５１】
(1)セレクトレバー２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２と制御アーム２０はコントロールケーブル８，１８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２を設定できる。
また、セレクトレバー２と制御アーム２０がコントロールケーブル８，１８によっ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９やコントロールユニット２２がフェールした場合でも、ドライバは手動でレンジ位置を切り換えることができる。
また、温度上昇による異常状態に至る可能性のある状況を判定する異常判定部３４と、異常判定部３４が異常状態に至る可能性のある状況と判定すると、その状況から異常状態に至るのを回避する異常回避部３５を備えるため、温度上昇によって異常状態に至ることを回避することができる。
【００５２】
(2)異常判定部３４が、アシストにより温度上昇が生じやすい電動モータ１５及びコントロールユニット２２のモータ駆動回路上のパワートランジスタ（温度上昇部）の周辺温度を検出する温度センサ５０，５１と、検出した周辺温度から電動モータ１５及びパワートランジスタの温度を推定する温度推定部３４１と、推定温度と所定の閾値レベルとの比較から判定を行なうレベル判定部３４２とを備えるため、周辺温度検出によりコストを抑制しつつ、精度よく異常に向かう可能性を判定し、異常を防止でき、より安定した自動変速機のセレクトアシスト装置にできる。
【００５３】
(5)操作検出手段が、セレクトレバー２への入力操作力を検出するトルクセンサ２１と、セレクレバー２への操作位置を検出するポテンショメータ２５であるため、より良好な操作フィーリングを得ることができる。
【００５４】
(6)異常回避部３５が、アシスト制御手段からアシストアクチュエータへの制御指令値を小さくするため、アシストアクチュエータ９の電動モータ１５のパワートランジスタへの負荷、及び電動モータ１５の通電量を減少させて発熱量を抑制でき、温度上昇を抑える。
【実施例２】
【００５５】
実施例２は、アシストアクチュエータの駆動信号に基づいて温度を推定し、アシスト力の発生区間を狭くして回避を行なう例である。
図１１は実施例２の自動変速機のセレクトアシスト装置の制御ブロック図である。図１２は実施例２の自動変速機のセレクトアシスト装置の異常判定部の制御ブロック図である。図１３は駆動電流と温度との関係を示す説明図である。図１４は実施例２の自動変速機のセレクトアシスト装置のコントロールユニットで実行されるアシスト処理の流れを示すフローチャート図である。図１５は実施例２の自動変速機のセレクトアシスト装置のアシスト発生区間の変更状態を示す説明図である。
【００５６】
コントロールユニットの制御ブロックについて図１１を参照にして説明する。
実施例２では、モータ駆動制御部３７から電動モータ１５へ出力される駆動デューティ比を異常判定部５２へ入力する。
異常判定部５２は、図１２に示すように乗算器５２１、温度推定部５２２、レベル判定部５２２で構成される。
乗算器５２１は、モータ駆動制御部３７からの駆動信号のディーティ情報をもとに、駆動デューティと電動モータ１５の通電電流が比例するものとして定数を乗算して駆動電流を演算する。
温度推定部５２２では、駆動電流推定値から、図１３に示す駆動電流と温度上昇が厳しい部分の予め求めている関係の伝達関数等を用いて、温度を推定する。
レベル判定部５２３は、推定した温度と所定の閾値を比較し、閾値を超える場合には異常に至る可能性が高いと判断する。
異常回避部５３は、異常と判断した際にアシスト区間を狭くする情報を信号でアシスト力指令値演算部３６に出力する。
【００５７】
作用を説明する。
［アシスト処理］
図１４を参照して実施例２のアシスト制御処理の流れについて、以下に各ステップを説明する。
【００５８】
ステップＳ２１では、トルクセンサ２１の操作力信号から操作力を読み込み、ステップＳ２２へ移行する。
【００５９】
ステップＳ２２では、ポテンショメータ２５のストローク角度信号からストローク角度を読み込み、ステップＳ２３へ移行する。
【００６０】
ステップＳ２３では、モータ駆動デューティ比を読み込み、ステップＳ２４へ移行する。
【００６１】
ステップＳ２４では、モータ駆動デューティ比から電動モータ１５、パワートランジスタの温度を推定する。
【００６２】
ステップＳ２５では、推定温度から異常に至る可能性が高いかどうかを判断し、異常に至る可能性が高いと判断したならばステップＳ２６へ移行し、異常に至る可能性が低いと判断したならばステップＳ２７へ移行する。
【００６３】
ステップＳ２６では、アシスト区間を小さくする操作アシスト力の演算を行う。
【００６４】
ステップＳ２７では、通常の操作アシスト力の演算を行う。
【００６５】
ステップＳ２８では、操作アシスト力から駆動信号を演算し、処理を終了する。
【００６６】
［温度異常を防止する作用］
(a)異常判定
実施例２では、モータ駆動制御部３７から電動モータ１５に出力される駆動デューティ比情報を、異常判定部５２の乗算器で定数を乗算して駆動電流値を推定する。
電動モータ１５やパワートランジスタの温度と、電動モータ１５の駆動電流の関係は、図１３のように予め把握してあり、伝達関数により近似させておき、駆動電流値の推定値から、電動モータ１５やパワートランジスタの温度を推定する（ステップＳ２３、Ｓ２４）。
【００６７】
この推定した温度と閾値との比較により異常に至る可能性が高いかどうかを判定する。
駆動電流が大きい場合には、駆動回路及びモータの発熱量は大きくなる。また、図１３の特性は伝達関数で表現し、時間が考慮されて、駆動時間が長いことによる発熱の上昇が考慮される。
直接温度を測定することなく、駆動電流から温度を推定できることは、コストを抑制して比較的精度の高めることになる。
【００６８】
(b)異常回避
異常判定部５２により異常に至る可能性が高いと判断されると、そのことを示す信号が異常回避部５３に入力される。
異常回避部５３では、異常を防止するようアシスト力発生を許可する操作位置の区間を狭くする信号をアシスト力指令値演算部３６に出力する。
アシスト力指令値演算部３６では、図１５に示すように、通常時のアシスト力の発生区間に対して、ステップＳ２６の処理によりアシスト区間を狭くする制御を行う（図１５(a)参照）。
これにより、図１５(b)に示すようにアシストアクチュエータ９によりアシストがされる時間が短くなる。
【００６９】
アシスト時間が短くなると、アシストアクチュエータ９の作動時間が短くなる。
つまり、アシストアクチュエータ９の電動モータ１５の駆動時間が短くなり、連続した発熱時間が短くなることになる。
これにより、トータル的な発熱時間が減少するとともに、間欠的な１度の発熱時間が短くなることによっても発熱量が小さくなり、温度上昇が抑制される。
【００７０】
(3)異常判定部５２が、アシストアクチュエータ９の駆動信号に基づいて、アシストにより温度上昇が生じやすい温度上昇部の温度を推定する乗算器５２１、温度推定部５２２と、推定温度と所定の閾値レベルとの比較から判定を行なうレベル判定部５２３とを備えるため、アシスト制御に用いる駆動信号の処理で温度を推定することによりコストを抑制しつつ、精度よく異常に向かう可能性を判定し、異常を防止でき、より安定した自動変速機のセレクトアシスト装置にできる。
【００７１】
(7)異常回避部５３が、セレクトレバー２の操作位置に対するアシスト力の発生区間を狭くするため、アシスト力を発生させる時間を短くすることにより、トータルの発熱時間を抑制するとともに、１回の発熱時間を短くして、温度上昇を抑制することができる。
【実施例３】
【００７２】
実施例３は、操作頻度から温度を推定し、アシスト力を発生させるレベルを高くする例である。
図１６は実施例３の自動変速機のセレクトアシスト装置の制御ブロック図である。図１７は実施例３の自動変速機のセレクトアシスト装置の異常判定部の制御ブロック図である。図１８は操作頻度と温度との関係を示す説明図である。図１９は実施例３の自動変速機のセレクトアシスト装置のコントロールユニットで実行されるアシスト処理の流れを示すフローチャート図である。図２０は実施例３の自動変速機のセレクトアシスト装置のアシスト力を発生させるレベルの変更状態を示す説明図である。
実施例３のコントロールユニットの制御ブロックを説明する。
【００７３】
異常判定部５５は、ポテンショメータ２５からのストローク角度信号を入力して、異常判定した結果を異常回避部５６に出力する。この異常判定部５５は、図１７に示すように擬似微分部５５１、絶対値演算部５５２、積分演算部５５３、フィルタ部５５４、乗算器５５５、レベル判定部５５６で構成される。
擬似微分部５５１は、シフトレバー２の操作位置を示すストローク角度信号を擬似的に微分する演算を行なう。この擬似微分は、真の微分値に近い値を演算するために、τs/(1+τs)で例として表現する擬似微分のτsを演算周期の３倍程度のできるだけ小さい値とする。
絶対値演算部５５２は、操作位置の擬似微分値の絶対値を演算し、演算結果を出力する。
積分演算部５５３は、入力値の積分演算を行い、演算結果を出力する。
【００７４】
フィルタ部５５４は、積分値に対し、入力が長い間ない場合に、積分演算の結果を０に収束させる演算を行なう。例としてτ1s/(1＋τ1s)で表現させる演算式を示しておく。τ1sは、入力がない状態で温度が低下する時定数を与えるものとする。この演算結果を操作頻度とする。
乗算器５５５は、予め測定された、操作頻度と温度上昇の関係から操作頻度を温度に変換するゲインを乗算し、演算結果を推定温度として出力する。
レベル判定部５５６は、入力された温度推定値と、予め定めている閾値との比較を行なって、閾値を超える場合に異常に至る可能性ありと判定する。
【００７５】
異常回避部５６は、異常可能性大であることを示す信号が入力されると、アシスト処理の起動レベルを通常よりも高くする変更を行い、変更した起動レベルの情報をアシスト力指令値演算部５７へ出力する。
アシスト力指令値演算部５７は、入力された起動レベル、トルクセンサ２１からの入力操作力、ポテンショメータ２５からのストローク角度信号から、アシスト処理を開始する起動判定を行うともに、入力操作力、ストローク角度信号からアシスト力指令値を演算してモータ駆動制御部３７へ出力する。
その他構成は実施例１と同じである。
【００７６】
作用を説明する。
［アシスト処理］
図１９を参照して実施例３のアシスト制御処理の流れについて、以下に各ステップを説明する。
【００７７】
ステップＳ３１では、トルクセンサ２１の操作力信号から操作力を読み込み、ステップＳ２２へ移行する。
【００７８】
ステップＳ３２では、ポテンショメータ２５のストローク角度信号からストローク角度を読み込み、ステップＳ２３へ移行する。
【００７９】
ステップＳ３３では、ストローク信号（操作位置を示す）から電動モータ１５、パワートランジスタの温度を推定する。
【００８０】
ステップＳ３４では、推定温度から異常に至る可能性が高いかどうかを判断し、異常に至る可能性が高いと判断したならばステップＳ３５へ移行し、異常に至る可能性が低いと判断したならばステップＳ３６へ移行する。
【００８１】
ステップＳ３５では、アシスト力の起動レベルを高くした操作アシスト力の演算を行う。
【００８２】
ステップＳ３６では、通常の操作アシスト力の演算を行う。
【００８３】
ステップＳ３７では、操作アシスト力から駆動信号を演算し、処理を終了する。
【００８４】
［温度異常を防止する作用］
(a)異常判定
実施例３では、例えば、Ｐレンジ→Ｌレンジ→Ｐレンジと操作を行った場合、時間に対する操作位置（ストローク角度信号）は、信号として図１８(a)に示すものが得られる。操作頻度、つまりここでは、操作レンジ位置の切り換わりを得るため、擬似微分部５５１、絶対値演算部５５２で演算し、図１８(b)に示す信号を得る。
これを積分し、時間に対し、０に収束するフィルタ処理を行って図１８(c)に示す信号を得る。
図１８(c)では、Ｐレンジ→Ｌレンジ→Ｐレンジと操作が行なわれることにより積分され上昇する温度を推定し、また、切り換わりの間においては、信号レベルが０に収束している。これにより放熱等による温度低下を考慮した推定を行なう（ステップＳ３３）。
この推定温度と閾値の比較を行なって、異常に至る可能性が高いかどうかを判定する（ステップＳ３４）。
レンジ位置（Ｐレンジ、Ｒレンジ等）の切り換えが多くなると、アシスト力の発生回数、つまり電動モータ１５の駆動回数が多くなって温度が上昇する。これは、一定時間内に多くなるほど大きくなる。
また、一定時間内に少なくなれば放熱により温度上昇は小さくなる。
このことが、レンジ切り換えが多くなると積分により高い温度と推定され、レンジ切り換えが少なくなると、その時間間隔分、低下した温度推定とすることにより処理されるのである。
【００８５】
(b)異常回避
実施例３では、異常判定部５５が異常に至る可能性が高いと判定し、その情報が異常回避部５６に入力されると、異常回避部５６はアシスト力指令値演算部５７がアシスト制御の起動を判定するのに用いるアシスト起動レベルを高くする変更を行い、変更したアシスト起動レベルをアシスト力指令値演算部５７へ出力する。
アシスト力指令値演算部５７では、図２０(b)に示すように、トルクセンサ２１で検知する入力操作力に変化があってから（操作開始）、アシストを起動させる判定が遅れることになる。すると、アシスト起動は時間的にも遅れるため、図２０(c)に示すようにアシスト力が発生する時間が短くなる。
これにより、アシストすることによる発熱が抑制され、温度上昇を抑える。
【００８６】
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)に加えて下記の効果を有する。
(4)セレクトレバー２の操作位置を検出するポテンショメータ２５を備え、異常判定部５５がセレクトレバー２の操作状態により推定される操作頻度から温度上昇部の温度を推定する擬似微分部５５１、絶対値演算部５５２、積分演算部５５３、フィルタ部５５４、乗算器５５５、レベル判定部５５６を備えるため、特段の検出手段を設けることなく、アシスト制御に用いるストローク角度信号から電動モータ、パワートランジスタの温度を推定するため、コストを抑制して温度推定ができる。
また、温度上昇の主要因から温度を推定するので、精度よく温度が推定できる。
【００８７】
(8)異常回避部５６が、アシスト力を発生させる入力操作力レベルを高くするため、アシスト時間を短くしてアシストによる温度上昇を抑制でき、温度による不具合を防止することができる。
【実施例４】
【００８８】
実施例４は、回避手段が駆動信号のキャリア周波数を下げる例である。
図２１は実施例４の自動変速機のセレクトアシスト装置の制御ブロック図である。図２２は実施例４の自動変速機のセレクトアシスト装置のコントロールユニットで実行されるアシスト処理の流れを示すフローチャート図である。図２３は実施例４の自動変速機のセレクトアシスト装置の駆動デューティ比の変更を示す説明図である。
実施例４におけるコントロールユニット２２の制御ブロックを、図２１を参照して説明する。
異常回避部５８は、異常に至る可能性が大との情報を異常判定部３４より受けると、駆動信号のキャリア周波数を下げる処理を行い、アシストアクチュエータ９の電動モータ１５に出力する。
その他構成は実施例１と同じである。
【００８９】
次に、作用を説明する。
［セレクトレバーのアシスト制御処理］
図２２は、コントロールユニット２２で実行されるセレクトレバー２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Ｓ４１では、トルクセンサ２１の操作力信号から操作力を読み込み、ステップＳ４２へ移行する。
【００９１】
ステップＳ４２では、ポテンショメータ２５のストローク角度信号からストローク角度を読み込み、ステップＳ４３へ移行する。
【００９２】
ステップＳ４３では、温度センサ５０，５１の出力信号から周辺温度を読み込み、ステップＳ４４へ移行する。
【００９３】
ステップＳ４４では、通常の操作アシスト力の演算を行う。
【００９４】
ステップＳ４５では、操作アシスト力から駆動信号を演算する。
【００９５】
ステップＳ４６では、推定温度から異常に至る可能性が高いかどうかを判断し、異常に至る可能性が高いと判断したならばステップＳ４７へ移行し、異常に至る可能性が低いと判断したならば処理を終了する。
【００９６】
ステップＳ４７では、駆動信号の修正を行い、処理を修正する。
【００９７】
［温度異常を防止する異常回避作用］
実施例４では、ステップＳ４６の処理によって、異常に至る可能性が高いと判断された際には、ステップＳ４７の処理として、異常回避部５８がモータ駆動制御部３７から出力されるPWM制御における電動モータ１５の駆動デューティ比を修正する。
通常の状態を図２３(a)に示す。これに対し、異常回避部５８は、図２３(b)に示すようにキャリア周波数、つまり、デューティ比のON,OFFで構成される１周期の時間間隔を長くする処理を行う。その際には、ON時間を長くしない。すると、全体的なON時間のトータルが短くなり、電動モータ１５及びパワートランジスタの発熱が抑制されるとともに、特にスイッチング回数の減少により発熱が抑制される。
【００９８】
実施例４の自動変速機のセレクトアシスト装置では、上記(1)の効果に加えて、次の効果を有する。
(9)アシストアクチュエータ９がPWM制御される電動モータ１５を備えるものであり、異常回避部５８が駆動信号のキャリア周波数を下げるため、電動モータ及びパワートランジスタの発熱が抑制でき、特にスイッチングによる発熱が抑制でき、温度上昇を抑制して温度による不具合を防止することができる。
【実施例５】
【００９９】
実施例５は、回避手段が駆動デューティ比を下げる例である。
構成は実施例４と同様であるので説明を省略する。
作用を説明する。
［温度異常を防止する異常回避作用］
実施例５では、ステップＳ４６の処理によって、異常に至る可能性が高いと判断された際には、ステップＳ４７の処理として、異常回避部５８がモータ駆動制御部３７から出力されるPWM制御における電動モータ１５の駆動デューティ比を修正する。
通常の状態を図２４(a)に示す。これに対し、異常回避部５８は、図２４(b)に示すように駆動デューティ比のデューティ比を小さくする。
すると、実施例１と同様にアシスト力が小さくなり、電動モータ１５、パワートランジスタの通電量を小さくし、発熱量が小さくなる。
【０１００】
実施例５の自動変速機のセレクトアシスト装置では、上記(1)の効果に加えて、次の効果を有する。
(10)アシストアクチュエータ９がPWM制御される電動モータを備えるものであり、異常回避部５８が、駆動信号のデューティ比を下げるため、電動モータ及びパワートランジスタの発熱が抑制でき、温度上昇を抑制して温度による不具合を防止することができる。
【実施例６】
【０１０１】
実施例６は回避手段がパワートランジスタのスイッチング時間を短くする例である。
構成は実施例４と同様であるので説明を省略する。
作用を説明する。
［温度異常を防止する異常回避作用］
実施例５では、ステップＳ４６の処理によって、異常に至る可能性が高いと判断された際には、ステップＳ４７の処理として、異常回避部５８がモータ駆動制御部３７から出力されるPWM制御における電動モータ１５の駆動デューティ比を修正する。
通常の状態を図２５(a)に示す。これに対し、異常回避部５８は、図２５(b)に示すようにスイッチング時間を短くし、波形の立上りを急峻にする。PWM制御で行なうラジオノイズ発生を抑えるための立上りの遅れ処理に対し、遅れを小さくして、スイッチング時間を短くすることによって、スイッチングによる発熱を抑制する。
【０１０２】
実施例５の自動変速機のセレクトアシスト装置では、上記(1)の効果に加えて、次の効果を有する。
(11)アシストアクチュエータ９がパワートランジスタを用いてPWM制御される電動モータ１５を備えるものであり、異常回避部５８がパワートランジスタのスイッチング時間を短くするため、スイッチングによる発熱を抑制し、温度上昇を抑制して温度による不具合を防止することができる。
【０１０３】
（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６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１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。
例えば、実施例１では、セレクトレバー２の入力操作力を検出する入力操作力検出手段としてトルクセンサ２１を用いたが、電動モータ１５への供給電流値や電動モータ１５の回転数等から入力操作力を推定する構成としてもよい。
実施例１では、セレクトレバー２と自動変速機１９の制御アーム２０をコントロールケーブル８，１８で連結する構成を示したが、セレクトレバー２の操作力を制御アーム２０に伝える操作力伝達手段は任意であり、ロッドやリンケージを用いた構成としてもよい。
セレクトレバー２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。また、目標操作反力特性も、セレクトレバー２の形状に応じて良好な操作特性が得られる特性に変更する。
実施例では、電動モータ、パワートランジスタの温度を推定するようにしたが、別の部分であってもよく、アシストにより温度が厳しくなる部分にするのが望ましい。
実施例４〜実施例６における、異常回避部とモータ駆動制御部は、別のブロックとしたが、一体であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】実施例１の自動変速機の構成を示す側面図である。
【図２】アシスト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セレクトレバー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。
【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レンジ方向におけるセレクトレバーの目標操作反力を示す特性図である。
【図８】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異常判定部のブロック図である。
【図９】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周辺部温度と上昇部温度の関係を示す説明図である。
【図１０】実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置のアシスト力を変更した状態を示す説明図である。
【図１１】実施例２の自動変速機のセレクトアシスト装置の制御ブロック図である。
【図１２】実施例２の自動変速機のセレクトアシスト装置の異常判定部の制御ブロック図である。
【図１３】実施例２における駆動電流と温度の関係を示す説明図である。
【図１４】実施例２の自動変速機のセレクトアシスト装置のコントロールユニットで実行されるアシスト処理の流れを示すフローチャート図である。
【図１５】実施例２の自動変速機のセレクトアシスト装置のアシスト発生区間の変更状態を示す説明図である。
【図１６】実施例３の自動変速機のセレクトアシスト装置の制御ブロック図である。
【図１７】実施例３の自動変速機のセレクトアシスト装置の異常判定部の制御ブロック図である。
【図１８】実施例３における操作頻度と温度との関係を示す説明図である。
【図１９】実施例３の自動変速機のセレクトアシスト装置のコントロールユニットで実行されるアシスト処理の流れを示すフローチャート図である。
【図２０】実施例３の自動変速機のセレクトアシスト装置のアシスト力を発生させるレベルの変更状態を示す説明図である。
【図２１】実施例４の自動変速機のセレクトアシスト装置の制御ブロック図である。
【図２２】実施例４の自動変速機のセレクトアシスト装置のコントロールユニットで実行されるアシスト処理の流れを示すフローチャート図である。
【図２３】実施例４の自動変速機のセレクトアシスト装置の駆動デューティ比の変更を示す説明図である。
【図２４】実施例５の自動変速機のセレクトアシスト装置の駆動デューティ比の変更を示す説明図である。
【図２５】実施例６の自動変速機のセレクトアシスト装置の駆動デューティ比の変更を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１  セレクト機構部
２  セレクトレバー
３  センタクラスタ
４  セレクトノブ
５  支点軸
７  セレクトレバージョイント
８  コントロールケーブル
９  アシストアクチュエータ
１０  入力レバー
１１  入力レバージョイント
１２  出力軸
１３  出力レバー
１４  ウォームギア
１５  電動モータ
１６  モータ出力軸
１７  出力レバージョイント
１８  コントロールケーブル
１９  自動変速機
２０  制御アーム
２１  トルクセンサ
２２  コントロールユニット
２３  ワイヤハーネス
２４  接触子
２５  ポテンショメータ
２６  回転シャフト
２７  ディテントプレート
２７ａ  カム山
２７ｂ  谷部
２８  バネ板
２９  ディテントピン
３０  パーキングポール
３１  カム状プレート
３２  パーキングギア
３４  異常判定部
３４１  温度推定部
３４２  レベル判定部
３５  異常回避部
３６  アシスト力指令値演算部
３７  モータ駆動制御部
５０  温度センサ
５１  温度センサ
５２  異常判定部
５２１  乗算器
５２２  温度推定部
５２３  レベル判定部
５３  異常回避部
５５  異常判定部
５５１  擬似微分部
５５２  絶対値演算部
５５３  積分部
５５４  フィルタ部
５５５  乗算器
５５６  レベル判定部
５６  異常回避部
５７  アシスト力指令値演算部
５８  異常回避部
【図１】
2005249093.tif 000003
【図２】
2005249093.tif 000004
【図３】
2005249093.tif 000005
【図４】
2005249093.tif 000006
【図５】
2005249093.tif 000007
【図６】
2005249093.tif 000008
【図７】
2005249093.tif 000009
【図８】
2005249093.tif 000010
【図９】
2005249093.tif 000011
【図１０】
2005249093.tif 000012
【図１１】
2005249093.tif 000013
【図１２】
2005249093.tif 000014
【図１３】
2005249093.tif 000015
【図１４】
2005249093.tif 000016
【図１５】
2005249093.tif 000017
【図１６】
2005249093.tif 000018
【図１７】
2005249093.tif 000019
【図１８】
2005249093.tif 000020
【図１９】
2005249093.tif 000021
【図２０】
2005249093.tif 000022
【図２１】
2005249093.tif 000023
【図２２】
2005249093.tif 000024
【図２３】
2005249093.tif 000025
【図２４】
2005249093.tif 000026
【図２５】
2005249093.tif 000027