JP2003301942A - 車両用自動変速装置 - Google Patents

車両用自動変速装置

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JP2003301942A
JP2003301942A JP2002167371A JP2002167371A JP2003301942A JP 2003301942 A JP2003301942 A JP 2003301942A JP 2002167371 A JP2002167371 A JP 2002167371A JP 2002167371 A JP2002167371 A JP 2002167371A JP 2003301942 A JP2003301942 A JP 2003301942A
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vehicle
range
shift lever
force
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Takeshi Ogasawara
武 小笠原
Takeshi Sato
武 佐藤
Toshio Ohashi
利男 大橋
Toyotoshi Kato
豊俊 加藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 シフトレバーを短くでき、シフトレバーを従
来とは異なる多様な場所にも設置可能な車両用自動変速
装置を提供する。 【解決手段】 トルクセンサ１７で検出した操作力伝達
経路中における負荷に応じて、アクチュエータ１８によ
り助力を発生させ、その助力をシフトレバー１の手動操
作力に合成して自動変速機へ伝達するため、シフトレバ
ー１の長さを短くしても、シフトレバー１の操作が重く
ならない。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、車両用自動変速
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の車両用自動変速装置としては、車
室内の運手席付近に前後へ操作可能なシフトレバーを配
設し、そのシフ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
換え機構に伝達し、自動変速機のレンジ（Ｐ，Ｒ，Ｎ，
Ｄなど）を切り換えられるようになっている。
【０００３】シフトレバーによる操作には、操作力伝達
手段としてのケーブルやロッドにおけるフリクション
（摩擦）抵抗や、切り換え機構を作動させる際の機構的
な抵抗があるため、大きな操作力を必要とする。そのた
め、シフトレバーを十分な長さにして、そのシフトレバ
ーの梃子力を利用することにより、乗員の操作力を大き
な力に変換して、自動変速機のレンジ切り換えを行うよ
うになっている（類似技術として、特開平９−３２３５
５９号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の技術にあっては、十分な梃子力が得られるよ
うに、シフトレバーを長く設計する必要があったため、
このシフトレバーが車室内空間へ大きく突出した状態と
なり、室内レイアウトの自由度が小さくなる。また、長
いシフトレバーは、設置場所にも制限があり、運転席脇
やコラム付近に設置場所が限られていた。
【０００５】この発明は、このような従来の技術に着目
してなされたものであり、シフトレバーを短くでき、シ
フトレバーを従来とは異なる多様な場所にも設置可能な
車両用自動変速装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明にあ
っては、シフトレバーの操作力を、操作力伝達手段によ
り、自動変速機のレンジ切り換え機構に伝達してレンジ
を切り替える車両用自動変速装置であって、前記シフト
レバーからレンジ切り換え機構までの操作力伝達経路中
における操作力伝達方向での負荷を検出する負荷検出手
段と、該操作力伝達経路中の操作力を増加させる助力を
発生させる助力発生手段と、負荷検出手段により検出さ
れた負荷に応じて助力発生手段により発生させる助力の
大きさを制御する制御手段と、を設けたことを特徴とし
ている。
【０００７】請求項２記載の発明にあっては、負荷検出
手段をシフトレバーに設けたことを特徴としている。
【０００８】請求項３記載の発明にあっては、助力発生
手段をレンジ切り換え機構に設けたことを特徴としてい
る。
【０００９】請求項４記載の発明にあっては、中立レン
ジ（Ｎ）と前進レンジ（Ｄ）との間の切り換え時に発生
させる助力が、他のレンジとの切り換え時に発生させる
助力よりも大きくなるように制御することを特徴として
いる。
【００１０】請求項５記載の発明にあっては、選択され
たレンジを検出して対応する信号を出力するインヒビタ
スイッチを、助力発生手段の内部に設けたことを特徴と
している。
【００１１】請求項６記載の発明にあっては、負荷検出
手段が操作力伝達方向とは逆向きの負荷を検出した時
は、次のレンジに切り替わるまで、負荷検出手段による
負荷の検出を停止することを特徴としている。
【００１２】請求項７記載の発明にあっては、負荷検出
手段により検出される負荷の立ち上がり速度（負荷上昇
分／時間）が所定速度より遅い場合は、次のレンジに切
り替わるまで、助力発生手段により所定の助力を連続発
生させることを特徴としている。
【００１３】請求項８記載の発明にあっては、シフトレ
バーの各レンジからの操作開始時は、助力発生手段によ
る助力を徐々に増加させながら発生させることを特徴と
している。
【００１４】請求項９記載の発明にあっては、負荷検出
手段への電源ＯＮ／ＯＦＦ後は、負荷検出手段が安定す
るまでは助力発生手段による助力を発生させないことを
特徴としている。
【００１５】請求項１０記載の発明にあっては、シフト
レバーのレンジ位置に応じて助力発生手段により所定の
助力を発生させることを特徴としている。
【００１６】請求項１１記載の発明にあっては、シフト
レバーを操作する方向に応じて助力発生手段により所定
の助力を発生させることを特徴としている。
【００１７】請求項１２記載の発明にあっては、制御手
段に車両傾斜検出器が設けられ、車両の傾斜角度に応じ
て助力発生手段により所定の助力を発生させることを特
徴としている。
【００１８】請求項１３記載の発明にあっては、駐車レ
ンジ（Ｐ）について車両の状態に応じて助力発生手段に
より所定の助力を発生させることを特徴としている。
【００１９】請求項１４記載の発明にあっては、車両の
走行状態によって所定のギヤ段に変速する自動変速モー
ドと任意のギヤ段を選択することが可能な手動変速モー
ドとを備えた前進レンジ（Ｄ）と、シフトレバーを操作
することで自動変速モードと手動変速モードを切り換え
るモード切り換え機構と、手動変速モード検知手段とを
設け、この手動変速モード検知手段が手動変速モードを
検知した場合には、助力発生手段による助力を発生させ
ないことを特徴としている。
【００２０】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、操作力伝
達経路中における負荷に応じて、助力発生手段により助
力を発生させ、その助力をシフトレバーの手動操作力に
合成して自動変速機へ伝達するため、シフトレバーの長
さを短くしても、シフトレバーの操作が重くならず、負
担にならない。従って、これまでは、その長さ故に設置
場所が運転席脇やコラム付近にしかレイアウトできなか
ったシフトレバーを、多様な場所（インストルメントパ
ネル等）にも設置できるようになる。
【００２１】請求項２記載の発明によれば、負荷検出手
段をシフトレバーに設けたため、実際にシフトレバーか
ら操作者の手に加わる負荷を、シフトレバーに近い位置
で正確に検出することができる。
【００２２】請求項３記載の発明によれば、助力発生手
段をレンジ切り換え機構に設けたため、助力発生手段で
発生した助力は、レンジ切り換え機構から自動変速機に
かけて作用するだけで、それ以前の操作力伝達手段には
作用しない。そのため、操作力伝達手段の耐久寿命が延
びる。
【００２３】請求項４記載の発明によれば、走行中に頻
繁な切り換えが想定される中立レンジ（Ｎ）と前進レン
ジ（Ｄ）との間の助力を大きくして、シフトレバーの操
作力を軽くしたため、走行時におけるシフトレバーの操
作性が向上する。
【００２４】請求項５記載の発明によれば、インヒビタ
スイッチを助力発生手段の内部に設けたため、別部品で
取付けられていたインヒビタスイッチが不要になり、コ
スト低減できる。
【００２５】請求項６記載の発明によれば、レンジ切り
換え機構の構造により、逆向きの負荷が検出された場合
に、負荷検出手段による負荷の検出を停止するため、助
力発生手段が逆向きの助力を発生させることがなく、シ
フトレバーの操作にブレーキ感が生じることはない。
【００２６】請求項７記載の発明によれば、シフトレバ
ーをゆっくり操作して、負荷検出手段により検出される
負荷の立ち上がり速度が遅い場合には、助力発生手段に
よる助力を連続発生させるようにしため、助力発生手段
が断続的に作動するチャタリングの発生を防止すること
ができる。
【００２７】請求項８記載の発明によれば、シフトレバ
ーの各レンジからの操作開始時は、助力発生手段による
助力を徐々に増加させるようにしたため、シフトレバー
の操作開始時において、助力発生手段による助力が負荷
の要請に直ちに達して急停止するような現象を回避する
ことができる。
【００２８】請求項９記載の発明によれば、負荷検出手
段への電源ＯＮ／ＯＦＦ後は、負荷検出手段が安定する
までは助力発生手段による助力を発生させないようにし
たため、負荷検出手段の不安定な状態下での助力発生手
段の誤作動を回避することができる。
【００２９】請求項１０記載の発明によれば、シフトレ
バーのレンジ位置に応じて助力発生手段により所定の助
力を発生させるようにしたため、レンジ位置ごとにシフ
トレバーの操作力を任意に設定することができる。
【００３０】請求項１１記載の発明によれば、シフトレ
バーを操作する方向に応じて所定の助力を発生させるよ
うにしたため、所定のレンジからシフトレバーを操作す
る際の操作力、および所定のレンジに操作レバーを操作
する際の操作力を任意に設定することができる。
【００３１】請求項１２記載の発明によれば、車両の傾
斜角度に応じて所定の助力を発生させるようにしたた
め、シフトレバーの操作力を任意に設定することができ
る。
【００３２】請求項１３記載の発明によれば、駐車レン
ジ（Ｐ）について車両の状態に応じて助力発生手段によ
り所定の助力を発生させるようにしたため、駐車レンジ
（Ｐ）からシフトレバーを操作する際の操作力を任意に
設定することができる。
【００３３】請求項１４記載の発明によれば、手動変速
モード検知手段が手動変速モードを検知した時には、助
力発生手段による助力を発生させないようにしたため、
助力発生手段が誤作動することを防止することができ
る。
【００３４】
【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
を図面に基づいて説明する。
【００３５】図１〜図９は、この発明の第１実施形態を
示す図である。シフトレバー１を有するコントロールデ
バイス２は、運転席脇のフロアトンネル３の上部に設置
されている。シフトレバー１は、下端の支点軸４を中心
に前後に操作可能になっている。このシフトレバー１
は、長さＬが１００ｍｍで、従来の一般的な長さ（２５
０ｍｍ）よりも短くコンパクトに設計されている。従っ
て、車室内空間への突出量が小さく、室内レイアウトの
自由度を阻害しない。また、コンパクトなため、必要に
応じて他の場所（例えばインストルメントパネル等）に
設置することも可能である。
【００３６】シフトレバー１の支点軸４には、シフトレ
バー１と一体のセクタギア５が固定され、このセクタギ
ア５の下側には、連動して回転する２つのギア６、７が
設けられている。下側のギア７の回転軸には、該ギア７
と一体で回転する制御レバー８の上端部が固定されてい
る。
【００３７】この制御レバー８の下端部は、前方の自動
変速機９に設けられたレンジ切り換え機構１０（図２参
照）における制御アーム１１の上端部と、ロッド状のリ
ンケージ（操作力伝達手段）１２とを介して連結されて
いる。
【００３８】制御アーム１１の下端部には回転シャフト
１３が設けられ、この回転シャフト１３にデテントプレ
ート１４が支持されている。このデテントプレート１４
の上端には、カム山１４ａの間に４つのレンジ（Ｐ・Ｒ
・Ｎ・Ｄ）に対応した谷部１４ｂが形成されている。そ
して、その谷部１４ｂにバネ板１５の先端に形成された
デテントピン１６を係合させ、選択されたレンジ位置を
保持している。すなわち、シフトレバー１を前後に操作
することにより、その操作力がリンケージ１２を介して
デテントプレート１４に伝達され、該デテントプレート
１４が前後に移動することにより、デテントピン１６が
カム山１４ａを乗り越えて隣のレンジに対応した谷部１
４ｂへ係合し、係合したレンジ位置がバネ板１５の弾性
力により保持されるようになっている。
【００３９】このレンジの切り換えに必要な力は約４Ｎ
ｍであり、これを従来の長さ（２５０ｍｍ）のシフトレ
バーで操作する場合、操作力は１．６Ｋｇｆになり、操
作上の問題がない。しかし、この実施形態のような短い
長さ（１００ｍｍ）のシフトレバー１で操作しようとす
ると、操作力は４Ｋｇｆ程度まで上昇してしまい、通常
操作するにはとても耐えられない重さとなってしまう。
そこで、この実施形態では、シフトレバー１を短くした
ことによる操作力の負担を改善するために、トルクセン
サ（負荷検出手段）１７と、アクチュエータ（助力発生
手段）１８と、制御アンプ（制御手段）１９とが設けら
れている。
【００４０】トルクセンサ１７は、図３に示すように、
シフトレバー１の支点軸４に設けられた一対の回転部２
０と、その間のねじれトルクを検出する検出部２１とか
ら構成されている。トルクセンサ１７をシフトレバー１
の支点軸４に設けたため、実際にシフトレバー１から操
作者の手に加わるトルクを、シフトレバー１に近い位置
で正確に検出することができる。このトルクセンサ１７
で検出されるトルクは、具体的にはデテントピン１６が
デテントプレート１４のカム山１４ａを乗り越えるとき
に上昇する。
【００４１】また、アクチュエータ１８は、電動モータ
２２とインヒビタスイッチ２３とから構成されている。
電動モータ２２の回転軸２２ａ（図３参照）に設けられ
たギア２４は、前述のシフトレバー１の下方に設けられ
た一対のギア６、７のうちの下側の方に噛合しており、
このギア７に対して回転力を加えることができる。この
電動モータ２２の回転軸２２ａは、非通電時には抵抗な
くフリー回転する構造になっている。
【００４２】インヒビタスイッチ２３は、レンジが選択
されたときにＯＮとなる接点スイッチで、選択されたレ
ンジを表示パネルに表示したり、駐車レンジ（Ｐ）や中
立レンジ（Ｎ）の非走行レンジでエンジンスタータ起動
許可信号を発したりするために設けられている。従来こ
のインヒビタスイッチ２３は、別部品として設けられて
いたが、この実施形態では、アクチュエータ１８に内蔵
したため、別部品のインヒビタスイッチが不要となり、
コストの低減が図れる。
【００４３】制御アンプ１９は電動モータ２２とトルク
センサ１７との間に設置され、電動モータ２２への印加
電圧をトルクセンサ１７で検出したトルクに応じて制御
している。この制御アンプ１９は、図４に示すように、
基本的にシフトレバー１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電動モータ２２へ
の印加電圧を増して、電動モータ２２の回転力を助力と
してシフトレバー１の手動操作力に合成するようになっ
ている。従って、シフトレバー１を短くしても、シフト
レバー１の操作に必要な力は増加しない。すなわち、基
本的に、シフトレバー１を短くしたことにより増えたト
ルクの一部或いは全部を、電動モータ２２の回転力によ
り補うようになっている。
【００４４】また、この制御アンプ１９は、制御トリマ
ー（ボリューム）１９ａ（図１参照）が設けられてい
て、電動モータ２２への印加電圧を手動で調整すること
ができる。すなわち、操作者の体格等の個人差に応じ
て、電動モータ２２への印加電圧を基準よりも増減し
て、シフトレバー１の操作に必要な力の程度を最適なレ
ベルに調整することができる。
【００４５】そして、この実施形態では、電動モータ２
２から加えられる助力は各レンジ間において同一ではな
く、各レンジ間で異ならせることにより、操作感に変化
を付けている。すなわち、図５に示すように、駐車レン
ジ（Ｐ）と後退レンジ（Ｒ）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、従来の長いシフト
レバーの場合と同等の操作力１．６Ｋｇｆ前後に設定
し、後退レンジ（Ｒ）と中立レンジ（Ｎ）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
が想定される中立レンジ（Ｎ）と前進レンジ（Ｄ）の間
は、１Ｋｇｆ前後の軽さに設定している。このように、
シフトレバー１の操作方向でのトルクに応じて、電動モ
ータ２２の回転力を助力として、シフトレバー１の手動
操作力に合成するため、シフトレバー１の長さＬを短く
しても、シフトレバー１の操作が重くならず、操作性が
良い。
【００４６】また、この実施形態の電動モータ２２は、
非通電時には抵抗なくフリー回転する構造になっている
ため、バッテリー異常や制御アンプ１９の異常等による
トラブルが生じても、シフトレバー１の操作自体は重く
なるが可能であり、変速機能を確保することができる。
これは機能失陥対策が不要という点で多大なメリットが
ある。
【００４７】次に、シフトレバー１の操作感を高めるた
めに採用された制御アンプ１９の制御方式を順に説明す
る。
【００４８】逆トルク検出時の電動モータ停止構造（図
６参照）。
【００４９】図６（ａ）は、デテントピン１６が駐車レ
ンジ（Ｐ）からカム山１４ａを乗り越えて後退レンジ
（Ｒ）に移動する際の動きを示している。トルクセンサ
１７で検出されるトルクもカム山１４ａと略同形状の特
性を示す。この実施形態のトルクセンサ１７は中立が
２．５Ｖで、図６（ｂ）に示すように、トルクの非検出
時でも、ベースとして最低２．５Ｖの電圧を出力してい
る。そして、デテントピン１６がカム山１４ａを登って
いる時は、操作力の伝達方向で正のトルクが検出され
る。具体的には、この実施形態では、トルクが（ｄｖ／
ｄｔ）＞３で、１５ｎｓ継続した場合に、カム山１４ａ
を乗り越える動作と認識する。トルクセンサ１７で正の
トルクが検出されている時は、図６（ｃ）に示すよう
に、そのトルクに応じた電圧が電動モータ２２に印加さ
れ、必要な助力がシフトレバー１の手動操作力に合成さ
れる。
【００５０】次に、デテントピン１６がカム山１４ａの
登りから下りに変わると、デテントピン１６を有するバ
ネ板１５の弾性復元力により、デテントピン１６が隣り
の後退レンジ（Ｒ）側の谷部１４ｂへ吸い込まれ、トル
クセンサ１７が操作力の伝達方向とは逆向きとなる負の
トルクを検出する。このままだと、電動モータ２２が逆
回転して、シフトレバー１の操作にガクンとしたブレー
キ感を生じるため、この実施形態では、トルクセンサ１
７が負のトルクを検出した際に（具体的には、検出中の
トルクに対して逆方向に０．２Ｖ低下した際に）、吸い
込み開始と認識して、インヒビタスイッチ２３で次の後
退レンジ（Ｒ）が検知されるまでは、トルクセンサ１７
によるトルク検出と、電動モータ２２の回転を停止す
る。従って、シフトレバー１の操作にブレーキ感が生じ
ることはない。
【００５１】スロー操作時のチャタリング防止構造（図
７参照）。
【００５２】シフトレバー１をゆっくり操作すると、ト
ルクセンサ１７により検出されるトルクの立ち上がり速
度（負荷上昇分／時間）が非常に遅くなり、微小トルク
の検知に電動モータ２２の助力が直ぐに追いついて、電
動モータ２２がＯＮ／ＯＦＦを繰り返すチャタリングの
発生を招くおそれがある。
【００５３】そのため、この実施形態では、トルクが３
＜（ｄｖ／ｄｔ）＜２０で、ゆっくりした移動操作と認
識して、インヒビタスイッチ２３で次のレンジが検知さ
れるまで、電動モータ２２に一定の４Ｖを印加し、電動
モータ２２がＯＮ／ＯＦＦを繰り返すチャタリングの発
生を防止することができる。
【００５４】シフトレバー操作開始時の電動モータ急停
止防止構造（図８参照）。
【００５５】シフトレバー１の操作開始直後は、トルク
センサ１７で検出されるトルク値も上昇中で、要求トル
クがまだ小さいため、電動モータ２２の助力が直ぐに追
いついて急停止し、シフトレバー１の操作感を悪化させ
るおそれがある。
【００５６】そのため、この実施形態では、シフトレバ
ー１の各レンジからの操作開始時は、電動モータ２２の
印加電圧を急に立ち上げるのではなく、徐々に立ち上げ
ている。従って、電動モータ２２の助力も最初は小さく
なり、シフトレバー１の操作開始時において、電動モー
タ２２の助力が直ぐにトルクに追いついて急停止するよ
うなことはない。
【００５７】電源ＯＮ／ＯＦＦ時の電動モータの誤作動
防止構造（図９参照）。
【００５８】トルクセンサ１７へ１２Ｖの電源をＯＮし
た場合、トルクセンサ１７が立ち上がり特性で安定した
２．５Ｖの初期値を発生するまで、１３０ｍｓが必要で
ある。トルクセンサ１７が立ち上がる前に、制御アンプ
１９の方が先に立ち上がると、負のトルクを検出したと
読み間違いをして、電動モータ２２が逆回転するおそれ
がある。また、電源をＯＦＦする場合も、トルクセンサ
１７が２．５Ｖから低下中に制御アンプ１９が制御可能
なら、同様に電動モータ２２に逆向きの指令を出すおそ
れがある。
【００５９】そのため、この実施形態では、イグニッシ
ョン電源で全ての動作を開始する場合、イグニッション
電源を入れてから、１５０ｍｓまでの間は、トルクセン
サ１７の読み込みを行わないようにした。トルクセンサ
１７が立ち上がるまでに必要な時間が１３０ｍｓなの
で、読み込み開始時にはトルクセンサ１７は完全に立ち
上がった状態になっており、電動モータ２２の誤作動を
防ぐことができる。
【００６０】電源をＯＦＦする場合は、トルクセンサ１
７を１５０ｍｓ間立ち上げておき、電動モータ２２を先
にＯＦＦしてから、トルクセンサ１７をＯＦＦするよう
にしたため、この場合も、電動モータ２２の誤作動を防
ぐことができる。
【００６１】図１０は、この発明の第２実施形態を示す
図である。この実施形態は、レンジ切り換え機構側にア
クチュエータ１８を設けた例を示す。すなわち、制御ア
ーム１１の回転シャフト１３にギア２５を設け、このギ
ア２５に電動モータ２２の回転軸２２ａに設けたギア２
４を係合させている。このような構造にすれば、電動モ
ータ２２で発生した助力は、レンジ切り換え機構１０か
ら自動変速機９にかけて作用するだけで、それ以前のリ
ンケージ１２には作用しない。そのため、リンケージ１
２の耐久寿命が延びる。
【００６２】図１１は、この発明の第３実施形態を示す
図である。この実施形態は、アクチュエータ１８だけで
なく、トルクセンサ１７もレンジ切り換え機構１０側に
設けた例を示す。この構造は、コントロールデバイス２
側にトルクセンサ１７やアクチュエータ１８を設置する
スペースが確保できない場合に好適である。
【００６３】図１２は、この発明の第４実施形態を示す
図である。この実施形態は、助力を発生するアクチュエ
ータ１８内に設けられた電動モータ２２を制御するため
のアシストトルクマップを制御アンプ１９に複数設けた
例を示す。図１３（ａ）に示されるように、レンジを切
り換える際に必要とされるレンジ切り換えトルクは、各
レンジごとに異なる。これはデテントピン１６がデテン
トプレート１４のカム山１４ａを越える際に生じる負荷
の他に、レンジ切り換え機構１０内部のギアなどを切り
換える際に発生する負荷がレンジごとに異なるからであ
る。
【００６４】また、図１３（ｂ）に示されるように、駐
車レンジ（Ｐ）で車両を駐車させた場合に駐車位置が平
坦路か、あるいは勾配路かによって駐車レンジ（Ｐ）か
ら後退レンジ（Ｒ）にシフトレバー１を移動させる際に
必要とされるレンジ切り換えトルクが変化し、さらにレ
ンジ切り換えトルクは、勾配路の勾配に応じて変化す
る。
【００６５】レンジ切り換えトルクが勾配によって変化
する理由として、まず図２に示されるように、駐車レン
ジ（Ｐ）ではパーキングポール２６がカム状プレート２
７を介してパーキングギア２６ａの回転を阻止すること
で駆動輪（不図示）をロックする構造になっている。
【００６６】これにより、勾配路上に駐車レンジ（Ｐ）
で車両を駐車した場合、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２６を咬
む力として作用する。
【００６７】したがって、駐車レンジ（Ｐ）から他のレ
ンジに切り換える際に必要となるレンジ切り換えトルク
が、勾配路に車両を駐車した場合には、平坦路に車両を
駐車した状態よりも大きくなるため、シフトレバー１を
操作するために大きな操作力が必要となる。
【００６８】そこで、本実施形態では、図１４に示され
るような、各レンジ間にシフトレバー１の操作力を所定
の操作力に低減するためのアシストトルクマップと、車
両の勾配に応じて駐車レンジ（Ｐ）からのレンジ切り換
えに要するシフトレバー１の操作力を所定の操作力に低
減するためのアシストトルクマップとを備えている。
【００６９】例えば、平坦路に車両を駐車した場合、駐
車レンジ（Ｐ）から他のレンジに切り換えるには、図中
に示される負荷Ａがシフトレバー１にかかるが、１５％
勾配路では負荷Ｂがシフトレバー１にかかる。そこで、
アシストトルクマップの中からＰ→Ｒ（１５％勾配）を
選択し、助力を発生させることで平坦路と同等の負荷Ａ
でシフトレバー１を操作することができる。
【００７０】次に、シフトレバー１の操作力を低減する
制御アンプ１９の制御ブロック（図１５）を順に説明す
る。
【００７１】図１５に示されるように、まずインヒビタ
スイッチ２３から出力されるレンジ位置信号と、傾斜セ
ンサ２８から出力される路面勾配信号とが、制御アンプ
１９に入力される。
【００７２】そしてシフトレバー１を操作する際にトル
クセンサ１７が出力するトルク信号からシフトレバー１
のレンジ位置と操作方向に応じて、図１４に示される複
数のアシストトルクマップの中から使用するアシストト
ルクマップを選ぶ。
【００７３】次に、選んだアシストトルクマップからト
ルク信号に応じてアクチュエータ１８で発生する助力を
算出する。
【００７４】算出された助力に応じて、所定の電流を制
御アンプ１９からアクチュエータ１８に出力し、アクチ
ュエータ１８で助力が発生する。
【００７５】ここで、シフトレバー１が駐車レンジ
（Ｐ）にある場合は、路面勾配信号から路面勾配を算出
し、駐車レンジのアシストトルクマップの中から適当な
ものを選ぶ。適当なアシストトルクマップがない場合
は、路面勾配の前後にあたる勾配の２つのアシストトル
クマップを選んで間を補完し、トルク信号に応じてアク
チュエータ１８で発生する助力を算出する。
【００７６】これにより、アシストトルクマップを変更
することで、シフトレバーの位置と操作する方向に応じ
て、各レンジからシフトレバーを操作する際の操作力、
および各レンジに操作レバーを操作する際の操作力を任
意に設定することができる。
【００７７】また、アシストトルクマップを変更するこ
とで、勾配路上に駐車する車両の傾斜角度に応じて、駐
車レンジ（Ｐ）からシフトレバーを操作する際の操作力
を任意に設定することができる。
【００７８】なお、本実施形態では、制御アンプ１９
が、アクチュエータ１８内の電動モータ２２に流れる電
流を変えることでアクチュエータ１８で発生する助力を
制御しているが、電動モータ２２に印加する電圧を変え
ることでアクチュエータ１８で発生する助力を制御する
ことも可能である。
【００７９】また、アクチュエータ１８で発生する助力
の強度によって、各レンジ間の操作力を一定にすること
が可能であると共に、各レンジ間の操作力をそれぞれ変
えることも可能である。
【００８０】さらに、本実施形態では、負荷に応じて直
線的に変化するアシストトルクマップを使用したが、勾
配に応じて一定値を平坦路のアシストトルクマップに加
えたものを使用することも可能であり、実験値から求め
たものを使用することも可能である。
【００８１】さらにまた、出力トルクが設定された電動
モータ２２を使用したり、回路内にヒューズを介挿する
などにより、電動モータ２２に不用意な過電流が流れた
場合でも、アクチュエータ１８で発生した助力によって
シフトレバー１が乗員の意志と無関係に切り替わらない
ようにすることが可能である。
【００８２】図１６、１７は、この発明の第５実施形態
を示す図である。この実施形態は、任意のギア段を選択
することが可能な手動変速モードと、車両の走行状態に
応じて予め決められたギア段に変速する自動変速モード
とを具備する前進レンジ（Ｄ）を備えた車両用自動変速
装置の例を示す。
【００８３】本実施形態の車両用自動変速装置には、自
動変速モードと手動変速モードを切り換えるモード切り
換え機構２９と、手動変速モードであることを検出する
手動変速モード検知手段３０とが設けられている。
【００８４】また、シフトレバー１は、操作レバー１ａ
とセレクトレバー１ｂから構成されている。
【００８５】自動変速モードでは、図１６に示されるよ
うに、操作レバー１ａとセレクトレバー１ｂを結合し、
車両前後方向から見た場合に、自動変速モードでは操作
レバー１ａが直立状態の自動変速位置に保持され、この
状態でレンジ切り替えが行われる。
【００８６】手動変速モードでは、図１７に示されるよ
うに、車両前後方向から見た場合に、手動変速モードで
は操作レバー１ａが斜めに傾いた状態の手動変速位置に
保持され、この状態で変速が行われる。
【００８７】モード切り換え機構２９は、操作レバー１
ａを揺動自在に支持する揺動支持部３１と、操作レバー
１ａとセレクトレバー１ｂの結合を確実に行うためのク
ラッチ部３２と、操作レバー１ａを自動変速位置、また
は手動変速位置に保持するカム部３３とから構成されて
いる。
【００８８】揺動支持部３１は、トルクセンサ１７と一
体に設けられたセンサ側連結部３４と操作レバー１ａと
一体に設けられたレバー側連結部３５とを丸棒のピン３
６によって揺動自在に連結されている。
【００８９】クラッチ部３２は、操作レバー１ａに設け
られた係合突起３７と、セレクトレバー１ｂに設けられ
た係合孔３８とを係合させることで、自動変速モード
時、およびレンジ切り換え時に操作レバー１ａとセレク
トレバー１ｂを連結支持し、ガタつきを防止している。
【００９０】カム部３３は、操作レバー１ａの下端部に
設けられたボールスプリング３９とカム山４０から構成
されている。操作レバー１ａは、ボールスプリング３９
先端のボール部４１が、スプリング４２によってカム山
４０に付勢されながら、自動変速側斜面４３上、または
手動変速側斜面４４上に保持されている。
【００９１】これにより、変速モードを切り替えるに
は、スプリング４２のバネ力に反発しつつ、カム山４０
の頂部をボール部４１が乗り越えなければならないた
め、操作レバー１ａは自動変速モード、または手動変速
モードに安定して保持される。
【００９２】手動変速モード検知手段として、モードス
イッチ３０が操作レバー１ａの下端部周辺に配設され、
自動変速モードではＯＦＦに、手動変速モードではＯＮ
になるように設けられている。
【００９３】これにより、この手動変速モード検知手段
が手動変速モードを検知した時は、助力発生手段による
助力を発生させないので、助力発生手段が誤作動するこ
とを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態に係る車両用自動変速
装置を示す概略図。
【図２】図１のレンジ切り換え機構を示す斜視図。
【図３】図１のコントロールデバイス側の構造を示す概
略図。
【図４】図１のトルクと印加電圧との関係を示すグラ
フ。
【図５】レンジ毎に変化させた操作力を示すグラフ。
【図６】逆トルク検出時の電動モータ停止構造を各々示
すグラフ。
【図７】スロー操作時のチャタリング防止構造を示すグ
ラフ。
【図８】シフトレバー操作開始時の電動モータ急停止防
止構造を示すグラフ。
【図９】電源ＯＮ／ＯＦＦ時の電動モータの誤作動防止
構造を示すグラフ。
【図１０】この発明の第２実施形態に係る車両用自動変
速装置を示す概略図。
【図１１】この発明の第３実施形態に係る車両用自動変
速装置を示す概略図。
【図１２】この発明の第４実施形態に係るコントロール
デバイス側の構造を示す概略図。
【図１３】（ａ）レンジ毎のレンジ切り換えに必要なト
ルクを示すグラフ。（ｂ）路面の勾配によって駐車レン
ジからの切り換えに必要なトルクを示すグラフ。
【図１４】助力を算出するためのアシストトルクマップ
を示すグラフ。
【図１５】助力を発生するための制御アンプの制御の流
れを示すブロック線図。
【図１６】この発明の第５実施形態に係る車両用自動変
速装置の自動変速モードでのシフトレバーを示す概略
図。
【図１７】この発明の第５実施形態に係る車両用自動変
速装置の手動変速モードでのシフトレバーを示す概略
図。
【符号の説明】
１ シフトレバー ９ 自動変速機 １０ レンジ切り換え機構 １２ リンケージ（操作力伝達手段） １４ デテントプレート １６ デテントピン １７ トルクセンサ（負荷検出手段） １８ アクチュエータ（助力発生手段） １９ 制御アンプ（制御手段） ２２ 電動モータ ２３ インヒビタスイッチ ２８ 車両傾斜検出器 ２９ モード切り換え機構 ３０ 手動変速モード検知手段 Ｌ シフトレバーの長さ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大橋 利男 東京都中野区南台５丁目24番15号 カルソ ニックカンセイ株式会社内 (72)発明者 加藤 豊俊 東京都中野区南台５丁目24番15号 カルソ ニックカンセイ株式会社内 Ｆターム(参考） 3J067 AA01 AB23 AB24 CA01 CA29 CA32 DB32 FB63 FB76 FB85 FB90 GA01 3J552 MA18 NA01 PA61 PB10 QB07 QC07 RA12 RA20 RA21 RB22 RB23 VA62W VA68W VE04W

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 シフトレバー（１）の操作力を、操作力
    伝達手段（１２）により、自動変速機（９）のレンジ切
    り換え機構（１０）に伝達してレンジを切り替える車両
    用自動変速装置であって、 前記シフトレバー（１）からレンジ切り換え機構（１
    ０）までの操作力伝達経路中における操作力伝達方向で
    の負荷を検出する負荷検出手段（１７）と、該操作力伝
    達経路中の操作力を増加させる助力を発生させる助力発
    生手段（１８）と、負荷検出手段（１７）により検出さ
    れた負荷に応じて助力発生手段（１８）により発生させ
    る助力の大きさを制御する制御手段（１９）と、を設け
    たことを特徴とする車両用自動変速装置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の車両用自動変速装置であ
    って、 負荷検出手段（１７）をシフトレバー（１）に設けたこ
    とを特徴とする車両用自動変速装置。
  3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の車両用自動
    変速装置であって、 助力発生手段（１８）をレンジ切り換え機構（１０）に
    設けたことを特徴とする車両用自動変速装置。
  4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項に記載の車
    両用自動変速装置であって、 中立レンジ（Ｎ）と前進レンジ（Ｄ）との間の切り換え
    時に発生させる助力が、他のレンジとの切り換え時に発
    生させる助力よりも大きくなるように制御することを特
    徴とする車両用自動変速装置。
  5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項に記載の車
    両用自動変速装置であって、 選択されたレンジを検出して対応する信号を出力するイ
    ンヒビタスイッチ（２３）を、助力発生手段の内部に設
    けたことを特徴とする車両用自動変速装置。
  6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか１項に記載の車
    両用自動変速装置であって、 負荷検出手段が操作力伝達方向とは逆向きの負荷を検出
    した時は、次のレンジに切り替わるまで、負荷検出手段
    （１７）による負荷の検出を停止することを特徴とする
    車両用自動変速装置。
  7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれか１項に記載の車
    両用自動変速装置であって、 負荷検出手段（１７）により検出される負荷の立ち上が
    り速度（負荷上昇分／時間）が所定速度より遅い場合
    は、次のレンジに切り替わるまで、助力発生手段（１
    ８）により所定の助力を連続発生させることを特徴とす
    る車両用自動変速装置。
  8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれか１項に記載の車
    両用自動変速装置であって、 シフトレバー（１）の各レンジからの操作開始時は、助
    力発生手段（１８）による助力を徐々に増加させながら
    発生させることを特徴とする車両用自動変速装置。
  9. 【請求項９】 請求項１〜８のいずれか１項に記載の車
    両用自動変速装置であって、 負荷検出手段（１７）への電源ＯＮ／ＯＦＦ後は、負荷
    検出手段（１７）が安定するまでは助力発生手段（１
    ８）による助力を発生させないことを特徴とする車両用
    自動変速装置。
  10. 【請求項１０】 請求項１〜９のいずれか１項に記載の
    車両用自動変速装置であって、 シフトレバー（１）のレンジ位置に応じて助力発生手段
    （１８）により所定の助力を発生させることを特徴とす
    る車両用自動変速装置。
  11. 【請求項１１】 請求項１〜１０のいずれか１項に記載
    の車両用自動変速装置であって、 シフトレバー（１）を操作する方向に応じて助力発生手
    段（１８）により所定の助力を発生させることを特徴と
    する車両用自動変速装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１〜１１のいずれか１項に記載
    の車両用自動変速装置であって、 制御手段（１９）に車両傾斜検出器（２８）が設けら
    れ、車両の傾斜角度に応じて助力発生手段（１８）によ
    り所定の助力を発生させることを特徴とする車両用自動
    変速装置。
  13. 【請求項１３】 請求項１〜１２のいずれか１項に記載
    の車両用自動変速装置であって、 駐車レンジ（Ｐ）について車両の状態に応じて助力発生
    手段（１８）により所定の助力を発生させることを特徴
    とする車両用自動変速装置。
  14. 【請求項１４】 請求項１〜１３のいずれか１項に記載
    の車両用自動変速装置であって、 車両の走行状態によって所定のギヤ段に変速する自動変
    速モードと任意のギヤ段を選択することが可能な手動変
    速モードとを備えた前進レンジ（Ｄ）と、シフトレバー
    （１）を操作することで自動変速モードと手動変速モー
    ドを切り換えるモード切り換え機構（２９）と、手動変
    速モード検知手段（３０）とを設け、この手動変速モー
    ド検知手段（３０）が手動変速モードを検知した場合に
    は、助力発生手段（１８）による助力を発生させないこ
    とを特徴とする車両用自動変速装置。
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