JP2006064003A - 自動変速機のセレクトアシスト装置 - Google Patents

Abstract

【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】第１回転部１３の遊び溝１３１と第２回転部１７の突起１７１を係合させ、遊び量を有する遊び連結機構で接続し、第１回転部１３と第２回転部１７の相対位置を位置センサ６で検出して、相対位置が中点近傍となるようにアシストアクチュエータ２の駆動を制御した。
【選択図】図３

Description

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。

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）。

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）。
特開平９−３２３５５９号公報 特開２００３−９７６９４号公報

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。

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。

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。

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。

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すると共に、前記アシストアクチュエータを設定した第２連結部材と、前記両連結部材を連結する位置に設けられ、設定遊び量までは相対変位を許容し、設定遊び量を超えると両連結部材を連結状態とする遊び連結機構と、前記両連結部材の相対変位量を検出する相対変位量検出手段と、前記相対変位量検出値に基づき、設定遊び量内で中立状態を保持するように制御指令を演算し、前記アシストアクチュエータを駆動制御するアシスト制御手段と、を備えたことを特徴とする。
なお、請求項中の「中立状態」とは、設定遊び量内で相対変位が許容される状態を指すものとする。

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。
また、設定遊び量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。

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。

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はセレクト部の細部構造を示す要部斜視図である。

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。
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）、チェック機構部１４、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。
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。

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。
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。
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。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で遊び連結機構を構成する）

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には、第１回転部１３と第２回転部１７の相対変位量を検出する位置センサ６（相対変位量検出手段に該当する）を設ける。
さらに、第１回転部１３のセレクトレバー１１の反対側には、チェック機構部１４を設けている。チェック機構部１４は、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（図には、省略して４つの溝を示している）。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。

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。
図３にコントローラ３の制御ブロック図を示す。
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との相対変位量の変化となる。この相対位置の変化は位置センサ６で検出され、中点位置からの相対位置変位量としてコントローラ３へ出力される。

目標位置偏差設定部３１は、位置センサ６からの相対位置変位量に応じて、相対位置を連動状態となる位置範囲の中央近傍、つまり中点になるように制御指令値を設定し、指令値をモータ駆動制御部３２に出力する。制御例としてPID制御を挙げておく。
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。

次に、自動変速機５のディテント構造について説明する。
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。
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。

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５３ａ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。

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。
実施例１では、自動変速機５とセレクト部において、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。

次に作用を説明する。
［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流れを示すフローチャートである。

ステップＳ１では、位置センサ６からの相対位置変位量信号を入力して、相対位置の変位量を読み込む。

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。

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。

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。

［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。

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。

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、初めにセレクトレバー１１の操作方向、又は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又はピン１４１が、カム山５３ａ又は溝部１４２のカム山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又はピン１４１がカム山５３ａ又は溝部１４２のカム山を乗り越えるまでは、バネ板５４又はピン１４１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又はピン１４１がカム山５３ａ又は溝部１４２のカム山を乗り越えた後は、ディテントピン５５又はピン１４１が次のカム山５３ａの溝又は溝５３ｂに落ち込んで引き込み力（慣性力）が発生するためである。

［自動変速機のレンジ切り換え制御］
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余裕分を有する状態となっている（図８(a)参照）。

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する。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。この相対位置変位量の変化は、位置センサ６で検出され、目標位置偏差設定部３１でその相対位置の偏差に応じたモータ駆動制御指令値が設定されて、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。

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、中点近傍に復帰する。
つまり、目標位置偏差設定部３１の制御により相対位置変位量を、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。
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。

［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。

これにより、実施例１における操作フィーリングは、セレクト部１のチェック機構部１４のみによって生成されることになる。よって、溝部１４２とピン１４１におけるカム山の形状、大きさ、ばねの強さ等を、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。

［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、遊び溝１３１の端部に突起１７１が当接する、つまり遊び機構における遊び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。

［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、遊び溝１３１の端部に突起１７１が当接する、つまり遊び機構における遊び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。

［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、非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、可動量つまり遊び量がなくなり、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、自動変速機５の制御アーム５１を操作することができる。

［コストの抑制］
実施例１においては、詳細には、図示しないが、第１回転部１３に対する第２回転部１７の角度位置、もしくは第２回転部１７に対する第１回転部１３の角度位置を検出する。よって、例えば、セレクトレバー１１の操作位置と自動変速機５の制御アーム５１の操作位置をそれぞれセンサで検出し、２つの検出結果の偏差から相対位置変位量を演算する場合に比べてコストの抑制となる。

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。
(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は遊び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。
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、遊び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。

また、第１回転部１３の遊び溝１３１、第２回転部１７の突起１７１の係合により非連結状態と連結状態とを設け、設定遊び量内で中立状態を保持するため、通常の操作の際に非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、実施例１においては、通常の状態を非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セレクト部１のチェック機構部１４で生じさせることができる。
また、実施例１においては、非連結状態の遊び量を有するため、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。

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。

(2)位置センサ６は、遊び溝１３１と突起１７１の係合による第１回転部１３と第２回転部１７の相対変位量を検出するものであり、目標位置偏差設定部３１は、相対変位量に基づき、設定された遊び量内で中立状態となる範囲の中点近傍になるよう制御指令を演算するため、操作に対するアシストアクチュエータ２の追従遅れが生じても、通常の操作の際に連動状態がなくなることによる違和感を生じないようにでき、セレクトレバー１１の部分でより良好な操作感を生じさせるようにできる。

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。
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。

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。

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。

実施例２は、非連結状態における相対変位量から、駆動の許可、不許可を判定する手段を設けた例である。
図９は実施例２の自動変速機のセレクトアシスト装置におけるコントローラ３の制御ブロック図である。
駆動指令基本値演算部３４（駆動指令基本値演算手段に相当する）は、相対位置を入力とするPID制御演算を行い、モータ駆動の指令値を演算する。

駆動許可判定部３５（駆動許可判定手段に相当する）は、変化速度演算部３５１、起動判定部３５２、停止判定部３５３、判定部３５４からなる。
変化速度演算部３５１（速度変化演算手段に相当する）は、相対位置信号の擬似的な微分演算を行う。
起動判定部３５２（起動判定手段に相当する）は、変化速度が予め設定された所定値１を超えた場合に起動タイミング信号を出力する。

停止判定部３５３（停止判定手段に相当する）は、相対位置の符号が負で、且つ変化速度が予め設定された所定値２以下となった場合に停止タイミング信号を出力する。
判定部３５４（駆動許可演算手段に相当する）は、起動タイミング信号が発生している際には、フラグをセットし、停止タイミング信号が発生している際には、フラグをクリアする。

駆動指令値演算部３６は、駆動指令基本値演算部３４からの駆動指令値を駆動許可判定部３５の判定結果に基づいて、駆動許可の場合にはモータ駆動制御部３２に出力し、駆動不許可の場合にはモータ駆動制御部３２に出力しない。

次に作用を説明する。
［自動変速機のセレクト位置制御処理］
図１０に示すのは、実施例２の自動変速機のセレクトアシスト装置におけるコントローラ３で実行されるセレクト位置切り換え制御の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。

ステップＳ１１では、第１回転部１３と第２回転部１７の相対位置変位量を、位置センサ６から入力する。

ステップＳ１２では、相対位置から駆動指令値基本値を演算する。

ステップＳ１３では、相対位置から相対位置の変化速度を演算する。

ステップＳ１４では、フラグのセット／クリアから、駆動許可状態であるかどうかを判断し、駆動許可状態であるならばステップＳ１５へ移行し、駆動不許可状態であるならばステップＳ１８へ移行する。

ステップＳ１５では、相対位置が負方向となっているかどうかを判断し、負方向であるならばステップＳ１６へ移行し、正方向であるならばステップＳ２０へ移行する。

ステップＳ１６では、前回の相対位置変化速度が所定値２以上、且つ今回が所定値２未満であるかどうかを判断し、該当する場合にはステップＳ１７へ移行し、該当しない場合にはステップＳ２０へ移行する。

ステップＳ１７では、駆動不許可状態にする。

ステップＳ１８では、前回の相対位置変化速度が所定値１未満で、且つ今回が所定値１以上であるかどうかを判断し、該当する場合にはステップＳ１９へ移行し、該当しない場合にはステップＳ１９へ移行する。

ステップＳ１９では、駆動許可状態にする。

ステップＳ２０では、駆動許可、駆動不許可状態に応じて駆動指令基本値から駆動指令値を演算する。

ステップＳ２１では、今回の相対位置変化速度を記憶する。なお、記憶した相対位置変化速度はその後、前回値に用いる。

［非操作状態では制御停止にする作用］
(a)操作開始の場合
実施例２では、操作及び切り換え制御が停止した状態から、操作が開始されると、第１回転部１３と第２回転部１７の相対位置が変化して行くことにより、相対位置及び相対位置の速度が変化していく（図１１(a)〜(c)参照）。この相対位置の変化速度は、変化速度演算部で演算される。
この速度の変化方向を正方向とし、速度の変化が所定値１を超えると起動判定部３５２が起動タイミング信号を出力する。判定部３５４は起動タイミング信号の入力があるとフラグをセットし、その間、駆動指令値演算部３６は、駆動指令基本値演算部３４の演算結果を出力し、切り換え制御が行われる。

(b)操作中に相対位置が中点に達する場合
操作及び切り替え制御が継続されると、セレクトレバー１１の動作と制御アーム５１の動作の特性は、セレクト部１、自動変速機５に設けたディテント構造、及び遊び量を有する連結により、図１１(a)のような特性となる。そのため、次のセレクト位置までの間にカム山を越えた部分で、必要な操作力が減少することになり、０になり、その後に必要な操作力の方向が反転する。相対位置もこの特性に従って、相対位置のずれはピーク後に減少し、０となり、相対位置の変化方向が反転することになる。

相対位置の変化速度で見れば、相対位置のずれのピークで、速度変化が０となるため、それぞれの相対位置の変化方向において０となり、図１１(c)に示す状態となる。起動後にこのピークを越え、操作位置の変化速度が所定値２より小さくなる図１１(d)に示すt1の位置では、図１１(b)に示す相対位置が正方向の値を取るため、ステップＳ１５からステップＳ２０へ移行する流れとなって、駆動不許可（駆動停止）の判定は行われない。よって、切り換え制御は継続される。次に、相対位置は中点になり、その後、負方向の相対位置のピークを越える際に所定値１を通過し超えるが、その際には駆動許可中であるためにステップＳ１４→Ｓ１５→Ｓ２０と移行していく流れとなり、切り換え制御が継続される。

(c)操作終了の場合
このようにして、図１１(b)に示す相対位置の正方向のピークと負方向のピークを越え、例としてＰレンジからＲレンジへ切り換えられる際には、相対位置の変化速度が最終的に減少することになる。これにより所定値２を通過して減少した際に、相対位置としては、図１１(b)に示すように正方向であるので、ステップＳ１５→Ｓ１６→Ｓ１７の流れで移行して、駆動不許可と判定され、切り換え制御を停止させる。
さらなるセレクト位置に移行する場合には、この切り換え制御の起動と停止が繰り返されることになる。

これにより、Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄ，Ｌのセレクト位置にセレクトレバー１１が位置する状態では、切り換え制御が停止した状態となるため、微小な相対位置の変化に応じて正方向、逆方向の切り換えがアシストアクチュエータ２の電動モータで繰り返されて、アシストアクチュエータ２が振動し、セレクトレバー１１からドライバにその振動が伝達されて操作フィーリングを低下させるようなことがない。

このことは、操作フィーリングのみならず、耐久性を向上させる。
次に効果を説明する。
実施例２の自動変速機の切り換え装置では、上記(1)の効果に加えて次の効果を有する。

(3)コントローラ３には、相対位置から、相対位置が連動状態の中点近傍になるような駆動指令値を演算する駆動指令基本値演算部３４と、相対位置から、駆動の許可、不許可を判定する駆動許可判定部３５と、駆動指令値基本値と、駆動許可判定結果から、最終的な駆動指令値を設定する駆動指令値演算部３６とを備えるため、中点近傍で振動することによる操作フィーリングの低下を生じないようにでき、振動による各部の磨耗が抑えられ耐久性が向上できる。

(4)駆動許可判定部３５は、相対位置から、相対位置の速度変化を演算する変化速度演算部３５１と、相対位置の速度変化が所定値１を超えた時点で、起動タイミング信号を出力する起動判定部３５２と、相対位置から、停止を判定する停止判定部３５３と、起動判定結果と停止判定結果から駆動の許可、不許可を演算する判定部３５４とからなるため、新たなセンサを追加する構成にすることなく起動判定を適確に行うことができる。

(5)駆動許可判定部３５は、相対位置から、起動を判定する起動判定部３５２と、相対位置から、相対位置の速度変化を演算する変化速度演算部３５１と、アシストアクチュエータ２が、セレクトレバー１１への操作入力に対し先行した相対位置関係にある場合に、相対位置の速度変化が所定値２以下となった時点で、停止を判定する停止判定部３５３と、起動判定結果と停止判定結果から駆動の許可、不許可を演算する判定部３５４とからなるため、新たなセンサを追加する構成にすることなく起動判定を適確に行うことができる。
なお、駆動許可判定部の起動判定部は、相対位置の変化速度から起動判定を行ったが、図１３に示すように相対位置から判定を行うようにしてもよい。

図１３は、第３実施例の自動変速機の構成を示す側面図である。
実施例３は、アシストアクチュエータ、第２回転部を自動変速機５側に設けると共に、２つの位置センサにより相対位置変位量を検出する例である。
実施例３では、自動変速機５の制御アーム５１を第２回転部１７に接続して設け、第２回転部１７の回転によって制御アーム５１がレンジ位置を切り換える構造にする。この第２回転部１７にはウォームホイール１６を設け、アシストアクチュエータ２のウォーム２１を係合させる。よって、アシストアクチュエータ２は自動変速機５側に設ける。

セレクトレバー１１が設けられた第１回転部１３の遊び溝１３１内を移動する突起１７には、コントロールケーブル４の一端を取付け、他端を第２回転部１７に取りつける。
第１回転部１３の位置センサ６は、固定部に対する第１回転部１３の回転変位を検出するようにし、第２回転部１７には位置センサ７を設け、位置センサ７は、固定部に対する第２回転部１７の回転変位を検出するようにする。よって、実施例３では、位置センサ６，７の２つの検出位置の偏差から相対位置変位量が求められる。このような構成で相対位置変位量を２つの検出位置から求めるようにしてもよい。

図１４は、第４実施例の自動変速機の構成を示す側面図である。図１５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。
実施例４は、シフトレバー１１と自動変速機５を接続するコントロールケーブル８の途中に遊び機構、及びアシストアクチュエータ９を設けた例である。
よって、遊び機構は、コントロールケーブル８ａとコントロールケーブル８ｂの接続部分で形成されるとともに、位置センサ７１によりその相対位置変位量が検出される。

また、実施例４のアシストアクチュエータ９について説明する。セレクトレバー１１側のコントロールケーブル８ｂは、ジョイント９１により入力レバー９２に接続し、自動変速機５側のコントロールケーブル８ｅは、ジョイント９６により出力レバー１３に接続する。この入力レバー９２と出力レバー１３は、同一の回転軸となる出力軸１２に接続した構造にする。出力軸１２には、ウォームホイール９３を設け、電動モータ９７の出力軸にウォーム９８を設けてウォームホイール９３と係合させる。
このようにコントロールケーブルの途中に遊び機構、アシストアクチュエータを設ける構成にしてもよく、また、遊び機構における相対位置変位量が発生する部分で直接、変位量を検出するようにしてもよい。

（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４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。
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。
異常を判定した場合には、駆動を停止させるのではなく、駆動出力を抑制した状態にしてもよい。

第１実施例の自動変速機の構成を示す側面図である。 アクチュエータの細部構造を示す要部斜視図である。 コントロールユニットの制御ブロック図である。 自動変速機のディテントの構造を示す斜視図である。 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。 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。 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。 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。 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の制御ブロック図である。 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。 実施例２の自動変速機のセレクトアシスト装置における操作角、作動角、相対位置、相対位置変化速度、起動・停止タイミング、駆動許可信号の関係を示す説明図である。 実施例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の制御ブロック図の他の例である。 第３実施例の自動変速機の構成を示す側面図である。 第４実施例の自動変速機の構成を示す側面図である。 第４実施例の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。

符号の説明

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
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
３４ 駆動指令基本値演算部
３５ 駆動許可判定部
３５１ 変化速度演算部
３５２ 起動判定部
３５３ 停止判定部
３５４ 判定部
３５５ 停止判定部
３６ 駆動指令値演算部
３７ 異常状態判定部
３８ 電流センサ
３９ モータ駆動制御部
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（溝部）
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
７ 位置センサ

Claims (5)

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すると共に、前記アシストアクチュエータを設定した第２連結部材と、
   前記両連結部材を連結する位置に設けられ、設定遊び量までは相対変位を許容し、設定遊び量を超えると両連結部材を連結状態とする遊び連結機構と、
   前記両連結部材の相対変位量を検出する相対変位量検出手段と、
   前記相対変位量検出値に基づき、設定遊び量内で中立状態を保持するように制御指令を演算し、前記アシストアクチュエータを駆動制御するアシスト制御手段と、
   を備えたことを特徴とする自動変速のセレクトアシスト装置。
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、
   前記相対変位量検出手段は、
   前記遊び連結機構における設定遊び量部分における両連結部材の相対変位量を検出するものであり、
   前記アシスト制御手段は、
   前記相対変位量検出値に基づき、設定遊び量内で中立状態となる範囲の中点近傍になるよう制御指令を演算する、
   ことを特徴とする自動変速機のセレクトアシスト装置。
3. 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、
   前記アシスト制御手段は、
   前記相対変位量検出値から、相対変位量が中立状態となる範囲の中点近傍になるよう駆動指令の基本値を演算する駆動指令基本値演算手段と、
   前記相対変位量から、駆動の許可、不許可を判定する駆動許可判定手段と、
   前記駆動指令値基本値と、駆動許可判定結果から、最終的な駆動指令値を設定する駆動指令値設定手段と、
   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。
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、
   前記駆動許可判定手段は、
   相対変位量から、相対変位量の速度変化を演算する速度変化演算手段と、
   相対変位量の速度変化が起動閾値を超えた時点で、起動を判定する起動判定手段と、
   起動判定結果から駆動の許可、不許可を演算する駆動許可演算手段と、
   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。
5. 請求項３又は請求項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、
   前記駆動許可判定手段は、
   相対変位量から、相対変位量の速度変化を演算する速度変化演算手段と、
   前記アシストアクチュエータによる駆動が、前記セレクトレバーへの操作入力に対し先行した位置関係にある場合に、相対変位量の速度変化が停止閾値以下となった時点で、停止を判定する停止判定手段と、
   停止判定結果から駆動の許可、不許可を演算する駆動許可演算手段と、
   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。
   

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