JP2006200722A - 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】 アシストアクチュエータ２の駆動を制御するコントローラ３を設け、相対変位量を検出する位置センサ６を設け、コントローラ３は相対変位が０に近づくよう駆動指令値を演算する第１駆動指令値演算部３１を備え、相対変位が許容される実現可能な範囲に基づき、相対変位量から、位置センサ６の異常を判定する相対変位異常検出部３３を設け、異常と判定された場合に駆動指令値を駆動停止状態の値に切替える第２駆動指令値演算部３２を設けた。
【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、前記アシストアクチュエータの駆動を制御するアシスト制御手段を設け、相対変位量を検出する相対変位量検出手段を設け、前記アシスト制御手段は、相対変位が０に近づくよう駆動指令値を演算する駆動指令値演算手段を備え、相対変位が許容される実現可能な範囲に基づき、前記相対変位量から、前記相対変位量検出手段の異常を判定する異常判定手段を設け、異常と判定された場合に駆動指令値を駆動停止状態の値に切替える切替手段を設けたことを特徴とする。

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。

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で相対変位許容連結機構である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の部分には、第１回転部１３に対する第２回転部１７のストローク角度、もしくは、第２回転部１７に対する第１回転部１３のストローク角度を検出する位置センサ６（相対変位量検出手段に相当する）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。この相対回転の変化は位置センサ６で検出され、コントローラ３へ出力される。

第１駆動指令値演算部３１は、相対変位量が小さくなるよう、つまり０に近づくように駆動指令値を演算する。この制御演算の例としてPID制御演算を挙げておく。
第２駆動指令値演算部３２は、相対変位異常検出部３３からの信号が、駆動許可を示すものの場合には、第１駆動指令値演算部３１からの駆動指令値をそのまま第２駆動指令値演算部３２の出力にする。一方、相対変位異常検出部３３からの信号が、駆動禁止を示すものの場合には、駆動停止に相当する駆動指令値を出力する。

相対変位異常検出部３３は、相対変位状態検出部３３１、タイマ３３２、記憶部３３３、コンパレータ３３４からなり、検出した相対変位量が、遊び溝１３１と突起１７１で形成される相対変位の許容範囲内であるかどうかを判断し、許容範囲内の場合には駆動許可を示す信号を出力し、許容範囲外の場合には駆動禁止を示す信号を出力する。
相対変位状態検出部３３１は、検出した相対変位量が、遊び溝１３１と突起１７１で形成される相対変位の許容範囲内であるかどうかを判断する。
タイマ３３２は、相対変位状態検出部３３１で許容範囲外と判断すると、経過時間をカウントアップし、許容範囲内と判断すると経過時間をクリアする。
また、相対変位状態検出部３３１で許容範囲内と判断すると、カウントをクリアする。

記憶部３３３は、経過時間の判定に用いる閾値である所定期間を記憶する。
この所定期間は、最大の駆動指令値を与えた場合に、次のレンジ位置へ切り換るまでの駆動指令値印加時間より求める。駆動指令値は、相対変位量に比例して大きくなるので、相対変位量が許容遊び範囲を超える場合に駆動指令値は最大となる。
コンパレータ３３４は、タイマ３３２でカウントアップしている経過時間が、所定期間を超えたかどうかを判断し、経過時間が所定時間を超えない場合には、駆動許可状態を保ち、経過時間が所定時間を超える場合には、次レンジへ切り換る前に駆動禁止状態へ切替える。
モータ駆動制御部３４は、駆動指令値に従ってアシストアクチュエータ２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。

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基本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レンジ方向い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。この相対変位量の変化は、位置センサ６で検出され、第１駆動指令値演算部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、第１駆動指令値演算部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。

[位置センサの異常について]
実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置では、位置センサ６で検出する相対変位量が０に近づくように制御を行っているため、位置センサ６に異常が生じると、ドライバの意図するレンジ切換ができなくなる可能性がある。
これに対し実施例１では、検出した相対変位量が異常かどうかを判断する相対変位異常検出部３３と、異常の際にアシストアクチュエータ２の駆動を禁止する第２駆動指令値演算部３２を設けている。

[異常判断処理]
図１０はコントローラ３で実行される相対変位量の異常判断処理の流れを示すフローチャート図で、以下各ステップについて説明する。

ステップＳ１１では、相対変位量（相対角）を検出する。

ステップＳ１２では、相対変位量を入力偏差として、第１駆動指令値演算部３１で駆動指令値を演算する。第１駆動指令値演算部３１がPID制御演算を行う場合には、PWM駆動におけるデューティ比を演算する。

ステップＳ１３では、検出した相対変位量が許容される範囲内（バックラッシュ内）であるかどうかを判断し、範囲内ならばステップＳ１４へ進み、範囲外ならばステップＳ１５へ進む。

ステップＳ１４では、タイマ３３２のカウントをクリアする。

ステップＳ１５では、タイマ３３２で経過時間をカウントアップする。

ステップＳ１６では、タイマ３３２の経過時間が所定期間以上に達したかどうかを判断し、所定期間以上に達したならばステップＳ１７へ進み、所定期間に達しないならばステップＳ１８へ進む。

ステップＳ１７では、駆動指令値を駆動禁止に相当する値（０）にする。

ステップＳ１８では、第１駆動指令値演算部３１からの駆動指令値を、第２駆動指令値演算部３２の出力にする。第１駆動指令値演算部３１がPID制御の場合には、演算したPWM駆動のデューティ比を駆動指令値とすることになる。

[異常検出作用]
(a)位置センサ６に異常が生じている場合
位置センサ６に異常が生じ、相対変位量の値を許容される遊び量より大きいと検出するような場合、これは明らかな異常である。この場合には、ステップＳ１３→Ｓ１５の流れとなって、タイマがカウントされ、所定期間以上となり、アシストアクチュエータ２の駆動が禁止される。この場合、上記のように操作は重いがセレクト操作は可能である。

なお、この位置センサ６の異常が、レンジ位置からレンジ位置までのセレクト操作の間に生じたものの場合であっても、所定期間は、最大の駆動指令値を与えた場合に、次のレンジへ切替えるまでの駆動指令値印加時間により求めているため、次のレンジ位置への切換えが終了する前に駆動禁止の処理が成される。これにより相対変位量の異常が意図しないレンジ切換えを生じさせないようにしている。

(b)ノイズなどにより、瞬間的に異常を生じている場合
一瞬のノイズにより一時的な異常を生じているような場合には、当初は、ステップＳ１３→Ｓ１５の処理で経過時間がカウントアップされることになるが、相対変位量が正常な値に戻ることによって、経過時間のカウント途中で、ステップＳ１３→Ｓ１４の処理でカウントがクリアされ、アシストアクチュエータ２の駆動が許可される。

このように、ノイズが生じた際には、そのノイズが時間的に、オーバーラン等につながるような影響を与えている場合には、アシストアクチュエータ２の駆動が停止され、ノイズが正常に直ぐに戻る場合には、アシストアクチュエータ２の駆動を許可する。このことにより、ノイズに対し、充分な処理ができるノイズに強いシステムとなる。

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。

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。

さらに、実施例１では、アシストアクチュエータ２の駆動を制御するコントローラ３を設け、相対変位量を検出する位置センサ６を設け、コントローラ３は相対変位が０に近づくよう駆動指令値を演算する第１駆動指令値演算部３１を備え、相対変位が許容される実現可能な範囲に基づき、相対変位量から、位置センサ６の異常を判定する相対変位異常検出部３３を設け、異常と判定された場合に駆動指令値を駆動停止状態の値に切替える第２駆動指令値演算部３２を設けたため、確実に異常を検出することができる。

(2) (1)において、異常判定手段（相対変位異常検出部３３）は、相対変位量の検出値が、相対変位が許容される実現可能な範囲を超えた状態を検出する相対変位状態検出手段（相対変位状態検出部３３１）と、実現可能な範囲を超えた状態の継続期間を計測する計測手段（タイマ３３２）と、継続期間が所定期間（記憶部３３３の所定期間）を超えた場合に異常と判定する異常判定手段（コンパレータ３３４）を備え、所定期間は、最大の駆動指令値をアシストアクチュエータに与えた場合に、レンジ位置の切り換りが生じない駆動指令値印加時間の最大値に基づいて設定しているため、位置センサ６の異常の際に、意図しないレンジ切換えを防止でき、ノイズの影響がある場合に、その影響の度合いにより、駆動停止と駆動許可を切替えることができ、ノイズに強いシステムにできる。

実施例２の自動変速機のセレクトアシスト装置は、相対変位量を測定する２つの位置センサを設け、２つの位置センサの差により異常を判断する例である。
実施例２では、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６３，６４を設けるようにし、それぞれの検出結果をコントローラ３に入力する。
図１１は実施例２のコントローラの制御ブロック図である。
相対変位平均値演算部３５は、２つの位置センサ６３，６４の検出値の平均値を算出する。

相対変位異常検出部３６は、相対変位差演算部３６１、記憶部３６２、コンパレータ３６３、タイマ３６４、記憶部３６５、コンパレータ３６６からなり、位置センサ６３，６４の検出値の差が所定の範囲内かどうかを判断し、所定範囲内の場合には駆動を許可し、所定範囲外の場合には駆動を禁止する。
相対変位差演算部３６１は、位置センサ６３による相対変位量と、位置センサ６４による相対変位量との差を演算する。
記憶部３６２は、許容する２つの位置センサ６３，６４の差の閾値となる、所定値を記憶する。

コンパレータ３６３は、２つの位置センサ６３，６４の差と、所定値の比較を行い、差が所定値を超える場合には、タイマ３６４をカウントアップさせ、差が所定値を超えない場合には、タイマをクリアし、駆動許可状態を保つ。
タイマ３６４は、経過時間を計測する。
記憶部３６５は、最大の駆動指令値を与えた場合に、次のレンジ位置へ切り換るまでの駆動指令値印加時間より求めた所定期間を記憶する。
コンパレータ３６６は、タイマ３６４によって測定した経過時間と所定期間との比較を行い、測定した経過時間が所定時間を超えない場合には駆動許可状態を保ち、測定した経過時間が所定時間を超える場合には駆動禁止状態へと変更する。

作用を説明する。
[異常判断処理]
図１３はコントローラ３で実行される相対変位量の異常判断処理の流れを示すフローチャート図で、以下各ステップについて説明する。

ステップＳ２１では、位置センサ６３により第１の相対変位量（相対角）dx1を検出する。

ステップＳ２２では、位置センサ６４により第２の相対変位量（相対角）dx2を検出する。

ステップＳ２３では、２つの相対変位量の平均値をdx=(dx1+dx2)/2より演算する。

ステップＳ２４では、dxを入力とするPID制御のデューティ比、つまり駆動指令値を演算する。

ステップＳ２５では、２つの位置センサ６３，６４の検出値の差をΔdx=|dx1-dx2|から演算する。

ステップＳ２６では、Δdx≧閾値（所定値）が成立するかどうかを判断し、成立するならば、ステップＳ２７へ進み、成立しないならば、ステップＳ２８へ進む。

ステップＳ２７では、タイマ３６４における経過時間のカウントアップを行う。

ステップＳ２８では、タイマ３６４における経過時間のカウントをクリアする。

ステップＳ２９では、タイマ３６４で測定した経過時間が、所定期間以上となったかどうかを判断し、所定時間以上ならばステップＳ３０へ進み、所定時間に達しないならばステップＳ３１へ進む。

ステップＳ３０では、駆動指令値を駆動禁止に相当する０にする。

ステップＳ３１では、ステップＳ２４で演算したデューティ比を駆動指令値として出力する。

[異常検出処理]
実施例２においては、位置センサを２つ設け、その平均値を駆動指令値の演算に用いることによって、精度を向上させる。
また、一方の位置センサに異常が生じても、他方との平均値を駆動指令値の演算に用いるため、位置センサの異常が駆動指令値へ与える影響を小さくすることになる。
どちらかの位置センサ６３，６４に異常が生じた際には、その検出した相対変位量の差が大きくなる。これを相対変位異常検出部３６で検出する。
実際の装着された位置センサ同士の比較で異常を判断するため、非常に正確に異常判断が行われることになる。

また、ノイズなどによる、瞬間的な異常の場合、２つの位置センサが全く同じ異常状態となることは考えにくいため、その検出値の差の継続で、瞬間的な異常に対応が可能である。
よって、ノイズなどによる瞬間的な異常値か、正しい位置センサの出力なのかが、より正確に判断できることになる。

効果を説明する。
(3)セレクトレバー（セレクトレバー１１）と自動変速機のセレクト位置切換装置（制御アーム５１）とがセレクト操作力伝達系（第１回転部１３、第２回転部１７、コントロールケーブル４）により連結され、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（アシストアクチュエータ２）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、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（第１回転部１３）と、セレクト位置切換装置に連結した第２連結部材（第２回転部１７）と、限界量までの相対変位を許容しつつ両連結部材を連結する相対変位許容機構（遊び溝１３１と突起１７１の回転及び係合）とを有する構成とし、かつ、アシストアクチュエータを第２連結部材に設定し、アシストアクチュエータの駆動を制御するアシスト制御手段（コントローラ３）を設け、相対変位量を検出する第１及び第２の相対変位量検出手段（位置センサ６３，６４）を設け、アシスト制御手段は、２つの相対変位が０に近づくよう駆動指令値を演算する駆動指令値演算手段（相対変位平均値演算部３５、第１駆動指令値演算部３１）を設け、２つの相対変位量の差に基づいて、相対変位量検出手段の異常を判定する異常判定手段（相対変位異常検出部３６）を設け、異常と判定された場合に駆動指令値を駆動停止状態の値に切替える切替手段（第２駆動指令値演算部３２）を設けたため、さらに確実に異常を検出することができる。

(4) (3)において、異常判定手段は、第１及び第２の相対変位量検出手段の検出値を差を演算する手段（相対変位差演算部３６１）と、検出値の差が所定値を超えた状態を検出する手段（コンパレータ３６３）と、検出値の差が所定値を超えた状態の継続期間を測定する手段（タイマ３６４）と、継続期間が所定期間を超えた場合に異常であると判定する手段（コンパレータ３６６）とからなり、所定期間は、最大の駆動指令値をアシストアクチュエータに与えた場合に、レンジ位置の切り換りが生じないための駆動指令値印加時間の最大値に基づいて設定したため、位置センサ６の異常の際に、意図しないレンジ切換えを防止でき、ノイズの影響がある場合に、その影響の度合いにより、駆動停止と駆動許可を切替えることができ、ノイズに強いシステムにできる。

（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。
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。
位置センサの例として、ブラシと基板の接触位置が可変するポテンショメータを例として挙げておく。

また、相対変位量検出手段として、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、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（作動位置検出手段に相当する）を設けるようにしてもよい。この場合には、位置センサ６１で検出した操作位置と、位置センサ６２で検出した作動位置の偏差を演算することにより、相対変位量を得る。

実施例１、実施例２では、相対変位許容連結機構の例として遊び連結機構を示したが、遊び連結機構以外であっても、例えば、限界弾性変位量までの弾性変位を許容しつつ両連結部材と連結する弾性連結機構であってもよい。
弾性連結機構について具体的に説明すると、実施例１において、第１回転部１３の遊び溝１３１に係合して遊び溝１３１内に位置する突起１７１に対し、遊び溝１３１の両端側から中点位置に向かって突起１７１を付勢するようにバネを両側に設ける。チェック機構部１４は設けない。すると、自動変速機５のディテント力によりコントロールケーブル４を介して作動位置に回転して位置する第２回転部１７の突起１７１によりバネが伸縮され、バネ力により第１回転部１３つまり、セレクトレバー１１の位置が決まる。弾性連結機構では、このようにバネを介して自動変速機側のディテントを伝達することでセレクトレバー１１への操作反力が生成される。また、制御は、同様に遊び溝の中点位置、つまり弾性変位量を０にするよう制御されることで、セレクトレバー１１の操作に自動変速機５の作動が追従する動きをさせるのである。この弾性連結機構も相対変位許容連結機構の例である。

実施例１、実施例２では、遊び連結機構の例として、遊び量を許容する溝と突起、アシストアクチュエータをセレクト部に設けたが、図１４に示すように、第２回転部１７及びアシストアクチュエータを自動変速機５に設けるようにしてもよい。図１４を参照して具体的に説明すると、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１７１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に取り付ける。このような構成であってもよい。

また、遊び連結機構の例として、遊び連結機構、アシストアクチュエータをコントロールケーブルの途中に設けた例を図１５、図１６に示す。
この例においては、遊び連結機構は、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によりその相対変位量が検出される。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９５に接続する。この入力レバー９２と出力レバー９５は、同一の回転軸となる出力軸９４に接続した構造にする。出力軸９４には、ウォームホイール９３を設け、アシストアクチュエータの電動モータ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連結機構、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、遊び連結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。

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。 コントローラ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の処理の基本的な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。 相対変位異常検出部の制御ブロック図である。 コントローラ３で実行される相対変位量の異常判断処理の流れを示すフローチャート図である。 実施例２におけるコントローラの制御ブロック図である。 実施例２における相対変位異常検出部の制御ブロック図である。 実施例２におけるコントローラ３で実行される相対変位量の異常判断処理の流れを示すフローチャート図である。 実施例の自動変速機のセレクトアシスト装置の他の例を示す図である。 実施例の自動変速機のセレクトアシスト装置の他の例を示す図である。 実施例の自動変速機のセレクトアシスト装置の他の例のリンク部分を示す図である。

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 遊び溝
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 第１駆動指令値演算部
３２ 第２駆動指令値演算部
３３ 相対変位異常検出部
３３１ 相対変位状態検出部
３３２ タイマ
３３３ 所定期間
３３４ コンパレータ
３４ モータ駆動制御部
３５ 相対変位平均値演算部
３６ 相対変位異常検出部
３６１ 相対変位差演算部
３６２ 所定値
３６３ コンパレータ
３６４ タイマ
３６５ 所定期間
３６６ コンパレータ
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 溝（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
８ａ コントロールケーブル
８ｂ コントロールケーブル
８ｅ コントロールケーブル
９１ ジョイント
９２ 入力レバー
９３ ウォームホイール
９４ 出力軸
９５ 出力レバー
９６ ジョイント
９７ 電動モータ
９８ ウォーム

Claims (1)

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、
   前記アシストアクチュエータの駆動を制御するアシスト制御手段を設け、
   相対変位量を検出する相対変位量検出手段を設け、
   前記アシスト制御手段は、相対変位が０に近づくよう駆動指令値を演算する駆動指令値演算手段を備え、
   相対変位が許容される実現可能な範囲に基づき、前記相対変位量から、前記相対変位量検出手段の異常を判定する異常判定手段を設け、
   異常と判定された場合に駆動指令値を駆動停止状態の値に切替える切替手段を設けた、
   ことを特徴とする自動変速機のセレクトアシスト装置。
   

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