JP2004239291A

JP2004239291A - 車両用自動変速装置

Info

Publication number: JP2004239291A
Application number: JP2003026110A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Ogasawara; 武小笠原; Daisuke Kondo; 大輔近藤; Takeshi Sato; 武佐藤; Takanori Mori; 崇徳森
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2003-02-03
Filing date: 2003-02-03
Publication date: 2004-08-26
Also published as: EP1443250A3; US20040211283A1; EP1443250A2

Abstract

【課題】操作入力装置に入力された操作力を動力支援装置に伝達する伝達手段にガタが生じても、自動変速機の各ポジションにギヤを確実に切り換えることができる車両用自動変速装置を提供する。
【解決手段】セレクトレバー７を有する操作入力装置２と、操作入力装置２に入力された操作力に支援力を加算して自動変速機１に出力する動力支援装置３と、前記操作力を動力支援装置３に伝達する第１ケーブル４と、動力支援装置３の出力を自動変速機１に伝達する第２ケーブル５とを備え、前記操作力を検出するトルクセンサー２９と、自動変速機１に前記操作力に支援力を加算して出力する出力軸２０の回転位置を検出する位置検出手段とを、動力支援装置３に設け、予め設定した自動変速機１の各レンジ位置に対応した前記出力軸の停止位置で前記出力軸を停止させる制御部３７を備えている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動変速機のレンジ位置を切り換えるセレクトレバーに入力される操作力に支援力を加算して、乗員によるセレクト操作の負担を軽減する車両用自動変速装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば自動車などの変速機（トランスミッション）のレンジ位置を切り換える操作力を軽減して乗員の操作を支援するための技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１に記載された手動切替サーボ支援装置は、自動車のステアリングコラムに設けられたシフトレバーと、トランスミッションのギヤ位置を変更するシフト操作力に支援力を加算することによって前記操作力を軽減するサーボアクュエータと、シフトレバーとサーボアクチュエータとを連結するボーデンケーブルとを備えている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２８６２２５５号公報（第２頁及び第３頁、第３図及び第５図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特許文献１に記載された技術では、車室内にあるシフトレバーと車室外にあるサーボアクチュエータとを連結するケーブルが非常に長くなるため、該ケーブルにガタが生じるおそれがあった。このガタにより、乗員がシフトレバーを操作したストロークが、自動変速機のポジションが切り替わる規定ストロークに対して過不足が生じるおそれがあった。例えば、前記ケーブルのガタが非常に大きい場合は、乗員がシフトレバーを操作してポジションを切り換えても、自動変速機のポジションが切り替わらないおそれがあった。
【０００６】
そこで、本発明は、操作入力装置を構成するシフトレバーに入力された操作力を動力支援装置に伝達するケーブルにガタが生じても、自動変速機の各ポジションにギヤを確実に切り換えることのできる車両用自動変速装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記請求項１に記載された発明は、自動変速機のレンジ位置を切り換えるセレクトレバーを有する操作入力装置と、該操作入力装置に入力された操作力に支援力を加算して前記自動変速機に出力する動力支援装置と、前記操作力を前記操作入力装置から前記動力支援装置に伝達する第１の伝達手段と、前記動力支援装置からの出力を前記自動変速機に伝達する第２の伝達手段とを備えた車両用自動変速装置であって、前記操作入力装置をステアリングホイール近傍の車体部材に設け、前記動力支援装置を乗員の足元近傍の車体部材に設けることによって、これらの操作入力装置と動力支援装置とを離隔して配置したことを特徴とする。
【０００８】
前記請求項２に記載された発明においては、前記動力支援装置に、前記操作入力装置に入力された操作力を検出する操作力検出手段と、前記自動変速機に前記操作力に支援力を加算して出力する出力軸の回転位置を検出する位置検出手段と、予め設定した前記自動変速機の各レンジ位置に対応する前記出力軸の停止位置で出力軸を停止させる制御手段とを設けたことを特徴とする。
【０００９】
前記請求項３に記載された発明においては、前記操作力検出手段は、前記第１の伝達手段によって伝達される操作力を回転トルクとして検出する回転軸を有し、該回転軸と同軸上に、前記出力軸を配置したことを特徴とする。
【００１０】
前記請求項４に記載された発明においては、前記位置検出手段は、前記出力軸に取り付けられた出力ギヤに固定された検出子と、該検出子の接点が摺接する抵抗基板とを備え、前記出力ギヤに取り付けられる前記検出子の取付部を、絶縁性材料によって一体的に形成したことを特徴とする。
【００１１】
前記請求項５に記載された発明においては、前記操作入力装置をインストルメントパネルに設け、前記動力支援装置をダッシュパネル又はフロアパネルに設けたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の効果】
前記請求項１によれば、操作入力装置と動力支援装置を離隔して配置し、特に作動音が大きい動力支援装置を乗員の足元近傍に配置することにより、車両室内の乗員が受ける騒音を大幅に低減することができる。
【００１３】
前記請求項２によれば、予め設定した自動変速機の各レンジ位置に対応した出力軸の停止位置で前記出力軸を停止させることができる。従って、操作入力装置と動力支援装置との間に設けられた第１の伝達手段にガタが発生しても、確実に自動変速機の各レンジ位置にギアをポジショニングさせることができる。
【００１４】
前記請求項３によれば、回転軸を、動力支援装置の出力軸と同軸上に配置したので、出力軸と回転軸との間にはガタが生じることがなく、精度の高い検知が可能となる。
【００１５】
前記請求項４によれば、取付部を絶縁性材料によって一体的に形成しているため、出力ギヤが抵抗基板と導通することがなく、正確な位置検知を行うことができる。
【００１６】
前記請求項５によれば、車両室内の乗員が受ける騒音をより一層低減することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
本実施形態による車両用自動変速装置は、図１に示すように、自動変速機１（トランスミッション）のレンジ位置を切り換える操作を行う操作入力装置２と、この操作入力装置２に入力された操作力に支援力を加算して自動変速機１に出力する動力支援装置３と、前記操作力を動力支援装置３に伝達する第１の伝達手段である第１ケーブル４と、前記操作力に支援力を加算した力を自動変速機１に伝達する第２の伝達手段である第２ケーブル５と、操作力を検出する操作力検出手段と、自動変速機１に前記操作力に支援力を加算して出力する出力軸の回転位置を検出する位置検出手段と、予め設定した前記自動変速機１の各レンジ位置に対応した前記出力軸の停止位置で前記出力軸を停止させる制御手段とを備えている。
【００１９】
自動変速機１は、後述する操作入力装置２を操作することにより、コントロールバルブユニット内のマニュアルバルブを作動させて選択されたレンジ位置に対し、マニュアルバルブにより油圧の切り換えを行う。この自動変速機１は、図１に示すように、エンジンルーム６内に配置されている。
【００２０】
操作入力装置２は、図１に示すように、セレクトレバー７と、このセレクトレバー７を支持するレバーボックス８とを有し、前記セレクトレバー７を操作することによって、自動変速機１のレンジ位置（例えば、Ｐレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジ、Ｌレンジなどの各レンジ位置）を切り換えるように構成されている。
【００２１】
セレクトレバー７は、ステアリングホイール９などが設けられる車室１０内にレバーノブを配置している。乗員である運転者は、例えばこのセレクトレバー７を前後方向にスライド操作させることによって、自動変速機１の各レンジ位置を決定する。レバーボックス８は、車室１０とエンジンルーム６とをインストルメントパネル１１、ダッシュパネル１２及びフロアパネル１３により区切って形成されるインストルメントパネル室１４内に設けられる。
【００２２】
第１ケーブル４は、図１に示すように、運転者がセレクトレバー７を操作したときに発生する操作力を動力支援装置３に伝達するためのケーブルである。この第１ケーブル４は、レバーボックス８に設けられたレバー側アーム１５に一端を固定させると共に、動力支援装置３に設けられた入力側アーム１６に他端を固定させることで、前記セレクトレバー７を操作することにより発生した操作力を動力支援装置３に伝達する。この第１ケーブル４は、図１に示すように、そのほとんどの部分がインストルメントパネル室１４内に配置される。
【００２３】
第２ケーブル５は、図１に示すように、動力支援装置３の出力側アーム１７に一端を固定させると共に、自動変速機１のマニュアルバルブの作動アーム（図示せず）に他端を固定させることで、前記操作力に支援力を加算した出力を自動変速機１に伝達する。
【００２４】
動力支援装置３は、図１に示すように、乗員の足元近傍のフロアパネル１３に固定されている。前記動力支援装置３は、セレクトレバー７を操作して操作入力装置２で発生した操作力に支援力を加算して自動変速機１に出力するための装置である。
【００２５】
この動力支援装置３は、図２及び図３に示すように、支援力を発生させる支援力発生部１８と、第１ケーブル４より伝達される操作力を入力する入力軸１９と、操作力に支援力を加算した力を出力する出力軸２０とを有している。
【００２６】
支援力発生部１８は、電動モータ２１と、アルミニウムダイカストなどによって形成されたケースハウジング２２内に収納される前記電動モータ２１の駆動軸２５に固定されたウオームギヤ２３と、該ウオームギヤ２３と噛み合う出力ギヤであるウオームホイールギヤ２４とから構成されている。
【００２７】
電動モータ２１においては、ケースハウジング２２内にその駆動軸２５が突出しており、本体部２１ａをケースハウジング２２の外側に固定している。ウオームギヤ２３は、ケースハウジング２２内に設けられた軸受け２６に支持され、電動モータ２１の駆動軸２５と共に回転する。ウオームホイールギヤ２４は、扇形状に形成されており、前記ウオームギヤ２３と噛み合って前記電動モータの回転速度を減速させる。このウオームホイールギヤ２４は、所定の角度範囲で揺動するようになっている。
【００２８】
入力軸１９と出力軸２０は、同軸構造の入出力軸とされており、その軸中央部分２７がケースハウジング２２内に設けられた軸受け２８によって回転自在に支持されている。入力軸１９は、ケースハウジング２２内に設けられるが、出力軸２０は、ケースハウジング２２の外側に突出するように設けられている。この同軸構造の入力軸１９と出力軸２０の軸中央部分２７には、前記したウオームホイールギヤ２４が圧入されて固定されている。このため、ウオームホイールギヤ２４が回転すると、出力軸２０も回転する。
【００２９】
操作力検出手段であるトルクセンサー２９は、第１ケーブル４によって伝達される操作力を回転トルクとして検出する。このトルクセンサー２９は、図２に示すように、前述した入力側アーム１６にネジ３０によって固定される回転軸３１を有し、この回転軸３１の回転トルクを操作トルク信号として出力する。また、この回転軸３１は、入出力一体軸として形成されている入力軸１９と出力軸２０に対して圧入されて一体的に形成されている。
【００３０】
位置検出手段は、図２及び図４に示すように、前記出力軸２０の回転位置を検出するための検出子３２と、該検出子３２の接点３２ａを摺接させる抵抗基板３３とからなる。
【００３１】
前記検出子３２は、先端部に接点３２ａを有した導電性金属板からなり、その基端部に絶縁性材料によって一体的に形成した取付部３４を有している。この検出子３２は、前記ウオームホイールギヤ２４の一主面に対して前記取付部３４を固定させることにより取り付けられている。この検出子３２は、その先端の接点３２ａがウオームホイールギヤ２４と離れる方向に折り曲げられており、当該ウオームホイールギヤ２４とは接触しないようになっている。また、この検出子３２は、ウオームホイールギヤ２４と導通しないように絶縁性材料によって形成された取付部３４を介して前記ウオームホイールギヤ２４に固定されることにより、絶縁性を確保している。
【００３２】
抵抗基板３３は、ウオームホイールギヤ２４に固定された検出子３２の接点３２ａの移動軌跡に応じた円弧状の導体層として形成されており、前記検出子３２と対向するケースハウジング２２の内面に設けられている。この抵抗基板３３に前記検出子３２の接点３２ａが摺接することで、検出子３２で検出される抵抗値が変化し、前記ウオームホイールギヤ２４と一体的に回転する出力軸２０の回転位置がこの抵抗値変化によって検出できるように構成されている。
【００３３】
制御手段は、予め設定した自動変速機１の各レンジ位置に対応した出力軸２０の停止位置で前記出力軸２０を停止させる制御を行う制御部３７である。図１に示すように、トルクセンサー２９からの操作トルク信号とインヒビタスイッチ３５からのレンジ信号とがアシストコントローラ３６に入力され、該アシストコントローラ３６より支援力を演算してからの指令が制御部３７に出力される。
【００３４】
前記インヒビタスイッチ３５は、自動変速機１に設けられ、選択されているレンジ位置を検出し、レンジ位置信号を出力する。アシストコントローラ３６は、イグニッション電源の発生により作動を開始し、トルクセンサー２９からの操作トルク信号とインヒビタスイッチ３５からのレンジ位置信号を入力させ、これらの入力情報に基づいて目標支援力を演算し、この目標支援力を得る指令を電動モータ２１に出力する。
【００３５】
制御手段である制御部３７は、第１ケーブル４と第２ケーブル５のストロークのガタを考慮して、自動変速機１が各レンジ位置に確実に切り替わる位置としたときの出力軸２０の停止位置を予め設定して、ストローク不足により出力軸２０が本来の位置まで回転していないとき、または、本来の位置を通り過ぎて回転してしまったときも含めて、前記した予め設定しておいた停止位置で出力軸２０が停止するように前記電動モータ２１を駆動制御させる。
【００３６】
図５に示すように、Ｐポジション位置からＲポジション位置へセレクトレバー７を移動させたときに、第１ケーブル４のガタにより出力軸２０が予め設定した停止位置（図５における線Ａで示す位置）より手前の位置で停止したことを前記位置検出手段である検出子３２と抵抗基板３３とが検知すると、操作入力装置２で動かされたストローク（図５中に矢印Ｂで示す範囲）では本来切り換わるポジションまでにはストロークが不足する。このため、制御部３７は、出力軸２０を予め設定した停止位置まで回転するように電動モータ２１を駆動制御する。これにより、出力軸２０は、位置検知により追加した分（図５中に矢印Ｃで示す範囲）だけ回転し、確実に自動変速機１のポジションが切り換わる位置で停止する。
【００３７】
以上のように構成された本実施形態による車両用自動変速装置では、操作入力装置２をインストルメントパネル１１に設け、動力支援装置３をフロアパネル１３に設けているので、動力支援装置３の駆動時に発生する騒音を低減することができると共に、車室１０内部のレイアウトの自由度を向上させることができる。
【００３８】
操作入力装置と動力支援装置を一体的に形成した場合には、これらをインストルメントパネル室内に配置すると、電動モータが突出した形状となることにより、レイアウトの自由度が少なくなり、また、電動モータが乗員の耳に近いところにあるので、作動音が乗員に聞こえてしまう。しかしながら、本実施形態のように、操作入力装置２と動力支援装置３を分けて配置し、特に作動音が大きい動力支援装置３を乗員の足元近傍のフロアパネル１３に配置することで騒音をより一層低減することができる。
【００３９】
また、本実施形態による車両用自動変速装置では、トルクセンサー２９の回転軸３１を、動力支援装置３の出力軸２０と同軸上に一体的に構成したので、出力軸２０とトルクセンサー２９の回転軸３１との間にはガタが生じることがないため、精度の高い検知が可能となる。また、トルクセンサー２９は、微弱電流で検知値を出力するので、トルクセンサー２９を操作入力装置２に内蔵した場合、検知値にノイズが乗ってモータ動力が正確な動作をせずに操作力が重くなるが、本実施の形態では、ケースハウジング２２をアルミニウムダイカストで形成しているため、ラジオノイズなどの電波障害を受け難く動作不良を防止できる。
【００４０】
まず、この車両用自動変速装置の動作を説明する前に、第１ケーブル４と第２ケーブル５のガタの発生により自動変速機１のポジションが切り換わらない理由について簡単に説明する。
【００４１】
動力支援装置３をフロアパネル１３に配置すると、操作入力装置２と動力支援装置３との間に設けられた第１ケーブル４は、その全長が長くなることからストロークにガタ（以下、ガタ１という）を生じる。同様に、動力支援装置３と自動変速機１との間にもガタ（以下、ガタ２という）がある。そして、これら第１ケーブル４と第２ケーブル５は、軌跡が異なるのでガタの出方に差異が生じる。
【００４２】
操作力を検出する手段であるトルクセンサー２９が操作入力装置２に内蔵してある場合、セレクトレバー７のストロークが完了すると、トルクセンサー２９がトルク零を検出して動力を止めるので、ガタ１よりガタ２の方が大きいポジションの操作では、ストローク不足が生じて、自動変速機１のポジションが切り換わらなくなる。
【００４３】
次に、本実施形態による車両用自動変速装置の動作を説明する。本実施形態では、セレクトレバー７をＰポジション位置からＲポジション位置へスライド操作すると、操作入力装置２で発生した操作力は、第１ケーブル４を介してトルクセンサー２９によって検出される。検出されたトルク信号は、アシストコントローラ３６に転送される。アシストコントローラ３６は、このトルク信号と、インヒビタスイッチ３５から伝送されたレンジ位置信号とにより支援力を演算し、電動モータ２１に前記操作力に支援力を加算したトルクを出力するように制御部３７に指令する。
【００４４】
制御部３７は、この指令を受けて駆動軸２５を回転させる。これによって、この駆動軸２５に固定されたウオームギヤ２３が回転して、ウオームギヤ２３と噛み合うウオームホイールギヤ２４を回転させる。このウオームホイールギヤ２４が回転すると、当該ウオームホイールギヤ２４の回転軸に固定されている出力軸２０が回転する。出力軸２０は、ウオームホイールギヤ２４に固定された検出子３２の接点３２ａがケースハウジング２２の内面に設けられた抵抗基板３３に摺接することによって出力軸２０の回転位置を検出する位置検知手段によって、その回転位置が常に検知されている。
【００４５】
ここで、第１ケーブル４のガタ１によりストロークに多少の過不足が生じたとしても、制御部３７は、前記出力軸２０を予め設定しておいた停止位置となる位置まで、検出された操作トルクが零になっても前記電動モータ２１を動作させて当該出力軸２０を回転させる。ここでは、制御部３７は、出力軸２０が予め設定しておいた停止位置まで回転していないとき、または、出力軸２０が停止位置を過ぎて行き過ぎてしまった場合の両方を含めて、前記出力軸２０が前記停止位置まで回転するように電動モータ２１を作動させる。このとき、出力軸２０は、位置検出手段によってその回転位置が常に検出されているので、確実に前述した停止位置で停止する。このように、第１ケーブル４にガタ１があっても、自動変速機１のポジションは確実にＲポジション位置に切り換わる。
【００４６】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更及び変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態による車両用自動変速装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態による動力支援装置を示す、ケースハウジングの一部を取り外して示す平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線による断面図である。
【図４】本発明の実施形態による位置検出手段を示す概略図である。
【図５】本発明の実施形態による自動変速機のポジションを確実に切り換える動作説明図である。
【符号の説明】
１自動変速機
２操作入力装置
３動力支援装置
４第１ケーブル（第１の伝達手段）
５第２ケーブル（第２の伝達手段）
７セレクトレバー
１１インストルメントパネル
１２ダッシュパネル
１３フロアパネル
２０出力軸
２４ウオームホイールギヤ（出力ギヤ）
２９トルクセンサー（操作力検出手段）
３１回転軸
３２検出子（位置検出手段）
３２ａ接点
３３抵抗基板（位置検出手段）
３４取付部
３７制御部（制御手段）

Claims

自動変速機（１）のレンジ位置を切り換えるセレクトレバー（７）を有する操作入力装置（２）と、該操作入力装置（２）に入力された操作力に支援力を加算して前記自動変速機（１）に出力する動力支援装置（３）と、前記操作力を前記操作入力装置（２）から前記動力支援装置（３）に伝達する第１の伝達手段（４）と、前記動力支援装置（３）からの出力を前記自動変速機（１）に伝達する第２の伝達手段（５）とを備えた車両用自動変速装置であって、前記操作入力装置（２）をステアリングホイール近傍の車体部材に設け、前記動力支援装置（３）を乗員の足元近傍の車体部材に設けることによって、これらの操作入力装置（２）と動力支援装置（３）とを離隔して配置したことを特徴とする車両用自動変速装置。
前記動力支援装置（３）に、前記操作入力装置（２）に入力された操作力を検出する操作力検出手段（２９）と、前記自動変速機（１）に前記操作力に支援力を加算して出力する出力軸（２０）の回転位置を検出する位置検出手段（３２，３３）と、予め設定した前記自動変速機（１）の各レンジ位置に対応する前記出力軸（２０）の停止位置で出力軸（２０）を停止させる制御手段（３７）とを設けたことを特徴とする請求項１に記載の車両用自動変速装置。
前記操作力検出手段（２９）は、前記第１の伝達手段（４）によって伝達される操作力を回転トルクとして検出する回転軸（３１）を有し、該回転軸（３１）と同軸上に、前記出力軸（２０）を配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用自動変速装置。
前記位置検出手段（３２，３３）は、前記出力軸（２０）に取り付けられた出力ギヤ（２４）に固定された検出子（３２）と、該検出子（３２）の接点（３２ａ）が摺接する抵抗基板（３３）とを備え、前記出力ギヤ（２４）に取り付けられる前記検出子（３２）の取付部（３４）を、絶縁性材料によって一体的に形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車両用自動変速装置。
車両用自動変速装置。
前記操作入力装置（２）をインストルメントパネル（１１）に設け、前記動力支援装置（３）をダッシュパネル（１２）又はフロアパネル（１３）に設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車両用自動変速装置。