JP2005016690A - 自動変速機のセレクトアシスト装置 - Google Patents
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Abstract
【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信頼性を確保しつつ、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】レンジ位置を変更する際におけるモータ駆動制御ブロック４５から電動モータ１５に出力されるアシスト電流値が予め定められた電流値の範囲からはずれると異常と判断する異常判断ブロック５０を設けた。
【選択図】 図３
【解決手段】レンジ位置を変更する際におけるモータ駆動制御ブロック４５から電動モータ１５に出力されるアシスト電流値が予め定められた電流値の範囲からはずれると異常と判断する異常判断ブロック５０を設けた。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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。
【０００２】
【従来の技術】
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）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−３２３５５９号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開２００３−９７６９４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。よって、信頼性や安全性の点で問題がある。
【０００９】
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信頼性を確保しつつ、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。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
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電動のアシストアクチュエータと、検出された入力操作力と操作位置に基づいて、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力制御手段と、を有する自動変速機のセレクトアシスト装置であって、レンジ位置を変更する際におけるアシスト力制御手段からアシストアクチュエータに出力されるアシスト電流値が予め定められた電流値の範囲からはずれると異常と判断する異常判断手段を設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、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、前記異常判断手段が、判断に用いるアシスト電流値の範囲をセレクトレバーの操作速度により変更することを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、請求項１又は２記載の自動変速機のセレクトアシスト装置において、前記異常判断手段が、異常と判断すると、前記アシスト制御手段によるアシストアクチュエータの制御を停止させる制御停止指令を出力するようにしたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の効果】
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、信頼性の確保と、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、レンジ位置を変更する際におけるアシスト力制御手段からアシストアクチュエータに出力されるアシスト電流値が予め定められた電流値の範囲からはずれると異常と判断するため、アシスト力が過小になるアシスト力不足やアシスト力が過大になる誤作動を防止できる。
【００１４】
請求項２に記載の発明では、判断に用いるアシスト電流値の範囲をセレクトレバーの操作速度により変更するため、遅い操作速度で操作することにより小さなアシスト力となるのに対応し、また、早い速度で操作することにより大きなアシスト力となるのに対応して判断に用いるアシスト電流値の範囲を変更して、操作速度に応じた判断を行って、より確実に異常を検知して誤動作の発生を防止できる。
【００１５】
請求項３に記載の発明では、異常と判断すると、アシスト制御手段によるアシストアクチュエータの制御を停止させる制御停止指令を出力するので、セレクトレバーの操作は重くなるが、誤動作を確実に防止して安全性を向上させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
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。
【００１７】
（実施例）
まず、構成を説明する。
図１は実施例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。
【００１８】
実施例の自動変速装置は、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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
微分器５１では、ストローク角度信号を微分して操作速度を算出し、ポジション・操作開始・方向判別ブロック３３に出力する。
【００３０】
ポジション・操作開始・方向判別ブロック３３では、ストローク角度信号に基づいて、現在のセレクトレバー２のストローク角度を判定する。また、ストローク角度信号とストローク角度信号の微分値および操作力信号から、セレクトレバー２の操作開始、操作方向、操作速度および操作加速度を判別し、判別結果をＦＦ補償テーブル４３と目標テーブルブロック３４とモータ駆動制御ブロック４５へ出力する。
【００３１】
異常判断ブロック５０では、加算器４１からモータ駆動制御４５に入力されるＦＦ＋ＦＢ制御の結果として、モータ駆動制御ブロック４５から電動モータ１５に出力されるアシスト電流値と、ポジション・操作開始・方向判別ブロック３３から得るセレクトレバー２の操作速度から、異常かどうかを判断して異常の場合にはアシスト制御ブロック４５にアシスト制御停止信号を出力する。
また、異常の場合には警報装置に警報信号を出力する。
【００３２】
警報装置５２では、異常判断ブロック５０で異常と判断したことをドライバに音や表示等により警報する。
【００３３】
目標テーブルブロック３４では、ストローク角度信号と、ポジション・操作開始・方向判別ブロック３３によって求められたセレクトレバー２の操作方向等から、セレクトレバー２のストローク角度に応じた目標操作反力が算出され、加算器３５へ出力される。
【００３４】
ここで、セレクトレバー２のストローク角度によって、目標操作反力は異なるため、目標テーブルブロック３４には、ストローク角度毎の目標操作反力がテーブル化して格納されている。
【００３５】
加算器３５は、操作力信号と目標操作反力の偏差を算出し、算出結果をＦＢ制御部３６へ出力する。
【００３６】
ＦＢ制御部３６は、乗算器３７と、加算器３８と、乗算器３９と、積分器４０とから構成されている。乗算器３７は、操作力信号と目標操作反力の偏差に比例ゲインを乗じた値を加算器３８へ出力する（比例出力）。乗算器３９は、操作力信号と目標操作反力の偏差に積分ゲインを乗じた値を積分器４０へ出力する。積分器４０では、乗算器３９の出力を積分演算して加算器３８へ出力する（積分出力）。加算器３８では、比例出力と積分出力の和であるフィードバックアシスト力を加算器４１に出力する。
【００３７】
ＦＦ制御部４２は、ＦＦ補償テーブルブロック４３と乗算器４４とから構成されている。ＦＦ補償テーブルブロック４３は、ストローク角度信号、操作速度および操作加速度に対応して予め設定された値を、乗算器４４へ出力する。乗算器４４では、ＦＦアシスト力にＦＦゲインを乗じた値、すなわちフィードフォワードアシスト力を加算器４１へ出力する。
【００３８】
加算器４１では、ＦＢ制御部３６とＦＦ制御部４２の出力和（フィードバックアシスト力＋フィードフォワードアシスト力）、すなわち目標アシスト力をモータ駆動制御ブロック４５へ出力する。
【００３９】
モータ駆動制御ブロック（アシスト力制御部に相当）４５は、目標アシスト力に基づいて、電動モータ１５を駆動する。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
ステップＳ３では、セレクトレバー２のストローク角度と前回の制御周期において読み込んだストローク角度の増減差分から、セレクトレバー２の操作方向を演算し、ステップＳ４へ移行する。
【００４７】
ステップＳ４では、セレクトレバー２のストローク角度と前回の制御周期において読み込んだストローク角度の変化率から、セレクトレバー２の操作速度を演算するとともに、操作速度の微分値からセレクトレバー２の操作加速度を演算し、ステップＳ５へ移行する。
【００４８】
ステップＳ５では、ＦＦ補償テーブル読み込み処理を実施し、ステップＳ６へ移行する。ＦＦ補償テーブルは、予め設定された複数のテーブルの中から、ストローク角度、操作速度および操作加速度に応じて最適なものを選択する。
【００４９】
ステップＳ６では、目標テーブル読み込み処理を実施し、ステップＳ７へ移行する。
【００５０】
ステップＳ７では、読み込んだＦＦ補償テーブルからＦＦアシスト力を設定し、ステップＳ８へ移行する。
【００５１】
ステップＳ８では、読み込んだ目標テーブルからＦＢアシスト力を設定し、ステップＳ９へ移行する。
【００５２】
ステップＳ９では、設定したＦＦアシスト力とＦＢアシスト力との和から目標アシスト力を設定し、ステップＳ１０へ移行する。
【００５３】
ステップＳ１０では、目標アシスト力となるように電動モータ１５の出力デューティ比を制御し、本制御を終了する。
【００５４】
ステップＳ１１では、アシスト電流値が所定の範囲からはずれているかどうかを検出し、はずれている場合にはアシスト制御を停止させる処理を行う。
【００５５】
［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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
［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。
【００５９】
［ＦＦ制御アシスト力マップ］
図８は、ＦＦ制御におけるＰ→Ｒレンジ方向におけるアシスト力マップである。このアシスト力マップでは、セレクトレバー２のストローク角度に応じて、図６のディテント操作反力の約１／２の操作力がＦＦ制御でアシストされるように設定されている。
【００６０】
［ＦＦ制御＋ＦＢ制御］
実施例では、アシスト力を、ディテント操作反力の約１／２の操作力となるように設定したフィードフォワードアシスト力Ｆｆｆ［Ｎ］と、実際の操作力と目標操作反力Ｆｔとの偏差に基づいて設定したフィードバックアシスト力ＦＦｂ［Ｎ］との２つの成分とすることにより、急峻で大きなトルク偏差を伴うセレクトレバーのアシスト制御において、応答性と外乱抑制性を高いレベルで両立でき、良好な操作特性を実現できる。
【００６１】
［アシスト電流について］
ここで、アシスト電流値について述べる。
実施例のセレクトアシスト装置では、アシスト制御によりモータ駆動制御ブロック４５からアシスト電流が出力されて電動モータ１５が駆動される。なんらかの原因により、トルクセンサの故障やシステム故障が発生し、出力されるアシスト電流値が過大になったり、過小になったりすると、アシスト力が不足したり、アシスト力が過剰になって、セレクトレバー２が、操作がないのに移動する誤作動等を引き起こすこととなる。
このため、本実施例では異常判断ブロック５０を設けている。
【００６２】
［異常判断判定・処理］
図９に示すのは、コントロールユニット２２で実行される図５のステップＳ１１の異常判断判定・処理を示すフローチャート図である。
【００６３】
ステップＳ１０１では、アシスト電流の最大値が閾値上限となるＩｍａｘ＋δを超えているかどうかを判断し、Ｉｍａｘ＋δを超えているならばステップＳ１０４に移行し、Ｉｍａｘ＋δを超えないならばステップＳ１０２に移行する。
【００６４】
ステップＳ１０２では、アシスト電流値の最大値が閾値下限となるＩｍａｘ−δより小さいかどうかを判断し、Ｉｍａｘ−δより小さいならばステップＳ１０４に移行し、Ｉｍａｘ−δ以上であるならばステップＳ１０３に移行する。
【００６５】
ステップＳ１０３では、正常と判断して通常のアシスト処理を行うように処理を終了する。
【００６６】
ステップＳ１０４では、システム異常と判断して、異常判断手段５０からモータ駆動制御ブロック４５にアシスト制御停止信号を出力するとともに、異常判断手段５０から警報装置５２に警報信号を出力して処理を終了する。
【００６７】
［異常判断判定・処理の閾値変更処理］
図１０に示すのは、コントロールユニット２２で実行される異常判断判定・処理の閾値の変更処理を示すフローチャート図である。
【００６８】
ステップＳ２０１では、ポテンショメータ２５からのストローク角度信号を時間に対応して微分器５１に入力する。
【００６９】
ステップＳ２０２では、微分器５１によりセレクトレバー２の位置の変位ΔＸ／変位時間ΔＴを計算して、セレクトレバー２の操作速度Ｖを算出する。
【００７０】
ステップＳ２０３では、閾値の基準値であるＩｍａｘｏと、比例乗数ｋ、ステップＳ２０２で算出した操作速度Ｖから、Ｉｍａｘ＝Ｉｍａｘｏ−ｋ・｜Ｖ｜の計算を行い、Ｉｍａｘを算出する。
【００７１】
ステップＳ２０４では、算出したＩｍａｘを異常判定に用いるように変更する。
【００７２】
［システム異常検知・処理］
▲１▼正常処理
正常な状態でセレクトレバー２が操作された場合には、ＦＦ＋ＦＢ制御によるアシスト制御の結果がモータ駆動制御ブロック４５から電動モータ１５にアシスト電流として出力される。このアシスト電流は、予め設定した正常な電流値の範囲内にあることとなるので、ステップＳ１０１でＩｍａｘ＋δ以下と判断され、ステップＳ１０２でＩｍａｘ−δ以上と判断され、正常な処理と判断されるので、通常のアシスト処理が維持される。
▲２▼異常処理
トルクセンサ２１やシステムの異常によりアシスト電流値が過小になったり、過大になり、予め設定した範囲であるＩｍａｘ＋δ以下で、Ｉｍａｘ−δ以上の範囲からはずれると、このことがステップＳ１０１又はステップＳ１０２で判断されて、ステップＳ１０４の処理によりモータ駆動制御ブロック４５にアシスト制御停止信号が出力され、アシスト制御が停止される。また、警報装置５２に警報信号が出力され、警報装置５２から音や表示によりドライバに警報される。
これにより、アシスト力が過剰に供給されてドライバの操作に関わらずセレクトレバー２が移動する等の誤動作を防止することができる。この状態では、セレクトレバー２の操作は重くなるが手動で操作可能であり、運転走行に支障をきたさないようにできる。
【００７３】
［操作速度の考慮］
セレクトレバー２の操作速度が遅い場合には、必要な操作力の変位が小さくなるために、これに対応してアシスト力も小さくなる。このような場合であっても、異常なアシスト電流値かどうかを判定するために本実施例では、セレクトレバー２の操作速度を算出して、操作速度の絶対値（｜Ｖ｜）に比例乗数（ｋ）を乗算したものを基準とした電流値（Ｉｍａｘｏ）から減算するようにして判定に用いる電流値の範囲を電流値の小さい側にシフトさせる（ステップＳ２０１〜ステップＳ２０４）。これにより操作速度が小さくなっても、アシスト電流値の異常を確実に検知する。
【００７４】
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。
【００７５】
（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、安全性を確保できる。
また、レンジ位置を変更する際におけるモータ駆動制御ブロック４５から電動モータ１５に出力されるアシスト電流値が予め定められた電流値の範囲からはずれると異常と判断する異常判断ブロック５０を設けたため、アシスト力が過小になるアシスト力不足やアシスト力が過大になる誤作動を防止できる。
【００７６】
（２）異常判断ブロック５０が、判断に用いるアシスト電流値の範囲をセレクトレバー２の操作速度により変更するため、遅い操作速度で操作することにより小さなアシスト力となるのに対応し、また、早い速度で操作することにより大きなアシスト力となるのに対応して判断に用いるアシスト電流値の範囲を変更して、操作速度に応じた判断を行って、より確実に異常を検知して誤動作の発生を防止できる。
【００７７】
（３）異常判断ブロック５０が、異常と判断すると、モータ駆動制御ブロック４５による電動モータ１５の制御を停止させる制御停止指令を出力するようにしたため、セレクトレバーの操作は重くなるが、誤動作を確実に防止して安全性を向上させることができる。
【００７８】
（その他の実施の形態）
以上、本発明の実施の形態を実施例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。
【００７９】
例えば、実施例では、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。
【００８０】
実施例では、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。
【００８１】
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。
【００８２】
目標アシスト力に対するＦＦアシスト力ＦｆｆとＦＢアシスト力Ｆｆｂの配分比率は、目標操作特性に応じて自由に設定できる。
アシスト電流値の範囲は、上限、下限のみを閾値とするものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例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】Ｐ→Ｒレンジ方向におけるＦＦアシスト力マップである。
【図９】コントロールユニットで実行される異常判断・処理の流れを示すフローチャート図である。
【図１０】コントロールユニットで実行される異常判断・処理における操作速度による閾値の処理の流れを示すフローチャート図である。
【符号の説明】
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
３３ 方向判別ブロック
３４ 目標テーブルブロック
３５ 加算器
３６ ＦＢ制御部
３７ 乗算器
３８ 加算器
３９ 乗算器
４０ 積分器
４１ 加算器
４２ ＦＦ制御部
４３ ＦＦ補償テーブルブロック
４４ 乗算器
４５ モータ駆動制御ブロック
５０ 異常判断ブロック
５１ 微分器
５２ 警報装置
２２１ 主制御器
【発明の属する技術分野】
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。
【０００２】
【従来の技術】
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）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−３２３５５９号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開２００３−９７６９４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。よって、信頼性や安全性の点で問題がある。
【０００９】
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信頼性を確保しつつ、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。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
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電動のアシストアクチュエータと、検出された入力操作力と操作位置に基づいて、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力制御手段と、を有する自動変速機のセレクトアシスト装置であって、レンジ位置を変更する際におけるアシスト力制御手段からアシストアクチュエータに出力されるアシスト電流値が予め定められた電流値の範囲からはずれると異常と判断する異常判断手段を設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、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、前記異常判断手段が、判断に用いるアシスト電流値の範囲をセレクトレバーの操作速度により変更することを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、請求項１又は２記載の自動変速機のセレクトアシスト装置において、前記異常判断手段が、異常と判断すると、前記アシスト制御手段によるアシストアクチュエータの制御を停止させる制御停止指令を出力するようにしたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の効果】
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、信頼性の確保と、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、レンジ位置を変更する際におけるアシスト力制御手段からアシストアクチュエータに出力されるアシスト電流値が予め定められた電流値の範囲からはずれると異常と判断するため、アシスト力が過小になるアシスト力不足やアシスト力が過大になる誤作動を防止できる。
【００１４】
請求項２に記載の発明では、判断に用いるアシスト電流値の範囲をセレクトレバーの操作速度により変更するため、遅い操作速度で操作することにより小さなアシスト力となるのに対応し、また、早い速度で操作することにより大きなアシスト力となるのに対応して判断に用いるアシスト電流値の範囲を変更して、操作速度に応じた判断を行って、より確実に異常を検知して誤動作の発生を防止できる。
【００１５】
請求項３に記載の発明では、異常と判断すると、アシスト制御手段によるアシストアクチュエータの制御を停止させる制御停止指令を出力するので、セレクトレバーの操作は重くなるが、誤動作を確実に防止して安全性を向上させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
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。
【００１７】
（実施例）
まず、構成を説明する。
図１は実施例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。
【００１８】
実施例の自動変速装置は、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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
微分器５１では、ストローク角度信号を微分して操作速度を算出し、ポジション・操作開始・方向判別ブロック３３に出力する。
【００３０】
ポジション・操作開始・方向判別ブロック３３では、ストローク角度信号に基づいて、現在のセレクトレバー２のストローク角度を判定する。また、ストローク角度信号とストローク角度信号の微分値および操作力信号から、セレクトレバー２の操作開始、操作方向、操作速度および操作加速度を判別し、判別結果をＦＦ補償テーブル４３と目標テーブルブロック３４とモータ駆動制御ブロック４５へ出力する。
【００３１】
異常判断ブロック５０では、加算器４１からモータ駆動制御４５に入力されるＦＦ＋ＦＢ制御の結果として、モータ駆動制御ブロック４５から電動モータ１５に出力されるアシスト電流値と、ポジション・操作開始・方向判別ブロック３３から得るセレクトレバー２の操作速度から、異常かどうかを判断して異常の場合にはアシスト制御ブロック４５にアシスト制御停止信号を出力する。
また、異常の場合には警報装置に警報信号を出力する。
【００３２】
警報装置５２では、異常判断ブロック５０で異常と判断したことをドライバに音や表示等により警報する。
【００３３】
目標テーブルブロック３４では、ストローク角度信号と、ポジション・操作開始・方向判別ブロック３３によって求められたセレクトレバー２の操作方向等から、セレクトレバー２のストローク角度に応じた目標操作反力が算出され、加算器３５へ出力される。
【００３４】
ここで、セレクトレバー２のストローク角度によって、目標操作反力は異なるため、目標テーブルブロック３４には、ストローク角度毎の目標操作反力がテーブル化して格納されている。
【００３５】
加算器３５は、操作力信号と目標操作反力の偏差を算出し、算出結果をＦＢ制御部３６へ出力する。
【００３６】
ＦＢ制御部３６は、乗算器３７と、加算器３８と、乗算器３９と、積分器４０とから構成されている。乗算器３７は、操作力信号と目標操作反力の偏差に比例ゲインを乗じた値を加算器３８へ出力する（比例出力）。乗算器３９は、操作力信号と目標操作反力の偏差に積分ゲインを乗じた値を積分器４０へ出力する。積分器４０では、乗算器３９の出力を積分演算して加算器３８へ出力する（積分出力）。加算器３８では、比例出力と積分出力の和であるフィードバックアシスト力を加算器４１に出力する。
【００３７】
ＦＦ制御部４２は、ＦＦ補償テーブルブロック４３と乗算器４４とから構成されている。ＦＦ補償テーブルブロック４３は、ストローク角度信号、操作速度および操作加速度に対応して予め設定された値を、乗算器４４へ出力する。乗算器４４では、ＦＦアシスト力にＦＦゲインを乗じた値、すなわちフィードフォワードアシスト力を加算器４１へ出力する。
【００３８】
加算器４１では、ＦＢ制御部３６とＦＦ制御部４２の出力和（フィードバックアシスト力＋フィードフォワードアシスト力）、すなわち目標アシスト力をモータ駆動制御ブロック４５へ出力する。
【００３９】
モータ駆動制御ブロック（アシスト力制御部に相当）４５は、目標アシスト力に基づいて、電動モータ１５を駆動する。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
ステップＳ３では、セレクトレバー２のストローク角度と前回の制御周期において読み込んだストローク角度の増減差分から、セレクトレバー２の操作方向を演算し、ステップＳ４へ移行する。
【００４７】
ステップＳ４では、セレクトレバー２のストローク角度と前回の制御周期において読み込んだストローク角度の変化率から、セレクトレバー２の操作速度を演算するとともに、操作速度の微分値からセレクトレバー２の操作加速度を演算し、ステップＳ５へ移行する。
【００４８】
ステップＳ５では、ＦＦ補償テーブル読み込み処理を実施し、ステップＳ６へ移行する。ＦＦ補償テーブルは、予め設定された複数のテーブルの中から、ストローク角度、操作速度および操作加速度に応じて最適なものを選択する。
【００４９】
ステップＳ６では、目標テーブル読み込み処理を実施し、ステップＳ７へ移行する。
【００５０】
ステップＳ７では、読み込んだＦＦ補償テーブルからＦＦアシスト力を設定し、ステップＳ８へ移行する。
【００５１】
ステップＳ８では、読み込んだ目標テーブルからＦＢアシスト力を設定し、ステップＳ９へ移行する。
【００５２】
ステップＳ９では、設定したＦＦアシスト力とＦＢアシスト力との和から目標アシスト力を設定し、ステップＳ１０へ移行する。
【００５３】
ステップＳ１０では、目標アシスト力となるように電動モータ１５の出力デューティ比を制御し、本制御を終了する。
【００５４】
ステップＳ１１では、アシスト電流値が所定の範囲からはずれているかどうかを検出し、はずれている場合にはアシスト制御を停止させる処理を行う。
【００５５】
［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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
［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。
【００５９】
［ＦＦ制御アシスト力マップ］
図８は、ＦＦ制御におけるＰ→Ｒレンジ方向におけるアシスト力マップである。このアシスト力マップでは、セレクトレバー２のストローク角度に応じて、図６のディテント操作反力の約１／２の操作力がＦＦ制御でアシストされるように設定されている。
【００６０】
［ＦＦ制御＋ＦＢ制御］
実施例では、アシスト力を、ディテント操作反力の約１／２の操作力となるように設定したフィードフォワードアシスト力Ｆｆｆ［Ｎ］と、実際の操作力と目標操作反力Ｆｔとの偏差に基づいて設定したフィードバックアシスト力ＦＦｂ［Ｎ］との２つの成分とすることにより、急峻で大きなトルク偏差を伴うセレクトレバーのアシスト制御において、応答性と外乱抑制性を高いレベルで両立でき、良好な操作特性を実現できる。
【００６１】
［アシスト電流について］
ここで、アシスト電流値について述べる。
実施例のセレクトアシスト装置では、アシスト制御によりモータ駆動制御ブロック４５からアシスト電流が出力されて電動モータ１５が駆動される。なんらかの原因により、トルクセンサの故障やシステム故障が発生し、出力されるアシスト電流値が過大になったり、過小になったりすると、アシスト力が不足したり、アシスト力が過剰になって、セレクトレバー２が、操作がないのに移動する誤作動等を引き起こすこととなる。
このため、本実施例では異常判断ブロック５０を設けている。
【００６２】
［異常判断判定・処理］
図９に示すのは、コントロールユニット２２で実行される図５のステップＳ１１の異常判断判定・処理を示すフローチャート図である。
【００６３】
ステップＳ１０１では、アシスト電流の最大値が閾値上限となるＩｍａｘ＋δを超えているかどうかを判断し、Ｉｍａｘ＋δを超えているならばステップＳ１０４に移行し、Ｉｍａｘ＋δを超えないならばステップＳ１０２に移行する。
【００６４】
ステップＳ１０２では、アシスト電流値の最大値が閾値下限となるＩｍａｘ−δより小さいかどうかを判断し、Ｉｍａｘ−δより小さいならばステップＳ１０４に移行し、Ｉｍａｘ−δ以上であるならばステップＳ１０３に移行する。
【００６５】
ステップＳ１０３では、正常と判断して通常のアシスト処理を行うように処理を終了する。
【００６６】
ステップＳ１０４では、システム異常と判断して、異常判断手段５０からモータ駆動制御ブロック４５にアシスト制御停止信号を出力するとともに、異常判断手段５０から警報装置５２に警報信号を出力して処理を終了する。
【００６７】
［異常判断判定・処理の閾値変更処理］
図１０に示すのは、コントロールユニット２２で実行される異常判断判定・処理の閾値の変更処理を示すフローチャート図である。
【００６８】
ステップＳ２０１では、ポテンショメータ２５からのストローク角度信号を時間に対応して微分器５１に入力する。
【００６９】
ステップＳ２０２では、微分器５１によりセレクトレバー２の位置の変位ΔＸ／変位時間ΔＴを計算して、セレクトレバー２の操作速度Ｖを算出する。
【００７０】
ステップＳ２０３では、閾値の基準値であるＩｍａｘｏと、比例乗数ｋ、ステップＳ２０２で算出した操作速度Ｖから、Ｉｍａｘ＝Ｉｍａｘｏ−ｋ・｜Ｖ｜の計算を行い、Ｉｍａｘを算出する。
【００７１】
ステップＳ２０４では、算出したＩｍａｘを異常判定に用いるように変更する。
【００７２】
［システム異常検知・処理］
▲１▼正常処理
正常な状態でセレクトレバー２が操作された場合には、ＦＦ＋ＦＢ制御によるアシスト制御の結果がモータ駆動制御ブロック４５から電動モータ１５にアシスト電流として出力される。このアシスト電流は、予め設定した正常な電流値の範囲内にあることとなるので、ステップＳ１０１でＩｍａｘ＋δ以下と判断され、ステップＳ１０２でＩｍａｘ−δ以上と判断され、正常な処理と判断されるので、通常のアシスト処理が維持される。
▲２▼異常処理
トルクセンサ２１やシステムの異常によりアシスト電流値が過小になったり、過大になり、予め設定した範囲であるＩｍａｘ＋δ以下で、Ｉｍａｘ−δ以上の範囲からはずれると、このことがステップＳ１０１又はステップＳ１０２で判断されて、ステップＳ１０４の処理によりモータ駆動制御ブロック４５にアシスト制御停止信号が出力され、アシスト制御が停止される。また、警報装置５２に警報信号が出力され、警報装置５２から音や表示によりドライバに警報される。
これにより、アシスト力が過剰に供給されてドライバの操作に関わらずセレクトレバー２が移動する等の誤動作を防止することができる。この状態では、セレクトレバー２の操作は重くなるが手動で操作可能であり、運転走行に支障をきたさないようにできる。
【００７３】
［操作速度の考慮］
セレクトレバー２の操作速度が遅い場合には、必要な操作力の変位が小さくなるために、これに対応してアシスト力も小さくなる。このような場合であっても、異常なアシスト電流値かどうかを判定するために本実施例では、セレクトレバー２の操作速度を算出して、操作速度の絶対値（｜Ｖ｜）に比例乗数（ｋ）を乗算したものを基準とした電流値（Ｉｍａｘｏ）から減算するようにして判定に用いる電流値の範囲を電流値の小さい側にシフトさせる（ステップＳ２０１〜ステップＳ２０４）。これにより操作速度が小さくなっても、アシスト電流値の異常を確実に検知する。
【００７４】
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。
【００７５】
（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、安全性を確保できる。
また、レンジ位置を変更する際におけるモータ駆動制御ブロック４５から電動モータ１５に出力されるアシスト電流値が予め定められた電流値の範囲からはずれると異常と判断する異常判断ブロック５０を設けたため、アシスト力が過小になるアシスト力不足やアシスト力が過大になる誤作動を防止できる。
【００７６】
（２）異常判断ブロック５０が、判断に用いるアシスト電流値の範囲をセレクトレバー２の操作速度により変更するため、遅い操作速度で操作することにより小さなアシスト力となるのに対応し、また、早い速度で操作することにより大きなアシスト力となるのに対応して判断に用いるアシスト電流値の範囲を変更して、操作速度に応じた判断を行って、より確実に異常を検知して誤動作の発生を防止できる。
【００７７】
（３）異常判断ブロック５０が、異常と判断すると、モータ駆動制御ブロック４５による電動モータ１５の制御を停止させる制御停止指令を出力するようにしたため、セレクトレバーの操作は重くなるが、誤動作を確実に防止して安全性を向上させることができる。
【００７８】
（その他の実施の形態）
以上、本発明の実施の形態を実施例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。
【００７９】
例えば、実施例では、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。
【００８０】
実施例では、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。
【００８１】
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。
【００８２】
目標アシスト力に対するＦＦアシスト力ＦｆｆとＦＢアシスト力Ｆｆｂの配分比率は、目標操作特性に応じて自由に設定できる。
アシスト電流値の範囲は、上限、下限のみを閾値とするものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例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】Ｐ→Ｒレンジ方向におけるＦＦアシスト力マップである。
【図９】コントロールユニットで実行される異常判断・処理の流れを示すフローチャート図である。
【図１０】コントロールユニットで実行される異常判断・処理における操作速度による閾値の処理の流れを示すフローチャート図である。
【符号の説明】
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
３３ 方向判別ブロック
３４ 目標テーブルブロック
３５ 加算器
３６ ＦＢ制御部
３７ 乗算器
３８ 加算器
３９ 乗算器
４０ 積分器
４１ 加算器
４２ ＦＦ制御部
４３ ＦＦ補償テーブルブロック
４４ 乗算器
４５ モータ駆動制御ブロック
５０ 異常判断ブロック
５１ 微分器
５２ 警報装置
２２１ 主制御器
Claims (3)
- 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電動のアシストアクチュエータと、
検出された入力操作力と操作位置に基づいて、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力制御手段と、
を有する自動変速機のセレクトアシスト装置であって、
レンジ位置を変更する際におけるアシスト力制御手段からアシストアクチュエータに出力されるアシスト電流値が予め定められた電流値の範囲からはずれると異常と判断する異常判断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。 - 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、
前記異常判断手段が、判断に用いるアシスト電流値の範囲をセレクトレバーの操作速度により変更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１又は２記載の自動変速機のセレクトアシスト装置において、
前記異常判断手段が、異常と判断すると、前記アシスト制御手段によるアシストアクチュエータの制御を停止させる制御停止指令を出力するようにし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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003185590A JP2005016690A (ja) | 2003-06-27 | 2003-06-27 | 自動変速機のセレクトアシスト装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003185590A JP2005016690A (ja) | 2003-06-27 | 2003-06-27 | 自動変速機のセレクトアシスト装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005016690A true JP2005016690A (ja) | 2005-01-20 |
Family
ID=34184998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003185590A Pending JP2005016690A (ja) | 2003-06-27 | 2003-06-27 | 自動変速機のセレクトアシスト装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2005016690A (ja) |
-
2003
- 2003-06-27 JP JP2003185590A patent/JP2005016690A/ja active Pending
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