JP2005024509A - Method of diagnosing failure for torque sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、操作系に入力される操作力を検知するトルクセンサの故障診断方法の技術分野に属し、特に、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に有用である。 The present invention belongs to a technical field of a failure diagnosis method for a torque sensor that detects an operation force input to an operation system, and particularly an automatic transmission that assists a driver's select lever operation force in a vehicle equipped with an automatic transmission. This is useful for select assist devices.
従来、トルクセンサからの信号によるトルク値が正しいかどうかを診断するために、零点を補正する際に、補正するために算出した値が規定値を超えていた場合は、零点以上と判断している(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, when the zero point is corrected to diagnose whether the torque value based on the signal from the torque sensor is correct, if the value calculated for the correction exceeds the specified value, it is determined that the zero point or more is exceeded. (For example, refer to Patent Document 1).
また従来、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2参照)。 Conventionally, the select lever of the automatic transmission is mechanically connected to the manual valve of the automatic transmission via an operating force transmission means such as a rod or cable. The operating force of the driver input to the select lever is transmitted to the manual valve via the operating force transmission means, and the range position is switched according to the operation amount (see, for example, Patent Document 2).
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3参照)。
従来にあっては、トルクセンサ信号から検出されたトルク値を基に算出された零点補正用の値と、設定された閾値との比較で、零点異常のみの判断が行われるため、中間レベル(使用領域)でのトルク値の異常検出及び判断ができなかった。また、零点の異常のみの検出のため通常使用領域内で有れば異常とならない(零点補正が行われる)問題もあった。また、零点の異常のみの検出のためのトルク発生時の値が正常かどうか判断できないという問題があった。 Conventionally, only the zero point abnormality is determined by comparing the zero point correction value calculated based on the torque value detected from the torque sensor signal with the set threshold value, so that the intermediate level ( Torque value abnormality detection and judgment could not be made in the use area. In addition, since only the zero point abnormality is detected, there is a problem that no abnormality occurs (zero point correction is performed) if it is within the normal use region. In addition, there is a problem that it is impossible to determine whether the value at the time of torque generation for detecting only the zero point abnormality is normal.
一方、従来の自動変速機の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。 On the other hand, when the select lever of the conventional automatic transmission is operated, a mechanical operation reaction force such as friction of the operating force transmission means and resistance of detent is generated, so that a large operating force is required. Therefore, in order to reduce the necessary operating force of the driver, it is necessary to set the length of the select lever to a length that can obtain a sufficient lever force.
したがって、上記従来の自動変速機の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。 Therefore, in the former of the conventional automatic transmission technologies, the former has a large shape due to the length of the select lever, so there are many restrictions on the installation location and the degree of freedom in layout in the vehicle interior is low. was there.
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。 On the other hand, in the latter, the selection lever can be designed shorter by adopting the actuator, and the degree of freedom in layout becomes higher than that in the former. However, since the select lever and the manual valve are not mechanically connected, the range cannot be switched during a failure. Therefore, there are problems in terms of reliability and safety.
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、トルクセンサにかかったトルクに対する出力値が正しいかどうかの判定を行うことができるトルクセンサの故障診断方法を提供することにあり、さらに、この故障診断方法により正確な出力値が保たれるトルクセンサを備え、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。 The present invention has been made paying attention to the above problems, and an object of the present invention is to provide a torque sensor failure diagnosis method capable of determining whether an output value with respect to torque applied to the torque sensor is correct. In addition, it is equipped with a torque sensor that maintains an accurate output value by this failure diagnosis method. By ensuring the reliability by mechanical connection of the select lever and the range position switching device, the select lever can be downsized. It is an object of the present invention to provide a selection assist device for an automatic transmission that can increase the degree of layout freedom and can obtain a select lever operating force characteristic according to demand.
上述の目的を達成するため、本発明請求項1に記載のトルクセンサの故障診断方法では、操作系に入力される操作力を検知するトルクセンサにおいて、前記操作系を駆動する診断モータを設け、前記操作系の可動部分の可動範囲端部に近接して弾性部を設け、前記操作系の可動部分が可動範囲端部にある際に、前記診断モータを駆動し、前記操作系の可動部分を前記弾性部に押し付けて前記弾性部を弾性変形させ、反力を操作系に与えて前記トルクセンサが予定のトルクを出力するかどうかで前記トルクセンサの異常を診断するようにしたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, in the torque sensor failure diagnosis method according to
請求項2記載の発明では、請求項1に記載のトルクセンサの故障診断方法において、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トルクセンサと、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アシストモータと、検出された入力操作力と操作位置に基づいて、アシストモ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において、前記可動範囲端部をPレンジとし、Pレンジから弾性部にセレクトレバーを押し付けるように診断モータを兼ねるアシストモータを駆動して前記トルクセンサの異常を診断するようにしたことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the torque sensor failure diagnosis method according to the first aspect, a torque sensor that detects an input operation force to a select lever connected to a range position switching device of an automatic transmission, and the select Based on the detected input operation force and the operation position, the operation position detection means for detecting the operation position of the lever, the assist motor for outputting the assist force for assisting the operation force of the driver to the select lever, In an automatic transmission select assist device having an assist force control means for outputting a control command for changing an assist force, the end of the movable range is set to the P range, and the select lever is pressed from the P range to the elastic portion. The assist motor that doubles as a motor is driven to diagnose the abnormality of the torque sensor. And butterflies.
請求項3記載の発明では、請求項1に記載のトルクセンサの故障診断方法において、自動変速機のレンジ位置切り換え装置と連結せずに連動させるセレクトレバーへの入力操作力を検出するトルクセンサと、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、前記レンジ位置切り換え装置のレンジ位置を検出するレンジ位置検出手段と、前記セレクトレバーに適度な操作抵抗と節度感を与える抵抗感発生モータを備えた操作感発生手段と、前記レンジ位置切り換え装置のレンジ位置を切り換える切換アクチュエータと、検出された入力操作力と操作位置にもとづいて、抵抗感発生モータに対して抵抗力を変化させる制御指令を出力し、且つ操作位置とレンジ位置にもとづいて、切換アクチュエータに対してレンジ位置を切り換えさせる制御指令を出力する制御手段と、を有する自動変速機のセレクト装置において、前記可動範囲端部をPレンジとし、Pレンジから弾性部にセレクトレバーを押し付けるように診断モータを兼ねる抵抗感発生モータを駆動して前記トルクセンサの異常を診断するようにしたことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the torque sensor failure diagnosis method according to the first aspect, a torque sensor that detects an input operation force to a select lever that is interlocked without being connected to a range position switching device of an automatic transmission; An operation position detecting means for detecting an operation position of the select lever; a range position detecting means for detecting a range position of the range position switching device; and a resistance generating motor for giving an appropriate operating resistance and moderation to the select lever. A control command for changing the resistance force with respect to the resistance-sensing motor based on the detected input operation force and operation position. And the range position is switched for the switching actuator based on the operation position and range position. And a control means for outputting a control command, wherein the movable range end is a P range, and a resistance generating motor that doubles as a diagnostic motor to press the select lever from the P range to the elastic portion Is used to diagnose an abnormality of the torque sensor.
請求項4記載の発明では、請求項2又は請求項3に記載のトルクセンサの故障診断方法において、前記トルクセンサの異常診断の際のセレクトレバーの移動量を前記操作位置検出手段により検出し、同移動量から前記弾性部の変形量を算出し、弾性部の変形量に対する弾性力の特性からトルクセンサで検出されるべき予定のトルクを算出するようにしたことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the torque sensor failure diagnosis method according to the second or third aspect, the operation position detection means detects the amount of movement of the select lever at the time of abnormality diagnosis of the torque sensor, A deformation amount of the elastic part is calculated from the movement amount, and a predetermined torque to be detected by a torque sensor is calculated from a characteristic of the elastic force with respect to the deformation amount of the elastic part.
請求項5記載の発明では、請求項1〜請求項4に記載のトルクセンサの故障診断方法において、前記トルクセンサの異常診断を操作系への入力がない状態で行うようにしたことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the torque sensor failure diagnosis method according to the first to fourth aspects, the abnormality diagnosis of the torque sensor is performed without any input to the operation system. To do.
請求項6記載の発明では、請求項2〜請求項5に記載のトルクセンサの故障診断方法において、前記操作位置検出手段の操作位置から操作速度を検出し、操作速度から前記セレクトレバーが停止していると判断すると前記トルクセンサの異常診断を行うようにしたことを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the torque sensor failure diagnosis method according to the second to fifth aspects, the operation speed is detected from the operation position of the operation position detecting means, and the select lever is stopped from the operation speed. If it is determined that the torque sensor is abnormal, an abnormality diagnosis of the torque sensor is performed.
請求項7記載の発明では、請求項2〜請求項5に記載のトルクセンサの故障診断方法において、前記トルクセンサの出力値からセレクトレバーが停止していると判断すると前記トルクセンサの異常判断を行うようにしたことを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the torque sensor failure diagnosis method according to the second to fifth aspects, if it is determined from the output value of the torque sensor that the select lever is stopped, the abnormality determination of the torque sensor is performed. It is characterized by having done.
請求項1に記載の発明では、診断モータを駆動して操作系の可動部分を弾性部に押し付ける。すると、弾性部が弾性変形するとともにその反力としてトルクが操作系の可動部分へ加わるため、そのトルクをトルクセンサで計測することとなる。よって、このトルク値からトルクセンサに異常がないかどうかを判断することができる。 According to the first aspect of the present invention, the diagnostic motor is driven to press the movable part of the operation system against the elastic part. Then, the elastic part is elastically deformed and torque is applied to the movable part of the operation system as a reaction force thereof, so that the torque is measured by the torque sensor. Therefore, it can be determined from this torque value whether there is any abnormality in the torque sensor.
請求項2に記載の発明では、上記の診断方法を用いて正確な出力を保たれるトルクセンサを備える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、セレクトレバーまわりに別の装置を設けることなくトルクセンサの異常を確実に診断することができる。
According to the second aspect of the present invention, in the select assist device for an automatic transmission having a torque sensor capable of maintaining an accurate output using the above-described diagnosis method, the mechanical connection between the select lever and the range position switching device is maintained. On the other hand, by assisting the driver's lever operating force with the assist actuator, it is possible to achieve both ensuring reliability and increasing layout flexibility by reducing the size of the select lever.
Further, it is possible to reliably diagnose abnormality of the torque sensor without providing another device around the select lever.
請求項3に記載の発明では、上記の診断方法を用いて正確な出力を保たれるトルクセンサを備える自動変速機のセレクト装置では、セレクトレバーとレンジ位置切り換え装置は電気的な接続のみとなるため、セレクトレバーの小型化を行うことができるとともに、さらにレイアウトの自由度の拡大を達成できる。
In the invention according to
請求項4記載の発明では、トルクセンサの異常診断の際に診断モータを駆動させる際に、セレクトレバーの移動量から弾性部の変形量を算出する。弾性部は弾性変形するので、その特性は予め明らかであり、弾性変形量がわかればセレクトレバーへの反力となる弾性力が求まることとなる。さらに、セレクトレバーへの反力が求まれば、セレクトレバーの形状からトルクが算出される。このようにして算出されたトルク値と、トルクセンサで検知されるトルク値を比較することで、トルクセンサの異常が検出できる。このように、別に検出装置を設けることなくトルクセンサの異常を検出できることはコストを抑えることにもなる。 According to the fourth aspect of the present invention, the amount of deformation of the elastic portion is calculated from the amount of movement of the select lever when the diagnostic motor is driven in the abnormality diagnosis of the torque sensor. Since the elastic portion is elastically deformed, its characteristics are clear in advance, and if the amount of elastic deformation is known, an elastic force as a reaction force to the select lever can be obtained. Further, if the reaction force to the select lever is obtained, the torque is calculated from the shape of the select lever. By comparing the torque value thus calculated with the torque value detected by the torque sensor, an abnormality of the torque sensor can be detected. Thus, the ability to detect an abnormality in the torque sensor without providing a separate detection device also reduces costs.
請求項5に記載の発明では、操作系への入力がない状態で異常を判断することにより、異常診断が、正常な操作へ影響を与えないようにできるとともに、異常診断が操作の影響を受けない状態でできる。 In the fifth aspect of the invention, the abnormality diagnosis can be prevented from affecting the normal operation by judging the abnormality without any input to the operation system, and the abnormality diagnosis is affected by the operation. It can be done without.
請求項6に記載の発明では、操作速度がゼロ、もしくはゼロに近い場合には、操作がされていないと判断してよいため、この状態で異常診断をおこなって、異常診断が、正常な操作へ影響を与えないようにできるとともに、異常診断が操作の影響を受けない状態でできる。 In the invention according to claim 6, when the operation speed is zero or close to zero, it may be determined that the operation is not performed. Therefore, the abnormality diagnosis is performed in this state, and the abnormality diagnosis is performed in a normal operation. The abnormality diagnosis can be performed without being affected by the operation.
請求項7に記載の発明では、トルクセンサからの出力値が非常に小さい値など、の場合には、操作力が加わっていない状態と判断でき、操作力が加わっていない場合は、操作されていない状態と判断できるため、この状態で異常診断をおこなって、異常診断が、正常な操作へ影響を与えないようにできるとともに、異常診断が操作の影響を受けない状態でできる。 In the invention according to claim 7, when the output value from the torque sensor is a very small value, it can be determined that the operating force is not applied, and when the operating force is not applied, the operation is not performed. Therefore, the abnormality diagnosis can be performed in this state so that the abnormality diagnosis does not affect the normal operation, and the abnormality diagnosis is not affected by the operation.
以下に、本発明のトルクセンサの故障診断方法及び、この診断方法を用いたトルクセンサを備えた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。 Embodiments for realizing a torque sensor failure diagnosis method of the present invention and a selection assist device for an automatic transmission equipped with the torque sensor using the diagnosis method will be described below based on examples.
まず、構成を説明する。
図1は第1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。
First, the configuration will be described.
FIG. 1 is a side view showing the configuration of the automatic transmission apparatus according to the first embodiment, and FIG. 2 is a perspective view of the main part showing the detailed structure of the assist actuator.
第1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(制御手段)22とを主要な構成としている。
The automatic transmission apparatus according to the first embodiment has a
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。
The
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。
A push-
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(アシストモータであり、診断モータである)15のモータ出力軸16と噛み合っている。
The
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。
A push-
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。
The
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。
A
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。
The
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。
The
前記セレクト機構部1の一端のレンジ位置となるPレンジに近接して、図11に示すように弾性部219を設ける。弾性部219は、固定端部218に一端を固定したコイルスプリング219aと、コイルスプリング219aに取り付けてセレクトレバー2が当接する部分となる受け部219bからなる。
コイルスプリング219aは固定端部218に設けた凹部に取り付けて、固定端部218から突出する構造にし、受け部219bが固定端部218に当接するとそれ以上コイルスプリング219aが圧縮しないようにして座屈を防ぐ。
As shown in FIG. 11, an
The
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。
FIG. 3 shows a control block diagram of the
The change in the stroke of the
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。
Further, the operating force of the
トルクセンサ21の出力値はまずコントロールユニット22のドリフト補正ブロック50に入力される。このドリフト補正ブロック50では、微分器51からのセレクトレバー2の操作速度、ポジション・操作開始・方向判別ブロック33からのレンジ停留位置の情報を得て、セレクトレバー2がレンジ停留位置で停止状態である際に、トルクセンサ21の零点補正を行って、加算器35、ポジション・操作開始・方向判別ブロック33、トルク値診断ブロック52に補正した操作力信号を出力する。
The output value of the
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。
微分器51では、ポテンショメータ25からのストローク角度信号を微分して操作速度を算出して信号で、ポジション・操作開始・方向判別ブロック33、ドリフト補正ブロック50、トルク値診断ブロック52に出力する。
The position / operation start /
The
トルク値診断ブロック52では、セレクトレバー2がPレンジ位置に位置し、操作されていない際に、検査駆動信号を出力し電動モータ15に電流を流し、セレクトレバー2をRレンジ方向と反対方向に押し付け、発生したトルク値でトルクセンサの診断を行い、異常の場合は故障診断ブロック53に異常信号を出力する(但し、IGN ON時のみ)。
In the torque value diagnosis block 52, when the
故障診断ブロック53では、トルク値診断ブロック52から入力される検査駆動の際のトルク値が所定の値の範囲内にあるかどうかを判断し、異常な場合には、異常停止信号をモータ駆動制御ブロック45に出力するとともに、故障警報信号を出力する。
なお、トルク値の所定値の範囲の算出は次のように行う。ポテンショメータ25から得るストローク角度信号から、診断の際のセレクトレバー2の移動量を算出し、移動量から弾性部219の変形量を算出し、コイルスプリング219bの変形量とスプリング荷重の関係から反力となる荷重を算出し、セレクトレバー2の形状からトルク値を算出して、トルク値の所定値の範囲を決定する。
In the
The calculation of the predetermined value range of the torque value is performed as follows. From the stroke angle signal obtained from the
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。
In the
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。
Here, since the target operation reaction force varies depending on the stroke angle of the
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。
The adder 35 calculates a deviation between the operation force signal and the target operation reaction force, and outputs the calculation result to the
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。
The
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。
The FF controller 42 includes an FF
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。
The adder 41 outputs the output sum (feedback assist force + feedforward assist force) of the
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。
A motor drive control block (corresponding to an assist force control unit) 45 drives the
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。
Next, the detent structure of the
FIG. 4 is a perspective view showing a detent structure of the
The
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。
That is, the rotating
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。
Note that one end of the
第1実施例では、トルクセンサ21(入力操作力検出手段)として、図10に示すように磁歪式のトルクセンサを用いている。この磁歪式のトルクセンサは、軸211にトルクが印加されると軸211がねじれ、軸211に各々逆方向に溝加工された2つの部分にそれぞれ引張応力・圧縮応力が選択的に働き、逆磁歪効果によりこの部分の透磁率がそれぞれ増加・減少する。この逆磁歪効果による透磁率変化を、軸211に対して励磁コイル212で磁界を発生させ、透磁率が変化した軸211の磁界を2つの検出コイル213で検出し、整流器214で検出電圧波形を整流化し、平滑器215で直流変換する。その後、加算器216、増幅器217で差動増幅することによりトルクに比例した電圧出力を得るものである。
In the first embodiment, a magnetostrictive torque sensor is used as the torque sensor 21 (input operating force detection means) as shown in FIG. In this magnetostrictive torque sensor, when a torque is applied to the
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。
Next, the operation will be described.
[Select lever assist control processing]
FIG. 5 is a flowchart showing a flow of assist control processing of the
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。
In step S1, the operation force is read from the operation force signal of the
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。
In step S2, the stroke angle is read from the stroke angle signal of the
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。
In step S3, the operation direction of the
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。
In step S4, the operation speed of the
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。 In step S5, an FF compensation table reading process is performed, and the process proceeds to step S6. The optimum FF compensation table is selected from a plurality of preset tables according to the stroke angle, the operation speed, and the operation acceleration.
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。 In step S6, target table reading processing is performed, and the process proceeds to step S7.
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。 In step S7, the FF assist force is set from the read FF compensation table, and the process proceeds to step S8.
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。 In step S8, the FB assist force is set from the read target table, and the process proceeds to step S9.
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。 In step S9, a target assist force is set from the sum of the set FF assist force and FB assist force, and the process proceeds to step S10.
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する。
In step S10, the output duty ratio of the
ステップS11では、トルクセンサの診断処理をおこない、本制御を終了する。 In step S11, a diagnosis process for the torque sensor is performed, and this control is terminated.
[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。
[Operation reaction force characteristics of automatic transmission]
FIG. 6 is a characteristic diagram showing an operation reaction force generated in the
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。
This operation reaction force is a combination of the load force generated by the detent of the
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。
As shown in FIG. 6, the operation reaction force Fm generated when the
[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。
[Target operation reaction force characteristics]
FIG. 7 is a characteristic diagram showing the target operation reaction force of the
[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。
[FF control assist force map]
FIG. 8 is an assist force map in the P → R range direction in the FF control. In this assist force map, an operation force that is approximately ½ of the detent operation reaction force in FIG. 6 is assisted by the FF control in accordance with the stroke angle of the
[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。
[FF control + FB control]
In the embodiment, the assist force is set to a deviation between the feed forward assist force Fff [N] set so as to be about half the detent operation reaction force and the actual operation force and the target operation reaction force Ft. By using two components of the feedback assist force FFb [N] that is set based on this, it is possible to achieve both a high level of response and disturbance suppression in assist control of a select lever with a steep and large torque deviation. Operation characteristics can be realized.
[トルクセンサ出力値の診断の必要性について]
ここで、トルクセンサ出力値の診断の必要性について述べる。トルクセンサ21の出力値に異常が発生した場合、セレクトレバー2への操作力に対してトルクセンサ21の出力が規定値より大きくなると、セレクトレバー2を操作した際に必要以上にアシスト力が発生し、セレクトレバー2が勝手に移動する現象が発生する。また、セレクトレバー2の操作力に対してトルクセンサ21の出力が規定値より小さくなると、セレクトレバー2を操作した際に必要なアシスト力が発生せず、セレクトレバー2が重くなる現象が発生する。
特に、セレクトレバー2の操作力に対してトルクセンサ21の出力が規定値より大きくなった場合は、必要以上にアシスト力が発生するため、目的のレンジ位置を通り越しその先のレンジ位置に行ってしまったり、セレクトレバー2の操作中や機械的に固定される位置で前後に細かく振動するハンチング現象が発生しやすくなり、危険度や不快感が増大する。
これに対し、第1実施例のトルクセンサの故障診断方法及び、この診断方法を用いたトルクセンサを備えた自動変速機のセレクトアシスト装置では、トルク値診断ブロック52、故障診断ブロック53を設けている。
[Necessity for diagnosis of torque sensor output value]
Here, the necessity for diagnosis of the torque sensor output value will be described. When an abnormality occurs in the output value of the
In particular, when the output of the
On the other hand, in the torque sensor failure diagnosis method of the first embodiment and the automatic transmission select assist device equipped with the torque sensor using this diagnosis method, a torque value diagnosis block 52 and a
[トルクセンサの故障診断の流れ]
図9に示すのは、コントロールユニット22で実行されるトルクセンサの故障診断の処理の流れを示すフローチャートである。
[Flow of torque sensor failure diagnosis]
FIG. 9 is a flowchart showing a flow of a torque sensor failure diagnosis process executed by the
ステップS101では、IGNがONされている際に、この処理をスタートする。 In step S101, this process is started when IGN is ON.
ステップS102では、セレクトレバー2の操作位置が、Pレンジにあるかどうかを判断し、PレンジにあるならばステップS103に移行し、PレンジにないならばステップS108に移行して通常処理を行うようにする。
In step S102, it is determined whether or not the operation position of the
ステップS103では、微分器51からの操作速度により、現在、操作がされていない状態かどうかを判断し、操作がない状態であるならばステップS104に移行し、操作がある状態ならばステップS108に移行して通常処理を行うようにする。
In step S103, it is determined from the operation speed from the
ステップS104では、予め定められた既定の電流値を電動モータ15に流して検査駆動させて、セレクトレバー2を弾性部219に押し付ける。
In step S <b> 104, a predetermined current value determined in advance is caused to flow through the
ステップS105では、セレクトレバー2を弾性部219に押し付けた反力をトルクセンサ21で検知する。
In step S <b> 105, the reaction force that presses the
ステップS106では、検査駆動のための電動モータ15の駆動を停止する。
In step S106, driving of the
ステップS107では、検査駆動によるトルクセンサ21の出力値が正常かどうかを判断し、正常であるならばステップS108に移行し、異常であるならばステップS109に移行する。
In step S107, it is determined whether or not the output value of the
ステップS108では、正常として通常のアシスト処理を行うようにする。 In step S108, normal assist processing is performed as normal.
ステップS109では、異常として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して、アシスト制御を停止させる。
In step S109, an assist control stop signal is output to the motor
[トルクセンサ診断]
〈1〉正常処理
IGNのON後、セレクトレバー2の操作位置がPレンジ以外又は操作中の場合には、ステップS102、S103の処理によりトルクセンサの診断を行わずに通常のアシスト処理に戻るようにする。
セレクトレバー2の操作位置がPレンジで、かつ操作が行われていない場合には、電動モータ15によりセレクトレバー2をPレンジからRレンジと反対の方向、つまり固定された端部材に設けた弾性部219にコイルスプリング219aの弾性範囲内となる所定の駆動電流値、駆動トルクで押し付けるようにする。すると、弾性部219のコイルスプリング219aが弾性変形する(図11参照)。その分、セレクトレバー2が移動し、その移動量はポテンショメータ25で検知される。よって、セレクトレバー2の移動量より求めたコイルスプリングの圧縮量からその反発する弾性力がバネ定数により算出され、セレクトレバー2の形状から、その時点でセレクトレバー2が受ける反力としてのトルクを求めることができる。トルクセンサ21では、その駆動トルクもしくは、実験等で予め求められるロス分を差し引いたトルクをトルクセンサ21で検出することとなる(ステップS104〜S106)。
[Torque sensor diagnosis]
<1> Normal processing After the IGN is turned ON, if the operation position of the
When the operation position of the
ステップS107での判断処理により、このトルク値が正常な場合にはトルクセンサ21に異常がないとして通常のアシスト処理を行うようにする。
As a result of the determination process in step S107, if the torque value is normal, the
〈2〉異常処理
トルクセンサ21に異常がある場合には、駆動した電動モータ15により発生させた弾性力に対するトルク値の出力が大きすぎるか小さすぎることとなって、ステップS107の判断処理により異常と判断され、ステップS109の処理によりモータ駆動制御ブロック45に制御停止信号が出力されて、アシスト制御が停止される。
この状態では、セレクトレバー2の操作は重くなるが、手動で操作可能な状態にして、さらなる誤動作等を起こさないように安全側の処理を行うようにする。
<2> Abnormal processing When there is an abnormality in the
In this state, although the operation of the
次に効果を説明する。
本実施の形態のトルクセンサの故障診断方法及び、この診断方法を用いたトルクセンサを備えた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。
Next, the effect will be described.
The torque sensor failure diagnosis method of the present embodiment and the automatic transmission select assist device provided with the torque sensor using this diagnosis method can provide the following effects.
(1)操作系に入力される操作力を検知するトルクセンサ21において、セレクトレバー2をアシスト駆動する電動モータ15を設け、セレクトレバー2のPレンジ〜LレンジのPレンジの端部に近接して固定端部218に弾性部219を設け、セレクトレバー2がPレンジにある際に、電動モータ15を駆動し、セレクトレバー2を弾性部219に押し付けて、反力をセレクトレバー2に与えてトルクセンサ21が予定のトルクを出力するかどうかでトルクセンサ21の異常を診断するようにしたため、衝撃や過負荷等による磁気特性の変化等のトルクセンサ21の軸211の異常、トルクセンサ21の励磁コイル212や検出コイル213の一部ショート等のコイルの異常、誤取付や経年変化、過負荷等によるトルク検出用電子部品の部品異常等の異常がトルクセンサ21にないかどうかを別の装置を付加することなく判断することができる。
(1) In the
(2)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、Pレンジから固定端部218にセレクトレバー2を押し付けるように電動モータ15を駆動してトルクセンサ21の異常を診断するようにしたため、セレクトレバー2まわりに別の装置を設けることなくトルクセンサ21の異常を確実に診断することができる。
(2) The
Further, since the
Further, since the
(4)トルクセンサ21の異常診断の際のセレクトレバー2の移動量をポテンショメータ25により検出し、その移動量から弾性部219の変形量を算出し、弾性部219の変形量に対する弾性力の特性からトルクセンサ21で検出されるべき予定のトルクを算出するようにしたため、別に装置を設けることなく、バネの弾性特性により簡単で、かつ、短時間でトルクセンサに異常がないかを確認できる。また、セレクトレバー2の操作に負担なく診断ができるため、多くの回数診断でき、より確実にトルクセンサを管理できる。
(4) The amount of movement of the
(5)トルクセンサ21の異常診断をセレクトレバー2への入力がない状態で行うようにしたため、異常診断が、正常な操作へ影響を与えないようにできるとともに、異常診断が操作の影響を受けない状態でできる。
(5) Since the abnormality diagnosis of the
(6)ポテンショメータ25の操作位置から操作速度を検出し、操作速度からセレクトレバー2が停止していると判断するとトルクセンサ21の異常診断を行うようにしたため、操作速度がゼロ、もしくはゼロに近い場合には、操作がされていないと判断してよいため、この状態で異常診断をおこなって、異常診断が、正常な操作へ影響を与えないようにできるとともに、異常診断が操作の影響を受けない状態でできる。
(6) Since the operation speed is detected from the operation position of the
第2実施例は、セレクトレバーと自動変速機を機械的に連結しない自動変速機のセレクト装置におけるトルクセンサの故障診断方法の例である。
まず構成を説明する。
図13は第2実施例の自動変速装置の構成を示す側面図、図14はコントロールユニット22の制御ブロック図である。
The second embodiment is an example of a torque sensor failure diagnosis method in a selection device for an automatic transmission that does not mechanically connect the select lever and the automatic transmission.
First, the configuration will be described.
FIG. 13 is a side view showing the configuration of the automatic transmission of the second embodiment, and FIG. 14 is a control block diagram of the
第2実施例では、セレクトレバー2と自動変速機19の制御アームは機械的に連結せずレンジの切り換えを行う。
In the second embodiment, the
第2実施例の自動変速装置は、セレクトレバー2への操作を検出するセレクトレバー側と、自動変速機19と自動変速機19のレンジを切り換える切換アクチュエータ側と、コントロールユニット22(制御手段)を主な構成とする。
セレクトレバー側には、自動変速機19のディテント構造とは別に図15に示すように、セレクトレバー2の回転軸に取り付けて共に回転変位するディテントプレート81を設ける。ディテントプレート81にはカム山81aと谷部81bを設け、ディテントピン83をカム山81aと谷部81bにバネ板82の付勢力で押し付けるように係合させる。このディテントプレート81の谷部81bはPレンジ、Rレンジ、Nレンジ、Dレンジ、Lレンジに対応させ、自動変速機19のディテント力より小さい力で操作できる構造にしておく。
さらに、セレクトレバー2には、セレクトレバー2の操作位置を検出するポテンショメータ61、ディテントプレート81によるディテント力に加えてセレクトレバー2の操作の抵抗感を生成する電動モータ62(抵抗感発生モータに相当)、セレクトレバー2の入力操作力を検出するトルクセンサ60を設ける。
The automatic transmission apparatus according to the second embodiment includes a select lever side that detects an operation on the
In addition to the detent structure of the
Further, the
これら、セレクトレバー側のトルクセンサ60、ポテンショメータ61の出力をコントロールユニット22へ送り、コントロールユニット22により電動モータ62が制御駆動されるようにワイヤハーネス23が接続される。
The outputs of the
次に、自動変速機側には、自動変速機19のレンジ位置を切り換える制御アーム20をコントロールケーブル18で機械的に連結した電動モータ63を設ける。詳しくは、電動モータ63のモータ出力軸631により回転する回転軸64に設けた出力レバー13の端部が出力レバージョイントによりコントロールケーブル18に取り付けられることにより、電動モータ63により制御アーム20を操作してレンジを切り換える。この電動モータ63の回転軸64部分には、レンジ切り換え位置を検出するためのポテンショメータ65を設ける。
自動変速機側のポテンショメータ65の出力をコントロールユニット22に入力し、電動モータ63の制御駆動をコントロールユニット22で行うようにワイヤハーネス23で接続する。
Next, an
The output of the
図14に、第2実施例のコントロールユニット22の制御ブロック図を示す。
セレクトレバー側において、セレクトレバー2へ入力された操作力はトルクセンサ60で検知され、コントロールユニット22に入力される。また、その際のセレクトレバー2の操作位置は、セレクトレバー2の角度変化としてポテンショメータ61で検知され、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。
また、自動変速機側の操作位置は、制御アーム20にコントロールケーブル18を介して接続される回転軸64の回転位置をポテンショメータ65で検出して角度信号としてコントロールユニット22へ出力される。
FIG. 14 shows a control block diagram of the
On the select lever side, the operating force input to the
The operation position on the automatic transmission side is output to the
トルクセンサ60の出力値はまずコントロールユニット22のドリフト補正ブロック70に入力される。ドリフト補正ブロック70では、微分器74からのセレクトレバー2の操作速度、ポジション・操作開始・方向判別ブロック71からのレンジ停留位置の情報を得て、セレクトレバー2がレンジ停留位置で停止状態である際に、トルクセンサ60の零点補正を行って、加算器73、ポジション・操作開始・方向判別ブロック71、トルク値診断ブロック75に補正した操作力信号を出力する。
The output value of the
ポジション・操作開始・方向判別ブロック71では、ポテンショメータ61からの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、判別結果を目標反力テーブル72、ドリフト補正ブロック70、主制御器221、トルク値診断ブロック75に出力する。
In the position / operation start /
微分器74では、ポテンショメータ61からのストローク角度信号を微分して操作速度を算出し信号で、ドリフト補正ブロック71、ポジション・操作開始・方向判別ブロック71、トルク値診断ブロック75に出力する。
The
トルク値診断ブロック75では、セレクトレバー2がPレンジ位置に位置し、操作されていない際に、検査駆動信号を出力し電動モータ62に電流を流し、セレクトレバー2をRレンジ方向と反対方向の弾性部219に押し付け、発生したトルク値でトルクセンサの診断を行い、異常の場合は故障診断ブロック76に異常信号を出力する(但し、IGN ON時のみ)。
In the torque
故障診断ブロック76では、トルク値診断ブロック75から入力される検査駆動の際のトルク値が所定の範囲内にあるかどうかを判断し、異常な場合には、異常停止信号をモータ駆動制御ブロック77に出力するとともに、故障警報信号を出力する。
In the failure diagnosis block 76, it is determined whether or not the torque value at the time of test driving input from the torque
目標反力テーブル72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71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抵抗感生成のための目標反力が算出され、加算器73に出力される。
In the target reaction force table 72, a target for generating a sense of resistance corresponding to the stroke angle of the
加算器73では、操作力信号と目標反力の偏差を算出し、算出結果を主制御器221に出力する。
The
主制御器221では、操作力信号と目標反力の偏差に応じた駆動電流値を算出してモータ駆動制御ブロック77に出力する。
The
モータ駆動制御ブロック77は、主制御器221からの駆動電流値に基づいて、抵抗感を生成するよう電流モータ63を駆動する。
The motor
加算器78では、ポテンショメータ61とポテンショメータ65の出力の偏差を算出し、算出結果を位置FB制御器79に出力する。
ここで、ポテンショメータ61とポテンショメータ65の偏差の算出の際には、係数を乗じるなどして2つのポテンショメータ61,65が対応する状態で偏差を求めるのが望ましい。
The
Here, when calculating the deviation between the
位置FB制御器79では、ポジション・操作開始・方向判別ブロック71からの操作速度と2つのポテンショメータ61,65の出力角度の偏差に応じた駆動電流値を算出し、モータ駆動制御ブロック80に出力する。
The
モータ駆動制御ブロック80では、位置FB制御器79からの駆動電流値に基づいて電動モータ63を駆動する。
The motor
次に作用を説明する。
[セレクト制御]
第2実施例では、セレクトレバー2の部分に設けたディテントプレート81とディテントピン83の係合によるディテント力に電動モータ62の駆動による抵抗力を加えるようにして、適度な節度感によりセレクトレバー2が操作されるようにする。この抵抗力の生成は目標反力テーブル72を参照した主制御器221の制御により行うようにする。
セレクトレバー2の操作位置はポテンショメータ61で検知し、これに遅れないように2つのポテンショメータ61,65の出力値の偏差を無くすようフィードバック制御を行うように電動モータ63を駆動させて、自動変速機19の制御アーム20を駆動する。よって、機械的には連結していないが、ドライバにセレクトレバー2の操作でレンジを切り換えていると実感させる。
第2実施例では、自動変速機19のディテント構造は第1実施例と同じであるが、自動変速機19の制御アーム20の操作は全て電動モータ63の駆動により行われることとなる。
Next, the operation will be described.
[Select control]
In the second embodiment, a resistance force due to the driving of the
The operation position of the
In the second embodiment, the detent structure of the
[電気的な接続による設計自由度の向上]
第2実施例では、セレクトレバー側と自動変速機側が電気的な接続のみとなるため、セレクトレバー2の省スペース化、配置の自由度が大きくなる。
[Improvement of design freedom by electrical connection]
In the second embodiment, since the select lever side and the automatic transmission side are only electrically connected, the space saving of the
[トルクセンサ出力値の診断の必要性]
第2実施例においては、電動モータ62の駆動によりセレクトレバー2にトルクを付加することにより適度な操作抵抗感を生成している。トルクセンサ60の出力値に異常が発生した場合、電動モータ62の駆動力が規定の値より小さくなり過ぎる(抵抗感が小さくなり過ぎる)と、セレクトレバー2が軽く操作できるようになり、ドライバがセレクトレバー2を移動させ過ぎることが発生する。
また、電動モータ62の駆動力が大きくなり過ぎる(抵抗感が大きくなり過ぎる)と、セレクトレバー2が重くなることが発生する。
これに対し、第2実施例のトルクセンサの故障診断方法及び、この故障診断方法を用いたトルクセンサを備えた自動変速機のセレクトアシスト装置では、トルク値診断ブロック75、故障診断ブロック76を設けている。
[Necessity for diagnosis of torque sensor output value]
In the second embodiment, an appropriate operational resistance feeling is generated by applying torque to the
Further, if the driving force of the
In contrast, in the torque sensor failure diagnosis method of the second embodiment and the automatic transmission select assist device equipped with the torque sensor using this failure diagnosis method, a torque
[トルクセンサの故障診断の流れ]
図14に示すのは、コントロールユニット22で実行されるトルクセンサの故障診断の処理の流れを示すフローチャートである。
ステップS201,S202,S204〜S209は、第1実施例と同様のため、説明を省略する。
第2実施例では、ステップS203において、操作が無いかどうかを、トルクセンサからの出力値から判断している。
[Flow of torque sensor failure diagnosis]
FIG. 14 is a flowchart showing a flow of a torque sensor failure diagnosis process executed by the
Steps S201, S202, and S204 to S209 are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
In the second embodiment, in step S203, whether or not there is an operation is determined from the output value from the torque sensor.
[トルクセンサ診断]
正常処理においては、第1実施例と同様であるので説明を省略する。
異常の際には、第2実施例では、制御を停止することにより、通常より軽い力で操作が可能となる。このため、故障診断ブロック76は故障警報を出力する。
よって、電動モータ62の制御を止めて、さらなる誤作動を起こさないようにでき、かつその状態で走行可能にする。
他の作用については第1実施例と同様であるので説明を省略する。
[Torque sensor diagnosis]
The normal process is the same as that of the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.
In the case of abnormality, in the second embodiment, the operation can be performed with a lighter force than usual by stopping the control. For this reason, the failure diagnosis block 76 outputs a failure alarm.
Therefore, the control of the
Since other operations are the same as those in the first embodiment, description thereof will be omitted.
次に効果を説明する。
第2実施例では、第1実施例の(1),(4),(5)の効果に加えて次に列挙する効果を得ることができる。
Next, the effect will be described.
In the second embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects (1), (4) and (5) of the first embodiment.
(3)自動変速機19の制御アーム20と連動させるセレクトレバー2への入力操作力を検出するトルクセンサ60と、セレクトレバー2の操作位置を検出するポテンショメータ61と、制御アーム20のレンジ位置を検出するよう回転軸64に取り付けたポテンショメータ65と、セレクトレバー2に適度な操作抵抗と節度感を与える電動モータ62を備えたセレクトレバー側と、制御アーム20のレンジ位置を切り換える電動モータ63と、検出された入力操作力と操作位置にもとづいて、電動モータ62に対して抵抗力を変化させる制御指令を出力し、且つ操作位置とレンジ位置にもとづいて、電動モータ63に対してレンジ位置を切り換えさせる制御指令を出力する制御手段と、を有する自動変速機のセレクト装置において、可動範囲端部をPレンジとし、Pレンジから固定端部218にセレクトレバー2を押し付けるように電動モータ62を駆動してトルクセンサ60の異常を診断するようにしたため、衝撃や過負荷等による磁気特性の変化等のトルクセンサ21の軸211の異常、トルクセンサ21の励磁コイル212や検出コイル213の一部ショート等のコイルの異常、誤取付や経年変化、過負荷等によるトルク検出用電子部品の部品異常等の異常がトルクセンサ21にないかどうかを別の装置を付加することなく判断することができ、また、セレクトレバー2と自動変速機19の制御アーム20は電気的な接続のみとなるため、セレクトレバー2の小型化を行うことができるとともに、さらにレイアウトの自由度の拡大を達成できる。
(3) A
(7)トルクセンサ60の出力値からセレクトレバー2が停止していると判断するとトルクセンサ60の異常判断を行うようにしたため、この状態で異常診断をおこなって、異常診断が、正常な操作へ影響を与えないようにできるとともに、異常診断が操作の影響を受けない状態でできる。
(7) When it is determined from the output value of the
(その他の実施の形態)
以上、本発明の実施の形態を第1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第1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。
例えば、第1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。
第1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。
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。
(Other embodiments)
The embodiment of the present invention has been described based on the first example. However, the specific configuration of the present invention is not limited to the first example, and the design does not depart from the gist of the invention. Any changes and the like are included in the present invention.
For example, in the first embodiment, the
In the first embodiment, the configuration in which the
The shape and size of the
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。
第1実施例、第2実施例では、トルクセンサの異常を検出すると制御を停止したが、その時点でのレンジ位置を保持、所定のレンジ位置あるいは所定の変速比に固定するなどの処置を行うようにしてもよく、退避走行等を加味してより安全側の処置となるものが望ましい。
第1実施例では、主制御器の制御としてFF制御+FB制御を用いたが、図12に示すように別の制御を行うものであってもよい。
The distribution ratio between the FF assist force Fff and the FB assist force Ffb with respect to the target assist force can be freely set according to the target operation characteristics.
In the first and second embodiments, the control is stopped when an abnormality is detected in the torque sensor, but a measure such as maintaining the range position at that time and fixing it to a predetermined range position or a predetermined gear ratio is performed. However, it is desirable that a safer measure is taken into account, such as retreat travel.
In the first embodiment, the FF control + FB control is used as the control of the main controller, but another control may be performed as shown in FIG.
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 ドリフト補正ブロック
51 微分器
52 トルク値診断ブロック
53 故障診断ブロック
211 (トルクセンサの)軸
212 (トルクセンサの)励磁コイル
213 (トルクセンサの)検出コイル
214 整流器
215 平滑器
216 加算器
217 増幅器
218 固定端部
219 弾性部
219a コイルスプリング
219b 受け部
221 主制御器
60 トルクセンサ
61 ポテンショメータ
62 電動モータ
63 電動モータ
631 モータ出力軸
64 回転軸
65 ポテンショメータ
70 ドリフト補正ブロック
71 ポジション・操作開始・方向判別ブロック
72 目標反力テーブルブロック
73 加算器
74 微分器
75 トルク値診断ブロック
76 故障診断ブロック
77 モータ駆動制御ブロック
78 加算器
79 位置FB制御器
80 モータ駆動制御ブロック
81 ディテントプレート
81a カム山
81b 谷部
82 バネ板
83 ディテントピン
1 select mechanism 2 select lever 3 center cluster 4 select knob 5 fulcrum shaft 7 select lever joint 8 control cable 9 assist actuator 10 input lever 11 input lever joint 12 output shaft 13 output lever 14 worm gear 15 electric motor 16 motor output shaft 17 output Lever joint 18 Control cable 19 Automatic transmission 20 Control arm 21 Torque sensor 22 Control unit 23 Wire harness 24 Contact 25 Potentiometer 26 Rotating shaft 27 Detent plate 27a Cam mountain 27b Valley 28 Spring plate 29 Detent pin 30 Parking pole 31 Cam shape Plate 32 Parking gear 33 Direction discrimination block 34 Target table block 35 Adder 36 FB Control unit 37 Multiplier 38 Adder 39 Multiplier 40 Integrator 41 Adder 42 FF control unit 43 FF compensation table block 44 Multiplier 45 Motor drive control block 50 Drift correction block 51 Differentiator 52 Torque value diagnosis block 53 Fault diagnosis block 211 (torque sensor) shaft 212 (torque sensor) excitation coil 213 (torque sensor) detection coil 214 rectifier 215 smoother 216 adder 217 amplifier 218 fixed end 219 elastic part 219a coil spring 219b receiving part 221 main controller 60 torque sensor 61 potentiometer 62 electric motor 63 electric motor 631 motor output shaft 64 rotary shaft 65 potentiometer 70 drift correction block 71 position / operation start / direction discrimination block 72 target reaction force table block Click 73 adder 74 differentiator 75 torque diagnostic block 76 failure diagnosis block 77 the motor driving control block 78 adder 79 position FB controller 80 the motor driving control block 81 the detent plate 81a cam lobes 81b valley 82 spring plate 83 detent pin
Claims (7)
前記操作系を駆動する診断モータを設け、
前記操作系の可動部分の可動範囲端部に近接して弾性部を設け、
前記操作系の可動部分が可動範囲端部にある際に、
前記診断モータを駆動し、
前記操作系の可動部分を前記弾性部に押し付けて前記弾性部を弾性変形させ、
反力を操作系に与えて前記トルクセンサが予定のトルクを出力するかどうかで前記トルクセンサの異常を診断するようにしたことを特徴とするトルクセンサの故障診断方法。 In the torque sensor that detects the operating force input to the operating system,
A diagnostic motor for driving the operation system is provided;
Providing an elastic part close to the movable range end of the movable part of the operating system,
When the movable part of the operating system is at the end of the movable range,
Driving the diagnostic motor;
Pressing the movable part of the operating system against the elastic part to elastically deform the elastic part;
A torque sensor failure diagnosis method characterized by diagnosing an abnormality of the torque sensor based on whether or not the torque sensor outputs a predetermined torque by applying a reaction force to an operation system.
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トルクセンサと、
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アシストモータと、
検出された入力操作力と操作位置に基づいて、アシストモ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において、
前記可動範囲端部をPレンジとし、Pレンジから弾性部にセレクトレバーを押し付けるように診断モータを兼ねるアシストモータを駆動して前記トルクセンサの異常を診断するようにしたことを特徴とするトルクセンサの故障診断方法。 In the torque sensor failure diagnosis method according to claim 1,
A torque sensor for detecting an input operation force to a select lever connected to the automatic transmission range position switching device;
An operation position detecting means for detecting an operation position of the select lever;
An assist motor that outputs an assist force to assist the driver's operating force to the select lever;
An assist force control means for outputting a control command for changing the assist force to the assist motor based on the detected input operation force and operation position;
In an automatic transmission select assist device having
A torque sensor characterized in that an abnormality of the torque sensor is diagnosed by driving an assist motor that also serves as a diagnostic motor so as to press the select lever from the P range to the elastic portion from the P range. Fault diagnosis method.
自動変速機のレンジ位置切り換え装置と連結させずに連動させるセレクトレバーへの入力操作力を検出するトルクセンサと、
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、
前記レンジ位置切り換え装置のレンジ位置を検出するレンジ位置検出手段と、
前記セレクトレバーに適度な操作抵抗と節度感を与える抵抗感発生モータを備えた操作感発生手段と、
前記レンジ位置切り換え装置のレンジ位置を切り換える切換アクチュエータと、
検出された入力操作力と操作位置にもとづいて、抵抗感発生モータに対して抵抗力を変化させる制御指令を出力し、且つ操作位置とレンジ位置にもとづいて、切換アクチュエータに対してレンジ位置を切り換えさせる制御指令を出力する制御手段と、
を有する自動変速機のセレクト装置において、
前記可動範囲端部をPレンジとし、Pレンジから弾性部にセレクトレバーを押し付けるように診断モータを兼ねる抵抗感発生モータを駆動して前記トルクセンサの異常を診断するようにしたことを特徴とするトルクセンサの故障診断方法。 In the torque sensor failure diagnosis method according to claim 1,
A torque sensor that detects an input operation force to a select lever that is interlocked without being connected to a range position switching device of an automatic transmission;
An operation position detecting means for detecting an operation position of the select lever;
Range position detection means for detecting the range position of the range position switching device;
Operation feeling generating means including a resistance generation motor that gives the select lever a suitable operation resistance and moderation,
A switching actuator for switching the range position of the range position switching device;
Based on the detected input operation force and operation position, a control command for changing the resistance force is output to the resistance-sensing motor, and the range position is switched for the switching actuator based on the operation position and the range position. Control means for outputting a control command to be
In the automatic transmission select device having
The end of the movable range is a P range, and a resistance generation motor that also serves as a diagnosis motor is driven so as to press a select lever from the P range to an elastic portion, thereby diagnosing an abnormality of the torque sensor. Torque sensor failure diagnosis method.
前記トルクセンサの異常診断の際のセレクトレバーの移動量を前記操作位置検出手段により検出し、
同移動量から前記弾性部の変形量を算出し、
弾性部の変形量に対する弾性力の特性からトルクセンサで検出されるべき予定のトルクを算出するようにしたことを特徴とするトルクセンサの故障診断方法。 In the torque sensor failure diagnosis method according to claim 2 or claim 3,
The operation position detecting means detects the amount of movement of the select lever at the time of abnormality diagnosis of the torque sensor,
Calculate the amount of deformation of the elastic part from the amount of movement,
A torque sensor failure diagnosis method characterized in that a torque to be detected by a torque sensor is calculated from a characteristic of elastic force with respect to a deformation amount of an elastic part.
前記トルクセンサの異常診断を操作系への入力がない状態で行うようにしたことを特徴とするトルクセンサの故障診断方法。 In the torque sensor failure diagnosis method according to claim 1,
An abnormality diagnosis method for a torque sensor, wherein abnormality diagnosis of the torque sensor is performed in a state where there is no input to an operation system.
前記操作位置検出手段の操作位置から操作速度を検出し、操作速度から前記セレクトレバーが停止していると判断すると前記トルクセンサの異常診断を行うようにしたことを特徴とするトルクセンサの故障診断方法。 In the torque sensor failure diagnosis method according to claim 2,
Torque sensor failure diagnosis characterized in that an operation speed is detected from an operation position of the operation position detection means, and an abnormality diagnosis of the torque sensor is performed when it is determined from the operation speed that the select lever is stopped. Method.
前記トルクセンサの出力値からセレクトレバーが停止していると判断すると前記トルクセンサの異常判断を行うようにしたことを特徴とするトルクセンサの故障診断方法。
In the torque sensor failure diagnosis method according to claim 2,
6. A torque sensor failure diagnosis method according to claim 1, wherein when the selection lever is determined to be stopped from the output value of the torque sensor, an abnormality determination of the torque sensor is performed.
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JP2006112442A (en) * | 2004-10-12 | 2006-04-27 | Nissan Motor Co Ltd | Failure determination method for electric assist device |
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