JP2006077819A - 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を制御するコントローラ３に、セレクトレバー１１の操作位置から目標弾性変位量を設定する目標位置偏差設定部３４と、弾性変位量が所定の駆動閾値以上となるとアシストアクチュエータ２の駆動を許可するモータ駆動許可部３１と、弾性変位量を目標弾性変位量に追従させるように駆動指令値を演算するモータトルク指令値演算部３５を備えた。
【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、前記セレクトレバーに連結した第１連結部材と、前記セレクト位置切換装置に連結した第２連結部材と、弾性変位限界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弾性連結機構と、を有する構成とし、前記弾性連結機構の弾性変位量を検出する弾性変位量検出手段を設け、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を設け、前記第２連結部材に設定したアシストアクチュエータを、弾性変位限界内の中立状態を保持するように制御するアシスト制御手段を設け、前記アシスト制御手段は、前記セレクトレバーの操作位置から目標弾性変位量を設定する目標弾性変位量設定手段と、弾性変位量が所定の駆動閾値以上となると前記アシストアクチュエータの駆動を許可する駆動許可手段と、弾性変位量を前記目標弾性変位量に追従させるように駆動指令値を演算する駆動指令値演算手段と、を備えることを特徴とする。

なお、請求項１における「弾性変位限界」は、弾性体の弾性限界と、機構的に弾性変位を制限したことによる変位限界とのいずれであってもよいものとする。

本発明では、セレクトレバーとセレクト位置切換装置の機械的連結を保持しつつ、ドライバのセレクトレバーの操作に応じて自動変速機のセレクト位置切換装置の切り換えを制御駆動で行うことにより、フェール時のレンジ切り換え操作の確保と、セレクトレバーの小型化によるレイアウト自由度の拡大を共に達成できる。

また、弾性変位限界内で中立状態を保持することによって、通常の操作状態では、自動変速機側の作動のための力をセレクトレバーが全く必要としないようにして良好な軽い操作フィーリングを実現でき、且つ通常の操作の際に遊び量がなくなることによる操作の違和感を生じないようにできる。

以下に、本発明の自動変速機のセレクトアシスト装置を実現する実施の形態を、実施例に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。

図１は実施例１の自動変速装置の構成を示す側面図、図２はセレクト部の細部構造を示す要部斜視図である。

実施例１の自動変速装置は、図１に示すように、セレクト部１、アシストアクチュエータ２、コントローラ３、コントロールケーブル４、自動変速機５を主要な構成としている。

セレクト部１は、セレクトレバー１１、セレクトノブ１２、第１回転部１３（第１連結部材に相当する）、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。さらに、遊び溝１３１の内部には、突起１７１を中点位置に向かって両側から付勢するようにバネ１３２を設ける。遊び溝１３１の端部には、バネ１３２の端部を取り付ける部分と突起１７１の当接部分とを分けるように段差を設けて、バネ１３２が座屈を生じる前に突起１７１が遊び溝１３１の端部に当接する構造にしておく（図９参照）。また、突起１７１が遊び溝１３１の端部に当接した際の引っ張り側の変位量に対して、バネは弾性範囲内となるよう設定されている。

これにより、第１回転部１３と第２回転部１７の相対回転可能な範囲は遊び溝１３１の間を突起１７１が移動でき、弾性変位をバネ１３２に生じる範囲となる。（第１回転部１３の遊び溝１３１と第２回転部１７の突起１７１、バネ１３２で弾性連結機構を構成する）
このバネ１３２は、操作反力を生成するとともに、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。

アシストアクチュエータ２は電動モータであり、その出力軸には、ウォーム２１を設けて、ウォームホイール１６と係合させてウォームギアを構成し、アシストアクチュエータ２により第２回転部１７を回転駆動させる構造にする。さらに、支点軸１９には、第１回転部１３と第２回転部１７の相対変位量、つまりバネ１３２の弾性変位量を検出する位置センサ６（弾性変位量検出手段に該当する）を設ける。また、位置センサ６の内部、もしくは一体的に、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を設ける。

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、つまりバネ１３２の弾性変位量となる。この弾性変位量は位置センサ６で検出され、コントローラ３へ出力される。

また、セレクトレバー１１のストローク変化は、例えばＰレンジ相当位置を基準として、位置センサ６１で検出され、コントローラ３へ出力される。

モータ駆動許可部３１は、位置センサ６からの弾性変位量と駆動閾値を比較し、弾性変位量が駆動閾値以上となる場合に、駆動許可信号を出力する。また、位置センサ６１からの操作位置によって、Ｌレンジ位置からＤレンジ位置への切換操作を検知すると、Ｄレンジ位置とＮレンジ位置間の駆動閾値を高くする。

目標位置偏差設定部３４は、位置センサ６１から入力されるセレクトレバー１１の操作位置から、目標位置偏差、つまり目標となる弾性変形量を設定して出力する。

モータトルク指令値演算部３５は、目標位置偏差と弾性変形量の偏差にゲインに対応する（例えばゲインを乗じる）モータの駆動制御指令を演算して出力する。

モータ駆動制御部３２は、制御指令値に基づいて、アシストアクチュエータ２の電動モータを駆動する。

次に、自動変速機５のディテント構造について説明する。

図４は、自動変速機５のディテント構造を示す斜視図である。

制御アーム５１には回転シャフト５２が設けられ、この回転シャフト５２にディテントプレート５３が支持されている。ディテントプレート５３の上端には、カム山５３ａの間に５つのレンジ（Ｐ・Ｒ・Ｎ・Ｄ・Ｌ）に対応した谷部５３ｂが形成されている。そして、この谷部５３ｂにバネ板５４の先端に形成されたディテントピン５５を係合させ、選択されたセレクト位置を保持することにより、車両の振動等に起因する意図しないレンジセレクトを防止している。

すなわち、アシストアクチュエータ２の作動力又はセレクトレバー１１の操作力により回転シャフト５２が回動し、この回動に応じてディテントプレート５３がディテントピン５５に対して相対移動する。このとき、ディテントピン５５がカム山５３ａを乗り越えて隣のレンジに対応した谷部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１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的な流れを示すフローチャートで、以下各ステップについて説明する。

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

ステップＳ２では、読み込んだ相対位置から、相対位置の中点からの偏差を演算する。

ステップＳ３では、相対位置の中点からの偏差から、モータトルク指令値を設定する。

ステップＳ４では、モータトルク指令値に従ってアシストアクチュエータ２の電動モータを駆動する。

［自動変速機の操作反力特性］
図６は、Ｐ→Ｒレンジ方向におけるアシストアクチュエータ２の出力軸に発生する操作反力、及び連結状態においてセレクトノブ１２に発生する操作反力を示す特性図である。この操作反力特性は、出力軸における操作反力[N]及びセレクトレバー１１における操作反力[N]をセレクトレバー１１の操作位置（ストローク角度）と対比させたものである。

なお、セレクトレバー１１の操作力が自動変速機５へ伝達される場合には、セレクトレバー１１における操作反力は、上述したセレクト部１におけるディテントで発生する負荷力に機構の摩擦力等を合成したものである。よって、レンジ切り換え制御中、レンジ切り換え操作を行う場合には、この操作反力以上の手動操作を必要とする。

また、アシストアクチュエータ２の電動モータの出力軸における操作反力は、上述した自動変速機５のディテントで発生する負荷力に、コントロールケーブル４の摩擦力、電動モータのイナーシャ等を合成したものである。よって、アシストアクチュエータ２によるレンジ切り換えは、この操作反力以上の駆動力が必要となる。

図６に示すように、セレクトレバー１１をＰ→Ｒレンジ方向に操作したときに発生する操作反力は、各レンジ間において、初めに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が、カム山５３ａ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がカム山５３ａを乗り越えるまでは、バネ板５４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がカム山５３ａを乗り越えた後は、ディテントピン５５が次のカム山５３ａ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。

［セレクトレバーの操作反力生成の目標値について］
図１１は、目標位置偏差設定部３４でテーブルデータとして用いられる目標位置偏差マップである。この目標偏差位置は、ディテント力の特性に相似し、P,R,N,D,Lの各レンジ位置で０となるよう設定されている。

［自動変速機のレンジ切り換え制御及びセレクトレバーの反力生成について］
実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置では、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弾性変位量を生じていない状態となっている（図８(a)参照）。

この状態から、例えばセレクトレバー１１を操作し始めると、この遊び溝１３１と突起１７１の相対位置変位量が変化し、弾性変位量の変化を生じる。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。この弾性変位量の変化は、位置センサ６で検出される。一方、セレクトレバー１１の操作位置により目標位置偏差設定部３４でその操作位置に応じた目標偏差が設定される。モータ駆動許可部３１により、駆動が許可されていれば、目標に対する弾性変位量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、中点近傍に復帰し、弾性変位量を生じない状態となる。

つまり、目標位置偏差設定部３４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。

よって、バネ１３２により生成され、セレクトレバー１１に伝達される操作反力は、操作前半で作動角に対して操作角が先行することにより生じる弾性変位量に応じた力が伝達され、操作後半では、操作角に対して操作角が先行することにより生じる力が伝達される。つまり、図７(b)に示すように図８の自動変速機のディテント力に相似し、自動変速機よりも小さい操作反力が得られるようにしている。これにより軽い操作の際に良好な節度感（切り換わり感）得る。

［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。つまり弾性変位量が生じない状態に保たれるため、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、バネ１３２で生成されることになる。よって、バネ１３２の設定により、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、バネ１３２が弾性限界となって、遊び溝１３１の端部に突起１７１が当接する、つまり弾性連結機構における弾性変位が可能な可動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、バネ１３２が弾性限界となって遊び溝１３１の端部に突起１７１が当接する、つまり弾性連結機構における弾性変形が可能な可動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、弾性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、弾性変位の可動量がなくなり、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。

［ゲートが無いレンジ区間の誤操作について］
セレクト部１のセレクトレバー１１の支点軸１９の部分には、上記で説明していないが、図１２に示すゲートプレート５０が設けられている。ゲートプレート５０は、P・R・N・D・Lのレンジに相当する溝を有し、セレクトレバー１１には、ゲートプレート５０の溝と係合する図示しない係合部を設ける。この係合部は、溝を回転中心、つまり支点軸１９に向かう段差は移動できるようにし、逆に外径方向に外側となる段差は乗り越えられない構成にし、セレクトレバー１１には図示しないセレクトボタンを設けて、係合部が乗り越えられない溝の段差は、セレクトボタンを押した状態では、移動できる機構を設ける。各レンジ位置間におけるセレクトボタン押し操作の要、不要について、図１３に示す。

この操作においては、図１３に示すようにD→N,N→D,L→D,R→N間ではゲートがないため、つまり、セレクトボタン押し操作を不要とするため、誤操作やオーバーランが生じやすいという問題がある。この点、本実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置では、弾性変位量の駆動閾値を設けて、この課題を解決している。

［L→D操作でD→N操作閾値を上げる処理］
図１０は、コントローラ３で実行されるL→D操作でD→N操作閾値を上げる処理の流れを示すフローチャートで、以下各ステップについて説明する。

ステップＳ１１では、セレクトレバー１１の操作位置から、Ｌレンジ位置かどうかを判定し、Ｌレンジ位置であるならばステップＳ１２へ進み、Ｌレンジ位置でないならばステップＳ１１へ戻る。

ステップＳ１２では、弾性変位量がD→N操作の駆動閾値の「通常設定値」以上であるかどうかを判断し、「通常設定値」以上であるならばステップＳ１３へ進み、「通常設定値」より小さいならばステップＳ１１へ戻る。

ステップＳ１３では、D→N操作の駆動閾値を「通常設定値」から「通常設定値以上」に変更して設定する。

ステップＳ１４では、目標位置偏差設定部３４により「通常設定値以上」のデータをテーブル選択する。

ステップＳ１５では、弾性変位量に応じたモータ制御指令値を演算して、モータを駆動する。

ステップＳ１６では、セレクトレバー１１の操作位置が、Ｄレンジ位置かどうかを判定し、Ｄレンジ位置であるならばステップＳ１７へ進み、Ｄレンジ位置でないならばステップＳ１１へ戻る。

ステップＳ１７では、モータの駆動制御指令の出力を停止する。

［駆動許可について］
本実施例１では、弾性変位量が駆動閾値以上にならないと、アシストアクチュエータ２を作動させない。よって、操作意思なくセレクトレバー１１手が当たるなどでは、セレクト操作を生じないようにして誤操作を防止する。

［L→D操作について］
本実施例１においては、通常では、図５に示す制御処理が基本的に行われており、特定の条件による割り込み処理等により該当する状態となると図１０の処理が行われるものとする。

図１０の処理では、操作位置がＬレンジ位置になり、Ｌレンジ位置からの駆動閾値を超えると、D→N間の駆動閾値を高くする（ステップＳ１１〜Ｓ１３）。

まず、この処理を行わない場合について、図１４(a)を参照して説明する。まず、セレクト操作位置がＬレンジ位置で停留している状態から、Ｄレンジ位置に向かってセレクト操作が行われると、弾性変位量が駆動閾値を越え、アシストアクチュエータ２が駆動し、操作角に作動角が追従する制御が行われる。ゲートが存在しないことによって、操作位置（手）はＤレンジ位置に対して勢いで行き過ぎる。すると、Ｄレンジ位置において、弾性変位量が駆動閾値を越えて、駆動許可されＮレンジまで操作されてしまうという、誤操作が発生する。

本実施例１において、上記D→N間の駆動閾値を高くする処理を行う場合について、図１４(b)を参照して説明する。

Ｌレンジ位置に停留している状態から、Ｄレンジ位置に移動する際に弾性変位が生じ、駆動閾値を越えると、D→N間の駆動閾値を高くする。すると、Ｄレンジ位置にセレクト操作位置が到達した際に、操作位置（手）は勢いで行き過ぎるが、駆動閾値を高くしたためモータ駆動許可部３１は、Ｄレンジ位置からＮレンジ位置へ向かうアシストアクチュエータ２の駆動を許可しない。よって、バネ１３２に弾性変位のみが生じることになり、バネ１３２の付勢力によりＤレンジ位置のセレクトレバー１１の停留点に戻ることになる。

よって、ゲートによる操作制限のないレンジ位置範囲において、L→D操作の際、D→N操作を誤操作してしまうことの防止となる。

このようにゲートによる操作制限のないレンジ位置間において、駆動閾値を高くすれば、操作意思のないセレクト操作の防止となる。

なお、操作意思がある場合には、さらに強い操作力が加えられ、弾性変位量が高く変更した駆動閾値を越えて、アシストアクチュエータ２が駆動される。

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は弾性変位する可動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、弾性変位する可動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、バネ１３２の係合により弾性連結状態と連結状態とを設け、限界弾性範囲内で中立状態を保持するため、通常の操作の際に弾性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、通常の状態を弾性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バネ１３２で生じさせることができる。

また、実施例１においては、弾性連結状態の限界弾性範囲内の可動量を有するため、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ほとんど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。

本実施例１では、さらにバネ１３２の弾性変位量を間接的に位置センサ６で検出し、セレクトレバー１１の操作位置を位置センサ６１で検知し、アシストアクチュエータ２を制御するコントローラ３に、セレクトレバー１１の操作位置から目標弾性変位量を設定する目標位置偏差設定部３４と、弾性変位量が所定の駆動閾値以上となるとアシストアクチュエータ２の駆動を許可するモータ駆動許可部３１と、弾性変位量を目標弾性変位量に追従させるように駆動指令値を演算するモータトルク指令値演算部３５を備えるため、上記において、図８を参照して説明したように、セレクトレバー１１を操作した際に、限界弾性範囲内であれば操作力は、バネ１３２の弾性変位量を変化させるのみとなる。言い換えて説明すれば、自動変速機５のディテント力に対して、軽い操作を行うようにしたセレクト部１では、操作力は限界弾性範囲では、バネ１３２の弾性変位量を変化させるのみとなり、第１回転部１３と第２回転部１７の相対変位を検出すると、それは弾性変位量を検出したことになる。このようにして検出した弾性変位量が所定の駆動閾値に達しなければ、アシストアクチュエータ２の駆動が許可されないため、誤操作が防止できる。

(2)操作を追加して特定のレンジ位置間の移動操作を行うようにしたセレクトボタンを設け、セレクトボタン押しが無い、つまりゲートによる操作制限が無いレンジ位置間の駆動閾値を高く設定したため、ゲートによる操作制限のないレンジ位置区間における誤操作が防止できる。

(5)Ｌレンジ位置からＤレンジ位置への切り換え操作を検知すると、Ｄレンジ位置とＮレンジ位置間の駆動閾値を高く設定するため、L→Dの操作の際にD→Nへのオーバーランを防止できる。

実施例２は、R→N操作の際に、Ｎレンジ位置とＤレンジ位置間の駆動閾値を高くした例である。すなわち、モータ駆動許可部３１において、R→N操作を検出すると、Ｎレンジ位置とＤレンジ位置間の駆動閾値を高くする。その他構成は、実施例１と同様であるので、説明を省略する。

作用を説明する。

［R→N操作でN→D操作閾値を上げる処理］
図１５は、コントローラ３で実行されるR→N操作でN→D操作閾値を上げる処理の流れを示すフローチャートで、以下各ステップについて説明する。

ステップＳ２１では、セレクトレバー１１の操作位置から、Ｒレンジ位置かどうかを判定し、Ｒレンジ位置であるならばステップＳ２２へ進み、Ｒレンジ位置でないならばステップＳ２１へ戻る。

ステップＳ２２では、弾性変位量がN→D操作の駆動閾値の「通常設定値」以上であるかどうかを判断し、「通常設定値」以上であるならばステップＳ２３へ進み、「通常設定値」より小さいならばステップＳ２１へ戻る。

ステップＳ２３では、N→D操作の駆動閾値を「通常設定値」から「通常設定値以上」に変更して設定する。

ステップＳ２４では、目標位置偏差設定部３４により「通常設定値以上」のデータをテーブル選択する。

ステップＳ２５では、弾性変位量に応じたモータ制御指令値を演算して、モータを駆動する。

ステップＳ２６では、セレクトレバー１１の操作位置が、Ｎレンジ位置かどうかを判定し、Ｎレンジ位置であるならばステップＳ２７へ進み、Ｎレンジ位置でないならばステップＳ２１へ戻る。

ステップＳ２７では、モータの駆動制御指令の出力を停止する。

［R→N操作について］
本実施例２において、上記R→N間の駆動閾値を高くする処理を行う場合について、図１６を参照して説明する。図１３に示すように、R→N→Dの操作においても、ゲートによる操作制限がなく、オーバーランを生じやすいという問題がある。本実施例２においては、操作がＲレンジ位置に停留している状態から、Ｎレンジ位置へ移動する際に弾性変位が生じ、駆動閾値（通常設定値）を越えると、N→D間の駆動閾値を高くする（通常設定値→通常設定値以上）。

よって、R→N操作の際に、N→D間の駆動閾値が高くなることから、モータ駆動許可部３１は、N→Dへアシストアクチュエータ２を駆動しない。すると、操作位置（手）は勢いで行き過ぎるが、アシストアクチュエータ２が駆動しないため、バネ１３２に弾性変位が生じるのみとなり、バネ１３２の付勢力でＮレンジ位置の停留点へ戻ることになる。よって、R→N操作の際、N→D操作を誤操作してしまうことの防止となる。

なお、操作意思がある場合には、さらに強い操作力が加えられ、弾性変位量が高く変更した駆動閾値を越えて、アシストアクチュエータ２が駆動される。

効果を説明する。実施例２の自動変速機のセレクトアシスト装置においては、上記(1),(2)の効果に加えて、以下の効果を有する。

(6)Ｒレンジ位置からＮレンジ位置への切り換え操作を検知すると、Ｎレンジ位置とＤレンジ位置間の駆動閾値を高く設定するため、R→N操作の際に、Ｄレンジ位置へのオーバーランを防止できる。

実施例３は、レンジ位置への停留時間の長いほどそのレンジ位置からの駆動閾値を高くした例である。すなわち、モータ駆動許可部３１において、停留時間を計測し、停留時間に応じて駆動閾値を変更する。その他構成は実施例１と同様であるので説明を省略する。

作用を説明する。

［停留時間に応じた駆動閾値の変更処理］
図１７は、コントローラ３で実行される停留時間に応じた駆動閾値の変更処理の流れを示すフローチャートで、以下各ステップについて説明する。

ステップＳ３１では、アシストアクチュエータ２が駆動停止状態かどうかを判断し、駆動停止状態であるならばステップＳ３２へ進み、駆動状態であるならばステップＳ３１へ戻る。

ステップＳ３２では、タイマー３のカウントをスタートさせる。

ステップＳ３３では、弾性変位と駆動閾値との比較による駆動許可がされたかどうかを判断し、駆動許可の場合にはステップＳ３４へ進み、不許可の場合にはステップＳ４７へ進む。

ステップＳ３４では、タイマー１のカウントをスタートさせる。

ステップＳ３５では、駆動許可がされたかどうかを判断し、駆動許可の場合にはステップＳ３６へ進み、不許可の場合にはステップＳ３８へ進む。

ステップＳ３６では、タイマー１が所定値１に達したかどうかを判断し、達したならばステップＳ３７へ進み、達しないならばステップＳ３４へ戻る。

ステップＳ３７，Ｓ３８では、タイマー１のカウントをクリアする。

ステップＳ３９では、駆動閾値を通常より低くする。

ステップＳ４０では、タイマー２のカウントをスタートする。

ステップＳ４１では、駆動許可がされたかどうかを判断し、駆動許可の場合にはステップＳ４２へ進み、不許可の場合にはステップＳ４３へ進む。

ステップＳ４２では、タイマー２のカウントをクリアしてステップＳ４０へ戻る。

ステップＳ４３では、タイマー２が所定値２に達したかどうかを判断し、達したならばステップＳ４４へ進み、達しないならばステップＳ４１へ戻る。

ステップＳ４４では、駆動閾値を通常の値に戻す。

ステップＳ４５では、タイマー２のカウントをクリアする。

ステップＳ４６では、タイマー３のカウントをクリアする。

ステップＳ４７では、タイマー３が所定値３に達したかどうかを判断し、達したならばステップＳ４８へ進み、達しないならばステップＳ３３へ戻る。

［停留時間に応じて駆動閾値を変更する作用］
(a)停留時間が長い場合
レンジ位置への停留時間が長い場合には、次のレンジ位置への操作がないため、弾性変位量が駆動閾値に達することなく時間が経過する。実施例３では、この時間の経過をタイマー３でカウントし、所定値３に達すると次レンジ位置への駆動閾値を高くする(ステップＳ３３→Ｓ４７→Ｓ４８)。つまり、同じレンジ位置に停留している時間が長い場合、操作者の操作意思がそのレンジ位置にあると判断し、そのレンジ位置からの駆動閾値を高くする。よって、レンジ操作意思なくセレクトレバー１１を持つような行為に対し、操作意思に沿った制御となる。

また、連続的に、例えばP→R→N→Dと操作する際には、Ｐレンジ位置からの駆動閾値のみを高くすることで、Ｐレンジ位置を保ちやすくし、誤操作を防止する。

(b)停留時間が短い場合
停留時間が短く、Ｄレンジ位置とＮレンジ位置が頻繁に繰り返される場合を例として、図１８を参照して以下に説明する。

まず、最初のD→N操作の際に、弾性変位量が駆動閾値を越えるとステップＳ３４の処理によりタイマー１がカウントスタートする。頻繁な次のN→D操作によりタイマー１が所定値１に達する前に、弾性変位量が駆動閾値を越えて駆動許可状態になる。すると、ステップＳ３５からステップＳ３８〜Ｓ４６の処理へ移行し、タイマー２でのカウントが所定値２に達するまでＤレンジ位置とＮレンジ位置間の駆動閾値が低くなり、Ｄレンジ位置とＮレンジ位置を頻繁に切り換える操作意思に沿った制御となる。

効果を説明する。実施例３の自動変速機のセレクトアシスト装置においては、上記(1)の効果に加えて、以下の効果を有する。

(4)レンジ位置への停留時間が長いほど、停留したレンジ位置から他のレンジ位置への駆動閾値を高く設定したため、操作意思に反する誤操作を防止でき、操作意思が頻繁な場合に操作しやすくすることができ、操作意思に沿って良好な操作感を実現できる。このように、操作意思を考慮した制御となることは、軽い操作と適度な節度感による操作フィーリングをさらに良好にするものである。

また、実施例１〜実施例３を通じて、以下の効果を有する。

(3)Ｄレンジ位置とＮレンジ位置間における駆動閾値を他のレンジ位置間よりも高く設定したため、例えば通常走行時にＤレンジ位置からＮレンジ位置へ操作意思なく切り換えられることを防止でき、また例えば信号待ちの状態でＮレンジ位置からＤレンジ位置へ操作意思なく切り換えられることを防止できる。

（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３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。

弾性機構及び両連結部材については、例えば、弾性機構の突起にコントロールケーブルの端部を連結し、第２回転部、アシストアクチュエータを自動変速機側に設けるようにしてもよく、また、コントロールケーブルの途中をピストン・シリンダのように遊びのある接続にし、内部において弾性体で接続した構成にし、コントロールケーブルの途中にメカリンクを設けてアシストアクチュエータでケーブルを駆動できるようにしてもよい。

また、弾性機構の弾性体については、ばねに限定しない。例えば、ピストン・シリンダの遊びを有する構造の内部に弾性体を封入したものでもよい。

第１実施例の自動変速機の構成を示す側面図である。 アクチュエータの細部構造を示す要部斜視図である。 コントロールユニットの制御ブロック図である。 自動変速機のディテントの構造を示す斜視図である。 コントロールユニットで実行されるレンジ切り換え制御処理の流れを示すフローチャートである。 Ｐ→Ｒレンジ方向においてセレクトレバーに発生する操作反力を示す特性図である。 Ｐ→Ｒレンジへの操作におけるセレクトレバーの操作角とアクチュエータの作動角、及び相対位置の特性を示す説明図である。 セレクトレバーの操作とアクチュエータの動作を示す説明図である。 弾性連結機構の説明図である。 L→D操作でD→N操作閾値を上げる処理の流れを示すフローチャート図である。 テーブルデータとして用いられる目標位置偏差マップを示す説明図である。 ゲート機構の説明図である。 セレクト操作におけるセレクトボタン押し操作の要・不要区間の説明図である。 L→D操作でD→N操作閾値を上げる状態を示すタイムチャートである。 実施例２におけるR→N操作でN→D操作閾値を上げる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R→N操作でN→D操作閾値を上げる状態を示すタイムチャートである。 実施例３における停留時間に応じた駆動閾値の変更処理の流れを示すフローチャート図である。 実施例３における頻繁なDN間操作で閾値を下げる状態を示すタイムチャートである。

符号の説明

１ セレクト部
１１ セレクトレバー
１２ セレクトノブ
１３ 第１回転部
１３１ 溝
１３２ バネ
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 モータ駆動許可部
３２ モータ駆動制御部
３４ 目標位置偏差設定部
３５ モータトルク指令値演算部
４ コントロールケーブル
５ 自動変速機
５１ 制御アーム
５２ 回転シャフト
５３ ディテントプレート
５３ａ カム山
５３ｂ 谷部
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
５０ ゲートプレート

Claims (6)

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、前記セレクトレバーに連結した第１連結部材と、前記セレクト位置切換装置に連結した第２連結部材と、弾性変位限界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弾性連結機構と、を有する構成とし、
   前記弾性連結機構の弾性変位量を検出する弾性変位量検出手段を設け、
   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を設け、
   前記第２連結部材に設定したアシストアクチュエータを、弾性変位限界内の中立状態を保持するように制御するアシスト制御手段を設け、
   前記アシスト制御手段は、
   前記セレクトレバーの操作位置から目標弾性変位量を設定する目標弾性変位量
   設定手段と、
   弾性変位量が所定の駆動閾値以上となると前記アシストアクチュエータの駆動を許可する駆動許可手段と、
   弾性変位量を前記目標弾性変位量に追従させるように駆動指令値を演算する駆動指令値演算手段と、
   を備えることを特徴とする自動変速機のセレクトアシスト装置。
2. 請求項１記載の自動変速機のセレクトアシスト装置において、
   操作を追加して特定のレンジ位置間の移動操作を行うようにした誤操作防止手段を設け、
   前記操作防止手段を設けていないレンジ位置間の前記駆動閾値を高く設定した、
   ことを特徴とする自動変速機のセレクトアシスト装置。
3. 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、
   Ｄレンジ位置とＮレンジ位置間における前記駆動閾値を他のレンジ位置間よりも高く設定した、
   ことを特徴とする自動変速機のセレクトアシスト装置。
4. 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、
   レンジ位置への停留時間が長いほど、停留したレンジ位置から他のレンジ位置への前記駆動閾値を高く設定した、
   ことを特徴とする自動変速機のセレクトアシスト装置。
5. 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、
   Ｌレンジ位置からＤレンジ位置への切り換え操作を検知すると、Ｄレンジ位置とＮレンジ位置間の前記駆動閾値を高く設定する、
   ことを特徴とする自動変速機のセレクトアシスト装置。
6. 請求項１又は請求項５に記載の自動変速機のセレクトアシスト装置において、
   Ｒレンジ位置からＮレンジ位置への切り換え操作を検知すると、Ｎレンジ位置とＤレンジ位置間の前記駆動閾値を高く設定する、
   ことを特徴とする自動変速機のセレクトアシスト装置。

Images