JP2006194420A - 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】 コントローラ３は、操作位置がセレクト停留位置とセレクト停留位置の間の中間位置で止まっていることを判定する中間停止判定部３５と、操作位置から作動位置の目標位置を設定し、かつ中間停止状態を通常の状態にする目標位置設定部３４と、作動位置が目標位置に近づくよう駆動指令値を演算する駆動指令値演算部３２とを備えた。
【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、セレクトレバーに連結した第１連結部材と、前記セレクト位置切換装置に連結した第２連結部材と、限界量までの相対変位を許容しつつ前記両連結部材を連結する相対変位許容連結機構と、を有する構成とし、かつ、前記アシストアクチュエータを第２連結部材に設定し、前記アシストアクチュエータの駆動を制御するアシスト制御手段を設け、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、前記セレクト位置切換装置の作動位置を検出する作動位置検出手段を設け、前記アシスト制御手段は、前記操作位置が、セレクト停留位置とセレクト停留位置の間の中間位置で止まっていることを判定する中間停止判定手段と、前記操作位置から作動位置の目標位置を設定する目標位置設定手段と、前記作動位置が目標位置に近づくよう駆動指令値を演算する駆動指令演算手段と、中間停止状態を通常の状態にする中間停止排除手段とを備えることを特徴とする。

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

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

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

実施例１の自動変速装置は、図１に示すように、セレクト部１、アシストアクチュエータ２、コントローラ３、コントロールケーブル４、自動変速機５を主要な構成としている。
セレクト部１は、セレクトレバー１１、セレクトノブ１２、第１回転部１３（第１連結部材に相当する）、チェック機構部１４、ウォームホイール１６、第２回転部１７（第２連結部材に相当する）、ケーブル取付レバー１８、支点軸１９からなる。
セレクトレバー１１は、運転席から操作可能な位置に設けられ、セレクトレバー１１の先端には、セレクト操作時にドライバが把持するためのセレクトノブ１２が付設されている。セレクトレバー１１は、第１回転部１３に取り付けられ、第１回転部１３は支点軸１９を中心に回動操作される。結果的にセレクトレバー１１は、回動操作可能となる。セレクトレバー１１は、従来の一般的なセレクトレバーよりも250mm短い100mmに設定されている。

さらに、支点軸１９には、回転自在に第２回転部１７を設ける。第２回転部１７は、第１回転部１３と同軸となるが、相対回転可能な構造にする。
第２回転部１７の一端側には、ウォームホイール１６を設け、このウォームホイールと反対側には、ケーブル取付レバー１８を設ける。このケーブル取付レバー１８にコントロールケーブル４の端部を取り付け、反対側の端部を自動変速機５の制御アーム５１に取り付ける。
同じ回転軸（支点軸１９）に対して相対回転が可能な第１回転部１３と第２回転部１７において、第１回転部１３には、円周方向に対して所定の長さである遊び溝１３１を設ける。第２回転部１７には、遊び溝１３１内に位置するよう突起１７１を設ける。これにより、第１回転部１３と第２回転部１７の相対回転は遊び溝１３１の間を突起１７１が移動できる範囲となる。（第１回転部１３の遊び溝１３１と第２回転部１７の突起１７１で相対変位許容連結機構である遊び連結機構を構成する）

アシストアクチュエータ２は電動モータであり、その出力軸には、ウォーム２１を設けて、ウォームホイール１６と係合させてウォームギアを構成し、アシストアクチュエータ２により第２回転部１７を回転駆動させる構造にする。さらに、支点軸１９の部分には、固定部材に対する第１回転部１３のストローク角度、つまりセレクトレバー１１の操作角度を検出する位置センサ６１（操作位置検出手段に相当する）を設ける。さらに支点軸１９の部分には、固定部材に対する第２回転部１７のストローク角度、つまり、コントロールケーブル４を介して自動変速機５の制御アーム５１の回転位置を検出する位置センサ６２（作動位置検出手段に相当する）を設ける。位置センサ６１と位置センサ６２とで相対変位量が検出される。
さらに、第１回転部１３のセレクトレバー１１の反対側には、チェック機構部１４を設けている。チェック機構部１４は、第１回転部１３から外周側に突出させたピン１４１と、ピン１４１に係合する溝部１４２からなる。ピン１４１は詳細には図示しないが内部から先端を突出方向にバネで付勢する構造である。このピン１４１の先端を溝部１４２に係合させる。溝部１４２は、５つのレンジ（P・R・N・D・L）に対応した谷部１４２ａを形成するよう波形状にしたものである（図には、省略して４つの溝を示している）。このチェック機構部１４により、選択されたセレクト位置が保持されるようにし、操作を伴わない例えば車両の振動等に起因する意図しないレンジセレクトの入力を防止する。

また、コントローラ３の外部には、ドライバに警報を行う警報部７２（警報手段に相当する）を設ける。なお、ドライバへの警報は、音や、表示、振動などのいずれであってもよい。

コントローラ３（アシスト制御手段に該当する）は、検出された相対位置に基づいて、アシストアクチュエータ２の指令値を設定し、電動モータの出力デューティ比をＰＷＭ制御する。
図３にコントローラ３の制御ブロック図を示す。
セレクト部１において、レンジ切り換え操作されたセレクトレバー１１のストローク変化は、第１回転部１３と第２回転部１７の相対回転変化となり、遊び溝１３１と突起１７１との相対変位量の変化となる。第１回転部１３の回転変位は、セレクトレバー１１のストローク変化として、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。第２回転部１７の回転変位は、位置センサ６２で検出され、コントローラ３へ出力される。よって、位置センサ６１と位置センサ６２の回転位置偏差が相対変位量となる。

相対変位量演算部３１は、位置センサ６１からの操作位置と、位置センサ６２からの作動位置から、相対変位量を演算する。

駆動指令値演算部３２（駆動指令設定手段に相当する）は、目標位置と操作位置が一致する通常の制御においては、相対変位量を小さくするよう駆動指令値を演算し、操作位置と異なる目標位置が設定される場合には、目標位置に近づくよう駆動指令値を演算する。

モータ駆動制御部３３は、駆動指令値に従って、アシストアクチュエータを駆動する。

目標位置設定部３４（中間停止排除手段と目標位置設定手段に相当する）は、操作位置から目標位置を設定する。中間停止判断時には、中間停止時点の操作位置に近いセレクト停留位置を操作位置に設定する。

中間停止判定部３５（中間停止判定手段に相当する）は、操作位置と作動位置から、操作位置が中間停止しているかどうかを判定する。判定結果は、目標位置設定部３４とコントローラ３の外部に設けた警報部７２に出力される。

次に、自動変速機５のディテント構造について説明する。
図４は、自動変速機５のディテント構造を示す斜視図である。
制御アーム５１には回転シャフト５２が設けられ、この回転シャフト５２にディテントプレート５３が支持されている。ディテントプレート５３の上端には、カム山５３ａの間に５つのレンジ（Ｐ・Ｒ・Ｎ・Ｄ・Ｌ）に対応した谷部５３ｂが形成されている。そして、この谷部５３ｂにバネ板５４の先端に形成されたディテントピン５５を係合させ、選択されたセレクト位置を保持することにより、車両の振動等に起因する意図しないレンジセレクトを防止している。

すなわち、アシストアクチュエータ２の作動力又はセレクトレバー１１の操作力により回転シャフト５２が回動し、この回動に応じてディテントプレート５３がディテントピン５５に対して相対移動する。このとき、ディテントピン５５がカム山５３ａを乗り越えて隣のレンジに対応した谷部５３ｂと係合し、係合状態がバネ板５４の弾性力により保持される。この弾性力がセレクト操作する際の主要な負荷力となる。

なお、ディテントプレート５３には、パーキングロッド５６の一端が回動自在に連結されている。このパーキングロッド５６は、セレクトレバー１１をＰレンジに移動させたとき、カム状プレート５７を介してパーキングギア５８の回転を阻止し、図外の駆動輪をロックするものである。これにより、勾配路上にＰレンジで車両を駐車したとき、勾配に応じて駆動輪をロックするように車重負荷が加わり、パーキングロッド５６を咬む力として作用する。
実施例１では、自動変速機５とセレクト部において、それぞれディテント力（チェック力）が働くようにしている。

次に作用を説明する。
［自動変速機のセレクト位置制御処理］
図５は、コントローラ３で実行されるセレクト位置制御処理の基本処理の流れを示すフローチャートである。

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

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

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

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

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

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

また、アシストアクチュエータ２の電動モータの出力軸における操作反力は、上述した自動変速機５のディテントで発生する負荷力に、コントロールケーブル４の摩擦力、電動モータのイナーシャ等を合成したものである。よって、アシストアクチュエータ２によるレンジ切り換えは、この操作反力以上の駆動力が必要となる。
図６に示すように、セレクトレバー１１をＰ→Ｒレンジ方向に操作したときに発生する操作反力は、各レンジ間において、初めにセレクトレバー１１の操作方向、又はアシストアクチュエータ２の駆動方向と逆方向（Ｄ→Ｎレンジ方向）に発生し、ピーク後に向きを変えて操作方向と同一方向（Ｐ→Ｒレンジ方向）に発生し、レンジ切り換え位置（停止位置）付近でゼロに収束した状態となる。この特性は、ディテントピン５５又はピン１４１が、カム山５３ａ又は溝部１４２のカム山を乗り越える際に発生する負荷力に起因している。すなわち、ディテントピン５５又はピン１４１がカム山５３ａ又は溝部１４２のカム山を乗り越えるまでは、バネ板５４又はピン１４１を付勢する図示しないバネの付勢力により抵抗力が発生し、ディテントピン５５又はピン１４１がカム山５３ａ又は溝部１４２のカム山を乗り越えた後は、ディテントピン５５又はピン１４１が次のカム山５３ａの溝又は溝５３ｂに落ち込んで引き込み力（慣性力）が発生するためである。

［自動変速機のレンジ切り換え制御］
実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置では、操作前の状態の例として、第１回転部１３と第２回転部１７は非連結状態であり、遊び溝１３１内において、突起１７１は相対位置が中点の位置、つまり、どちらの操作方向に対しても余裕分を有する状態となっている（図８(a)参照）。

この状態から、例えばセレクトレバー１１を操作し始めると、この遊び溝１３１と突起１７１の相対変位量が変化する。しかし、非連結状態における位置範囲内であるので、コントロールケーブル４に動きはない。この相対変位量の変化は、位置センサ６で検出され、駆動指令値演算部３２でその相対位置の偏差に応じたモータ駆動制御指令値が設定されて、アシストアクチュエータ２の電動モータが駆動される。アシストアクチュエータ２の駆動出力は、ウォーム２１によりウォームホイール１６に伝達され、第２回転部１７が回転し、コントロールケーブル４を介して自動変速機５の制御アーム５１が駆動されて自動変速機のセレクト位置が切り換えられる。

なお、第２回転部１７の回転によりコントロールケーブル４が進退することにより、遊び溝１３１と突起１７１の相対位置は、中点近傍に復帰する。
つまり、駆動指令値演算部３２の制御により相対位置変位量を、相対位置の中点近傍に保持することにより、図８(a)〜(c)に示すようにセレクトレバー１１の操作による動きに追従させて自動変速機の制御アーム５１を駆動して、セレクト位置を切り換えることになる。
この動きは、あたかもセレクトレバー１１と自動変速機５の制御アーム５１がコントロールケーブル４で接続されているかのような動きとなる。
なお、例として、ＰレンジからＲレンジに移動させる際の相対位置の変化状態を図７に示す。セレクトレバー１１に入力される角度を操作角、制御アーム５１の角度を作動角とした場合、操作角と作動角の関係は、非連結状態を保ちつつ図７に示すような状態となる。つまり、制御開始当初は、操作角に対して作動角が遅れて追従し、ディテントによる次レンジへの吸い込み力によって、制御後半は、操作角に対して作動角が先行するのである。

［操作フィーリングの向上作用］
実施例１では、上記に説明したように通常の制御が行われている場合、第１回転部１３の遊び溝１３１と、第２回転部１７の突起１７１の相対位置が中点に保たれるため、操作の途中で、第１回転部１３と第２回転部１７が機械的伝達系として接続して、そのショックがセレクトレバー１１に伝達されて操作フィーリングを低下させてしまうことがない。

これにより、実施例１における操作フィーリングは、セレクト部１のチェック機構部１４のみによって生成されることになる。よって、溝部１４２とピン１４１におけるカム山の形状、大きさ、ばねの強さ等を、従来に対して小さいセレクトレバー１１の軽い操作フィーリングを非常に良好にする構成にできるのである。

［急な坂道における発進時の操作フィーリングの向上作用と小型軽量化］
急な坂道を発進しようとしてＰレンジからＤレンジへセレクト操作する場合には、パーキングロッドを引き抜く力が大きくなるため操作力が重くなる。本実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置では、このように負荷が大きい場合には、遊び溝１３１の端部に突起１７１が当接する、つまり遊び機構における遊び量がない状態となってドライバのセレクトレバー１１へ入力される操作力が第２回転部１７、コントロールケーブル４に伝達され、これにアシストアクチュエータ２の電動モータのアシスト力を加算してパーキングロッド５６を引き抜くため、操作フィーリングとしては軽い操作となり、システムとしては、電動モータの定格を小さくできシステムの小型軽量化となる。

［急激なシフト操作における操作フィーリングの向上作用とコスト低減作用］
本実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置において、急激なセレクト操作をした場合には、遊び溝１３１の端部に突起１７１が当接する、つまり遊び機構における遊び量がない状態となってドライバのセレクトレバー１１へ入力される操作力が第２回転部１７、コントロールケーブル４に伝達され、これにアシストアクチュエータ２の電動モータのアシスト力が加算される。よって、操作フィーリングとしては軽快な操作となり、システムとしては、電動モータへの応答性の要求が緩和され、モータの定格小型化となる。

［セレクトレバーと自動変速機の制御アームの機械的連結］
さらに、実施例１において、フェール時には、セレクトレバー１１を、非連結状態の位置範囲を超えて操作すれば、その操作方向において、可動量つまり遊び量がなくなり、連結状態となって、コントロールケーブル４を介して、その操作力によって、自動変速機５の制御アーム５１を操作することができる。

[中間停止について]
チェック機構部１４は、自動変速機５のディテント機構より小さな力で、特性としては近くなるよう構成されている。そのため、セレクト停留位置の間には、その時点で止めると、どちらのセレクト停留位置にも吸い込まれず、機構の持つ静止摩擦力等により、つり合う位置のように停止してしまう中間停止が発生する。
この中間停止は、機構上、生じるものであるため、制御に関わらず発生してしまう。この中間停止の場合、ドライバは、操作したと思っていることが多い。しかし、中間停止後は、受ける力方向によりどちらのセレクト停留位置にも移動する不安定な状態である。よって、ドライバが操作したと思い込んだ場合、そのセレクト停留位置と異なるセレクト停留位置へセレクトレバーが移動した場合、アシストアクチュエータの追従する制御駆動により自動変速機のレンジ位置は、ドライバの意図するレンジ位置と異なるレンジ位置へ切り換ってしまう。これは誤操作、誤動作であり、非常に好ましくないものである。
実施例１では、中間停止を判定し、中間停止を制御により排除することで、この課題を解決している。

[中間停止の検出、排除処理]
図９は、コントローラ３で実行される中間停止の検出、排除処理の流れを示すフローチャート図であり、以下各ステップについて説明する。

ステップＳ１１では、操作位置(操作角X1)、作動位置(作動角X2)を検出する。

ステップＳ１２では、中間停止フラグが０かどうかを判断し、フラグ０であるならばステップＳ１３へ進み、フラグ１であるならばステップＳ２３へ進む。

ステップＳ１３では、操作位置がC1を超え、C2に達しない範囲にあるかどうか(C1<X1<C2)を判断し、範囲内ならばステップＳ１４へ移行し、範囲外ならばステップＳ１８へ進む。

ステップＳ１４では、経過時間を計測するT1タイマーをスタートさせる。

ステップＳ１５では、経過時間がT1に達したかどうかを判断し、T1に達したならばステップＳ１６へ進み、T1に達しないならばステップＳ１８へ進む。

ステップＳ１６では、操作位置をX1iniとして記憶し、中間停止フラグをセットする。

ステップＳ１７では、T1タイマーをクリアする。

ステップＳ１８では、目標作動位置(目標作動角tX2)を操作位置に設定する。

ステップＳ１９では、ΔX=tX2-X2、つまり、目標作動位置と実測した作動位置の差を演算する。

ステップＳ２０では、ΔX、つまり目標作動位置と実測した作動位置の差から駆動指令値を演算する。

ステップＳ２１では、中間停止フラグが１かどうかを判断し、フラグ１であるならばステップＳ２２へ進み、フラグ０であるならば処理を終了する。

ステップＳ２２では、駆動指令値を制限する。

ステップＳ２３では、A=|tX2-X1|、つまり目標作動位置と操作位置の差の絶対値を演算する。

ステップＳ２４では、Ａと前回のＡを比較し、前回のＡが大きいならばステップＳ２５へ進み、Ａが前回のＡ以上ならばステップＳ３０へ進む。

ステップＳ２５では、目標位置(tX2)を記憶されたX1iniから演算する。つまり、X1iniの操作位置に近いセレクト停留位置を目標位置に設定する。

ステップＳ２６では、|X2-tX2|<C5、つまり、作動位置と目標の作動位置の差が所定値より小さくなったかどうかを判断し、所定値より小さいならばステップＳ２７へ進み、所定値以上ならばステップＳ１８へ進む。

ステップＳ２７では、経過時間を計測するT2タイマーをスタートさせる。

ステップＳ２８では、経過時間T2が経過したかどうかを判断し、T2が経過したならばステップＳ２９へ進み、T2が経過していないならばステップＳ１９へ進む。

ステップＳ２９では、T2タイマーをクリアし、中間停止フラグをリセットする。

ステップＳ３０では、中間停止フラグをリセットする、

[中間停止の検出、排除]
実施例１において、Ｐレンジ位置からＲレンジ位置へ切り換える場合を例として説明する。Ｐレンジ位置からＲレンジ位置へ切り換える途中において、中間停止になった場合、操作角がC1とC2間となり、時間T1が経過することで、中間停止と判断される（ステップＳ１３，Ｓ１４，Ｓ１５）。
中間停止と判断された際には、中間停止フラグが１となり、その時点の操作位置がX1iniとして記憶される（ステップＳ１６）。
なお、中間停止フラグが１となることで、アシストアクチュエータ２の駆動指令値は制限され（ステップＳ２１，Ｓ２２）、中間停止の排除処理（ステップＳ２３〜Ｓ３０）へ移行する。

中間処理の排除は、ステップＳ２５において、中間停止と判断した操作位置から近いセレクト停留位置を、目標位置にする。この場合はＲレンジ位置となる。すると、図１１に示すように、アシストアクチュエータ２の駆動により第２回転部１７及び連結された制御アーム５１がＲレンジ位置へ移動する。
第２回転部１７が駆動により回転することで、第１回転部１３との遊び溝１３１と突起１７１との係合が機械的に連結した遊びのないものとなって、第１回転部１３及びセレクトレバー１１が中間停止位置から、Ｒレンジ位置に相当するセレクト停留位置へ作動位置より遅れて移動する（図１１参照）。

このように実施例１では、目標位置を近いセレクト停留位置（レンジ位置相当）に変更することにより、中間停止を排除する。
中間停止状態が排除されたことは、ステップＳ２６〜Ｓ２９の処理により、目標となったセレクト停留位置近傍の所定範囲(C5)に所定時間T2位置したことにより、判定され、中間停止フラグが０リセットされる。

[ドライバ操作の優先制御]
セレクトレバー１１が中間停止している場合、ドライバの手がセレクトレバー１１から離れている場合には、上記に説明の通り、ステップＳ２３〜Ｓ３０の処理により中間停止が排除される。
ドライバの手がセレクトレバー１１を操作中に、ドライバが手を止めることにより中間停止が発生している場合、ステップＳ２２で駆動指令値を制限していることにより、ドライバの操作を優先し、第１回転部１３と第２回転部１７の遊び分のみしか移動しないようにする。
この状態から、手が離れた場合には、図１１に示すように、制限した駆動力によって、中間停止が排除されることになる。

また、ドライバが操作中に手を止めることにより中間停止している場合、ドライバの手でセレクトレバー１１は止まっているが、上記のように、目標位置は、中間停止位置に近いＲレンジ位置へ変更され、アシストアクチュエータ２は駆動されている。よって、ドライバが中間停止の状態から、Ｒレンジ位置方向へ操作した場合には、セレクトレバー１１がＲレンジ位置に相当するアシスト停留位置へ移動し、目標位置をＲレンジ位置とした作動位置が、アシストアクチュエータ２の駆動によりＲレンジ位置へ移動する。

さらにまた、ドライバが操作中に手を止めることにより中間停止している場合、制御によりＲレンジ位置を目標位置に変更して駆動制御し、駆動指令値を制限したことにより、手でセレクトレバー１１が止まっている場合において、中間停止の排除のために目標位置としたＲレンジ位置方向と反対側のＰレンジ方向へドライバが操作した際には、ステップＳ２３，Ｓ２４の処理により、このことが検出され、ステップＳ３０の処理で中間停止フラグが０にリセットされる。

よって、通常の制御に戻るため、Ｐレンジ位置へ向かうセレクトレバー１１の操作に第２回転部１７及び制御アーム５１が追従するようアシストアクチュエータ２が駆動する。
このようにドライバの操作意思は優先される。

[警報作用]
本実施例１では、中間停止と判定した場合には、警報部７２により、中間停止と判定したことがドライバに伝達される。
これにより、ドライバがセレクトレバー１１から手を離せば、上記のようにセレクトレバー１１は中間停止排除制御により、セレクト停留位置へ移動する。また、警報に気づいたドライバが、中間停止位置からセレクトレバー１１を移動させれば、これに伴って作動位置がレンジ位置へ移動する。
このように警報を行うことによって、好ましくない中間停止の状態をより早急に排除することになる。

次に効果を説明する。
本実施の形態の自動変速機のセレクトアシスト装置にあっては、次に列挙する効果を得ることができる。
(1)セレクトレバー１１は従来のセレクトレバーよりも車室内空間への突出量が150mm程度少なく、さらに、セレクトレバー１１と制御アーム５１は遊び量を持ってコントロールケーブル４を介して連結されているため、従来品よりも車室内レイアウトの自由度が大きく、インストルメントパネル等、車室内の任意箇所にセレクトレバー１１を設定できる。
また、セレクトレバー１１と制御アーム５１がコントロールケーブル４によって、遊び量を有して機械的に連結されているため、アシストアクチュエータ２やコントローラ３がフェールした場合でも、ドライバは手動でセレクト位置を切り換えることができる。

また、第１回転部１３の遊び溝１３１、第２回転部１７の突起１７１の係合により非連結状態と連結状態とを設け、設定遊び量内で中立状態を保持するため、通常の操作の際に非連結状態から連結状態となることによる違和感を生じないようにできる。
また、実施例１においては、通常の状態を非連結状態とするため、連結状態の際に受ける後段の摩擦抵抗を受けることなく、セレクトレバー１１の小型化に合わせた軽い力で操作する良好な操作フィーリングをセレクト部１のチェック機構部１４で生じさせることができる。
また、実施例１においては、非連結状態の遊び量を有するため、セレクトレバー１１側と自動変速機５側の組付の際に互いに同期させる調整等を簡略化でき、車両への組付性を向上させることができる。

また、セレクト操作系の負荷が過大となる急な坂道での発進や急激なセレクト操作の際には、ドライバの操作力にモータのアシスト力が加わり、操作を軽快にできる。また、操作力を伝達できるために、システムとしてモータ定格の小型化やモータへの応答性要求の緩和化ができる。

さらに、本実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置におけるシフトバイワイヤシステムに対する有利な作用効果について、比較して説明する。
上記に挙げた作用効果において、(A)通常時は、手動操作力を自動変速機に伝達することなくアクチュエータの作動力によりレンジ切り換えを行う。(B)フェール時は、アクチュエータの作動力を用いることなく、手動操作力によりレンジ切り換えを行う。(C)過大な負荷が生じる場合には、手動操作力とアクチュエータの作動力を加算したものによりレンジ切り換えを行う（アシスト状態）。特に(B),(C)は、シフトバイワイヤシステムに対し有利な作用効果である。

さらに、(A)と(C)の状態も可変であることが有利である。つまり、本実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置では、走行状況に応じて、ドライバの操作力とアシストアクチュエータによるアシスト力の比率を変えることができる。例えば、走行速度が高い時にＲレンジからＰレンジにシフトしようとする場合に、モータのアシスト力を弱めることにより、ドライバの操作力を高くして（操作を重くして）フィンガータッチの誤セレクトによって車が急停止することが防止できる。このように、操作フィーリングの向上に加えて、誤セレクトの防止や、それにつながるものを抑制することが操作を重くすることで実現できるのである。

さらにシフトバイワイヤシステムと比較すると、ポテンショメータ（位置センサ）のゼロ点の経時移動や電源電圧の変動、回路入力電圧のドリフトなどの外乱に対して、シフトバイワイヤシステムでは制御系の応答性や位置決め精度が劣化しやすい。本実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置では、制御系に多少の変動があってもドライバはメカリンクを通じてその変動分を吸収して操作できるためシステムのロバスト安定性に優れている。
さらに、シフトバイワイヤシステムがシステムダウンした際には、非常用レバーを探して通常と異なる操作をする必要がありパニックに陥ったドライバには負担が大きい。本実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置では操作力が重くなるものも通常と同様のセレクト操作のまま平常心で運転を続けられる。

さらに、実施例１では、コントローラ３は、操作位置がセレクト停留位置とセレクト停留位置の間の中間位置で止まっていることを判定する中間停止判定部３５と、操作位置から作動位置の目標位置を設定し、かつ中間停止状態を通常の状態にする目標位置設定部３４と、作動位置が目標位置に近づくよう駆動指令値を演算する駆動指令値演算部３２とを備えるため、中間停止を検出して、通常の状態に戻すことができ、誤操作、誤動作が防止できる。

(2)駆動指令値演算部３２は、中間停止判定後、通常の状態になるまでの間、駆動指令値を制限するため、ドライバの操作で中間停止している場合に、ドライバの操作を優先し、ドライバの意に反してまで、駆動させないようにして、違和感が生じないようにする。また、中間停止の際にアシストアクチュエータ２が駆動し続けることによる発熱や、消費電力を抑制することができる。

(3)中間停止の際にドライバに警報する警報部７２を設けたため、より早急に中間停止を排除することができる。

(4)中間停止の排除は、目標位置設定部３４が行うものとし、中間停止と判定されると、中間停止判定時点の操作位置から近いセレクト停留位置を、目標のセレクト停留位置と設定し、この目標セレクト停留位置から目標位置を設定するため、近いセレクト停留位置に速やかに移動させるようにして、中間停止を排除することができる。

(7)中間停止判定部３５は、操作位置が、各セレクト停留位置のいずれに対しても、所定値以上離れている状態が所定時間以上連続した場合に中間停止と判定するため、アシストアクチュエータ２の駆動制御に用いる操作位置を用いて、特別な検出手段を用いずに、中間停止を判定することができる。

(8)中間停止判定部３５は、中間停止状態と判定されている間に、操作位置が目標位置から離れる方向に変化した場合に、非中間停止状態に判定結果を切り換えるため、ドライバの意思を優先させる中間停止排除制御にすることができる。
また、これにより、ドライバに違和感を与えるようなことがなく、良好な操作フィーリングを損ねることなく、車両の状態として好ましくない中間停止状態を排除することができる。

(9)中間停止判定部３５は、中間停止状態と判定されている間に、作動位置が目標位置となった状態が継続した場合に、非中間停止状態に判定結果を切り換えるため、アシストアクチュエータ２の駆動制御に用いる操作位置を用いて、特別な検出手段を用いずに、中間停止の排除が確認、判定できる。

実施例２は、操作が開始した操作位置、と中間停止の操作位置、操作方向から、目標位置を設定する例である。
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。
[中間停止の検出、排除処理]
図１３は実施例２のコントローラで実行される中間停止の検出、排除処理の流れを示すフローチャート図で、以下各ステップについて説明する。なお、実施例１の図９の処理と同様のステップについては、同じ符号を使用し、説明を省略する。

ステップＳ３１は、レンジ切換フラグが０かどうかを判断し、フラグ０ならばステップＳ３２へ進み、フラグ１ならばステップＳ３５へ進む。

ステップＳ３２は、中間停止範囲(C1,C2)よりもセレクト停留位置に近い範囲(C3,C4、図１０参照)の操作開始と判断する範囲内となったかどうかを判断し、範囲内(C3<X1<C4)ならばステップＳ３３へ進み、範囲外であるならばステップＳ１２へ進む。

ステップＳ３３では、レンジ切換フラグを１にセットする。

ステップＳ３４では、操作位置（操作角X1）をXstとして記憶する。

ステップＳ３５では、操作位置が停留位置かどうかを判断し、停留位置ならばステップＳ３６へ進み、停留位置でないならばステップＳ１２へ進む。

ステップＳ３６では、レンジ切換フラグを０にリセットする。

ステップＳ３７では、目標位置(tX2)をX1stとX1、つまり、操作開始位置と中間停止の際の操作位置、及び操作方向から、目標位置を設定する。

[中間停止の検出、排除作用]
実施例２においては、中間停止と判定される前に、操作位置がセレクト停留位置から、操作が開始され、操作開始と判定することができる所定範囲(C3,C4)に入ると、レンジ切換フラグを１にし、その操作位置をX1stとして記憶しておく。このレンジ切換フラグは、その後に、操作位置がいずれかのセレクト停留位置となることでクリアされる。
中間停止と判定した場合には、操作開始位置X1st、中間停止の際の操作位置X1iniから、操作方向がわかるため、例えば、図１１に示すように、Ｐレンジ位置から操作が開始され、Ｒレンジ位置との途中で中間停止状態となった場合には、ドライバの操作意思を優先し、その操作方向から、Ｒレンジ位置を目標位置とするのである。これにより、ドライバが操作しようとしたレンジ位置に切り換るように中間停止の排除処理が行われることになる。

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あっては、上記(1)〜(3),(7)〜(9)の効果に加えて、以下の効果を有する。
(5)中間停止排除を目標位置設定部３４が行うものとし、目標位置設定部３４は、操作が開始した時点の操作位置を検知し、操作が開始した時点の操作位置と、中間停止判定時点の操作位置とから操作方向を判別し、操作位置と操作方向から目標位置を設定するため、ドライバの操作を予測し中間停止を排除する際に、その方向へ移動させるようにし、ドライバの操作意思により沿った中間停止排除を行うことができる。
その他、作用効果は、実施例１と同様であるので、説明を省略する。

実施例３は、中間停止が発生した際には、予め設定したセレクト停留位置へ向かって中間停止の排除が行われるようにした例である。
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。
[中間停止の検出、排除処理]
図１４は実施例３におけるコントローラで実行される中間停止の検出、排除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。なお、実施例１の図９の処理と同様のステップについては、同じ符号を使用し、説明を省略する。

ステップＳ３７では、中間停止した時点の操作位置(X1ini)から目標位置を演算する。なお、実施例３では、どのセレクト停留位置間（レンジ位置間）で中間停止したかにより、目標位置が予め定められている。

[中間停止の検出、排除作用]
実施例３では、予め、どのセレクト停留位置間で中間停止したかにより、中間停止の排除方向を設定している。中間停止の排除により切り換えられたレンジ位置が、ドライバが予期しないレンジ位置の場合に、車両が動き出してしまうようなレンジ位置では、ドライバの意思に反することになり、非常に好ましくない。
例えば、Ｐレンジ位置へ操作したつもりがＲレンジ位置になる場合や、Ｎレンジ位置へ操作したつもりがＲレンジ位置になる場合、Ｎレンジ位置へ操作したつもりがＤレンジ位置になる場合である。
実施例３では、例えば、Ｐレンジ位置とＲレンジ位置の間で中間停止の場合には、Ｐレンジ位置へ向かうよう中間停止が排除される。というように、車両の動き出しがないレンジ位置へ移動するようにし、ドライバにとって意図しないレンジ切り換りの発生がないようにする。

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あっては、上記(1)〜(3),(7)〜(9)の効果に加えて、以下の効果を有する。
(6)中間停止排除を目標位置設定部３４が行うものとし、目標位置設定部３４は、中間停止時の操作位置から、どのセレクト停留位置間で停止しているかを判別し、中間停止位置がどのセレクト停留位置間かにより、予め目標となるセレクト停留位置を設定し、目標セレクト位置から目標位置を設定するため、ドライバの意図に合わない車両の発進を防止して、中間停止の排除を行うことができる。
その他、作用効果は実施例１と同様であるので説明を省略する。

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

実施例１〜実施例３では、相対変位許容連結機構の例として遊び連結機構を示したが、遊び連結機構以外であっても、例えば、限界弾性変位量までの弾性変位を許容しつつ両連結部材と連結する弾性連結機構であってもよい。
弾性連結機構について具体的に説明すると、実施例１において、第１回転部１３の遊び溝１３１に係合して遊び溝１３１内に位置する突起１７１に対し、遊び溝１３１の両端側から中点位置に向かって突起１７１を付勢するようにバネを両側に設ける。チェック機構部１４は設けない。すると、自動変速機５のディテント力によりコントロールケーブル４を介して作動位置に回転して位置する第２回転部１７の突起１７１によりバネが伸縮され、バネ力により第１回転部１３つまり、セレクトレバー１１の位置が決まる。弾性連結機構では、このようにバネを介して自動変速機側のディテントを伝達することでセレクトレバー１１への操作反力が生成される。また、制御は、同様に遊び溝の中点位置、つまり弾性変位量を０にするよう制御されることで、セレクトレバー１１の操作に自動変速機５の作動が追従する動きをさせるのである。この弾性連結機構も相対変位許容連結機構の例である。

実施例１〜実施例３では、遊び連結機構の例として、遊び量を許容する溝と
突起、アシストアクチュエータをセレクト部に設けたが、図１５に示すように、第２回転部１７及びアシストアクチュエータを自動変速機５に設けるようにしてもよい。図１５を参照して具体的に説明すると、自動変速機５の制御アーム５１を第２回転部１７に接続して設け、第２回転部１７の回転によって制御アーム５１がレンジ位置を切り換える構造にする。この第２回転部１７には、ウォームホイール１６を設け、アシストアクチュエータ２のウォーム２１を係合させる。よって、アシストアクチュエータ２は自動変速機５側に設ける。セレクトレバー１１が設けられた第１回転部１３の遊び溝１３１内を移動する突起１７１には、コントロールケーブル４の一端を取付け、他端を第２回転部１７に取り付ける。このような構成であってもよい。

また、遊び連結機構の例として、遊び連結機構、アシストアクチュエータをコントロールケーブルの途中に設けた例を図１６、図１７に示す。
この例においては、遊び連結機構は、コントロールケーブル８ａとコントロールケーブル８ｂの接続部分で形成されるとともに、位置センサ７１によりその相対変位量が検出される。セレクトレバー１１側のコントロールケーブル８ｂは、ジョイント９１により入力レバー９２に接続し、自動変速機５側のコントロールケーブル８ｅは、ジョイント９６により出力レバー９５に接続する。この入力レバー９２と出力レバー９５は、同一の回転軸となる出力軸９４に接続した構造にする。出力軸９４には、ウォームホイール９３を設け、アシストアクチュエータの電動モータ９７の出力軸にウォーム９８を設けてウォームホイール９３と係合させる。このようにコントロールケーブルの途中に遊び連結機構、アシストアクチュエータを設ける構成にしてもよく、また、遊び連結機構における相対位置変位量が発生する部分で直接、変位量を検出するようにしてもよい。

第１実施例の自動変速機の構成を示す側面図である。 アクチュエータの細部構造を示す要部斜視図である。 コントローラの制御ブロック図である。 自動変速機のディテントの構造を示す斜視図である。 コントロールユニットで実行されるレンジ切り換え制御の処理の基本的な流れを示すフローチャートである。 Ｐ→Ｒレンジ方向においてセレクトレバーに発生する操作反力を示す特性図である。 Ｐ→Ｒレンジへの操作におけるセレクトレバーの操作角とアクチュエータの作動角、及び相対位置の特性を示す説明図である。 セレクトレバーの操作とアクチュエータの動作を示す説明図である。 コントローラで実行される中間停止の検出と排除処理の流れを示すフローチャート図である。 Ｐ→Ｒレンジへの操作におけるセレクトレバーの操作位置変化と中間停止判定の例を示す説明図である。 Ｐ→Ｒレンジへの操作における中間停止の際の操作位置、作動位置を示す説明図である。 Ｐ→Ｒレンジへの操作における中間停止の際に手動操作がある場合の操作位置、作動位置を示す説明図である。 実施例２におけるコントローラで実行される中間停止の検出と排除処理の流れを示すフローチャートである。 実施例３におけるコントローラで実行される中間停止の検出と排除処理の流れを示すフローチャートである。 実施例の自動変速機のセレクトアシスト装置の他の例を示す図である。 実施例の自動変速機のセレクトアシスト装置の他の例を示す図である。 実施例の自動変速機のセレクトアシスト装置の他の例のリンク部分を示す図である。

符号の説明

１ セレクト部
１１ セレクトレバー
１２ セレクトノブ
１３ 第１回転部
１３１ 溝
１４ チェック機構部
１４１ ピン
１４２ 溝部
１４２ａ 谷部
１６ ウォームホイール
１７ 第２回転部
１７１ 突起
１８ ケーブル取付レバー
１９ 支点軸
２ アシストアクチュエータ
２１ ウォーム
３ コントローラ
３１ 相対変位量演算部
３２ 駆動指令値演算部
３３ モータ駆動制御部
３４ 目標位置設定部
３５ 中間停止判定部
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 溝（谷部）
５４ バネ板
５５ ディテントピン
５６ パーキングロッド
５７ カム状プレート
５８ パーキングギア
６１ 位置センサ
６２ 位置センサ
７１ 位置センサ
７２ 警報部
８ａ コントロールケーブル
８ｂ コントロールケーブル
８ｅ コントロールケーブル
９１ ジョイント
９２ 入力レバー
９３ ウォームホイール
９４ 出力軸
９５ 出力レバー
９６ ジョイント
９７ 電動モータ
９８ ウォーム

Claims (9)

1. セレクトレバーと自動変速機のセレクト位置切換装置とがセレクト操作力伝達系により連結され、前記セレクト操作力伝達系にはドライバによるセレクト操作力をアシストするアシストアクチュエータが設けられた自動変速機のセレクトアシスト装置において、
   前記セレクト操作力伝達系を、セレクトレバーに連結した第１連結部材と、前記セレクト位置切換装置に連結した第２連結部材と、限界量までの相対変位を許容しつつ前記両連結部材を連結する相対変位許容連結機構と、を有する構成とし、かつ、前記アシストアクチュエータを第２連結部材に設定し、
   前記アシストアクチュエータの駆動を制御するアシスト制御手段を設け、
   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、
   前記セレクト位置切換装置の作動位置を検出する作動位置検出手段を設け、
   前記アシスト制御手段は、
   前記操作位置が、セレクト停留位置とセレクト停留位置の間の中間位置で止まっていることを判定する中間停止判定手段と、
   前記操作位置から作動位置の目標位置を設定する目標位置設定手段と、
   前記作動位置が目標位置に近づくよう駆動指令値を演算する駆動指令演算手段と、
   中間停止状態を通常の状態にする中間停止排除手段と、
   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、
   前記駆動指令演算手段は、
   中間停止判定後、通常の状態になるまでの間、駆動指令値を制限する、
   ことを特徴とする自動変速機のセレクトアシスト装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の自動変速機のセレクトアシスト装置において、
   中間停止の際にドライバに警報する警報手段を設けた、
   ことを特徴とする自動変速機のセレクトアシスト装置。
4. 請求項１〜請求項３に記載の自動変速機のセレクトアシスト装置において、
   前記中間停止排除手段は、前記目標位置設定手段であり、
   中間停止と判定されると、中間停止判定時点の操作位置から、目標のセレクト停留位置を設定し、目標のセレクト停留位置から目標位置を設定するようにした、
   ことを特徴とする自動変速機のセレクトアシスト装置。
5. 請求項１〜請求項３に記載の自動変速機のセレクトアシスト装置において、
   前記中間停止排除手段は、前記目標位置設定手段であり、
   前記目標位置設定手段は、
   操作が開始した時点の操作位置を検知する操作開始位置検知手段と、
   操作が開始した時点の操作位置と、中間停止判定時点の操作位置とから操作方向を判別する操作方向判別手段と、
   操作位置と操作方向から目標位置を設定する手段と、
   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。
6. 請求項１〜請求項３に記載の自動変速機のセレクトアシスト装置において、
   前記中間停止排除手段は、前記目標位置設定手段であり、
   前記目標位置設定手段は、
   中間停止判定時の操作位置から、どのセレクト停留位置間で停止しているかを判別する中間停止位置判定手段と、
   中間停止位置がどのセレクト停留位置間かにより、予め目標となるセレクト停留位置が設定された目標セレクト位置設定手段と、
   目標セレクト位置から目標位置を設定する手段と、
   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。
7. 請求項１〜請求項６に記載の自動変速機のセレクトアシスト装置において、
   前記中間停止判定手段は、
   操作位置が、各セレクト停留位置のいずれに対しても、所定値以上離れている状態が所定時間以上連続した場合に中間停止と判定する、
   ことを特徴とする自動変速機のセレクトアシスト装置。
8. 請求項１〜請求項７に記載の自動変速機のセレクトアシスト装置において、
   前記中間停止判定手段は、
   中間停止状態と判定されている間に、操作位置が目標位置から離れる方向に変化した場合に、非中間停止状態に判定結果を切り換える、
   ことを特徴とする自動変速機のセレクトアシスト装置。
9. 請求項１〜請求項８に記載の自動変速機のセレクトアシスト装置において、
   前記中間停止判定手段は、
   中間停止状態と判定されている間に、作動位置が目標位置となった状態が継続した場合に、非中間停止状態に判定結果を切り換える、
   ことを特徴とする自動変速機のセレクトアシスト装置。
   

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