JP2006329238A - 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】 セレクトレバー１１及び第１回転部１３を含むセレクトレバー側機構と、自動変速機５の制御アーム５１及び第２回転部１７を含めたセレクト位置切換装置側機構の力学的安定位置を相対変位が０と設定するゼロ点補正部３１及び相対変位ゼロ点記憶部３２を設けた。
【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、相対変位量を検出する相対変位量検出手段を設け、前記アシスト制御手段は、相対変位が０に近づくよう駆動指令値を演算する駆動指令値演算手段を備え、前記セレクトレバー及び前記第１連結部材を含むセレクトレバー側機構と、前記セレクト位置切換装置及び前記第２連結部材を含めたセレクト位置切換装置側機構の力学的安定位置を相対変位が０と設定する基点設定手段を設けた、ことを特徴とする。

なお、請求項２における設定した範囲内とは、相対変位量とその定常値との差が、アシストアクチュエータの制御の開始判定や停止判定などに不都合、例えば不快な振動を感じさせる開始・停止の繰り返し等を生じる制御量に達しない範囲内であることを意味する。

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、第１回転部１３に対する第２回転部１７のストローク角度、もしくは、第２回転部１７に対する第１回転部１３のストローク角度を検出する位置センサ６（相対変位量検出手段に相当する）を設ける。

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。

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。この相対回転の変化は位置センサ６で検出され、コントローラ３へ出力される。
コントローラ３は、ゼロ点補正部３１、相対変位ゼロ点記憶部３２（ゼロ点補正部３１、相対変位ゼロ点記憶部３２で基点設定手段に相当する）、加算器３３、PID制御部３４、切替器３５、状態遷移部３６、モータ駆動制御部３７からなる。

ゼロ点補正部３１は、判定部３１１（判定部３１１、相対変位ゼロ点記憶部３２とで学習手段に相当する）、保持器３１２，３１３、演算部３１４（定常値演算手段に相当する）、出力切替部３１５（操作判定手段に相当する）からなり、補正するゼロ点を求める。
判定部３１１は、保持器３１２と保持器３１３で保持されているデータが、設定範囲内であるかどうかを判定し、設定範囲内である場合には、保持器３１２のデータを出力する。
保持器３１２は、現在、位置センサ６により測定されている相対変位量が入力された場合に、それを保持する。なお、入力がない場合は、その前の値を保持する。
保持器３１３は、演算部３１４の出力値を保持する。なお、所定のタイミング等で更新を行うようにし、更新がされない場合には、その前の値を保持する。
演算部３１４は、演算で行うローパスフィルタであり、相対変位量の出力のDC成分を出力する演算を行う。なお、実施例１では、操作停止時に演算を行うが、操作とそれに伴うアシストアクチュエータの制御による相対変位を出力に反映させず、それ以外の相対変位が０となる場合を定常値として演算して出力するようにしてもよい。
出力切替部３１５は、通常状態において、位置センサ６の出力を演算部３１４へ出力し、IGN７からイグニッションOFF信号を得て、その後の所定時間が経過すると、操作終了と判定して、位置センサ６の出力を保持器３１２へ出力する。

相対変位ゼロ点記憶部３２は、ゼロ点補正部３１からの出力があると、その値をゼロ点として記憶し、記憶したゼロ点を加算器３３へ出力する。
加算器３３は、位置センサ６からの相対変位量から相対変位ゼロ点記憶部３２のゼロ点を減算する。
PID制御部３４は、入力される相対変位量をゼロに近づけるように、制御指令値を演算する。PID制御は、比例制御（P制御）、積分制御（I制御）、微分制御（D制御）により行われる。
切替器３５は、状態遷移部３６からの指令により、PID制御部３４の制御指令値をモータ駆動制御部３７へ出力するか、その出力をせずに、状態遷移部３６からの出力をモータ駆動制御部３７へ出力するかを切り替える。
状態遷移部３６は、IGN７からイグニッションOFF信号を得ると、アシストアクチュエータ２のモータを振動させるように駆動させる制御指令値をモータ駆動制御部３７へ出力する。
モータ駆動制御部３７は、制御指令値に従って、アシストアクチュエータ２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、PID制御部３４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、PID制御部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。

［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。

[相対変位のゼロ点について]
実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置では、セレクトレバー１１が操作されておらず、遊び溝１３１と突起１７１の相対位置が中点にある際には、セレクトレバー１１側と自動変速機５側は、以下の状態になっている。
セレクトレバー１１とセレクトレバー１１に連結されている部材は、チェック機構１４のピン１４１が谷部１４２ａの底に安定して位置することにより安定する。
自動変速機５の制御アーム５と制御アーム５１に連結されている部材は、ディテントピン５５がディテントプレート５３の谷部５３ｂの底に安定して位置することにより安定する。
よって、操作及び制御から解放された際には、相対変位がゼロ点である中立状態は、安定した位置となる。

しかしながら、相対変位を検出する位置センサ６や、チェック機構１４のバネ、ディテント機構のバネ板５４などの経時変化等により、相対変位がのゼロ点における位置センサ６のセンサ出力値が変動する可能性がある。
この変動が生じると、例えば、変動値がアシストアクチュエータ２の制御開始判定値に達して、アシストアクチュエータ２が起動し、相対変位量がゼロ、具体的にはゼロに近い設定量以下となり、制御が終了すると、ゼロ点変動により、またアシストアクチュエータ２が制御開始となり、駆動、停止を繰り返す振動を生じることになる。また、このほかにも、不要な制御が働くことになり、問題となる。

本実施例１では、これに対し、機械的な安定点としてのゼロ点と制御におけるゼロ点とを、良好な条件下で合致させる。

[ゼロ点補正処理]
図９に示すのは、コントローラ３で実行されるゼロ点補正処理の流れを示すフローチャートである。
ステップＳ１１では、相対変位量（相対角）を検出する。

ステップＳ１２では、アシストアクチュエータ２の制御が停止状態であるかどうかを判断し、制御停止ならばステップＳ１５へ進み、制御状態であればステップＳ１３へ進む。

ステップＳ１３では、イグニッションスイッチがOFFであるかどうかを判断し、OFFであるならばステップＳ１６へ進み、ONであるならばステップＳ１４へ進む。

ステップＳ１４では、PID制御によるアシストアクチュエータ２の制御が行われる。

ステップＳ１５では、相対変位量の定常値を演算する。

ステップＳ１６では、アシストアクチュエータ２のモータを振動させるような駆動を行なわせる。

ステップＳ１７では、相対変位量を検出する。

ステップＳ１８では、検出した相対変位量が予め設定した最大値と最小値の間の範囲内（最小値≦相対変位≦最大値）であるかどうかを判断し、範囲内ならばステップＳ１９へ進み、範囲外ならばステップＳ２１へ進む。

ステップＳ１９では、相対変位量が定常値に対して設定された範囲内（定常値-X≦相対変位≦定常値+X）かどうかを判断し、範囲内ならばステップＳ２０へ進み、範囲外ならばステップＳ２１へ進む。

ステップＳ２０では、学習値＝（前回学習値×３＋相対変位）／４の式に基づき、学習値を演算し、ゼロ点補正値とする。

ステップＳ２１では、処理を終了し、電源をOFFにする。

[ゼロ点補正作用]
実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置では、ステップＳ１２の判断により、P・R・N・D・Lがセレクトされた操作停止時に、相対変位量の定常値を演算部３１４によるローパスフィルタの演算で算出しておく。車両が使用される時間においては、操作状態の時間が占める割合は短いものである。そのため、ローパスフィルタの演算で、充分な定常値を得られることになる。
そして、車両の使用が終わる際には、Ｐレンジ位置で停止することになる。この車両の使用終わりのタイミングは、道路の凹凸等の振動などの外的要因がないゼロ点を検出するのに適した状態である。これをステップＳ１３の処理、言い換えると出力切替部３１５において、イグニッションOFFで判断する。

イグニッションがOFFになると、ステップＳ１６の処理で、状態遷移部３６は、切替器３５を切り替えてPID制御部３４の制御指令値がモータ駆動制御部３７へ入力されないようにする。さらに、状態遷移部３６は、アシストアクチュエータ２のモータに振動的な駆動をさせる制御指令値をモータ駆動制御部３７へ出力し、駆動させる。この振動的な駆動は、徐々に弱くなるものでも、一定の振動的なものでもよい。すると、自動変速機５のディテント機構において、ディテントピン５５が谷部５３ｂの底以外の部分に摩擦等（ケーブルの摩擦を含む）で位置していても、動的な摩擦の状態に強制的にされることで、谷部５３ｂへ確実に移動する。
この際に、セレクトレバー１１側のピン１４１が谷部１４２ａから大きく離れていると、突起１７１と遊び溝１３１の係合により、谷部１４２ａへ導かれることになる。

このようにして、強制的に機械的な安定状態にした後、位置センサ６により相対変位量が検出され、この相対変位量が絶対値として、最小と最大の間の設定範囲内であり、定常値との差が所定の範囲内となる合致した値となると、この相対変位量を学習値の演算に取り込む。この学習は、上記式に示すように、以前の学習値に対して、一定の変化量を超えない範囲で更新される。
そして、次の起動後の演算には、学習したゼロ点が使用される。

本実施例１では、ゼロ点の測定に適した状態を強制的に生成し、その状態で検出した相対変位量をゼロ点としてふさわしいかどうかをその値と、定常値との差で判断し、それを1/4を更新する学習値に取り込むのである。つまり、非常に精度よく、かつ慎重なゼロ点の更新が、車両の使用終了毎に行われることで、初期の良好な操作フィーリング、良好なアシストアクチュエータの制御が長期の使用によっても、維持されることになる。

また、ゼロ点の学習値としての候補となる相対変位量の検出は、イグニッションがOFFのときに測定される。これは、車両が非使用時のレンジ位置であるＰレンジ位置という必ず一定のレンジ位置での測定を意味し、安定した条件となり、学習値を安定させる。また、イグニッションOFF後、振動させた、その後の検出という。時間の経過により、操作者が手をセレクトレバー１１のセレクトノブ１２に乗せた状態である手乗せ状態の可能性を排除する。また、この状態では、温度的にも安定している。

さらに説明すると、学習値に採用される値は、定常値に対して設定された範囲内で合致した値が採用される。このことは、上記説明のように、強制的に生成した安定状態で、且つ安定した状態となる条件下で検出したゼロ点と、実際の車両の使用状態で、且つ長い時間で測定されたゼロ点の合致したものを学習値に採用するのであり、両者が考慮された学習値を演算することになる。言い換えると、測定のために作り出した定常状態におけるゼロ点を重視しつつ、実際の使用状態に合わせ込んだゼロ点を演算する。よって、このゼロ点を用いたアシストアクチュエータ２の制御は、経時変化等があっても、安定した制御にすることができ、初期の良好な操作フィーリングを長期間維持する性能の発揮を行うことができる。

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、セレクトレバー１１及び第１回転部１３を含むセレクトレバー側機構と、自動変速機５の制御アーム５１及び第２回転部１７を含めたセレクト位置切換装置側機構の力学的安定位置を相対変位が０と設定するゼロ点補正部３１及び相対変位ゼロ点記憶部３２を設けたため、機械的な安定点を常にゼロ点に合わせておくことができ、制御の安定性を保つことができる。

(2)基点設定手段は、相対変位量の定常値を演算する演算部３１４と、セレクトレバー１１の操作終了を判定する出力切替部３１５と、操作終了された時点の相対変位量と定常値を比較し、設定した範囲内であれば相対変位量を相対変位が０の基点として学習する判定部３１１及び相対変位ゼロ点記憶部３２とを備えたため、定常化することにより安定した値として測定される定常値と、操作が終了した安定した状態で測定される測定値とが合致する値を学習値に取り込むことにより、さらに精度よく機械的な安定点を常にゼロ点に合わせておくことができ、制御の安定性をさらに保つことができる。

(3)セレクトレバー１１及び第１回転部１３を含むセレクトレバー側機構と、自動変速機５の制御アーム５１及び第２回転部１７を含めたセレクト位置切換装置側機構の力学的安定位置に、状態遷移部３６によりアシストアクチュエータ２を駆動して強制的に位置させるため、機械的な安定点でのゼロ点測定を確実にすることができる。

さらに、実施例１について説明しておく。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は、強制的に機械的安定点へ移行させるのを、自動変速機５の制御アーム５１とこれに連結する第２回転部１７側に行い、セレクトレバー１１及び第１回転部１３側には積極的には、行っていない。これに対し、例えば状態遷移部３６の指令により第１回転部１３と第２回転部１７を機械的に連結する手段を設けてもよい。この手段を設ければ、セレクトレバー側をも確実に強制的に機械的安定点にできる。

実施例２は、アシストアクチュエータ２の駆動を行なわない例である。
図１０に示すのは、コントローラ３で実行されるゼロ点補正処理の流れを示すフローチャートである。
なお、図９と同様の処理については、同じ符号を付して、説明を省略する。
ステップＳ２５は、イグニッションスイッチがOFFであるかどうかを判断し、OFFであるならばステップＳ１８へ進み、ONであるならばステップＳ１４へ進む。
実施例２においては、イグニッションスイッチがOFFとなった後に、強制的に機械的な安定点への移行を行わずに、相対変位量を検出する。
振動的な駆動が行なえない両側からの要求があるような場合には、このようにイグニッションスイッチOFF後に、相対変位量のゼロ点を検出するようにしてもよい。
その他構成、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、相対変位量から、操作終了を判定し、相対変位量のゼロ点を測定する例である。
図１１は実施例３におけるコントローラの制御ブロック図である。
ゼロ点補正部３８は、相対変位量から操作終了を判断し、相対変位量のゼロ点を検出し、定常値と比較し、設定範囲内で合致している場合に学習演算を行い、相対変位ゼロ点記憶部３２へ出力し記憶させる。
この際には、相対変位量が安定した後、時間と相対変位から操作終了を判定し、相対変位量のゼロ点を測定する。
このように操作終了は、イグニッションスイッチ以外の方法により、判定するものであってもよい。
その他構成、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。

また、相対変位量検出手段として、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、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）を設けるようにしてもよい。この場合には、位置センサ６１で検出した操作位置と、位置センサ６２で検出した作動位置の偏差を演算することにより、相対変位量を得る。
また、この場合には、位置センサ６１，６２の検出位置により操作終了を判定するようにしてもよい。

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１２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１２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１３、図１４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ゼロ点補正処理の流れを示すフローチャートである。 実施例２におけるコントローラで実行されるゼロ点補正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の制御ブロック図である。 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 遊び溝
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 ゼロ点補正部
３１１ 判定部
３１２ 保持器
３１３ 保持器
３１４ 演算部
３１５ 出力切替部
３２ 相対変位ゼロ点記憶部
３３ 加算器
３４ PID制御部
３５ 切替部
３６ 状態遷移部３６
３８ ゼロ点補正部
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
６ 位置センサ
７ イグニッションスイッチ
６１ 位置センサ
６２ 位置センサ
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 (3)

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、
   相対変位量を検出する相対変位量検出手段を設け、
   前記アシスト制御手段は、相対変位が０に近づくよう駆動指令値を演算する駆動指令値演算手段を備え、
   前記セレクトレバー及び前記第１連結部材を含むセレクトレバー側機構と、前記セレクト位置切換装置及び前記第２連結部材を含めたセレクト位置切換装置側機構の力学的安定位置を相対変位が０と設定する基点設定手段を設けた、
   ことを特徴とする自動変速機のセレクトアシスト装置。
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、
   前記基点設定手段は、
   相対変位量の定常値を演算する定常値演算手段と、
   セレクト操作の操作終了を判定する操作判定手段と、
   操作終了された時点の相対変位量と前記定常値とを比較し、設定した範囲内であれば前記相対変位量を相対変位が０の基点として学習する学習手段と、
   を備えた、
   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、
   セレクトレバー側機構とセレクト位置切換装置側機構の力学的安定位置に、前記アシストアクチュエータを駆動して強制的に位置させる、
   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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