JP2007192337A - 自動変速機のセレクトアシスト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 セレクトレバーとレンジ位置切り換え装置の機械的連結により信頼性を確保しつつ、セレクトレバーの小型化によるレイアウト自由度の拡大を図ることができ、しかも要求に応じたセレクトレバー操作力特性を得ることができる自動変速機のセレクトアシスト装置を提供する。
【解決手段】 操作位置を検出する手段は、３つのポテンショメータ２５ａ〜２５ｃからなり、複数のポテンショメータ２５ａ〜２５ｃは、操作位置に比例して検出量が増加する正検出特性のポテンショメータ２５ｂと、操作位置に比例して検出量が減少する負検出特性のポテンショメータ２５ａと、電源切換回路４０によって正検出特性と負検出特性とが切り換えられるポテンショメータ２５ｃと、からなり、ポテンショメータ２５ａ〜２５ｃの出力値の正負を組み合わせて加算した値から異常を検出する操作位置異常検出部３８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操作力を補助する自動変速機のセレクトアシスト装置の技術分野に属する。

従来、自動変速機のセレクトレバーは、ロッドやケーブル等の操作力伝達手段を介して自動変速機のマニュアルバルブと機械的に連結されている。セレクトレバーに入力されるドライバの操作力は、操作力伝達手段を介してマニュアルバルブに伝達され、操作量に応じてレンジ位置が切り換えられる（例えば、特許文献１参照）。

一方、セレクトレバーとマニュアルバルブとが電気的に接続された、いわゆるシフトバイワイヤ技術を用いたものが知られている。この従来技術は、マニュアルバルブを作動するアクチュエータを設け、セレクトレバーの回動操作を電気信号に変化してアクチュエータを駆動することにより、レンジ位置を切り換えるものである（例えば、特許文献２参照）。
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、セレクトレバーとレンジ位置切り換え装置の機械的連結によりレンジ切り換えを可能としつつ、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。さらに、位置検出手段の出力による誤判定を防止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、本発明の自動変速機のセレクトアシスト装置では、自動変速機のレンジ位置切り換え装置と連結されたセレクトレバーへの入力操作力を検出する入力操作力検出手段と、前記セレクトレバーの操作位置を検出する操作位置検出手段と、前記セレクトレバーにドライバの操作力を補助するアシスト力を出力するアシストアクチュエータと、検出された入力操作力と操作位置に基づいて、アシストアクチュエータに対しアシスト力を変化させる制御指令を出力するアシスト力制御手段と、を備える自動変速機のセレクトアシスト装置であって、前記操作位置検出手段は、３つ以上の複数のセンサからなる、ことを特徴とする。

本発明では、セレクトレバーとレンジ位置切り換え装置の機械的連結を保持しつつ、ドライバのレバー操作力をアシストアクチュエータで補助することにより、信頼性の確保と、セレクトレバーの小型化によるレイアウト自由度の拡大を共に達成できる。
さらに、セレクトレバーとレンジ位置切り換え装置との機械的連結を保持しながらも、目標操作反力特性設定部において、ドライバにとって節度感のある良好な目標操作反力特性を、ディテントの負荷特性等に影響されることなく自由に設定できる。
また、本発明では、アシスト力制御部は、目標操作反力特性により得られる目標操作反力と入力操作力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を目標アシスト力とし、アシストアクチュエータに制御指令を出力する。

よって、本発明では、フィードバック制御による高精度の目標追従性を得ることができ、要求に応じた、すなわち、目標操作反力特性に沿ったセレクトレバー操作力特性を得ることができる。
さらに、実施例１では、操作位置検出手段の検出結果による誤判断を防止することができる。

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。

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（アシスト力制御手段）２２とを主要な構成としている。

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。

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。

前記入力レバー１０は、回動可能に設けられた出力軸１２を介して出力レバー１３と連結されている。出力軸１２には、ウォームギア１４が設けられており、このウォームギア１４は、減速機構を備えた電動モータ１５のモータ出力軸１６と噛み合っている。

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。

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。

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。

このポテンショメータ２５ａ〜２５ｃ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及びＬレンジ位置を基点角度として、セレクトレバー２のストローク角度を随時検出する。

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の出力をＰＷＭ制御する。

前記電動モータ１５には、出力軸部分に電動モータ１５の出力回転速度を検知する速度センサ（速度検出手段）５０を設ける。

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２５ａ〜２５ｃへ入力される。ポテンショメータ２５ａ〜２５ｃ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。

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。

ポジション・操作開始・方向判別ブロック３３では、操作位置異常検出部３８から出力される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、判別結果を目標テーブルブロック３４とモータ駆動制御ブロック３７へ出力する。

目標テーブルブロック（目標操作反力特性設定部）３４では、操作位置異常検出部３８から出力される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。

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。

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。

FB制御部（フィードバック制御部）３６は、操作力信号と目標操作反力の偏差にゲインを乗じた演算を行うようにして、フィードバックアシスト力の駆動し例値を出力する。

モータ駆動制御ブロック（アシスト力制御部に相当）３７は、目標アシスト力に基づいて、電動モータ１５を駆動する。

操作位置異常検出部３８は、３つのポテンショメータ２５ａ〜２５ｃの検出結果から、ポテンショメータ２５ａ〜２５ｃの異常を検出し、正常な状態、異常な状態に応じて処理した操作位置（ストローク角度信号）を出力する。

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。

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。

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。

次に、ポテンショメータ周辺の構成について説明する。
図５は実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置のポテンショメータ周辺のシステム構成の説明図である。図６は実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置の電源切換回路の構成例を示す説明図である。図７は実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置のポテンショメータの出力特性の説明図である。
実施例１では、操作位置の検出手段として、ポテンショメータ２５ａ〜２５ｃの３つを設けている。この３つのポテンショメータ２５ａ〜２５ｃは、いずれもセレクトレバー２の操作位置を検出する。ポテンショメータ２５ａは、図７(a)に示すようにＬレンジ位置側の限界操作位置付近を基点とし、Ｐレンジ位置へ向かうと徐々に出力レベルが大きくなるものである。

次にポテンショメータ２５ｂは、図７(b)に示すようにＰレンジ位置側の限界操作位置付近を基点とし、Ｌレンジ位置へ向かうと徐々に出力レベルが大きくなるものである。次に、ポテンショメータ２５ｃは、図７(c)に示すように、Ｌレンジ位置側の限界操作位置付近を基点とし、Ｐレンジ位置へ向かうと徐々に出力レベルが大きくなる特性と、Ｐレンジ位置側の限界操作位置付近を基点とし、Ｌレンジ位置へ向かうと徐々に出力レベルが大きくなる特性を、電源切換回路４０により切り換えて用いるものである。

電源切換回路４０は、図６に示すように、リレー４０１とリレー４０２の切り換えにより、ポテンショメータ２５ｃの電源、GNDを反転させるものである。

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８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。

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。

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。

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。

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。

ステップＳ５では、目標テーブル読み込み処理を実施し、ステップＳ６へ移行する。

ステップＳ６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Ｓ７へ移行する。

ステップＳ７では、目標アシスト力となるように電動モータ１５の出力デューティ比を制御し、本制御を終了する。

［自動変速機の操作反力特性］
図９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。

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。

図９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。

［目標操作反力特性］
図１０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。

［FB制御］

第１実施例では、目標アシスト力を、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。

[操作位置の検出について]
実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置においては、ポテンショメータ２５により、操作位置を検出する。この場合に、ポテンショメータ２５は故障検知のために２個設けるようにし、それらの信号を監視し異常と判断すればアシスト制御を停止するようにした。

さらに詳細に説明すると、２つの出力特性は、図７(a),(b)と同様であり、一方はＰレンジ位置側が高、Ｌレンジ位置側が低、他方はＰレンジ位置側が低、Ｌレンジ位置側が高である。
この構成において、２つのポテンショメータの出力電圧を加算し、５ｖとのズレが所定値以上の状態、この状態が所定時間継続した場合、ポテンショメータの異常と判断した。

しかしながら、このような構成で、異常判断を行うと、一方のポテンショメータに所定外のノイズ等が入力された場合、ポテンショメータは故障していないのに、誤フェール判定し、アシスト制御が停止し、セレクトレバー２の操作が非常に重くなってしまうという問題があった。

これに対して、実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置では、これらの課題を解決している。

[ポテンショメータの故障検出処理]
図１１は実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置のコントローラ２２で実行されるポテンショメータの故障検出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、ポテンショメータ２５ａの出力電圧V1を検出する。

ステップＳ１２では、ポテンショメータ２５ｂの出力電圧V2を検出する。

ステップＳ１３では、ポテンショメータ２５ｃの出力電圧V3を検出する。

ステップＳ１４では、ポテンショメータ２５ｃの電源切り換えを行い検出特性の反転を行う。

ステップＳ１５では、特性を反転させたポテンショメータ２５ｃの出力電圧V4を検出する。

ステップＳ１６では、ポテンショメータ２５ａの検出電圧V1に、ポテンショメータ２５ｂの検出電圧V2を加算する。つまりV1+V２であり、これを組合せＡとする。

ステップＳ１７では、ポテンショメータ２５ａの検出電圧V1に、ポテンショメータ２５ｃの検出電圧V3を加算する。つまりV1+V3であり、これを組合せＢとする。

ステップＳ１８では、ポテンショメータ２５ｂの検出電圧V2に特性を反転したポテンショメータ２５ｃの検出電圧V4を加算する。つまりV2+V4であり、これを組合せＣとする。

ステップＳ１９では、組合せＡ，Ｂ，Ｃがそれぞれ所定電圧範囲内かどうかを判断し、Ａ，Ｂ，Ｃが全てOKならば、ステップＳ３３へ進み、Ａ，ＢがNGでＣがOKならば、ステップＳ３０へ進み、Ａ，ＣがNGでＢがOKならばステップＳ２７へ進み、Ｂ，ＣがNGでＡがOKならばステップＳ２４へ進み、Ａ，Ｂ，Ｃが全てNGならばステップＳ２０へ進む。

ステップＳ２０では、Ａ，Ｂ，Ｃが全てNGの状態が所定時間継続したかを判断し、所定時間継続したならばステップＳ２１へ進み、所定時間継続しないならばステップＳ１１へ戻る。なお、図１１には、iの丸記号で、ステップＳ１１への移行を示す。

ステップＳ２１では、ポテンショメータ２５ａ〜２５ｃの全てが異常と判定した状態である。

ステップＳ２２では、アシスト制御を停止させる。

ステップＳ２３では、警告灯を点灯させる。

ステップＳ２４では、Ｂ，ＣがNGでＡがOKの状態が所定時間継続したかどうかを判断し、所定時間継続したならばステップＳ２５へ進み、所定時間継続しないならばステップＳ１１へ戻る。なお、図１１には、iの丸記号で、ステップＳ１１への移行を示す。

ステップＳ２５では、ポテンショメータ２５ｃが異常であると判断する。

ステップＳ２６では、残りのポテンショメータＳ２５，Ｓ２６を用いてアシスト制御を継続する。

ステップＳ２７では、Ａ，ＣがNGでＢがOKの状態が所定時間継続したかどうかを判断し、所定時間継続したならばステップＳ２８へ進み、所定時間継続しないならばステップＳ１１へ戻る。なお、図１１には、iの丸記号で、ステップＳ１１への移行を示す。

ステップＳ２８では、ポテンショメータ２５ｂを異常と判定した状態である。

ステップＳ２９では、ポテンショメータ２５ａ，２５ｃを用いアシスト制御を継続する。

ステップＳ３０では、Ａ，ＢがNGでＣがOKの状態が所定時間継続したかどうかを判断し、所定時間継続したならばステップＳ３１へ進み、所定時間継続しないならばステップＳ１１へ戻る。なお、図１１には、iの丸記号で、ステップＳ１１への移行を示す。

ステップＳ３１では、ポテンショメータ２５ａの異常と判定した状態である。

ステップＳ３２では、ポテンショメータ２５ｂ，２５ｃを用いてアシスト制御を継続する。

ステップＳ３３では、ポテンショメータ２５ａ〜２５ｃの全てが正常と判定した状態であり、現状のアシスト制御が維持される。

[誤フェール判定の防止、及びアシスト制御の継続作用]
実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置では、電源切換回路４０におけるリレー４０１とリレー４０２の切り換えによって、ポテンショメータ２５ｃで、図７(c)に示すように、検出電圧V3とV4の２つの特性を得る。その上で、ステップＳ１６，Ｓ１７，Ｓ１８の処理により、V1+V2、V1+V3、V2+V4の検出電圧の傾きの特性が反対のものを加算する。すると、正常であれば、その加算結果は、実際の操作位置がいずれの位置であっても、およそ５Ｖになるはずである。

具体的には、５Ｖ±２０％以内かどうかをステップＳ１９の処理により判断し、範囲外のものは、ＮＧと判定する。
実施例１では、３つのポテンショメータ２５ａ〜２５ｃのいずれか１つがＮＧとなっても、残りのセンサにより、アシスト制御を継続させる。
これが、ステップＳ２０〜Ｓ３３の処理により行われる。

例えば、ポテンショメータ２５ｂに異常が発生し、異常な出力特性となってしまった場合、ステップＳ１６とステップＳ１８の処理によりＮＧとなることが、所定時間継続することで、ポテンショメータ２５ｂの検出電圧V2の異常であることが判断される（ステップＳ２７、Ｓ２８）。
すると、ステップＳ２９の処理により、ポテンショメータ２５ａ，Ｓ２５ｃを用いてアシスト制御が継続する。

これによって、所定外のノイズ等による誤フェール判定を防止することができる。
さらに、１つのポテンショメータ２５ａ〜２５ｃのいずれかが、故障したとしても、緊急対応として残りの正常なポテンショメータ２５ａ〜２５ｃのいずれか２つのセンサ出力信号を用いアシスト制御を継続できることにより、修理のためディーラーに車を持ち込む時等にセレクトレバー２の操作が極めて重くなることが無くなる。

ポテンショメータ２５ａ〜２５ｃのうち２つのセンサ信号を比較するには、減算してそれが０Vか否かを診断する方法もあるが、その場合、コントロールユニット２２故障等によりポテンショメータ２５ａ〜２５ｃへの電源がカットされた場合、両方のセンサ信号が０Vとなり、センサ信号は異常であるが正常と判定してしまう。従って、コントロールユニット２２にセンサ電源切換え回路を設定することで、全て加算して５Vか否か診断することができ、供給電源カットの場合、確実に異常判定することができる。

実施例１において、ポテンショメータ２５ｃの出力電圧の特性を切り換えるのに、電源切換回路４０におけるリレー４０１とリレー４０２の切り換えを行っている。３つのポテンショメータ２５ａ〜２５ｃの出力の組合せで、どの組合せでも足して５Vの波形を作るために、ポテンショメータ２５ａ〜２５ｃのうち１つは右上がりの波形と、右下がりの波形の２つの波形を出力する必要がある。

ポテンショメータ２５ａ〜２５ｃの出力をマイコンで読んで、反転させて右上がりの波形を右下がりに反転させることもできるが、そうすると、ポテンショメータ２５ａ〜２５ｃの電源が切れた場合に、０V入力で５Vを作ってしまうため、もうひとつのセンサ出力（０V）との和が５Vになって、OKとなってしまう。
実施例１では、反転出力をポテンショメータ２５ａ〜２５ｃの電源を使って作ることにより、この不具合を回避できる。

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る。

また、操作位置を検出する手段として、３つのポテンショメータ２５ａ〜２５ｃからなるため、所定のノイズ等による誤フェール判定を防止することができ、
また、コントロールユニット２２に電源切換回路４０を設定することにより、コントロールユニット２２の故障等でポテンショメータ２５ａ〜２５ｃへの電源がカットされた場合も正常と誤判定することがなくなる。

(2)複数のポテンショメータ２５ａ〜２５ｃは、操作位置に比例して検出量が増加する正検出特性のポテンショメータ２５ｂと、操作位置に比例して検出量が減少する負検出特性のポテンショメータ２５ａと、電源切換回路４０によって正検出特性と負検出特性とが切り換えられるポテンショメータ２５ｃと、からなり、ポテンショメータ２５ａ〜２５ｃの出力値の正負を組み合わせて加算した値から異常を検出する操作位置異常検出部３８を設けたため、所定の検出電圧範囲からはずれるかどうかで、容易に異常の検出を行うことができる。

(3)操作位置異常検出部３８は、ポテンショメータ２５ａ〜２５ｃのいずれか１つに対して少なくともポテンショメータ２５ａ〜２５ｃの異なる２つのセンサと組合せるようにして、異常があるポテンショメータを検出し、異常が１つのポテンショメータの場合に、残る正常なポテンショメータの検出値をポジション・操作開始・方向判別ブロック３３、モータ駆動制御ブロック３７へ出力するようにして、フェール状態と判定せず、アシスト制御を継続させるため、ポテンショメータ２５ａ〜２５ｃの１つが故障したとしても、緊急対応として残りの正常なポテンショメータ２５ａ〜２５ｃの位置センサ信号を用いてアシスト制御を継続できる。また、このアシスト制御の継続により、修理のためディーラーに車を持ち込む際にセレクトレバー操作が極めて重くなることがなくなる。

実施例２は、３つのポテンショメータ２５ａ〜２５ｃを設け、ポテンショメータ２５ａをメインセンサとし、ポテンショメータ２５ｂ，２５ｃをサブセンサとする例である。
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。
[ポテンショメータの故障検出処理]
図１２は実施例２の自動変速機のセレクトアシスト装置のコントローラ２２で実行されるポテンショメータの故障検出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Ｓ４１では、ポテンショメータ２５ａの出力電圧を検出する。

ステップＳ４２では、ポテンショメータ２５ｂの出力電圧を検出する。

ステップＳ４３では、ポテンショメータ２５ｃの出力電圧を検出する。

ステップＳ４４では、ポテンショメータ２５ａの検出電圧にポテンショメータ２５ｂの検出電圧を加算する。

ステップＳ４５では、加算した検出電圧が、所定電圧範囲内かどうかを判断し、範囲内ならばステップＳ５３へ進み、範囲外ならばステップＳ４６へ進む。

ステップＳ４６では、範囲外の状態が所定時間継続したかどうかを判断し、所定時間継続したならばステップＳ４７へ進み、所定時間継続しないならばステップＳ４１へ戻る。

ステップＳ４７では、ポテンショメータ２５ａの検出電圧にポテンショメータ２５ｃの検出電圧を加算する。

ステップＳ４８では、加算した検出電圧が、所定電圧範囲内かどうかを判断し、範囲内ならばステップＳ５３へ進み、範囲外ならばステップＳ４９へ進む。

ステップＳ４９では、範囲外の状態が所定時間継続したかどうかを判断し、所定時間継続したならばステップＳ５０へ進み、所定時間継続しないならばステップＳ４１へ戻る。

ステップＳ５０では、メインセンサであるポテンショメータ２５ａが異常であると判断する。

ステップＳ５１では、アシスト制御を停止させる処理を行う。

ステップＳ５２では、警告灯を点灯させる処理を行う。

ステップＳ５３では、メインセンサであるポテンショメータ２５ａが正常であると判断する。

[メインセンサをサブセンサで監視する作用]
実施例２では、ポテンショメータ２５ａをメインセンサ、つまり、アシスト制御に使用するセンサとし、残る２つのポテンショメータ２５ｂ，２５ｃをサブセンサ、つまり、メインセンサの監視用として使用する。
この監視の処理として、ポテンショメータ２５ａの出力電圧にポテンショメータ２５ｂの出力電圧を加算した結果が５V±２０％以内かどうかを判定する（ステップＳ４４，Ｓ４５）。

この判定が、範囲内であれば、ポテンショメータ２５ａは正常と判定し、故障検出のフローを抜ける（ステップＳ４５，Ｓ５３）。範囲外の場合には、この状態が１０ms以上継続するかどうかを判定する（ステップＳ４６）。
そして、範囲外の状態が１０ms以上継続した場合、ポテンショメータ２５ａの出力電圧にポテンショメータ２５ｃの出力電圧を加算し（ステップＳ４７）、加算した結果が５V±２０％かどうかを判定する（ステップＳ４８）。判定結果が範囲内であれば、ポテンショメータ２５ａは正常と判定し、故障検出のフローを抜ける（ステップＳ４８，Ｓ５３）。判定結果が範囲外の場合には、その状態が１０ms以上継続するかどうかを判定する（ステップＳ４９）。

範囲外の状態が１０ms以上継続した場合には、ポテンショメータ２５ａの異常と判定する（ステップＳ４９，Ｓ５０）。そして、アシスト制御を停止し（ステップＳ５１）、警告灯を表示する（ステップＳ５２）。
このように処理することにより、例えば、ポテンショメータ２５ｂに所定外のノイズ等が入力された場合でも、ポテンショメータ２５ａとポテンショメータ２５ｃでも診断するため、誤フェール判定により、アシスト制御が停止し、セレクトレバー２の操作が極めて重くなるようなことがない。

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)，(2)の効果に加えて以下の効果を有する。
(4)操作位置異常検出部３８は、ポテンショメータ２５ａをメインセンサとし、残るポテンショメータ２５ｂ，２５ｃをサブセンサとし、メインセンサの検出値にサブセンサの検出値を加算するようにして判定を行い、複数のサブセンサによりメインセンサが異常と判定された際には、フェールと判定しアシスト制御を停止させるため、１つのサブセンサ、もしくはメインセンサのみにノイズの影響がある場合であっても、誤フェール判定を行わないようにできる。

実施例３は、ポテンショメータ２５ｃの検出特性の切換えを信号反転回路により行う例である。
構成を説明する。
図１３は実施例３の自動変速機のセレクトアシスト装置のポテンショメータ周辺のシステム構成の説明図である。図１４は実施例３の自動変速機のセレクトアシスト装置の信号反転回路の回路構成例を示す説明図である。

実施例３では、図１３に示すように、ポテンショメータ２５ｃの検出信号を反転させる信号反転回路４１をポテンショメータ２５に設けている。
信号反転回路４１は、図１４に示すように、抵抗Ｒ１〜Ｒ４とアンプOP1からなる。アンプOP1のマイナス入力端子には、抵抗Ｒ１から入力するようにし、電源ラインとグランドの間に直列に設けた抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４の間からアンプOP1のプラス入力端子に入力するようにし、負帰還を設けて、その負帰還路に抵抗Ｒ２を設ける構成である。
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。

このように信号反転回路４１により、図７(c)に示すポテンショメータ２５ｃの正負の特性の切換えを行うようにしてもよい。
また、図１３に、信号反転回路４２として示すように、コントローラ２２に設けるようにしてもよい。
その他作用構成は、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これら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、実施例１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。

実施例１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。
また、例えば、複数のポテンショメータの検出値において、多数決でフェール判定を行うようにしてもよい。

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。 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。 実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置のポテンショメータ周辺のシステム構成の説明図である。 実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置の電源切換回路の構成例を示す説明図である。 実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置のポテンショメータの出力特性の説明図である。 コントロールユニットで実行されるセレクトレバーのアシスト制御処理の流れを示すフローチャートである。 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レンジ方向におけるセレクトレバーの目標操作反力を示す特性図である。 実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置のコントローラ２２で実行されるポテンショメータの故障検出処理の流れを示すフローチャートである。 実施例２の自動変速機のセレクトアシスト装置のコントローラ２２で実行されるポテンショメータの故障検出処理の流れを示すフローチャートである。 実施例３の自動変速機のセレクトアシスト装置のポテンショメータ周辺のシステム構成の説明図である。 実施例３の自動変速機のセレクトアシスト装置の信号反転回路の回路構成例を示す説明図である。

符号の説明

１ セレクト機構部
２ セレクトレバー
３ センタクラスタ
４ セレクトノブ
５ 支点軸
７ セレクトレバージョイント
８ コントロールケーブル
９ アシストアクチュエータ
１０ 入力レバー
１１ 入力レバージョイント
１２ 出力軸
１３ 出力レバー
１４ ウォームギア
１５ 電動モータ
１６ モータ出力軸
１７ 出力レバージョイント
１８ コントロールケーブル
１９ 自動変速機
２０ 制御アーム
２１ トルクセンサ
２２ コントロールユニット
２３ ワイヤハーネス
２４ 接触子
２５ ポテンショメータ
２６ 回転シャフト
２７ ディテントプレート
２７ａ カム山
２７ｂ 谷部
２８ バネ板
２９ ディテントピン
３０ パーキングポール
３１ カム状プレート
３２ パーキングギア
３３ 方向判別ブロック
３４ 目標テーブルブロック
３５ 加算器
３６ FB制御部
３７ モータ駆動制御ブロック
３８ 操作位置異常検出部
３９ パーキングスイッチ
４０ 電源切換回路
４０１ リレー
４０２ リレー
４１ 信号反転回路
４２ 信号反転回路

Claims (4)

1. 自動変速機のレンジ位置切り換え装置と連結されたセレクトレバーへの入力操作力を検出する入力操作力検出手段と、
   前記セレクトレバーの操作位置を検出する操作位置検出手段と、
   前記セレクトレバーにドライバの操作力を補助するアシスト力を出力するアシストアクチュエータと、
   検出された入力操作力と操作位置に基づいて、アシストアクチュエータに対しアシスト力を変化させる制御指令を出力するアシスト力制御手段と、
   を備える自動変速機のセレクトアシスト装置であって、
   前記操作位置検出手段は、３つ以上の複数のセンサからなる、
   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、
   複数のセンサからなる前記操作位置検出手段は、
   操作位置に比例して検出量が増加する正検出特性のセンサと、
   操作位置に比例して検出量が減少する負検出特性のセンサと、
   切換手段によって正検出特性と負検出特性とが切り換えられるセンサと、
   からなり、
   センサの出力値の正負を組み合わせて加算した値から異常を検出するフェール判定手段を設けた、
   ことを特徴とする自動変速機のセレクトアシスト装置。
3. 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、
   前記フェール判定手段は、
   １つのセンサに対して少なくとも異なる２つのセンサと組合せるようにして、異常があるセンサを検出し、
   
   異常が１つのセンサの場合に、残る正常なセンサの検出値を前記アシスト力制御手段に出力するようにして、フェール状態と判定せず、アシスト制御を継続させる、
   ことを特徴とする自動変速機のセレクトアシスト装置。
4. 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、
   前記フェール判定手段は、
   １つのセンサをメインセンサとし、残りをサブセンサとし、メインセンサの検出値に前記サブセンサの検出値を加算するようにして判定を行い、複数のサブセンサによりメインセンサが異常と判定された際には、フェールと判定しアシスト制御を停止させる、
   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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