JP2007315428A - Select assist device of automatic transmission - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention belongs to a technical field of a selection assist device for an automatic transmission that switches a selection position of the automatic transmission by control according to an operation of a driver's select lever in a vehicle equipped with the automatic transmission.
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)。 Conventionally, a select lever of an automatic transmission is mechanically connected to a manual valve of the automatic transmission via an operating force transmission means such as a rod or a cable. The driver's operating force input to the select lever is transmitted to the manual valve via the operating force transmitting means, and the select position is switched according to the operation amount (see, for example, Patent Document 1).
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)。
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。 When the select lever is operated, a mechanical operating reaction force such as friction of the operating force transmission means, resistance of detent, etc. is generated, and thus 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, the former of the above prior arts has a problem that the shape becomes large due to the length of the select lever, so that there are many restrictions on the installation place and the degree of freedom in layout in the vehicle interior is low.
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。 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.
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。 The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problem, and the object of the present invention is to reduce the size of the select lever while enabling the range switching operation at the time of failure by mechanically connecting the select lever and the select position switching device. It is an object of the present invention to provide a selection assist device for an automatic transmission that can increase the degree of freedom in layout and can obtain select lever operation characteristics according to requirements.
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作動位置を検出する作動位置検出手段を設け、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、前記アシスト制御手段は、前記相対変位量が小さくなるように第1の駆動指令値を演算する第1駆動指令値演算手段と、前記セレクト位置切換装置において、レンジ位置を安定させるディテント機構が発生させる力に対する補償となる第2の駆動指令値を、前記作動位置から演算する第2駆動指令値演算手段と、前記第1駆動指令値と前記第2駆動指令値から最終的な駆動指令値を演算する手段と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, in the select assist device for an automatic transmission according to the present invention, a select lever and a select position switching device for the automatic transmission are connected by a select operation force transmission system, and the select operation force transmission system In the select assist device of the automatic transmission provided with an assist actuator for assisting the select operation force by the driver, the select operation force transmission system is connected to a first connecting member connected to a select lever and the select position switching device. A second connecting member that is connected, and a relative displacement allowable connecting mechanism that connects the two connecting members while allowing relative displacement up to a limit amount, and the assist actuator is set as the second connecting member. The operating position detecting means for detecting the operating position of the assist actuator is provided, and the relative displacement is calculated. A relative displacement amount detecting means that outputs the assist actuator, and an assist control means for controlling the drive of the assist actuator, wherein the assist control means calculates a first drive command value so that the relative displacement amount decreases. Drive command value calculating means and second drive command value calculating means for calculating, from the operating position, a second drive command value that is compensation for the force generated by the detent mechanism that stabilizes the range position in the select position switching device. And means for calculating a final drive command value from the first drive command value and the second drive command value.
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。 In the present invention, while maintaining the mechanical connection between the select lever and the select position switching device, the select position switching device of the automatic transmission is switched by the control drive according to the operation of the driver's select lever, so that at the time of failure Both securing the range switching operation and increasing the degree of layout freedom by downsizing the select lever can be achieved.
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。 Hereinafter, an embodiment for realizing a select assist device for an automatic transmission according to the present invention will be described based on examples.
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。
First, the configuration will be described.
FIG. 1 is a side view showing a configuration of an automatic transmission apparatus according to a first embodiment, and FIG. 2 is a perspective view of a main part showing a detailed structure of a select section.
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。
As shown in FIG. 1, the automatic transmission device according to the first embodiment mainly includes a
The
The
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)
Further, the
A
In the first rotating
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2回転部17のストローク角度、つまり自動変速機51の制御レバー51の作動角度(作動位置)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、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。
The
Further, the
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。
Furthermore, a
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。
また、第2回転部17側の作動角変化は位置センサ62で検出され、コントローラ3へ出力される。
The controller 3 (corresponding to the assist control means) sets a command value for the
FIG. 3 shows a control block diagram of the
In the
Further, the change in the operating angle on the second rotating
コントローラ3は、FB制御部31(第1駆動指令値演算部に相当する)、ディテント力相当駆動指令値演算部32(第2駆動指令値演算部に相当する)、加算器33(最終的な駆動指令値を演算する手段に相当する)、モータ駆動制御部34を主要な構成としている。
FB制御部31は、相対変位量を偏差入力とし、偏差が小さくなるように駆動指令値を演算し、加算器33、ディテント力相当駆動指令値演算部32へ出力する。この駆動指令値の演算は、フィードバック制御であり、具体的な例としてPID制御を挙げておく。
The
The
ディテント力相当駆動指令値演算部32は、ディテント力に相当する駆動指令値分を演算し、出力する。
加算器33は、フィードバック制御分にディテント力相当する分を加算して、最終的な駆動指令値を演算し、出力する。
モータ駆動制御部34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。
The detent force equivalent drive
The
The motor
図8は実施例1のコントローラ3のディテント力相当駆動指令値演算部32のブロック図である。
ディテント力相当駆動指令値演算部32は、PL方向用テーブル321、LP方向用テーブル322、作動位置変化方向判定部323、切替器324、乗算器325からなる。
PL方向用テーブル321は、作動方向がPレンジ位置からLレンジ位置へ向かう方向の際に、このPL方向において、受けるディテント力に相当するトルクを、テーブルデータを参照して演算し、切替器324へ出力する。
FIG. 8 is a block diagram of the detent force equivalent drive command
The detent force equivalent drive command
The PL direction table 321 calculates a torque corresponding to the detent force received in the PL direction with reference to the table data when the operating direction is the direction from the P range position to the L range position. Output to.
LP方向用テーブル322は、作動方向がLレンジ位置からPレンジ位置へ向かう方向の際に、このLP方向において、受けるディテント力に相当するトルクを、テーブルデータを参照して演算し、切替器324へ出力する。
作動位置変化方向判定部323は、演算部323a、加算器323b、符号判定部323cからなり、作動位置の変化方向を判定する。
The LP direction table 322 calculates a torque corresponding to the detent force received in the LP direction when the operation direction is a direction from the L range position to the P range position with reference to the table data, and switches the
The operation position change
演算部323aは、Z−1で表される演算、すなわち、1演算前の作動位置を減算分として加算器323bへ出力する。
加算器323bは、今回演算の作動位置から1演算前の作動位置を減じる演算を行い、結果を符号判定部323cへ出力する。
符号判定部323cは、加算器323bからの出力により、1演算前よりも作動位置が増加したか減少したかを判定し、プラスまたはマイナスの符号を出力する。
The
The
The
切替器324は、作動位置変化方向判定部323からの出力が、プラスの符号の場合には、PL方向用テーブル321からの出力を通過させ、切替器324の出力とし、作動位置変化方向判定部323からの出力が、マイナスの符号の場合には、LP方向用テーブル322からの出力を通過させ、切替器324の出力とする。
When the output from the operating position change
乗算器325は、入力されるディテント力に相当するトルクを駆動指令値に変換するようゲイン1/Gを乗算する。Gは、アシストアクチュエータの電圧、モータ抵抗、トルク定数、減速ギヤ比などが考慮されたゲインである。
The
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。
Next, the detent structure of the
FIG. 4 is a perspective view showing a detent structure of the
The
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。
That is, the rotating
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。
Note that one end of a
In the first embodiment, the detent force (check force) works in the
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。
Next, the operation will be described.
[Automatic transmission select position control process]
FIG. 5 is a flowchart showing a basic process flow of the select position control process executed by the
ステップS1では、位置センサ6からの相対位置変位量の検出値を入力して、相対位置の中点からの変位量を読み込む。
In step S1, the detected value of the relative position displacement amount from the
ステップS2では、相対変位量を偏差として、偏差が小さくなるよう第1駆動指令値を演算する。 In step S2, the first drive command value is calculated so that the deviation becomes smaller with the relative displacement amount as the deviation.
ステップS3では、位置センサ62からの検出値を入力して、作動位置を読み込む。
In step S3, the detection value from the
ステップS4では、作動位置からディテント力に相当する駆動指令値を第2駆動指令値として演算する。 In step S4, the drive command value corresponding to the detent force is calculated from the operating position as the second drive command value.
ステップS5では、最終の駆動指令値を第1駆動指令値と第2駆動指令値の加算により演算する。 In step S5, the final drive command value is calculated by adding the first drive command value and the second drive command value.
ステップS6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。
In step S6, the electric motor of the
[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7(a)参照)。
[Automatic transmission range switching control]
In the select assist device for the automatic transmission according to the first embodiment, as an example of the state before the operation, the first rotating
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6,60で検出され、FB制御部31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。
From this state, for example, when the
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、FB制御部31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7(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6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6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。
In addition, when the
In other words, the relative position displacement is maintained near the midpoint of the relative position by the control of the
This movement is as if the
As an example, FIG. 6 shows a change state of the relative position when moving from the P range to the R range. When the angle input to the
[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。
[Improved operation feeling]
In the first embodiment, when the normal control is performed as described above, the relative positions of the
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。
Thereby, the operation feeling in the first embodiment is generated only by the
[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。
[Improves the feeling of operation when starting on a steep slope and reduces the size and weight]
When performing a select operation from the P range to the D range in an attempt to start a steep slope, the force for pulling out the parking rod increases and the operation force increases. In the select assist device for the automatic transmission according to the first embodiment, when the load is large as described above, the
[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。
[Improving operation feeling and reducing costs in sudden shift operations]
In the select assist device for the automatic transmission according to the first embodiment, when a sudden selection operation is performed, the
[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。
[Mechanical connection of select lever and control arm of automatic transmission]
Further, in the first embodiment, during a failure, if the
[ディテント特性の影響について]
自動変速機のセレクトアシスト装置において、操作前半までは、作動位置の動きを抑えようとしていたディテント力が、途中から、力の向きが逆になってアシストするという強い非線形性により、制御性能が低下してしまう。プラントは操作前半までは安定である(元の位置に戻る)のに対し、操作後半は、不安定(元の位置に戻らない)である。プラントのこのような変化に対し、同じチューニングパラメータで制御するのは難しい。パラメータを作動位置に応じて変化させるという対応も考えられるが、試行錯誤的な方法になってしまいチューニングに時間がかかることになり好ましくない。
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。
[Influence of detent characteristics]
In the automatic transmission select assist device, until the first half of the operation, the detent force that was trying to suppress the movement of the operating position is reduced due to the strong non-linearity that assists with the force direction reversed from the middle. Resulting in. The plant is stable until the first half of the operation (returns to the original position), while the second half of the operation is unstable (does not return to the original position). It is difficult to control such changes in the plant with the same tuning parameters. Although it is conceivable to change the parameter according to the operating position, it becomes a trial and error method and it takes time for tuning, which is not preferable.
The select assist device for the automatic transmission according to the first embodiment solves these problems.
[ディテント特性の打消し作用]
実施例1の自動変速機のセレクトアシスト装置では、作動位置を入力とするディテント力相当駆動指令値演算部32によって、アシスト制御が起動し、作動位置に変位が生じると、この作動位置の変化は、作動位置変化方向判定部323で検出される。
[Defeating detent characteristics]
In the select assist device for the automatic transmission according to the first embodiment, when the assist control is activated by the detent force equivalent drive command
作動位置変化方向判定部323では、今回演算のために入力した作動位置から1演算前の作動位置を加算器323bで減算するため、前回演算と作動方向が変化していない場合には、プラスになり、前回演算と作動方向が変化した場合には、マイナスとなる。
これにより切替器324では、PL方向用テーブル321とLP方向用テーブルを切り替えるようにする。
The operation position change
As a result, the
ディテントプレート53とバネ板54に設けたディテントピン55の接触部において、作動位置の動きを抑える方向の摩擦が発生するので、両方向別に設けている。
よって、操作方向に応じたテーブルデータから、その作動位置でのディテント力のデータを得ることができる。
At the contact portion between the
Therefore, detent force data at the operating position can be obtained from the table data corresponding to the operation direction.
このようにして得たディテント力にゲイン1/Gを乗じることにより、ディテント力相当の駆動指令値を演算して、第2の駆動指令値として出力する。
これによって、FB制御部31で演算される第1の駆動指令値では、このディテント特性を考慮しなくてもよいことになる。
そのため、制御は非常に安定したものとなり、また、操作位置に対する作動位置の追従性は良好なものとなる。
By multiplying the detent force thus obtained by the
As a result, the first drive command value calculated by the
Therefore, the control is very stable, and the followability of the operation position with respect to the operation position is good.
図9は実施例1の自動変速機のセレクトアシスト装置において、ディテント力相当駆動指令値演算部32の有無による効果の比較を行った結果を示すグラフ図である。
図9において、ディテント力相当駆動指令値演算部32の有無は、補償あり、なしで示し、参考にディテント力がない場合についても示す。
ディテント力相当駆動指令値演算部32のないものでは、図6に示すディテント力の影響を受けていることがわかる。つまり、操作前半の相対変位量の増加から、操作後半の相対変位量の負側の増加となる特性が表れている。それに対して、ディテント力相当駆動指令値演算部32によりFB制御部31がディテント力の影響を受けない制御を行うことができたものは、ディテント力が無いものとほぼ同等の特性となり、相対変位量の増加が良好に抑制されている。つまり、操作位置に作動位置が良好に追従していることがわかる。
FIG. 9 is a graph showing the result of comparison of the effects of the presence / absence of the detent force equivalent drive command
In FIG. 9, the presence / absence of the detent force equivalent drive command
It can be seen that those without the detent force equivalent drive command
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。
Next, the effect will be described.
In the automatic transmission select assist device of the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The
Further, since the
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。
In addition, the engagement of the
Further, in the first embodiment, since the normal state is set to the non-connected state, it is preferable to operate with a light force in accordance with the downsizing of the
Further, in the first embodiment, since there is a play amount in a non-connected state, adjustments that are synchronized with each other when the
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。 Further, when starting on a steep slope where the load of the select operation system is excessive or when performing a rapid select operation, the assist force of the motor is added to the operation force of the driver, and the operation can be lightened. In addition, since the operating force can be transmitted, the system can be downsized in the motor rating and the response to the motor can be eased.
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。
Further, advantageous effects on the shift-by-wire system in the selection assist device of the automatic transmission according to the first embodiment will be described in comparison.
In the above-described operation and effects, (A) In normal operation, the range is switched by the operating force of the actuator without transmitting the manual operating force to the automatic transmission. (B) At the time of failure, the range is switched by manual operation force without using the actuator operation force. (C) When an excessive load occurs, the range is switched by adding the manual operating force and the actuator operating force (assist state). In particular, (B) and (C) are advantageous effects for the shift-by-wire system.
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。 Furthermore, it is advantageous that the states (A) and (C) are also variable. That is, in the select assist device for the automatic transmission according to the first embodiment, the ratio between the driver's operating force and the assist force by the assist actuator can be changed according to the traveling state. For example, when shifting from the R range to the P range when the traveling speed is high, by weakening the assist force of the motor, the driver's operation force is increased (heavier operation) due to erroneous finger touch selection. It is possible to prevent the vehicle from stopping suddenly. As described above, in addition to the improvement of the operation feeling, it is possible to prevent erroneous selection and to suppress those connected to it by making the operation heavy.
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。
Furthermore, compared to a shift-by-wire system, the shift-by-wire system provides better control system responsiveness and positioning accuracy against disturbances such as the zero point of the potentiometer (position sensor) over time, fluctuations in power supply voltage, and circuit input voltage drift. Easy to deteriorate. In the select assist device of the automatic transmission according to the first embodiment, even if there is some fluctuation in the control system, the driver can operate by absorbing the fluctuation through the mechanical link, and thus the system has excellent robust stability.
Furthermore, when the shift-by-wire system goes down, it is necessary to search for an emergency lever and perform an operation different from the normal operation, which puts a heavy burden on the panicked driver. In the select assist device of the automatic transmission of the first embodiment, even if the operation force is heavy, the operation can be continued with normality with the same select operation as usual.
さらに、実施例1では、コントローラ3は、相対変位量が小さくなるように第1の駆動指令値を演算するFB制御部31と、自動変速機5のディテント機構が発生させる力に対する補償となる第2の駆動指令値を、作動位置から演算するディテント力相当駆動指令値演算部32と、第1駆動指令値と2駆動指令値から最終的な駆動指令値を演算する加算器33を備えるため、制御を非常に安定したものにでき、操作位置に対する作動位置の追従性を良好なものにすることができる。
Further, in the first embodiment, the
実施例2は、実施例1のディテント力に対する補正に対して、さらに動的な補正を行うようにした例である。
図10は実施例1のコントローラ3のディテント力相当駆動指令値演算部32のブロック図である。なお、図8と同様のブロックについては、同じ符号を付し説明を省略する。
The second embodiment is an example in which more dynamic correction is performed with respect to the correction of the detent force of the first embodiment.
FIG. 10 is a block diagram of the detent force equivalent drive command
動的演算部326では、τ1をアシストアクチュエータ2の遅れ時定数とし、τ2をτ1よりも小さい値として、(1+τ1s)/(1+τ2s)の演算を、乗算器325の出力に対して行う。
この演算は、動的補正であり、位相進み処理である。つまり、実施例2では、ディテント力を入力とし、1/Gのゲインを乗じて駆動指令値を演算し出力する乗算器325を静的な駆動指令値の演算器とし、これに対して動的演算部325により動的補正を行う。
This calculation is dynamic correction and is phase advance processing. In other words, in the second embodiment, the
作用を説明する。
[動的補正作用]
ディテント発生力を補償する駆動指令値を演算しても、アシストアクチュエータ2のモータが駆動指令値相当の駆動力を発生するには、時間的な遅れを伴うため、ディテント発生力を補償するタイミングが遅れ、見かけ上のプラントをまったくディテント力の影響のない状態とすることが難しい。
The operation will be described.
[Dynamic compensation action]
Even if the drive command value for compensating the detent generation force is calculated, there is a time delay for the motor of the
実施例2では、この遅れの影響を小さく抑えるために、駆動指令値に対する動的な補正として、位相進み処理演算を行う。
処理としては、乗算器325から出力される駆動指令値を静的な駆動指令値とし、動的演算部326により(1+τ1s)/(1+τ2s)の演算を行う。
これにより、補償遅れ時定数が、アシストアクチュエータ2の遅れ時定数であるτ1からτ2となり、τ2をτ1より小さい値とすることで、遅れを小さくすることができる。よって、操作位置に対する作動位置の追従性をさらに良好なものにすることができる。
In the second embodiment, in order to suppress the influence of this delay, phase advance processing calculation is performed as dynamic correction for the drive command value.
As the processing, the driving command value output from the
Thereby, the compensation delay time constant is changed from τ 1 which is the delay time constant of the
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では、上記(1)の効果に加えて、以下の効果を有する。
(2)ディテント力相当駆動指令値演算部32は、ディテント機構の作動位置とディテント発生力の関係に基づいて、作動位置からディテント発生力を演算するPL方向用テーブル321及びLP方向用テーブル322、作動位置変化方向判定部323、切替器324と、ディテント発生力を打ち消すために必要となるアシストアクチュエータ2の駆動力を演算する乗算器325と、ディテント発生力を打ち消すためのアシストアクチュエータ駆動力から、アシストアクチュエータへの駆動指令値に対し、実際の駆動力が発生するまでの動的な遅れに基づいて、第2の駆動指令値を求める動的演算部326と、からなるため、操作位置に対する作動位置の追従性を向上させることができる。
Explain the effect.
The select assist device for an automatic transmission according to the second embodiment has the following effects in addition to the effect (1).
(2) The detent force equivalent drive command
(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。
(Other embodiments)
As described above, the embodiment of the present invention has been described based on the first embodiment. However, the specific configuration of the present invention is not limited to the embodiment, and design changes and the like within the scope of the invention are not limited. Even if it exists, it is included in this invention.
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。
The shape and size of the
As an example of the position sensor, a potentiometer whose contact position between the brush and the substrate is variable will be described as an example.
実施例1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。
In the first embodiment, the idle coupling mechanism is shown as an example of the relative displacement permissible coupling mechanism. However, even if other than the idle coupling mechanism, for example, coupling with both coupling members is permitted while allowing elastic displacement up to the limit elastic displacement amount. An elastic coupling mechanism may be used.
The elastic coupling mechanism will be described in detail. In the first embodiment, the midpoint from both ends of the
実施例1、実施例2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11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11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。
In the first embodiment and the second embodiment, as an example of the play coupling mechanism, a groove, a protrusion, and an assist actuator that allow play amount are provided in the select portion. However, as shown in FIG. 11, the second rotating
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12、図13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。
Moreover, as an example of an idle connection mechanism, the example which provided the idle connection mechanism and the assist actuator in the middle of the control cable is shown in FIG. 12, FIG.
In this example, the idle coupling mechanism is formed by a connection portion between the
実施例では、作動位置を検出するために直接、固定部材に対する第2回転部17の角度変位を作動位置(作動角)として検出したが、固定部材に対する第1回転部13の角度変位を操作位置(操作角)として検出し、操作位置と相対変位量から作動位置を演算で求めるようにしてもよい。
In the embodiment, the angular displacement of the second
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 FB制御部
32 ディテント力相当駆動指令値演算部
321 PL方向用テーブル
322 LP方向用テーブル
323 作動位置変化方向判定部
323a 演算部
323b 加算器
323c 符号判定部
324 切替器
325 乗算器
326 動的演算部
33 加算器
34 モータ駆動制御部
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
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
DESCRIPTION OF
54
Claims (2)
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作動位置を検出する作動位置検出手段を設け、
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、
前記アシスト制御手段は、
前記相対変位量が小さくなるように第1の駆動指令値を演算する第1駆動指令値演算手段と、
前記セレクト位置切換装置において、レンジ位置を安定させるディテント機構が発生させる力に対する補償となる第2の駆動指令値を、前記作動位置から演算する第2駆動指令値演算手段と、
前記第1駆動指令値と前記第2駆動指令値から最終的な駆動指令値を演算する手段と、
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。 The select lever and the automatic transmission select position switching device are connected by a select operation force transmission system, and the select operation force transmission system is provided with an assist actuator for assisting the select operation force by the driver. In the device
The select operating force transmission system is connected to a first connecting member connected to a select lever, a second connecting member connected to the select position switching device, and the connecting members are connected to each other while allowing relative displacement up to a limit amount. A relative displacement permissible coupling mechanism, and the assist actuator is set as the second coupling member,
An operating position detecting means for detecting the operating position of the assist actuator is provided,
A relative displacement amount detecting means for detecting the relative displacement amount is provided,
Provide assist control means for controlling the drive of the assist actuator,
The assist control means includes
First drive command value calculating means for calculating a first drive command value so that the relative displacement amount is reduced;
In the select position switching device, a second drive command value calculating means for calculating a second drive command value serving as compensation for the force generated by the detent mechanism that stabilizes the range position from the operating position;
Means for calculating a final drive command value from the first drive command value and the second drive command value;
A selection assist device for an automatic transmission.
第2駆動指令値演算手段は、
前記ディテント機構の作動位置とディテント発生力の関係に基づいて、作動位置からディテント発生力を演算する手段と、
前記ディテント発生力を打ち消すために必要となる前記アシストアクチュエータの駆動力を演算する手段と、
前記ディテント発生力を打ち消すためのアシストアクチュエータの駆動力から、アシストアクチュエータへの駆動指令値に対し、実際の駆動力が発生するまでの動的な遅れに基づいて、第2の駆動指令値を求める手段と、
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。
In the automatic transmission select assist device according to claim 1,
The second drive command value calculation means
Means for calculating the detent generation force from the operation position based on the relationship between the operation position of the detent mechanism and the detent generation force;
Means for calculating the driving force of the assist actuator required to cancel the detent generation force;
A second drive command value is obtained from the drive force of the assist actuator for canceling the detent generation force based on a dynamic delay until the actual drive force is generated with respect to the drive command value to the assist actuator. Means,
A selection assist device for an automatic transmission, comprising:
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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