JP4184841B2 - 自動変速機のセレクトアシスト装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＡＴ車のレンジ切り換え時において、運転者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に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の自動変速機のレンジセレクト装置としては、車室内の運転席付近にセレクトレバーを設け、このセレクトレバーの操作力をケーブルやロッドなどの操作力伝達手段を介して自動変速機のレンジ切り換え装置に伝達し、自動変速機のレンジ（Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄなど）を切り換える構成のものが知られている。
【０００３】
セレクトレバーの操作には、ケーブルやロッドのフリクション、ディテント機構においてディテントピンがカム山を乗り越える際に発生する抵抗等により、大きな操作力が必要となる。このため、セレクトレバーを十分な長さに設定し、その梃子力を利用することにより、乗員の操作力を大きな力に変換し、レンジセレクトを行うよう構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−３２３５５９号公報（１頁〜３頁，第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術にあっては、十分な梃子力を得るために長いセレクトレバーが必要となり、車室内レイアウトの自由度が小さくなるという問題がある。また、設置場所にも制約が多く、運転席脇やステアリングコラム付近に限定されている。
【０００６】
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、車室内のレイアウト自由度とセレクトレバーのデザイン性を高めることができ、しかも常に良好な操作特性が得られ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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明請求項１に記載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切り換え装置と連結されたセレクトレバーへの入力トルクを検出する入力トルク検出手段と、前記セレクトレバーの操作位置に応じた操作位置信号を出力する位置センサと、前記セレクトレバーにより選択されたレンジ位置を検出するインヒビタスイッチと、運転者の操作力を補助するアシストトルクをセレクトレバーに出力するアシストアクチュエータと、前記操作位置信号に対応するセレクトレバーの操作位置が予め設定された位置センサデータを有し、入力トルクと操作位置信号と位置センサデータとに基づいてアシストトルクを制御するアシストトルク制御手段と、を備えた自動変速機のセレクトアシスト装置であって、前記アシストトルク制御手段に、セレクトレバーが受ける機械的負荷特性から設定された目標アシストトルクをデータとして備え、操作位置から目標アシストトルクを決定する目標アシストトルク演算手段と、入力トルクがゼロであるとき、セレクトレバーが停止していると判断して、セレクトレバーが停止しているかどうかを判断するレバー停止判断部と、セレクトレバーが停止していると判断されたとき、位置センサから出力されるセレクトレバーの現在位置における実際の操作位置信号（入力値）と、インヒビタスイッチより求めたレンジ内での停止位置、すなわち、現在位置に対応する位置センサデータに設定された操作位置信号（設定値）とを比較し、入力値に対する設定値のずれ量を検出するずれ量検出部と、検出されたずれ量が第１のしきい値よりも大きいとき、入力値に基づいて位置センサデータを補正する位置センサデータ補正部と、を設けたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、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、前記レバー停止判断部は、入力トルクがゼロである状態が予め設定された設定時間の間継続したとき、セレクトレバーが停止していると判断することを特徴とする。
なお、「設定時間」とは、レバー操作中に発生する入力トルクゼロの状態ではないと判別できる最小の時間をいう。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項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、前記レバー停止判断部は、入力トルクがゼロであり、かつ、位置センサの最新取得値と前回取得値との差が所定範囲内にあるとき、セレクトレバーが停止していると判断することを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明では、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の自動変速機のセレクトアシスト装置において、前記アシストトルク制御手段に、検出されたずれ量が第２のしきい値（>第１のしきい値）以上であるとき、位置センサの異常と判断する位置センサ異常判定部と、位置センサが異常であると判定されたとき、アシストアクチュエータにアシストトルクの出力を停止させるアシスト禁止部と、を設け、前記位置センサデータ補正部は、検出されたずれ量が第１のしきい値よりも大きく、かつ、第２のしきい値よりも小さいとき、位置センサデータを補正することを特徴とする。
【００１２】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明では、レンジセレクトにおいて、アシストアクチュエータによりアシストトルクが出力され、運転者のセレクトレバー操作力が補助される。従来の手動によるレンジセレクトでは、セレクトレバーの梃子力により自動変速機のマニュアルバルブと連結するマニュアルレバーを操作してレンジを切り換えている。
【００１３】
これに対し、本発明では、アシストアクチュエータによりアシストトルクを加えることで、セレクトレバーを操作する必要モーメントは低減され、大きな梃子力を利用しなくとも運転者に負担をかけることなくセレクト操作が可能となる。よって、セレクトレバーの長さを短く設定できるので、車室内のレイアウト自由度とセレクトレバーのデザイン性を高めることができる。
【００１４】
さらに、本発明では、アシストトルク制御手段は、入力トルクと操作位置信号と位置センサデータとに基づいて、アシストアクチュエータから出力されるアシストトルクを制御するため、セレクトレバーの操作位置に応じた自動変速機の機械的負荷力（例えば、ディテント機構、モータの慣性力等）を考慮し、操作感が良好となる操作力特性が得られるよう、アシストトルクをセレクトレバーの操作位置に応じて設定することができる。
【００１５】
また、本発明では、アシストトルク制御手段は、レバー停止判断部により、セレクトレバーが停止していると判断されたとき、ずれ量検出部により、位置センサから出力されるセレクトレバーの現在位置における実際の操作位置信号（入力値）と、インヒビタスイッチより求めたレンジ内での停止位置、すなわち、現在位置に対応する位置センサデータに設定された操作位置信号（設定値）とを比較し、入力値に対する設定値のずれ量を検出する。
【００１６】
ここで、経時変化などにより位置センサ（例えば、ポテンショメータ等）の接触抵抗増加、接触部のずれ等が発生し、位置センサから出力される実際の操作位置信号（入力値）と、現在位置に対応する位置センサデータに設定された操作位置信号（設定値）にずれが生じた場合、アシスト制御手段は誤ったセレクトレバーの位置情報に基づいてアシストアクチュエータを制御するため、アシスト不足やアシスト過大による引っ掛かり感、セレクトレバーが所定位置で停止しない、いわゆるオーバーランが発生するという問題がある。
【００１７】
本発明では、インヒビタスイッチにより求めた各レンジ位置でのセレクトレバー停止位置が予め特定できる点に着目し、セレクトレバーが停止しているとき、入力値に対する設定値のずれ量が第１のしきい値よりも大きい場合に、入力値に基づいて位置センサデータの補正を行うようにしたため、補正が正確であり、位置センサの経時劣化等に拘わらず、常に適正なアシスト制御を行うことができる。
【００１８】
また、請求項１に記載の発明では、レバー停止判断部は、入力トルクがゼロであるとき、セレクトレバーが停止していると判断することにより、運転者がセレクトレバーに手を触れていないことを確実に判断できる。すなわち、運転者がセレクトレバーに手を乗せているだけでも位置センサの入力値は変化してしまい、その状態でズレ量を検出すると、誤った補正を行ってしまうが、入力トルクからレバー停止を判断することにより、セレクトレバーの停止を確実に検出できる。
【００１９】
請求項２に記載の発明では、入力トルクゼロの状態が設定時間の間継続したとき、セレクトレバーが停止していると判断することにより、運転者がセレクトレバーに手を触れていない状態と、レバー操作途中で発生する入力トルクゼロの状態とを判別できる。よって、レバー停止判断の正確性が向上する。
【００２０】
請求項３に記載の発明では、入力トルクがゼロであり、かつ、位置センサの最新取得値と前回取得値との差が所定範囲内にあるとき、セレクトレバーが停止していると判断することにより、運転者がセレクトレバーに手を触れていない状態と、レバー操作途中で発生する入力トルクゼロの状態とを判別できる。よって、レバー停止判断の正確性が向上する。
【００２１】
請求項４に記載の発明では、検出されたずれ量が第２のしきい値（>第１のしきい値）以上である場合には、位置センサ異常判定部が位置センサの異常と判定し、アシスト禁止部によりアシストアクチュエータによるアシストを停止させることで、誤った入力値に基づいて位置センサデータの補正が行われ、誤ったアシスト制御が実行されるのを防止できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、構成を説明する。
図１は本発明の自動変速機のセレクトアシスト装置を適用した自動変速装置の構成を示す側面図、図２は自動変速装置の背面図である。
【００２３】
コントロール部１は運転者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の上部に設置されている。セレクトレバー２は、下端の支点軸４を中心として車両の前後方向に操作するよう設定されている。このセレクトレバー２の長さは100mm程度に設定され、従来の一般的なセレクトレバーよりも250mm程度短く設計されている。
【００２４】
セレクトレバー２の支点軸４には、この支点軸４と一体で上下方向に回動する制御レバー５の上端部が固定されている。また、支点軸４には、セクタギヤ６が固定され、このセクタギヤ６には、運転者の操作力を補助する電動モータ（アシストアクチュエータ）７が連結されている。
【００２５】
制御レバー５の下端部には、前方の自動変速機８に設けられたディテント機構の制御アーム１０の上端部と、ロッド状のリンケージ１１とを介して連結されている。
【００２６】
セレクトレバー２の支点軸４には、支点軸４への入力トルクを検出するトルクセンサ（入力トルク検出手段）１２と、セレクトレバー２のストローク角度を検出する位置センサ１３とが連結されている。
【００２７】
トルクセンサ１２は、支点軸４に設けられた一対の回転部１２ａと、その間のねじれトルクを検出する検出部１２ｂとから構成されている。トルクセンサ１２はセレクトレバー２の支点軸４に設けられているため、実際にセレクトレバー２に入力される運転者の操作力を検出することができる。トルクセンサ１２の出力電圧は、入力トルク信号としてコントロールユニット（アシストトルク制御手段）１４へ出力される。
【００２８】
また、位置センサ１３は、セレクトレバー２がＰレンジ最端部に位置しているときを０度として、セレクトレバー２を操作したときのストローク角度を随時検出する。位置センサ１３の出力電圧は、ストローク角度信号としてコントロールユニット１４に出力される。
【００２９】
図３に、位置センサ１３の出力電圧とセレクトレバー２のストローク角度との対応関係を示す。図３において、縦軸は位置センサ１３の出力電圧、横軸はセレクトレバー２のストローク角度であり、コントロールユニット１４は、図３に示すような出力電圧とストローク角度との対応関係に基づいて、セレクトレバー２のストローク角度を認識する。この対応関係は、位置センサデータとしてコントロールユニット１４内に記憶されている。
【００３０】
コントロールユニット１４は、検出されたセレクトレバー２のストローク角度と、予め設定された目標アシストトルクマップ（図４参照）とに基づいて、電動モータ７が出力するアシストトルクの目標値である目標アシストトルクを演算する。そして、実際の入力トルクに応じて目標アシストトルクを補正し、補正した目標アシストトルクに基づいて、電動モータ７の出力するアシストトルクの出力デューティ比をＰＷＭ（パルス幅変調）方式により制御する。
【００３１】
図４は、Ｐ→Ｒレンジ方向における目標アシストトルクマップである。この目標アシストトルクマップには、セレクトレバー２のストローク角度に応じた目標アシストトルクTmotが設定されている。この目標アシストトルクTmotは、機械的負荷力Fmisによる軸トルクから理想操作力Ftによる軸トルクを減ずることにより求められる。すなわち、この目標アシストトルクTmotを目標値として電動モータ７のアシストトルクを制御することにより、セレクト時に良好な操作力となる運転者の理想操作力Ftによる軸トルクが得られる。
【００３２】
機械的負荷力Fmisは、上述した自動変速機８のディテント機構で発生する負荷力に、リンケージ１１の摩擦力、電動モータ７のイナーシャ等を合成したものであり、電動モータ７によるトルクアシストが無い状態でレンジ切り換えを行うには、この機械的負荷力Fmis以上の操作力が必要となる。
【００３３】
なお、Ｄ→Ｎレンジ方向へのセレクト時には、機械的負荷力Fmisは上述したＰ→Ｒレンジ方向における機械的負荷力とは異なる特性となるため、その特性に応じて目標アシストトルクマップも別途設定する。よって、セレクトレバー２のアシスト制御においては、セレクトレバー２の操作方向を検出し、操作方向に応じた目標アシストトルクマップを用いてアシストトルクの制御を行う必要がある。
【００３４】
セレクトレバー２の操作方向を検出する方法としては、トルクセンサ１２の正負出力状態からの判定、位置センサ１３の取得最新値と前回取得値との増減差分による判定、または、目標アシストトルクマップ上の各レンジ停止位置の中央値に対する位置センサ１３の大小判定等で行うことができる。
【００３５】
また、この目標アシストトルクマップは、セレクトレバー２の操作速度に応じて予め複数設定されている。セレクトレバー２の操作速度は、ストローク角度の変化率等から推定することができる。
【００３６】
また、コントロールユニット１４は、運転者がセレクトレバー２に手を触れておらず、セレクトレバー２への入力トルクがゼロのとき、位置センサ１３の出力電圧（入力値）と、インヒビタスイッチ２２より求めたレンジ内での停止位置、すなわち、現在位置に対応する位置センサデータ（図３）に記憶された出力電圧とセレクトレバー２のストローク角度に対応する出力電圧（設定値）とを比較してずれ量を検出し、ずれ量の程度により位置センサデータを補正する。
【００３７】
次に、作用を説明する。
［位置センサデータ補正制御処理］
図５は、コントロールユニット１４で実行される位置センサデータ補正制御処理の流れを示すフローチャートである。なお、この処理は、任意のレンジで実行することができる。
【００３８】
ステップＳ１１では、トルクセンサ１３の出力電圧を読み込み、入力トルクがゼロである状態が予め設定された設定時間の間継続したかどうかを判断する（レバー停止判断部に相当）。入力トルクがゼロである状態が設定時間の間継続した場合にはステップＳ１２へ進み、入力トルクがゼロである状態が設定時間の間継続していない場合には本制御を終了する。
【００３９】
ステップＳ１２では、インヒビタスイッチ２２のレンジ信号により現在のレンジ位置を検出する。
【００４０】
ステップＳ１３では、位置センサ１３の出力電圧を読み込む。
【００４１】
ステップＳ１４では、位置センサ１３の最新取得値と前回取得値とを比較し、レバー位置が変化していないかどうかを判断する。レバー位置が変化していないと判断された場合にはステップＳ１５へ進み、レバー位置が変化していると判断された場合には本制御を終了する。
【００４２】
ステップＳ１５では、検出したレンジ位置における位置センサ１３の出力電圧（入力値）と、位置センサデータ（図３）に記憶された出力電圧とセレクトレバー２のストローク角度に対応する出力電圧（設定値）とを比較する。
【００４３】
ステップＳ１６では、入力値と設定値が一致しているかどうかを判断する。一致している場合には本制御を終了し、一致していない場合にはステップＳ１７へ進む。
【００４４】
ステップＳ１７では、入力値に対する設定値のずれ量が所定範囲内であるかどうかを判断する。ずれ量が所定範囲内である場合にはステップＳ１８へ進み、所定範囲よりも大きい場合にはステップＳ１９へ進む（ステップＳ１５〜ステップＳ１７までがずれ量検出部に相当する）。
【００４５】
ステップＳ１８では、入力値に基づいて他のレンジ位置の設定値を推定し、位置センサデータを補正して本制御を終了する（位置センサデータ補正部に相当）。
【００４６】
ステップＳ１９では、位置センサ１３の異常と判定し（位置センサ異常判定部に相当）、電動モータ７によるアシスト制御を中止して本制御を終了する（アシスト禁止部に相当）。
【００４７】
（位置センサデータ補正制御処理の具体例）
次に、上述した位置センサデータ補正制御処理を、Ｒレンジ位置で実行するように設定した場合を図６に基づいて説明する。
【００４８】
ステップＳ２１では、トルクセンサ１３の出力電圧を読み込み、入力トルクがゼロである状態が予め設定された設定時間の間継続したかどうかを判断する。入力トルクがゼロである状態が設定時間の間継続した場合にはステップＳ２２へ進み、入力トルクがゼロである状態が設定時間の間継続していない場合には本制御を終了する。
【００４９】
ステップＳ２２では、インヒビタスイッチ２２のレンジ信号により現在のレンジ位置がＲレンジであるかどうかを検出する。Ｒレンジである場合にはステップ２３へ進み、Ｒレンジ以外である場合には本制御を終了する。
【００５０】
ステップＳ２３では、位置センサ１３の入力値ＶSENSを読み込む。
【００５１】
ステップＳ２４では、位置センサ１３の最新取得値と前回取得値とを比較し、レバー位置が変化していないかどうかを判断する。レバー位置が変化していないと判断された場合にはステップＳ２５へ進み、レバー位置が変化していると判断された場合には本制御を終了する。
【００５２】
ステップＳ２５では、入力値ＶSENSと、位置センサデータ（図３）に記憶された設定値ＶRとを比較する。入力値ＶSENSと設定値ＶRが異なる場合にはステップＳ２６へ進み、入力値ＶSENSと設定値ＶRが一致している場合には本制御を終了する。
【００５３】
ステップＳ２６では、入力値ＶSENSと設定値ＶRが一致しているか、すなわち、｜ＶSENS−ＶR｜＝０であるかどうかを判断する。０である場合には本制御を終了し、０以外である場合にはステップＳ２７へ進む。ここで、｜ＶSENS−ＶR｜＝０ではなく、あるしきい値（第１のしきい値に相当）以下を一致と判定してもよい。このしきい値としては、アシスト制御に影響を与えない程度のずれ量であればよい。
【００５４】
ステップＳ２７では、｜ＶSENS−ＶR｜がしきい値Ｖ０（第２のしきい値に相当）よりも小さいかどうかを判断する。｜ＶSENS−ＶR｜がしきい値Ｖ０よりも小さい場合にはステップＳ２８へ進み、｜ＶSENS−ＶR｜がしきい値Ｖ０以上である場合にはステップＳ２９へ進む。
【００５５】
ステップＳ２８では、Ｒレンジ位置でのずれ量（｜ＶSENS−ＶR｜）より他レンジ位置（Ｐ，Ｎ，Ｄレンジ位置）の設定値を推定して位置センサデータを補正する。図７に、位置センサデータの補正方法の一例を示す。この補正方法は、Ｒレンジ位置でのずれ量｜ＶSENS−ＶR｜だけ位置センサデータの直線をシフトすることにより、他レンジ位置の設定を補正し、新規位置センサデータとして記憶するものである。
【００５６】
ステップＳ２９では、位置センサ１３の異常と判定し、電動モータ７によるアシスト制御を中止して本制御を終了する。
【００５７】
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。
【００５８】
(1) 位置センサ１３の入力値ＶSENSと、位置センサデータ（図３）に記憶された設定値ＶRのずれ量を検出し、検出されたずれ量｜ＶSENS−ＶR｜が０よりも大きく、かつ、しきい値Ｖ０よりも小さいとき、ずれ量｜ＶSENS−ＶR｜だけ位置センサデータの直線をシフトすることにより、他レンジ位置の設定を補正し、新規位置センサデータとして記憶することとしたため、常に適正なアシスト制御を行うことができる。
【００５９】
(2) セレクトレバー２への入力トルクがゼロのとき、ずれ補正を行うこととしたため、インヒビタスイッチ２２により求めた各レンジ位置でのセレクトレバー２の停止位置は予め特定できることから、正確なずれ補正を行うことができる。
【００６０】
(3) 入力トルクがゼロの状態が予め設定された設定時間の間継続し、かつ、位置センサ１３の最新取得値と前回取得値との差が所定範囲内であるとき、セレクトレバー２が停止していると判断するようにしたため、運転者がセレクトレバー２に手を触れていない状態と、レバー操作途中で発生する入力トルクゼロの状態（図４の機械的負荷力Fmisによる軸トルク参照）とを判別できる。よって、セレクトレバー２の停止を確実に判断でき、誤補正を防止できる。
【００６１】
(4) 検出されたずれ量｜ＶSENS−ＶR｜がしきい値Ｖ０以上である場合には、位置センサ１３の異常と判定し、電動モータ７によるアシストを停止させることで、誤ったアシストが実行されるのを防止できる。
【００６２】
（その他の実施の形態）
以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明の具体的な構成は本実施の形態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。
【００６３】
例えば、本実施の形態では、Ｒレンジ位置において位置センサデータ補正制御処理を実行し、Ｒレンジ位置における入力値と設定値のずれ量だけ位置センサデータの直線をシフトすることにより、他レンジ位置（Ｐ，Ｎ，Ｄレンジ位置）の設定を補正する例を示したが、次の図８〜図１０に示すような方法を用いてもよい。
【００６４】
図８は、全てのレンジ位置でずれ量を比較し、各点を折れ線で結び、その折れ線データを位置センサデータとして記憶する方法である。また、図９は、全てのレンジ位置でずれ量を比較し、線形近似法により得られた直線を位置センサデータとして記憶する方法であり、図１０は、ある２つのレンジ位置でずれ量を比較し、その２点を通過する直線を位置センサデータとして記憶する方法である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の自動変速機のセレクトアシスト装置を適用した自動変速装置の構成を示す側面図である。
【図２】本発明の自動変速機のセレクトアシスト装置を適用した自動変速装置の構成を示す背面図である。
【図３】位置センサデータを示す図である。
【図４】Ｐ→Ｒレンジ方向における目標アシストトルクマップである。
【図５】コントロールユニットで実行される位置センサデータ補正制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】コントロールユニットで実行される位置センサデータ補正制御処理の具体例を示すフローチャートである。
【図７】位置センサデータの補正方法の一例を示す図である。
【図８】位置センサデータの補正方法の一例を示す図である。
【図９】位置センサデータの補正方法の一例を示す図である。
【図１０】位置センサデータの補正方法の一例を示す図である。
【符号の説明】
１ コントロール部
２ セレクトレバー
３ センタクラスタ
４ 支点軸
５ 制御レバー
６ セクタギヤ
７ 電動モータ
８ 自動変速機
１０ 制御アーム
１１ リンケージ
１２ トルクセンサ
１２ａ 回転部
１２ｂ 検出部
１３ 位置センサ
１４ コントロールユニット
２２ インヒビタスイッチ
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＡＴ車のレンジ切り換え時において、運転者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に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の自動変速機のレンジセレクト装置としては、車室内の運転席付近にセレクトレバーを設け、このセレクトレバーの操作力をケーブルやロッドなどの操作力伝達手段を介して自動変速機のレンジ切り換え装置に伝達し、自動変速機のレンジ（Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄなど）を切り換える構成のものが知られている。
【０００３】
セレクトレバーの操作には、ケーブルやロッドのフリクション、ディテント機構においてディテントピンがカム山を乗り越える際に発生する抵抗等により、大きな操作力が必要となる。このため、セレクトレバーを十分な長さに設定し、その梃子力を利用することにより、乗員の操作力を大きな力に変換し、レンジセレクトを行うよう構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−３２３５５９号公報（１頁〜３頁，第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術にあっては、十分な梃子力を得るために長いセレクトレバーが必要となり、車室内レイアウトの自由度が小さくなるという問題がある。また、設置場所にも制約が多く、運転席脇やステアリングコラム付近に限定されている。
【０００６】
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、車室内のレイアウト自由度とセレクトレバーのデザイン性を高めることができ、しかも常に良好な操作特性が得られ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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明請求項１に記載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切り換え装置と連結されたセレクトレバーへの入力トルクを検出する入力トルク検出手段と、前記セレクトレバーの操作位置に応じた操作位置信号を出力する位置センサと、前記セレクトレバーにより選択されたレンジ位置を検出するインヒビタスイッチと、運転者の操作力を補助するアシストトルクをセレクトレバーに出力するアシストアクチュエータと、前記操作位置信号に対応するセレクトレバーの操作位置が予め設定された位置センサデータを有し、入力トルクと操作位置信号と位置センサデータとに基づいてアシストトルクを制御するアシストトルク制御手段と、を備えた自動変速機のセレクトアシスト装置であって、前記アシストトルク制御手段に、セレクトレバーが受ける機械的負荷特性から設定された目標アシストトルクをデータとして備え、操作位置から目標アシストトルクを決定する目標アシストトルク演算手段と、入力トルクがゼロであるとき、セレクトレバーが停止していると判断して、セレクトレバーが停止しているかどうかを判断するレバー停止判断部と、セレクトレバーが停止していると判断されたとき、位置センサから出力されるセレクトレバーの現在位置における実際の操作位置信号（入力値）と、インヒビタスイッチより求めたレンジ内での停止位置、すなわち、現在位置に対応する位置センサデータに設定された操作位置信号（設定値）とを比較し、入力値に対する設定値のずれ量を検出するずれ量検出部と、検出されたずれ量が第１のしきい値よりも大きいとき、入力値に基づいて位置センサデータを補正する位置センサデータ補正部と、を設けたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、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、前記レバー停止判断部は、入力トルクがゼロである状態が予め設定された設定時間の間継続したとき、セレクトレバーが停止していると判断することを特徴とする。
なお、「設定時間」とは、レバー操作中に発生する入力トルクゼロの状態ではないと判別できる最小の時間をいう。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項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、前記レバー停止判断部は、入力トルクがゼロであり、かつ、位置センサの最新取得値と前回取得値との差が所定範囲内にあるとき、セレクトレバーが停止していると判断することを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明では、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の自動変速機のセレクトアシスト装置において、前記アシストトルク制御手段に、検出されたずれ量が第２のしきい値（>第１のしきい値）以上であるとき、位置センサの異常と判断する位置センサ異常判定部と、位置センサが異常であると判定されたとき、アシストアクチュエータにアシストトルクの出力を停止させるアシスト禁止部と、を設け、前記位置センサデータ補正部は、検出されたずれ量が第１のしきい値よりも大きく、かつ、第２のしきい値よりも小さいとき、位置センサデータを補正することを特徴とする。
【００１２】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明では、レンジセレクトにおいて、アシストアクチュエータによりアシストトルクが出力され、運転者のセレクトレバー操作力が補助される。従来の手動によるレンジセレクトでは、セレクトレバーの梃子力により自動変速機のマニュアルバルブと連結するマニュアルレバーを操作してレンジを切り換えている。
【００１３】
これに対し、本発明では、アシストアクチュエータによりアシストトルクを加えることで、セレクトレバーを操作する必要モーメントは低減され、大きな梃子力を利用しなくとも運転者に負担をかけることなくセレクト操作が可能となる。よって、セレクトレバーの長さを短く設定できるので、車室内のレイアウト自由度とセレクトレバーのデザイン性を高めることができる。
【００１４】
さらに、本発明では、アシストトルク制御手段は、入力トルクと操作位置信号と位置センサデータとに基づいて、アシストアクチュエータから出力されるアシストトルクを制御するため、セレクトレバーの操作位置に応じた自動変速機の機械的負荷力（例えば、ディテント機構、モータの慣性力等）を考慮し、操作感が良好となる操作力特性が得られるよう、アシストトルクをセレクトレバーの操作位置に応じて設定することができる。
【００１５】
また、本発明では、アシストトルク制御手段は、レバー停止判断部により、セレクトレバーが停止していると判断されたとき、ずれ量検出部により、位置センサから出力されるセレクトレバーの現在位置における実際の操作位置信号（入力値）と、インヒビタスイッチより求めたレンジ内での停止位置、すなわち、現在位置に対応する位置センサデータに設定された操作位置信号（設定値）とを比較し、入力値に対する設定値のずれ量を検出する。
【００１６】
ここで、経時変化などにより位置センサ（例えば、ポテンショメータ等）の接触抵抗増加、接触部のずれ等が発生し、位置センサから出力される実際の操作位置信号（入力値）と、現在位置に対応する位置センサデータに設定された操作位置信号（設定値）にずれが生じた場合、アシスト制御手段は誤ったセレクトレバーの位置情報に基づいてアシストアクチュエータを制御するため、アシスト不足やアシスト過大による引っ掛かり感、セレクトレバーが所定位置で停止しない、いわゆるオーバーランが発生するという問題がある。
【００１７】
本発明では、インヒビタスイッチにより求めた各レンジ位置でのセレクトレバー停止位置が予め特定できる点に着目し、セレクトレバーが停止しているとき、入力値に対する設定値のずれ量が第１のしきい値よりも大きい場合に、入力値に基づいて位置センサデータの補正を行うようにしたため、補正が正確であり、位置センサの経時劣化等に拘わらず、常に適正なアシスト制御を行うことができる。
【００１８】
また、請求項１に記載の発明では、レバー停止判断部は、入力トルクがゼロであるとき、セレクトレバーが停止していると判断することにより、運転者がセレクトレバーに手を触れていないことを確実に判断できる。すなわち、運転者がセレクトレバーに手を乗せているだけでも位置センサの入力値は変化してしまい、その状態でズレ量を検出すると、誤った補正を行ってしまうが、入力トルクからレバー停止を判断することにより、セレクトレバーの停止を確実に検出できる。
【００１９】
請求項２に記載の発明では、入力トルクゼロの状態が設定時間の間継続したとき、セレクトレバーが停止していると判断することにより、運転者がセレクトレバーに手を触れていない状態と、レバー操作途中で発生する入力トルクゼロの状態とを判別できる。よって、レバー停止判断の正確性が向上する。
【００２０】
請求項３に記載の発明では、入力トルクがゼロであり、かつ、位置センサの最新取得値と前回取得値との差が所定範囲内にあるとき、セレクトレバーが停止していると判断することにより、運転者がセレクトレバーに手を触れていない状態と、レバー操作途中で発生する入力トルクゼロの状態とを判別できる。よって、レバー停止判断の正確性が向上する。
【００２１】
請求項４に記載の発明では、検出されたずれ量が第２のしきい値（>第１のしきい値）以上である場合には、位置センサ異常判定部が位置センサの異常と判定し、アシスト禁止部によりアシストアクチュエータによるアシストを停止させることで、誤った入力値に基づいて位置センサデータの補正が行われ、誤ったアシスト制御が実行されるのを防止できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、構成を説明する。
図１は本発明の自動変速機のセレクトアシスト装置を適用した自動変速装置の構成を示す側面図、図２は自動変速装置の背面図である。
【００２３】
コントロール部１は運転者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の上部に設置されている。セレクトレバー２は、下端の支点軸４を中心として車両の前後方向に操作するよう設定されている。このセレクトレバー２の長さは100mm程度に設定され、従来の一般的なセレクトレバーよりも250mm程度短く設計されている。
【００２４】
セレクトレバー２の支点軸４には、この支点軸４と一体で上下方向に回動する制御レバー５の上端部が固定されている。また、支点軸４には、セクタギヤ６が固定され、このセクタギヤ６には、運転者の操作力を補助する電動モータ（アシストアクチュエータ）７が連結されている。
【００２５】
制御レバー５の下端部には、前方の自動変速機８に設けられたディテント機構の制御アーム１０の上端部と、ロッド状のリンケージ１１とを介して連結されている。
【００２６】
セレクトレバー２の支点軸４には、支点軸４への入力トルクを検出するトルクセンサ（入力トルク検出手段）１２と、セレクトレバー２のストローク角度を検出する位置センサ１３とが連結されている。
【００２７】
トルクセンサ１２は、支点軸４に設けられた一対の回転部１２ａと、その間のねじれトルクを検出する検出部１２ｂとから構成されている。トルクセンサ１２はセレクトレバー２の支点軸４に設けられているため、実際にセレクトレバー２に入力される運転者の操作力を検出することができる。トルクセンサ１２の出力電圧は、入力トルク信号としてコントロールユニット（アシストトルク制御手段）１４へ出力される。
【００２８】
また、位置センサ１３は、セレクトレバー２がＰレンジ最端部に位置しているときを０度として、セレクトレバー２を操作したときのストローク角度を随時検出する。位置センサ１３の出力電圧は、ストローク角度信号としてコントロールユニット１４に出力される。
【００２９】
図３に、位置センサ１３の出力電圧とセレクトレバー２のストローク角度との対応関係を示す。図３において、縦軸は位置センサ１３の出力電圧、横軸はセレクトレバー２のストローク角度であり、コントロールユニット１４は、図３に示すような出力電圧とストローク角度との対応関係に基づいて、セレクトレバー２のストローク角度を認識する。この対応関係は、位置センサデータとしてコントロールユニット１４内に記憶されている。
【００３０】
コントロールユニット１４は、検出されたセレクトレバー２のストローク角度と、予め設定された目標アシストトルクマップ（図４参照）とに基づいて、電動モータ７が出力するアシストトルクの目標値である目標アシストトルクを演算する。そして、実際の入力トルクに応じて目標アシストトルクを補正し、補正した目標アシストトルクに基づいて、電動モータ７の出力するアシストトルクの出力デューティ比をＰＷＭ（パルス幅変調）方式により制御する。
【００３１】
図４は、Ｐ→Ｒレンジ方向における目標アシストトルクマップである。この目標アシストトルクマップには、セレクトレバー２のストローク角度に応じた目標アシストトルクTmotが設定されている。この目標アシストトルクTmotは、機械的負荷力Fmisによる軸トルクから理想操作力Ftによる軸トルクを減ずることにより求められる。すなわち、この目標アシストトルクTmotを目標値として電動モータ７のアシストトルクを制御することにより、セレクト時に良好な操作力となる運転者の理想操作力Ftによる軸トルクが得られる。
【００３２】
機械的負荷力Fmisは、上述した自動変速機８のディテント機構で発生する負荷力に、リンケージ１１の摩擦力、電動モータ７のイナーシャ等を合成したものであり、電動モータ７によるトルクアシストが無い状態でレンジ切り換えを行うには、この機械的負荷力Fmis以上の操作力が必要となる。
【００３３】
なお、Ｄ→Ｎレンジ方向へのセレクト時には、機械的負荷力Fmisは上述したＰ→Ｒレンジ方向における機械的負荷力とは異なる特性となるため、その特性に応じて目標アシストトルクマップも別途設定する。よって、セレクトレバー２のアシスト制御においては、セレクトレバー２の操作方向を検出し、操作方向に応じた目標アシストトルクマップを用いてアシストトルクの制御を行う必要がある。
【００３４】
セレクトレバー２の操作方向を検出する方法としては、トルクセンサ１２の正負出力状態からの判定、位置センサ１３の取得最新値と前回取得値との増減差分による判定、または、目標アシストトルクマップ上の各レンジ停止位置の中央値に対する位置センサ１３の大小判定等で行うことができる。
【００３５】
また、この目標アシストトルクマップは、セレクトレバー２の操作速度に応じて予め複数設定されている。セレクトレバー２の操作速度は、ストローク角度の変化率等から推定することができる。
【００３６】
また、コントロールユニット１４は、運転者がセレクトレバー２に手を触れておらず、セレクトレバー２への入力トルクがゼロのとき、位置センサ１３の出力電圧（入力値）と、インヒビタスイッチ２２より求めたレンジ内での停止位置、すなわち、現在位置に対応する位置センサデータ（図３）に記憶された出力電圧とセレクトレバー２のストローク角度に対応する出力電圧（設定値）とを比較してずれ量を検出し、ずれ量の程度により位置センサデータを補正する。
【００３７】
次に、作用を説明する。
［位置センサデータ補正制御処理］
図５は、コントロールユニット１４で実行される位置センサデータ補正制御処理の流れを示すフローチャートである。なお、この処理は、任意のレンジで実行することができる。
【００３８】
ステップＳ１１では、トルクセンサ１３の出力電圧を読み込み、入力トルクがゼロである状態が予め設定された設定時間の間継続したかどうかを判断する（レバー停止判断部に相当）。入力トルクがゼロである状態が設定時間の間継続した場合にはステップＳ１２へ進み、入力トルクがゼロである状態が設定時間の間継続していない場合には本制御を終了する。
【００３９】
ステップＳ１２では、インヒビタスイッチ２２のレンジ信号により現在のレンジ位置を検出する。
【００４０】
ステップＳ１３では、位置センサ１３の出力電圧を読み込む。
【００４１】
ステップＳ１４では、位置センサ１３の最新取得値と前回取得値とを比較し、レバー位置が変化していないかどうかを判断する。レバー位置が変化していないと判断された場合にはステップＳ１５へ進み、レバー位置が変化していると判断された場合には本制御を終了する。
【００４２】
ステップＳ１５では、検出したレンジ位置における位置センサ１３の出力電圧（入力値）と、位置センサデータ（図３）に記憶された出力電圧とセレクトレバー２のストローク角度に対応する出力電圧（設定値）とを比較する。
【００４３】
ステップＳ１６では、入力値と設定値が一致しているかどうかを判断する。一致している場合には本制御を終了し、一致していない場合にはステップＳ１７へ進む。
【００４４】
ステップＳ１７では、入力値に対する設定値のずれ量が所定範囲内であるかどうかを判断する。ずれ量が所定範囲内である場合にはステップＳ１８へ進み、所定範囲よりも大きい場合にはステップＳ１９へ進む（ステップＳ１５〜ステップＳ１７までがずれ量検出部に相当する）。
【００４５】
ステップＳ１８では、入力値に基づいて他のレンジ位置の設定値を推定し、位置センサデータを補正して本制御を終了する（位置センサデータ補正部に相当）。
【００４６】
ステップＳ１９では、位置センサ１３の異常と判定し（位置センサ異常判定部に相当）、電動モータ７によるアシスト制御を中止して本制御を終了する（アシスト禁止部に相当）。
【００４７】
（位置センサデータ補正制御処理の具体例）
次に、上述した位置センサデータ補正制御処理を、Ｒレンジ位置で実行するように設定した場合を図６に基づいて説明する。
【００４８】
ステップＳ２１では、トルクセンサ１３の出力電圧を読み込み、入力トルクがゼロである状態が予め設定された設定時間の間継続したかどうかを判断する。入力トルクがゼロである状態が設定時間の間継続した場合にはステップＳ２２へ進み、入力トルクがゼロである状態が設定時間の間継続していない場合には本制御を終了する。
【００４９】
ステップＳ２２では、インヒビタスイッチ２２のレンジ信号により現在のレンジ位置がＲレンジであるかどうかを検出する。Ｒレンジである場合にはステップ２３へ進み、Ｒレンジ以外である場合には本制御を終了する。
【００５０】
ステップＳ２３では、位置センサ１３の入力値ＶSENSを読み込む。
【００５１】
ステップＳ２４では、位置センサ１３の最新取得値と前回取得値とを比較し、レバー位置が変化していないかどうかを判断する。レバー位置が変化していないと判断された場合にはステップＳ２５へ進み、レバー位置が変化していると判断された場合には本制御を終了する。
【００５２】
ステップＳ２５では、入力値ＶSENSと、位置センサデータ（図３）に記憶された設定値ＶRとを比較する。入力値ＶSENSと設定値ＶRが異なる場合にはステップＳ２６へ進み、入力値ＶSENSと設定値ＶRが一致している場合には本制御を終了する。
【００５３】
ステップＳ２６では、入力値ＶSENSと設定値ＶRが一致しているか、すなわち、｜ＶSENS−ＶR｜＝０であるかどうかを判断する。０である場合には本制御を終了し、０以外である場合にはステップＳ２７へ進む。ここで、｜ＶSENS−ＶR｜＝０ではなく、あるしきい値（第１のしきい値に相当）以下を一致と判定してもよい。このしきい値としては、アシスト制御に影響を与えない程度のずれ量であればよい。
【００５４】
ステップＳ２７では、｜ＶSENS−ＶR｜がしきい値Ｖ０（第２のしきい値に相当）よりも小さいかどうかを判断する。｜ＶSENS−ＶR｜がしきい値Ｖ０よりも小さい場合にはステップＳ２８へ進み、｜ＶSENS−ＶR｜がしきい値Ｖ０以上である場合にはステップＳ２９へ進む。
【００５５】
ステップＳ２８では、Ｒレンジ位置でのずれ量（｜ＶSENS−ＶR｜）より他レンジ位置（Ｐ，Ｎ，Ｄレンジ位置）の設定値を推定して位置センサデータを補正する。図７に、位置センサデータの補正方法の一例を示す。この補正方法は、Ｒレンジ位置でのずれ量｜ＶSENS−ＶR｜だけ位置センサデータの直線をシフトすることにより、他レンジ位置の設定を補正し、新規位置センサデータとして記憶するものである。
【００５６】
ステップＳ２９では、位置センサ１３の異常と判定し、電動モータ７によるアシスト制御を中止して本制御を終了する。
【００５７】
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。
【００５８】
(1) 位置センサ１３の入力値ＶSENSと、位置センサデータ（図３）に記憶された設定値ＶRのずれ量を検出し、検出されたずれ量｜ＶSENS−ＶR｜が０よりも大きく、かつ、しきい値Ｖ０よりも小さいとき、ずれ量｜ＶSENS−ＶR｜だけ位置センサデータの直線をシフトすることにより、他レンジ位置の設定を補正し、新規位置センサデータとして記憶することとしたため、常に適正なアシスト制御を行うことができる。
【００５９】
(2) セレクトレバー２への入力トルクがゼロのとき、ずれ補正を行うこととしたため、インヒビタスイッチ２２により求めた各レンジ位置でのセレクトレバー２の停止位置は予め特定できることから、正確なずれ補正を行うことができる。
【００６０】
(3) 入力トルクがゼロの状態が予め設定された設定時間の間継続し、かつ、位置センサ１３の最新取得値と前回取得値との差が所定範囲内であるとき、セレクトレバー２が停止していると判断するようにしたため、運転者がセレクトレバー２に手を触れていない状態と、レバー操作途中で発生する入力トルクゼロの状態（図４の機械的負荷力Fmisによる軸トルク参照）とを判別できる。よって、セレクトレバー２の停止を確実に判断でき、誤補正を防止できる。
【００６１】
(4) 検出されたずれ量｜ＶSENS−ＶR｜がしきい値Ｖ０以上である場合には、位置センサ１３の異常と判定し、電動モータ７によるアシストを停止させることで、誤ったアシストが実行されるのを防止できる。
【００６２】
（その他の実施の形態）
以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明の具体的な構成は本実施の形態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。
【００６３】
例えば、本実施の形態では、Ｒレンジ位置において位置センサデータ補正制御処理を実行し、Ｒレンジ位置における入力値と設定値のずれ量だけ位置センサデータの直線をシフトすることにより、他レンジ位置（Ｐ，Ｎ，Ｄレンジ位置）の設定を補正する例を示したが、次の図８〜図１０に示すような方法を用いてもよい。
【００６４】
図８は、全てのレンジ位置でずれ量を比較し、各点を折れ線で結び、その折れ線データを位置センサデータとして記憶する方法である。また、図９は、全てのレンジ位置でずれ量を比較し、線形近似法により得られた直線を位置センサデータとして記憶する方法であり、図１０は、ある２つのレンジ位置でずれ量を比較し、その２点を通過する直線を位置センサデータとして記憶する方法である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の自動変速機のセレクトアシスト装置を適用した自動変速装置の構成を示す側面図である。
【図２】本発明の自動変速機のセレクトアシスト装置を適用した自動変速装置の構成を示す背面図である。
【図３】位置センサデータを示す図である。
【図４】Ｐ→Ｒレンジ方向における目標アシストトルクマップである。
【図５】コントロールユニットで実行される位置センサデータ補正制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】コントロールユニットで実行される位置センサデータ補正制御処理の具体例を示すフローチャートである。
【図７】位置センサデータの補正方法の一例を示す図である。
【図８】位置センサデータの補正方法の一例を示す図である。
【図９】位置センサデータの補正方法の一例を示す図である。
【図１０】位置センサデータの補正方法の一例を示す図である。
【符号の説明】
１ コントロール部
２ セレクトレバー
３ センタクラスタ
４ 支点軸
５ 制御レバー
６ セクタギヤ
７ 電動モータ
８ 自動変速機
１０ 制御アーム
１１ リンケージ
１２ トルクセンサ
１２ａ 回転部
１２ｂ 検出部
１３ 位置センサ
１４ コントロールユニット
２２ インヒビタスイッチ
Claims (4)
- 自動変速機のレンジ切り換え装置と連結されたセレクトレバーへの入力トルクを検出する入力トルク検出手段と、
前記セレクトレバーの操作位置に応じた操作位置信号を出力する位置センサと、
前記セレクトレバーにより選択されたレンジ位置を検出するインヒビタスイッチと、
運転者の操作力を補助するアシストトルクをセレクトレバーに出力するアシストアクチュエータと、
前記操作位置信号に対応するセレクトレバーの操作位置が予め設定された位置センサデータを有し、入力トルクと操作位置信号と位置センサデータとに基づいてアシストトルクを制御するアシストトルク制御手段と、
を備えた自動変速機のセレクトアシスト装置であって、
前記アシストトルク制御手段に、
セレクトレバーが受ける機械的負荷特性から設定された目標アシストトルクをデータとして備え、操作位置から目標アシストトルクを決定する目標アシストトルク演算手段と、
入力トルクがゼロであるとき、セレクトレバーが停止していると判断して、セレクトレバーが停止しているかどうかを判断するレバー停止判断部と、
セレクトレバーが停止していると判断されたとき、位置センサから出力されるセレクトレバーの現在位置における実際の操作位置信号（入力値）と、インヒビタスイッチより求めたレンジ内での停止位置、すなわち、現在位置に対応する位置センサデータに設定された操作位置信号（設定値）とを比較し、入力値に対する設定値のずれ量を検出するずれ量検出部と、
検出されたずれ量が第１のしきい値よりも大きいとき、入力値に基づいて位置センサデータを補正する位置センサデータ補正部と、
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。 - 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、
前記レバー停止判断部は、入力トルクがゼロである状態が予め設定された設定時間の間継続したとき、セレクトレバーが停止していると判断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。 - 請求項１または請求項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、
前記レバー停止判断部は、入力トルクがゼロであり、かつ、位置センサの最新取得値と前回取得値との差が所定範囲内にあるとき、セレクトレバーが停止していると判断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。 - 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の自動変速機のセレクトアシスト装置において、
前記アシストトルク制御手段に、検出されたずれ量が第２のしきい値（>第１のしきい値）以上であるとき、位置センサの異常と判断する位置センサ異常判定部と、
位置センサが異常であると判定されたとき、アシストアクチュエータにアシストトルクの出力を停止させるアシスト禁止部と、
を設け、
前記位置センサデータ補正部は、検出されたずれ量が第１のしきい値よりも大きく、かつ、第２のしきい値よりも小さいとき、位置センサデータを補正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。
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