JP2004306861A - 自動変速機のセレクトアシスト装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】セレクトレバーに誤操作防止構造を追加することなく、セレクトレバーの誤操作による影響が大きな、高車速時の誤操作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。
【解決手段】自動変速機８のセレクトレバー２への入力トルクを検出するトルクセンサ１２と、セレクトレバー２のストローク角度を検出するポテンショメータ１３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電動モータ７と、入力トルクとストローク角度に基づいてアシストトルクを制御するコントロールユニット１４と、車速センサ２３とを備え、ＤまたはＲレンジ位置にあるセレクトレバー２への入力トルクが検出されたとき、車速Ｖが予め設定された第１設定車速Ｖ１よりも大きい場合には、入力トルクと反対方向にアシストトルクを出力させ、ワーニングランプ２４を点灯させる。
【選択図】 図１
【解決手段】自動変速機８のセレクトレバー２への入力トルクを検出するトルクセンサ１２と、セレクトレバー２のストローク角度を検出するポテンショメータ１３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電動モータ７と、入力トルクとストローク角度に基づいてアシストトルクを制御するコントロールユニット１４と、車速センサ２３とを備え、ＤまたはＲレンジ位置にあるセレクトレバー２への入力トルクが検出されたとき、車速Ｖが予め設定された第１設定車速Ｖ１よりも大きい場合には、入力トルクと反対方向にアシストトルクを出力させ、ワーニングランプ２４を点灯させる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行中のセレクトレバーの誤操作によるレンジ切り換えを防止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、マニュアル・トランスミッションを備えた車両において、変速レバーのシフトストローク位置とシフト操作力とに応じてシフトアシスト用の電動モータを制御するシフトアシスト装置が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
ところで、この従来技術を自動変速機のセレクトレバーに適用し、ストローク位置と操作力とに応じてアシストを行う場合、運転者の誤操作にもアシスト力は作用するため、予期せぬレンジ切り換えが行われることがある。そして、この誤操作による影響（例えば、変速ショック等）は、高車速であるほど大きくなる。
【０００４】
そこで、セレクトレバーの誤操作を防止する技術としては、ソレノイドのプランジャを駆動しプランジャの先端に設けた金具をセレクトレバーの軌道上に進退させる構造のものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
すなわち、ソレノイドは車速により制御され、車速が予め設定された一定車速よりも大きいとき、ソレノイドを駆動して金具をセレクトレバーの軌道上に進出させ、セレクトレバーの移動を規制することにより、解除ボタンを押した状態でもセレクトレバーの誤操作を防止できる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１３６３４号公報
【特許文献２】
実開平７−２９３５５号公報
【０００７】
【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、セレクトレバーの移動規制を行うソレノイドや制御回路等が必要となるため、装置の複雑化、コストアップを招くという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記問題に着目してなされたものであって、その目的とするところは、セレクトレバーに誤操作防止構造を追加することなく、セレクトレバーの誤操作による影響が大きな、高車速時の誤操作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。
【０００９】
【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を検出する操作位置検出手段と、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、前記セレクトレバーへの入力トルクとセレクトレバーの操作位置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、自車の車速を検出する車速検出手段を設け、前記アシストトルク制御手段に、車速が高速のときには、車速が低速のときと比較して、運転者の操作力が重くなるようにアシストトルクを制御する誤操作防止制御部を設けたことを特徴とする。
【００１０】
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、前記誤操作防止制御部は、アシストトルクの出力を停止させることを特徴とする。
【００１１】
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、前記誤操作防止制御部は、車速が予め設定された設定車速以上のとき、運転者の操作力が重くなるようにアシストトルクを制御することを特徴とする。
なお、「設定車速」とは、この車速以上でレンジ切り換えが行われたとき、故障のおそれのある車速をいう。
【００１２】
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、前記誤操作防止制御部は、ＤまたはＲレンジ位置にあるセレクトレバーへの入力トルクが検出されたとき、運転者の操作力が重くなるようにアシストトルクを制御することを特徴とする。
【００１３】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明では、アシストトルク制御手段は、通常のセレクト操作においては、セレクトレバーへの入力トルクとセレクトレバーの操作位置とに基づいてアシストトルクを制御し、運転者のセレクトレバー操作力をアシストするため、運転者は小さな操作力でセレクト操作を行うことができる。
【００１４】
一方、アシストトルク制御手段は、車速が高速のときは、車速が低速のときと比較して、運転者の操作力が重くなるようにアシストトルクを制御する誤操作防止制御部を備えている。
【００１５】
よって、車速が高速のときは、セレクトレバーの必要操作力が大きくなり、セレクトレバーが誤操作されにくくなるため、セレクトレバーに誤操作防止機構を設けた従来技術と比較して、装置の複雑化、コストアップを伴うことなく、高速走行時におけるセレクトレバー誤操作を防止できる。
【００１６】
請求項２に記載の発明では、誤操作防止制御部は、高速走行時、アシストトルクの出力を停止させるため、セレクトレバーがより操作しづらくなり、セレクトレバーの誤操作をより確実に防止できる。
【００１７】
請求項３に記載の発明では、誤操作防止制御部は、車速が故障のおそれのある車速以上となったとき、運転者の操作力が重くなるようにアシストトルクを制御するため、セレクトレバーの誤操作による故障の発生を防止できる。
【００１８】
請求項４に記載の発明では、Ｄレンジで走行中にＮレンジがセレクトされ、高速走行中にエンジンブレーキが効かなくなるのを防止できる。
【００１９】
【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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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９（図３参照）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。なお、ディテント機構９については後述する。
【００２３】
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ポテンショメータ（操作位置検出手段）１３とが連結されている。
【００２４】
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。
【００２５】
また、ポテンショメータ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。ポテンショメータ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。
【００２６】
コントロールユニット１４には、入力トルク信号と、ストローク角度信号と、ＥＣＵ２２を介して車速センサ（車速検出手段）２３からの車速信号が入力される。そして、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。
【００２７】
また、コントロールユニット１４は、車速信号と入力トルクとに基づいて、セレクトレバー２が誤操作されていると判断した場合には、誤操作によるレンジ切り換えを防止する制御を行うとともに、ワーニング出力信号を出力し、図外のインストルメントパネルに設けられたワーニングランプ（警告手段）２４を点灯させる。
【００２８】
次に、ディテント機構９の構造について説明する。
図３は、自動変速機のディテント機構９の構造を示す斜視図である。
制御アーム１０の下端部には回転シャフト１５が設けられ、この回転シャフト１５にディテントプレート１６が支持されている。このディテントプレート１６の上端には、カム山１６ａの間に４つのレンジ（Ｐ・Ｒ・Ｎ・Ｄ）に対応した谷部１６ｂが形成されている。そして、この谷部１６ｂにバネ板１７の先端に形成されたディテントピン１８を係合させ、選択されたレンジ位置を保持している。
【００２９】
すなわち、セレクトレバー２を前後に操作することにより、その操作力がリンケージ１１を介してディテントプレート１６に伝達され、このディテントプレート１６が前後に移動することにより、ディテントピン１８がカム山１６ａを乗り越えて隣のレンジに対応した谷部１６ｂへ係合し、係合したレンジ位置がバネ板１７の弾力性により保持される。
【００３０】
ディテントプレート１６には、パーキングポール１９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１９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２０を介してパーキングギヤ２１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１９を咬む力として作用する。
【００３１】
次に、作用を説明する。
［目標アシストトルクマップ］
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９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による軸トルク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による軸トルクは上述した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（操作方向検出手段に相当）としては、トルクセンサ１２の正負出力状態からの判定、ポテンショメータ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ポテンショメータ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】
［セレクトレバーの誤操作防止制御処理］
図５は、コントロールユニット１４で実行されるセレクトレバー誤操作防止制御処理の流れを示すフローチャートである。
【００３７】
ステップＳ１０１では、車速センサ２３の車速信号から車速Ｖを読み込む。
【００３８】
ステップＳ１０２では、トルクセンサ１２の入力トルク信号から入力トルクを読み込む。
【００３９】
ステップＳ１０３では、入力トルクがゼロよりも大きいかどうかを判断する。入力トルクがゼロよりも大きい場合には、ステップＳ１０４へ進み、入力トルクがゼロである場合には、本制御を終了する。
【００４０】
ステップＳ１０４では、ポテンショメータ１３のストローク角度信号から、セレクトレバー２がＤまたはＲレンジ位置にあるかどうかを判断する。セレクトレバー２がＤまたはＲレンジ位置にある場合には、図６のステップＳ１１１へ進み、それ以外の場合にはステップＳ１０５へ進む。
【００４１】
ステップＳ１０５では、後述する通常の操作力アシスト制御を実行して本制御を終了する。
【００４２】
図６は、ＤまたはＲレンジにおけるセレクトレバー誤操作防止制御処理の流れを示すフローチャートである。
【００４３】
ステップＳ１１１では、車速Ｖが予め設定された第１設定車速Ｖ１よりも大きいかどうかを判断する。車速Ｖが第１設定車速Ｖ１よりも大きい場合にはステップＳ１１５へ進み、車速Ｖが第１設定車速Ｖ１以下である場合にはステップＳ１１２へ進む。なお、第１設定車速Ｖ１とは、この車速のときにセレクトレバー２が誤操作された場合に、故障のおそれのある車速をいう。
【００４４】
ステップＳ１１２では、車速Ｖが予め設定された第２設定車速Ｖ２（０＜Ｖ２＜Ｖ１）よりも大きいかどうかを判断する。車速Ｖが第２設定車速Ｖ２よりも大きい場合にはステップＳ１１４へ進み、車速Ｖが第２設定車速Ｖ２以下である場合にはステップＳ１１３へ進む。なお、第２設定車速Ｖ２とは、この車速のときにセレクトレバー２が誤操作された場合に、故障のおそれはないが、大きな変速ショック等、車両挙動が急激に変化するおそれのある車速をいう。
【００４５】
ステップＳ１１３では、後述する通常の操作力アシスト制御を実行して本制御を終了する。
【００４６】
ステップＳ１１４では、電動モータ７の出力を停止させ、ワーニング出力信号を出力してワーニングランプ２４を点灯させ、本制御を終了する（誤操作防止制御部に相当）。
【００４７】
ステップＳ１１５では、アシストトルクをＲ→Ｎレンジ方向へ発生するように電動モータ７を制御し、ワーニング出力信号を出力してワーニングランプ２４を点灯させ、本制御を終了する（誤操作防止制御部に相当）。
【００４８】
［セレクトレバーアシスト制御処理］
図７は、図５のステップＳ１０５および図６のステップＳ１１３で実行されるセレクトレバーアシスト制御処理の流れを示すフローチャートである。
【００４９】
ステップＳ２０１では、ポテンショメータ１３のストローク角度信号からセレクトレバー２のストローク角度を読み込む。
【００５０】
ステップＳ２０２では、トルクセンサ１２の入力トルク信号から入力トルクを読み込む。
【００５１】
ステップＳ２０３では、トルクセンサ１２の入力トルク信号の正負出力状態から、セレクトレバー２の操作方向を演算する。
【００５２】
ステップＳ２０４では、ストローク角度と前回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。
【００５３】
ステップＳ２０５では、セレクトレバー２の操作方向と操作速度に応じた目標アシストトルクマップを読み込む。
【００５４】
ステップＳ２０６では、読み込んだ目標アシストトルクマップとストローク角度から目標アシストトルクを設定する。
【００５５】
ステップＳ２０７では、実際の入力トルクと目標アシストトルクとを比較し、差分が所定値以上であるとき、目標アシストトルクを補正する。
【００５６】
ステップＳ２０８では、補正した目標アシストトルクとなるように電動モータ７を駆動して本制御を終了する。
【００５７】
［セレクトレバーの誤操作防止制御作用］
（ＤレンジからＮレンジへの誤操作防止）
運転者がセレクトレバー２をＤレンジ位置からＮレンジ方向へ誤操作したとき、車速Ｖが第１設定車速Ｖ１よりも大きい場合には、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ１０１→ステップＳ１０２→ステップＳ１０３→ステップＳ１０４へと進み、続いて、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１１１→ステップＳ１１５へと進む流れとなる。
【００５８】
すなわち、ステップＳ１０３により入力トルクがゼロ以上であると判断され、ステップＳ１０４によりセレクトレバー２がＤレンジ位置にあると判断される。
続いて、図６のステップＳ１１１により車速Ｖが第１設定車速Ｖ１よりも大きいと判断され、ステップＳ１１５により、Ｎ→Ｄレンジ方向、すなわち、セレクトレバー２の動きを妨げる方向に電動モータ７のアシストトルクが出力される。このとき、ワーニングランプ２４が点灯し、運転者に誤操作の警告がなされる。
【００５９】
また、車速Ｖが第２設定車速Ｖ２よりも大きく、第１設定車速Ｖ１以下である場合には、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１１１→ステップＳ１１２→ステップＳ１１４へと進む流れとなる。
【００６０】
すなわち、ステップＳ１１１により車速Ｖが第１設定車速Ｖ１以下であると判断され、ステップＳ１１２により車速Ｖが第２設定車速Ｖ２よりも大きいと判断され、ステップＳ１１４により電動モータ７によるアシストトルクの出力が停止し、ワーニングランプ２４が点灯する。
【００６１】
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。
【００６２】
（１） ＤレンジまたはＲレンジで走行中にセレクトレバー２が誤操作されたとき、車速Ｖが第１設定車速Ｖ１よりも大きい場合には、セレクトレバー２の動きを妨げる方向に電動モータ７のアシストトルクを出力することにより、運転者の操作力によるレンジ切り換えを不能とし、誤操作を確実に防止して故障の発生等を回避できる。
【００６３】
（２） ＤレンジまたはＲレンジで走行中にセレクトレバー２が誤操作されたとき、車速Ｖが第２設定車速Ｖ２よりも大きく、第１設定車速Ｖ１以下である場合には、電動モータ７によるアシストトルクの出力を停止することにより、電動モータ７の電力消費量を抑えつつ、運転者に減速等の注意を喚起でき、車両挙動の急変動を伴う誤操作を防止できる。このとき、アシストトルクの出力停止によりセレクトレバー２が重くなるが、危険回避等で運転者がどうしてもレンジ切り換えを行わなければならない場合は、切り換え可能である。
【００６４】
（３） セレクトレバー２が誤操作されたとき、車速Ｖが第２設定車速Ｖ２よりも大きいとき、ワーニングランプ２４を点灯させて運転者に警告を行うため、運転者の注意を喚起して誤操作をよるレンジ切り換えを確実に防止できる。
【００６５】
（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。
【００６６】
例えば、車速Ｖが第１設定車速Ｖ１よりも大きい場合には、アシストトルクの出力を停止させ、車速Ｖが第２設定車速Ｖ２よりも大きく、第１設定車速Ｖ１以下である場合には、アシストトルクの出力を弱める構成としてもよい。
【００６７】
また、警告手段としては、ワーニングランプ２４の点灯に加え、運転者に誤操作の警告、減速を要求する文字を表示する構成としてもよく、警告音や音声等による警告を行ってもよい。
【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】自動変速機のディテント機構の構造を示す斜視図である。
【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セレクトレバー誤操作防止制御処置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ＤまたはＲレンジにおけるセレクトレバー誤操作防止制御処置の流れを示すフローチャートである。
【図７】コントロールユニットで実行されるセレクトレバーアシスト制御処理の流れを示すフローチャートである。
【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
９ ディテント機構
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 ポテンショメータ
１４ コントロールユニット
１５ 回転シャフト
１６ ディテントプレート
１６ａ カム山
１６ｂ 谷部
１７ バネ板
１８ ディテントピン
１９ パーキングポール
２０ カム状プレート
２１ パーキングギヤ
２２ ＥＣＵ
２３ 車速センサ
２４ ワーニングランプ
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行中のセレクトレバーの誤操作によるレンジ切り換えを防止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、マニュアル・トランスミッションを備えた車両において、変速レバーのシフトストローク位置とシフト操作力とに応じてシフトアシスト用の電動モータを制御するシフトアシスト装置が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
ところで、この従来技術を自動変速機のセレクトレバーに適用し、ストローク位置と操作力とに応じてアシストを行う場合、運転者の誤操作にもアシスト力は作用するため、予期せぬレンジ切り換えが行われることがある。そして、この誤操作による影響（例えば、変速ショック等）は、高車速であるほど大きくなる。
【０００４】
そこで、セレクトレバーの誤操作を防止する技術としては、ソレノイドのプランジャを駆動しプランジャの先端に設けた金具をセレクトレバーの軌道上に進退させる構造のものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
すなわち、ソレノイドは車速により制御され、車速が予め設定された一定車速よりも大きいとき、ソレノイドを駆動して金具をセレクトレバーの軌道上に進出させ、セレクトレバーの移動を規制することにより、解除ボタンを押した状態でもセレクトレバーの誤操作を防止できる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１３６３４号公報
【特許文献２】
実開平７−２９３５５号公報
【０００７】
【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、セレクトレバーの移動規制を行うソレノイドや制御回路等が必要となるため、装置の複雑化、コストアップを招くという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記問題に着目してなされたものであって、その目的とするところは、セレクトレバーに誤操作防止構造を追加することなく、セレクトレバーの誤操作による影響が大きな、高車速時の誤操作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。
【０００９】
【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を検出する操作位置検出手段と、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、前記セレクトレバーへの入力トルクとセレクトレバーの操作位置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、自車の車速を検出する車速検出手段を設け、前記アシストトルク制御手段に、車速が高速のときには、車速が低速のときと比較して、運転者の操作力が重くなるようにアシストトルクを制御する誤操作防止制御部を設けたことを特徴とする。
【００１０】
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、前記誤操作防止制御部は、アシストトルクの出力を停止させることを特徴とする。
【００１１】
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、前記誤操作防止制御部は、車速が予め設定された設定車速以上のとき、運転者の操作力が重くなるようにアシストトルクを制御することを特徴とする。
なお、「設定車速」とは、この車速以上でレンジ切り換えが行われたとき、故障のおそれのある車速をいう。
【００１２】
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、前記誤操作防止制御部は、ＤまたはＲレンジ位置にあるセレクトレバーへの入力トルクが検出されたとき、運転者の操作力が重くなるようにアシストトルクを制御することを特徴とする。
【００１３】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明では、アシストトルク制御手段は、通常のセレクト操作においては、セレクトレバーへの入力トルクとセレクトレバーの操作位置とに基づいてアシストトルクを制御し、運転者のセレクトレバー操作力をアシストするため、運転者は小さな操作力でセレクト操作を行うことができる。
【００１４】
一方、アシストトルク制御手段は、車速が高速のときは、車速が低速のときと比較して、運転者の操作力が重くなるようにアシストトルクを制御する誤操作防止制御部を備えている。
【００１５】
よって、車速が高速のときは、セレクトレバーの必要操作力が大きくなり、セレクトレバーが誤操作されにくくなるため、セレクトレバーに誤操作防止機構を設けた従来技術と比較して、装置の複雑化、コストアップを伴うことなく、高速走行時におけるセレクトレバー誤操作を防止できる。
【００１６】
請求項２に記載の発明では、誤操作防止制御部は、高速走行時、アシストトルクの出力を停止させるため、セレクトレバーがより操作しづらくなり、セレクトレバーの誤操作をより確実に防止できる。
【００１７】
請求項３に記載の発明では、誤操作防止制御部は、車速が故障のおそれのある車速以上となったとき、運転者の操作力が重くなるようにアシストトルクを制御するため、セレクトレバーの誤操作による故障の発生を防止できる。
【００１８】
請求項４に記載の発明では、Ｄレンジで走行中にＮレンジがセレクトされ、高速走行中にエンジンブレーキが効かなくなるのを防止できる。
【００１９】
【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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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９（図３参照）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。なお、ディテント機構９については後述する。
【００２３】
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ポテンショメータ（操作位置検出手段）１３とが連結されている。
【００２４】
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。
【００２５】
また、ポテンショメータ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。ポテンショメータ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。
【００２６】
コントロールユニット１４には、入力トルク信号と、ストローク角度信号と、ＥＣＵ２２を介して車速センサ（車速検出手段）２３からの車速信号が入力される。そして、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。
【００２７】
また、コントロールユニット１４は、車速信号と入力トルクとに基づいて、セレクトレバー２が誤操作されていると判断した場合には、誤操作によるレンジ切り換えを防止する制御を行うとともに、ワーニング出力信号を出力し、図外のインストルメントパネルに設けられたワーニングランプ（警告手段）２４を点灯させる。
【００２８】
次に、ディテント機構９の構造について説明する。
図３は、自動変速機のディテント機構９の構造を示す斜視図である。
制御アーム１０の下端部には回転シャフト１５が設けられ、この回転シャフト１５にディテントプレート１６が支持されている。このディテントプレート１６の上端には、カム山１６ａの間に４つのレンジ（Ｐ・Ｒ・Ｎ・Ｄ）に対応した谷部１６ｂが形成されている。そして、この谷部１６ｂにバネ板１７の先端に形成されたディテントピン１８を係合させ、選択されたレンジ位置を保持している。
【００２９】
すなわち、セレクトレバー２を前後に操作することにより、その操作力がリンケージ１１を介してディテントプレート１６に伝達され、このディテントプレート１６が前後に移動することにより、ディテントピン１８がカム山１６ａを乗り越えて隣のレンジに対応した谷部１６ｂへ係合し、係合したレンジ位置がバネ板１７の弾力性により保持される。
【００３０】
ディテントプレート１６には、パーキングポール１９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１９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２０を介してパーキングギヤ２１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１９を咬む力として作用する。
【００３１】
次に、作用を説明する。
［目標アシストトルクマップ］
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９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による軸トルク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による軸トルクは上述した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（操作方向検出手段に相当）としては、トルクセンサ１２の正負出力状態からの判定、ポテンショメータ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ポテンショメータ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】
［セレクトレバーの誤操作防止制御処理］
図５は、コントロールユニット１４で実行されるセレクトレバー誤操作防止制御処理の流れを示すフローチャートである。
【００３７】
ステップＳ１０１では、車速センサ２３の車速信号から車速Ｖを読み込む。
【００３８】
ステップＳ１０２では、トルクセンサ１２の入力トルク信号から入力トルクを読み込む。
【００３９】
ステップＳ１０３では、入力トルクがゼロよりも大きいかどうかを判断する。入力トルクがゼロよりも大きい場合には、ステップＳ１０４へ進み、入力トルクがゼロである場合には、本制御を終了する。
【００４０】
ステップＳ１０４では、ポテンショメータ１３のストローク角度信号から、セレクトレバー２がＤまたはＲレンジ位置にあるかどうかを判断する。セレクトレバー２がＤまたはＲレンジ位置にある場合には、図６のステップＳ１１１へ進み、それ以外の場合にはステップＳ１０５へ進む。
【００４１】
ステップＳ１０５では、後述する通常の操作力アシスト制御を実行して本制御を終了する。
【００４２】
図６は、ＤまたはＲレンジにおけるセレクトレバー誤操作防止制御処理の流れを示すフローチャートである。
【００４３】
ステップＳ１１１では、車速Ｖが予め設定された第１設定車速Ｖ１よりも大きいかどうかを判断する。車速Ｖが第１設定車速Ｖ１よりも大きい場合にはステップＳ１１５へ進み、車速Ｖが第１設定車速Ｖ１以下である場合にはステップＳ１１２へ進む。なお、第１設定車速Ｖ１とは、この車速のときにセレクトレバー２が誤操作された場合に、故障のおそれのある車速をいう。
【００４４】
ステップＳ１１２では、車速Ｖが予め設定された第２設定車速Ｖ２（０＜Ｖ２＜Ｖ１）よりも大きいかどうかを判断する。車速Ｖが第２設定車速Ｖ２よりも大きい場合にはステップＳ１１４へ進み、車速Ｖが第２設定車速Ｖ２以下である場合にはステップＳ１１３へ進む。なお、第２設定車速Ｖ２とは、この車速のときにセレクトレバー２が誤操作された場合に、故障のおそれはないが、大きな変速ショック等、車両挙動が急激に変化するおそれのある車速をいう。
【００４５】
ステップＳ１１３では、後述する通常の操作力アシスト制御を実行して本制御を終了する。
【００４６】
ステップＳ１１４では、電動モータ７の出力を停止させ、ワーニング出力信号を出力してワーニングランプ２４を点灯させ、本制御を終了する（誤操作防止制御部に相当）。
【００４７】
ステップＳ１１５では、アシストトルクをＲ→Ｎレンジ方向へ発生するように電動モータ７を制御し、ワーニング出力信号を出力してワーニングランプ２４を点灯させ、本制御を終了する（誤操作防止制御部に相当）。
【００４８】
［セレクトレバーアシスト制御処理］
図７は、図５のステップＳ１０５および図６のステップＳ１１３で実行されるセレクトレバーアシスト制御処理の流れを示すフローチャートである。
【００４９】
ステップＳ２０１では、ポテンショメータ１３のストローク角度信号からセレクトレバー２のストローク角度を読み込む。
【００５０】
ステップＳ２０２では、トルクセンサ１２の入力トルク信号から入力トルクを読み込む。
【００５１】
ステップＳ２０３では、トルクセンサ１２の入力トルク信号の正負出力状態から、セレクトレバー２の操作方向を演算する。
【００５２】
ステップＳ２０４では、ストローク角度と前回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。
【００５３】
ステップＳ２０５では、セレクトレバー２の操作方向と操作速度に応じた目標アシストトルクマップを読み込む。
【００５４】
ステップＳ２０６では、読み込んだ目標アシストトルクマップとストローク角度から目標アシストトルクを設定する。
【００５５】
ステップＳ２０７では、実際の入力トルクと目標アシストトルクとを比較し、差分が所定値以上であるとき、目標アシストトルクを補正する。
【００５６】
ステップＳ２０８では、補正した目標アシストトルクとなるように電動モータ７を駆動して本制御を終了する。
【００５７】
［セレクトレバーの誤操作防止制御作用］
（ＤレンジからＮレンジへの誤操作防止）
運転者がセレクトレバー２をＤレンジ位置からＮレンジ方向へ誤操作したとき、車速Ｖが第１設定車速Ｖ１よりも大きい場合には、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ１０１→ステップＳ１０２→ステップＳ１０３→ステップＳ１０４へと進み、続いて、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１１１→ステップＳ１１５へと進む流れとなる。
【００５８】
すなわち、ステップＳ１０３により入力トルクがゼロ以上であると判断され、ステップＳ１０４によりセレクトレバー２がＤレンジ位置にあると判断される。
続いて、図６のステップＳ１１１により車速Ｖが第１設定車速Ｖ１よりも大きいと判断され、ステップＳ１１５により、Ｎ→Ｄレンジ方向、すなわち、セレクトレバー２の動きを妨げる方向に電動モータ７のアシストトルクが出力される。このとき、ワーニングランプ２４が点灯し、運転者に誤操作の警告がなされる。
【００５９】
また、車速Ｖが第２設定車速Ｖ２よりも大きく、第１設定車速Ｖ１以下である場合には、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１１１→ステップＳ１１２→ステップＳ１１４へと進む流れとなる。
【００６０】
すなわち、ステップＳ１１１により車速Ｖが第１設定車速Ｖ１以下であると判断され、ステップＳ１１２により車速Ｖが第２設定車速Ｖ２よりも大きいと判断され、ステップＳ１１４により電動モータ７によるアシストトルクの出力が停止し、ワーニングランプ２４が点灯する。
【００６１】
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。
【００６２】
（１） ＤレンジまたはＲレンジで走行中にセレクトレバー２が誤操作されたとき、車速Ｖが第１設定車速Ｖ１よりも大きい場合には、セレクトレバー２の動きを妨げる方向に電動モータ７のアシストトルクを出力することにより、運転者の操作力によるレンジ切り換えを不能とし、誤操作を確実に防止して故障の発生等を回避できる。
【００６３】
（２） ＤレンジまたはＲレンジで走行中にセレクトレバー２が誤操作されたとき、車速Ｖが第２設定車速Ｖ２よりも大きく、第１設定車速Ｖ１以下である場合には、電動モータ７によるアシストトルクの出力を停止することにより、電動モータ７の電力消費量を抑えつつ、運転者に減速等の注意を喚起でき、車両挙動の急変動を伴う誤操作を防止できる。このとき、アシストトルクの出力停止によりセレクトレバー２が重くなるが、危険回避等で運転者がどうしてもレンジ切り換えを行わなければならない場合は、切り換え可能である。
【００６４】
（３） セレクトレバー２が誤操作されたとき、車速Ｖが第２設定車速Ｖ２よりも大きいとき、ワーニングランプ２４を点灯させて運転者に警告を行うため、運転者の注意を喚起して誤操作をよるレンジ切り換えを確実に防止できる。
【００６５】
（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。
【００６６】
例えば、車速Ｖが第１設定車速Ｖ１よりも大きい場合には、アシストトルクの出力を停止させ、車速Ｖが第２設定車速Ｖ２よりも大きく、第１設定車速Ｖ１以下である場合には、アシストトルクの出力を弱める構成としてもよい。
【００６７】
また、警告手段としては、ワーニングランプ２４の点灯に加え、運転者に誤操作の警告、減速を要求する文字を表示する構成としてもよく、警告音や音声等による警告を行ってもよい。
【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】自動変速機のディテント機構の構造を示す斜視図である。
【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セレクトレバー誤操作防止制御処置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ＤまたはＲレンジにおけるセレクトレバー誤操作防止制御処置の流れを示すフローチャートである。
【図７】コントロールユニットで実行されるセレクトレバーアシスト制御処理の流れを示すフローチャートである。
【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
９ ディテント機構
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 ポテンショメータ
１４ コントロールユニット
１５ 回転シャフト
１６ ディテントプレート
１６ａ カム山
１６ｂ 谷部
１７ バネ板
１８ ディテントピン
１９ パーキングポール
２０ カム状プレート
２１ パーキングギヤ
２２ ＥＣＵ
２３ 車速センサ
２４ ワーニングランプ
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を検出する操作位置検出手段と、
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、
前記セレクトレバーへの入力トルクとセレクトレバーの操作位置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、
自車の車速を検出する車速検出手段を設け、
前記アシストトルク制御手段に、車速が高速のときには、車速が低速のときと比較して、運転者の操作力が重くなるようにアシストトルクを制御する誤操作防止制御部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、
前記誤操作防止制御部は、アシストトルクの出力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。 - 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、
前記誤操作防止制御部は、車速が予め設定された設定車速以上のとき、運転者の操作力が重くなるようにアシストトルクを制御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、
前記誤操作防止制御部は、Ｄレンジ位置またはＲレンジ位置にあるセレクトレバーへの入力トルクが検出されたとき、運転者の操作力が重くなるようにアシストトルクを制御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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003105528A JP2004306861A (ja) | 2003-04-09 | 2003-04-09 | 自動変速機のセレクトアシスト装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003105528A JP2004306861A (ja) | 2003-04-09 | 2003-04-09 | 自動変速機のセレクトアシスト装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004306861A true JP2004306861A (ja) | 2004-11-04 |
Family
ID=33468016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003105528A Withdrawn JP2004306861A (ja) | 2003-04-09 | 2003-04-09 | 自動変速機のセレクトアシスト装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004306861A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7389176B2 (en) * | 2006-06-08 | 2008-06-17 | Nissan Motor Co., Ltd. | Engine output control apparatus of power train |
-
2003
- 2003-04-09 JP JP2003105528A patent/JP2004306861A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7389176B2 (en) * | 2006-06-08 | 2008-06-17 | Nissan Motor Co., Ltd. | Engine output control apparatus of power train |
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Legal Events
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