(57)【要約】【課題】  セレクトレバーとセレクト位置切換装置の機械的連結によりフェール時のレンジ切り換え操作を可能にしつつ、セレクトレバーの小型化によるレイアウト自由度の拡大を図ることができ、しかも要求に応じたセレクトレバー操作力特性を得ることができる自動変速機のセレクトアシスト装置を提供する。【解決手段】  操作位置を検出する位置センサ６１と作動位置を検出する位置センサ６２は、基板６３を共有し、基板６３の１面に両方の抵抗体６１４，６２４を設け、抵抗体６１４，６２４をはしご状となるように接続部６４ａ〜６４ｅで電気的に接続した。【選択図】      図３
2006194419.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セレクトレバーと自動変速機のセレクト位置切換装置とがセレクト操作力伝達系により連結され、前記セレクト操作力伝達系にはドライバによるセレクト操作力をアシストするアシストアクチュエータが設けられた自動変速機のセレクトアシスト装置において、
前記セレクトレバーの操作位置を検出する操作位置検出手段を設け、
前記セレクト位置切換装置の作動位置を検出する作動位置検出手段を設け、
前記操作位置検出手段及び前記作動位置検出手段は、
抵抗体と電極が接触する相対位置を変化させて、前記抵抗体の抵抗値の変化により位置検出を行うポテンショメータであり、
操作位置を検出するポテンショメータと作動位置を検出するポテンショメータのそれぞれの抵抗体を複数点で電気的に接続した、
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、
操作位置を検出するポテンショメータと作動位置を検出するポテンショメータは、
基板を共有し、
前記基板の１面に両方の抵抗体を設け、且つ前記抵抗体をはしご状となるよう電気的に接続する、
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３】
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、
操作位置を検出するポテンショメータと作動位置を検出するポテンショメータは、
基板を共有し、
前記基板の表と裏にそれぞれ抵抗体を設け、且つ基板を貫通するスルーホールで前記抵抗体を電気的に接続する、
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４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の自動変速機のセレクトアシスト装置において、
操作位置を検出するポテンショメータと作動位置を検出するポテンショメータの抵抗体の複数点での電気的接続は、
自動変速機の各レンジ位置に相当する位置で接続されている、
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５】
セレクトレバーと自動変速機のセレクト位置切換装置とがセレクト操作力伝達系により連結され、前記セレクト操作力伝達系にはドライバによるセレクト操作力をアシストするアシストアクチュエータが設けられた自動変速機のセレクトアシスト装置において、
前記セレクト操作力伝達系を、セレクトレバーに連結した第１連結部材と、前記セレクト位置切換装置に連結した第２連結部材と、限界量までの相対変位を許容しつつ前記両連結部材を連結する相対変位許容連結機構と、を有する構成とし、かつ、前記アシストアクチュエータを第２連結部材に設定し、
前記アシストアクチュエータの駆動を制御するアシスト制御手段を設け、
速度制御が必要な領域に、微分用の精度の高い検出手段を設けた、
ことを特徴とする自動変速機のセレクトアシスト装置。
【請求項６】
請求項５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を設け、
前記セレクト位置切換装置の作動位置を検出する第１作動位置検出手段を設け、
前記第１作動位置検出手段よりも検出範囲が狭く感度が高い第２作動位置検出手段を設け、
前記アシスト制御手段は、
前記操作位置、前記第１作動位置検出手段からの第１の作動位置、前記第２作動位置検出手段からの第２の作動位置から駆動指令値を演算し、且つ、少なくとも駆動指令値の演算における微分演算に第２の作動位置を用いる、
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７】
請求項５に記載の自動変速機のセレクトアシスト装置において、
前記セレクト位置切換装置の作動位置を検出する第１作動位置検出手段を設け、
前記第１作動位置検出手段よりも検出範囲が狭く感度が高い第２作動位置検出手段を設け、
前記セレクトレバーの操作位置を検出する第１操作位置検出手段を設け、
前記第１操作位置検出手段よりも検出範囲が狭く感度が高い第２操作位置検出手段を設け、
前記アシスト制御手段は、
前記第１操作位置検出手段からの第１の操作位置、前記第２操作位置検出手段からの第２の操作位置、前記第１作動位置検出手段からの第１の作動位置、前記第２作動位置検出手段からの第２の作動位置から駆動指令値を演算し、且つ、少なくとも駆動指令値の演算における微分演算に第２の操作位置及び第２の作動位置を用いる、
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８】
請求項７に記載の自動変速機のセレクトアシスト装置において、
前記アシスト制御手段は、
操作位置が、第２操作位置検出手段の検出範囲にあるかどうかを判断するとともに、第２操作位置検出手段の検出範囲外を第１操作位置検出手段の検出範囲外とするよう切り換えて操作位置を演算する操作位置演算手段を備える、
ことを特徴とする自動変速機のセレクトアシスト装置。
【請求項９】
請求項８に記載の自動変速機のセレクトアシスト装置において、
前記第２操作位置検出手段の検出範囲は、操作位置の変化速度が大きい領域である、
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１０】
請求項６〜請求項９のいずれかに記載の自動変速機のセレクトアシスト装置において、
前記アシスト制御手段は、
作動位置が、第２作動位置検出手段の検出範囲にあるかどうかを判断するとともに、第２作動位置検出手段の検出範囲外を第１作動位置検出手段の検出範囲とするよう切り換えて作動位置を演算する作動位置演算手段を備える、
ことを特徴とする自動変速機のセレクトアシスト装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の自動変速機のセレクトアシスト装置において、
前記第２作動位置検出手段の検出範囲は、作動位置の変化速度が大きい領域である、
ことを特徴とする自動変速機のセレクトアシスト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【０００３】
一方、セレクトレバーとマニュアルバルブとが電気的に接続された、いわゆるシフトバイワイヤ技術を用いたものが知られている。この従来技術は、マニュアルバルブを作動するアクチュエータを設け、セレクトレバーの回動操作を電気信号に変化してアクチュエータを駆動することにより、セレクト位置を切り換えるものである（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平９−３２３５５９号公報
【特許文献２】特開２００３−９７６９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、前記セレクトレバーの操作位置を検出する操作位置検出手段を設け、前記セレクト位置切換装置の作動位置を検出する作動位置検出手段を設け、前記操作位置検出手段及び前記作動位置検出手段は、抵抗体と電極が接触する相対位置を変化させて、前記抵抗体の抵抗値の変化により位置検出を行うポテンショメータであり、操作位置を検出するポテンショメータと作動位置を検出するポテンショメータのそれぞれの抵抗体を複数点で電気的に接続したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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。
【実施例１】
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
さらに、支点軸１９には、回転自在に第２回転部１７を設ける。第２回転部１７は、第１回転部１３と同軸となるが、相対回転可能な構造にする。
第２回転部１７の一端側には、ウォームホイール１６を設け、このウォームホイールと反対側には、ケーブル取付レバー１８を設ける。このケーブル取付レバー１８にコントロールケーブル４の端部を取り付け、反対側の端部を自動変速機５の制御アーム５１に取り付ける。
同じ回転軸（支点軸１９）に対して相対回転が可能な第１回転部１３と第２回転部１７において、第１回転部１３には、円周方向に対して所定の長さである遊び溝１３１を設ける。第２回転部１７には、遊び溝１３１内に位置するよう突起１７１を設ける。これにより、第１回転部１３と第２回転部１７の相対回転は遊び溝１３１の間を突起１７１が移動できる範囲となる。（第１回転部１３の遊び溝１３１と第２回転部１７の突起１７１で相対変位許容連結機構である遊び連結機構を構成する）
アシストアクチュエータ２は電動モータであり、その出力軸には、ウォーム２１を設けて、ウォームホイール１６と係合させてウォームギアを構成し、アシストアクチュエータ２により第２回転部１７を回転駆動させる構造にする。さらに、支点軸１９の部分には、固定部材に対する第１回転部１３のストローク角度、つまりセレクトレバー１１の操作角度を検出する位置センサ６１（操作位置検出手段に相当する）を設ける。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、コントロールケーブル４を介して自動変速機５の制御アーム５１の回転位置を検出する位置センサ６２を設ける。位置センサ６１と位置センサ６２とで弾性変位量検出手段に相当する。
さらに、第１回転部１３のセレクトレバー１１の反対側には、チェック機構部１４を設けている。チェック機構部１４は、第１回転部１３から外周側に突出させたピン１４１と、ピン１４１に係合する溝部１４２からなる。ピン１４１は詳細には図示しないが内部から先端を突出方向にバネで付勢する構造である。このピン１４１の先端を溝部１４２に係合させる。溝部１４２は、５つのレンジ（P・R・N・D・L）に対応した谷部１４２ａを形成するよう波形状にしたものである（図には、省略して４つの溝を示している）。このチェック機構部１４により、選択されたセレクト位置が保持されるようにし、操作を伴わない例えば車両の振動等に起因する意図しないレンジセレクトの入力を防止する。
【００１４】
さらに、図９を参照して実施例１の構成を詳細に説明する。
支点軸１９の外周には、軸受Ｂ１，Ｂ２，Ｂ４を設け、軸受Ｂ２，Ｂ４の外周に第２回転部１７を設ける。第２回転部１７の外周には、軸受Ｂ３を設け、軸受Ｂ１，Ｂ３の外周はケーシング２２に取り付ける。これによって、支点軸１９に固定される第１回転部１３は、固定部材となるケーシング２２及び第２回転部１７に対して回転自在となり、第２回転部１７は、固定部材となるケーシング２２及び第１回転部１３に対して、回転自在となる。これによって、第１回転部１３と第２回転部１７は、相対回転自在となる。
【００１５】
この支点軸１９、第２回転部１７の端部に位置センサ６１，６２を設ける。
第１回転部１３と一体となって回転する支点軸１９の小径にした端部側に、鍔状に形成され、基板６３と対向する部分を有する回転体６１１を設ける。
次に第２回転部１７の基板６３側の端部に鍔状に形成された部分を有する回転体６２１を設ける。回転体６２１は、回転体６１１の鍔部分の外側に基板６３と対向する面を有する。基板６３は、位置センサ６１，６２のケーシング６５に固定され、ケーシング６５はケーシング２２に固定されている。よって、固定される基板６３に対して、回転体６１１の径の小さいリング状の平面と、回転体６２１の径の大きいリング状の平面とが、相対的な回転を行うようにする。
この基板６３は、支点軸１９の小径にした端部側に、軸方向と平面が直交するように設ける。回転体６１１，６２１には、ブラシ６１２，６２２を設ける。
【００１６】
ここで、基板６３について図１０を参照して詳細に説明する。
基板６３の回転体６１１，６２１側の面には、支点軸１９の回転中心を中心とする細い円弧状の電極６１３を設け、電極６１３の外周側に小さい間隔を設けて細い円弧状の抵抗体６１４を設ける。ブラシ６１２は、電気的に通電する素材からなり、回転体６１１に固定される部分から、２本の接触子が延伸するようにし、１本が電極６１３に接触し、もう１本が抵抗体６１４に接触するようにする。
【００１７】
次に、抵抗体６１４からブラシ６１２，６２２の間隔分、外周側に抵抗体６２４を細い円弧状に設け、抵抗体６２４の外周側に小さい間隔を設けて細い円弧状の電極６２３を設ける。ブラシ６２２は、ブラシ６１２と同様に２本の接触子が延伸し、１本が抵抗体６２４に接触し、もう１本が電極６２３に接触するようにする。電極６１３，６２３、抵抗体６１４，６２４は、円弧の角度範囲が同じになるように設ける。この角度範囲は、セレクトレバー１１の操作位置の検出範囲並びに制御アーム５１の作動位置の検出範囲となる。
【００１８】
さらに、抵抗体６１４，６２４を図１０(b)に示すように５箇所の接続部６４ａ〜６４ｅで電気的に接続する。この５箇所は、それぞれP,R,N,D,Lのレンジ位置に相当する位置にする。これにより抵抗体６１４，６２４、接続部６４ａ〜６４ｅは、はしご状になる。
【００１９】
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。第１回転部１３の回転変位は、セレクトレバー１１のストローク変化として、例えばＰレンジ相当位置を基準として、位置センサ６１で検出され、コントローラ３へ出力される。第２回転部１７の回転変位は、位置センサ６２で検出され、コントローラ３へ出力される。よって、位置センサ６１と位置センサ６２の回転偏差が相対変位量となる。
【００２０】
相対変位演算部３１は、操作位置と作動位置から相対変位の偏差を演算する。
【００２１】
駆動指令値演算部３２は、相対変位の偏差を小さくする、つまり相対変位量を０に近づけるようにアシストアクチュエータ２の駆動指令値を演算する。
【００２２】
モータ駆動制御部３３は、駆動指令値に基づいて、アシストアクチュエータ２を駆動する。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
ステップＳ１では、位置センサ６からの相対位置変位量信号を入力して、相対位置の変位量を読み込む。
【００２８】
ステップＳ２では、読み込んだ相対位置から、相対位置の中点からの偏差を演算する。
【００２９】
ステップＳ３では、相対位置の中点からの偏差から、モータトルク指令値を設定する。
【００３０】
ステップＳ４では、モータトルク指令値に従ってアシストアクチュエータ２の電動モータを駆動する。
【００３１】
［自動変速機の操作反力特性］
図６は、Ｐ→Ｒレンジ方向いおけるアシストアクチュエータ２の出力軸に発生する操作反力、及び連結状態においてセレクトノブ１２に発生する操作反力を示す特性図である。この操作反力特性は、出力軸における操作反力[N]及びセレクトレバー１１における操作反力[N]をセレクトレバー１１の操作位置（ストローク角度）と対比させたものである。
【００３２】
なお、セレクトレバー１１の操作力が自動変速機５へ伝達される場合には、セレクトレバー１１における操作反力は、上述したセレクト部１におけるディテントで発生する負荷力に機構の摩擦力等を合成したものである。よって、レンジ切り換え制御中、レンジ切り換え操作を行う場合には、この操作反力以上の手動操作を必要とする。
【００３３】
また、アシストアクチュエータ２の電動モータの出力軸における操作反力は、上述した自動変速機５のディテントで発生する負荷力に、コントロールケーブル４の摩擦力、電動モータのイナーシャ等を合成したものである。よって、アシストアクチュエータ２によるレンジ切り換えは、この操作反力以上の駆動力が必要となる。
図６に示すように、セレクトレバー１１をＰ→Ｒレンジ方向に操作したときに発生する操作反力は、各レンジ間において、初めにセレクトレバー１１の操作方向、又はアシストアクチュエータ２の駆動方向と逆方向（Ｄ→Ｎレンジ方向）に発生し、ピーク後に向きを変えて操作方向と同一方向（Ｐ→Ｒレンジ方向）に発生し、レンジ切り換え位置（停止位置）付近でゼロに収束した状態となる。この特性は、ディテントピン５５又はピン１４１が、カム山５３ａ又は溝部１４２のカム山を乗り越える際に発生する負荷力に起因している。すなわち、ディテントピン５５又はピン１４１がカム山５３ａ又は溝部１４２のカム山を乗り越えるまでは、バネ板５４又はピン１４１を付勢する図示しないバネの付勢力により抵抗力が発生し、ディテントピン５５又はピン１４１がカム山５３ａ又は溝部１４２のカム山を乗り越えた後は、ディテントピン５５又はピン１４１が次のカム山５３ａの溝又は溝５３ｂに落ち込んで引き込み力（慣性力）が発生するためである。
【００３４】
［自動変速機のレンジ切り換え制御］
実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置では、操作前の状態の例として、第１回転部１３と第２回転部１７は非連結状態であり、遊び溝１３１内において、突起１７１は相対位置が中点の位置、つまり、どちらの操作方向に対しても余裕分を有する状態となっている（図８(a)参照）。
【００３５】
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６１，６２で検出され、駆動指令値演算部３２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。
【００３６】
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、駆動指令値演算部３２の制御により相対位置変位量を、相対位置の中点近傍に保持することにより、図８(a)〜(c)に示すようにセレクトレバー１１の操作による動きに追従させて自動変速機の制御アーム５１を駆動して、セレクト位置を切り換えることになる。
この動きは、あたかもセレクトレバー１１と自動変速機５の制御アーム５１がコントロールケーブル４で接続されているかのような動きとなる。
なお、例として、ＰレンジからＲレンジに移動させる際の相対位置の変化状態を図７に示す。セレクトレバー１１に入力される角度を操作角、制御アーム５１の角度を作動角とした場合、操作角と作動角の関係は、非連結状態を保ちつつ図７に示すような状態となる。つまり、制御開始当初は、操作角に対して作動角が遅れて追従し、ディテントによる次レンジへの吸い込み力によって、制御後半は、操作角に対して作動角が先行するのである。
【００３７】
［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。
【００３８】
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。
【００３９】
［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。
【００４０】
［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。
【００４１】
［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。
【００４２】
[位置センサの精度について]
実施例１で用いた位置センサ６１，６２は、基板６３上の電極６１３，６２３、抵抗体６１４，６２４に対して、ブラシ６１２，６２４を摺動させるものであり、これにより、ブラシ６１２，６２４を介して電極６１３，６２３と電気的に接続される抵抗体６１４，６２４の長さが変化することになり、通電される抵抗体６１４，６２４の体積が変化し、抵抗値が変化した出力を得ることができる。
【００４３】
この位置センサ６１，６２は、抵抗体６１４，６２４の膜厚の不均一などにより、図１２に示すように基準となる出力に対して、直線性に特にバラツキを生じる。このようなバラツキがある場合、２つの位置センサ６１，６２の特性は、例として図１３のようになり、操作位置と作動位置にずれを生じさせるバラツキとなる。つまり、コントローラ３によりアシストアクチュエータ２を駆動し、操作位置に作動位置を追従させた際、制御上同じ位置にしても、実際にずれが生じた状態となる問題があった。
本実施例１では、位置センサの構造により、この課題を解決している。
【００４４】
[位置センサのずれを抑制する作用]
実施例１では、支点軸１９、第１回転部１３が、固定で連結されたセレクトレバー１１の操作により回転変位を生じると、支点軸１９に取り付けた回転体６１１が回転し、これによりブラシ６１２が基板６３の電極６１３、抵抗体６１４に対して摺動しながら相対回転し、抵抗値を変化させることで、操作位置が検出される。
【００４５】
また、この操作位置に対して、偏差が小さくなるようアシストアクチュエータ２が駆動され、第２回転部１７及びコントロールケーブル４で連結された制御アーム５１が回転変位を生じると、第２回転部１７の軸部分に取り付けられた回転体６２１が回転し、これによりブラシ６２２が基板６３の電極６２３、抵抗体６２４に対して摺動しながら相対回転し、抵抗値を変化させることで、作動位置が検出される。
【００４６】
P,R,N,D,Lのレンジ位置のいずれかにおいて、操作位置に対して作動位置が制御により追従し、同じ位置となった場合、実施例１では、図１０(b)に示すようにP,R,N,D,Lのレンジ位置に相当する位置において、抵抗体６１４，６２４が接続部６４ａ〜６４ｅのいずれかにより、抵抗体６１４，６２４が電気的に接続されているので、その位置では、電位が同じ、つまりセンサとしての出力電圧が同じとなる。
このように、位置センサ６１，６２は、各レンジ位置相当の位置において、同じ出力値になる。
すると、位置センサ６１，６２の特性の複数点で、強制的に同一の出力にすることで、特性のずれが小さくなる。
よって、操作位置と作動位置の検出ずれが小さくなり、アシストアクチュエータ２の制御を精度よく行うことができる。
【００４７】
また、各レンジ位置相当において、同じ位置、つまり検出ずれがなくなることは、レンジ操作が終了した際に操作位置と作動位置がずれなくなることになり、ディテント機構におけるレンジ停留位置に安定して位置させることになる。
【００４８】
また、次に操作に対する制御において、レンジ停留位置がずれていることにより生じる作動遅れやオーバーシュートを抑制することになる。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
さらに、実施例１では、位置センサ６１と位置センサ６２は、抵抗体６１４，６２４と電極６１３，６２３が接触する相対位置を変化させて、抵抗体６１４，６２４の抵抗値の変化により位置検出を行うポテンショメータであり、操作位置を検出する位置センサ６１と作動位置を検出する位置センサ６２のそれぞれの抵抗体６１４，６２４を接続部６４ａ〜６４ｅにより複数点を電気的に接続したため、複数のポイントにて、位置センサ６１，６２で同一の出力を得ることができ、位置検出のずれを抑制することができる。
【００５６】
(2)操作位置を検出する位置センサ６１と作動位置を検出する位置センサ６２は、基板６３を共有し、基板６３の１面に両方の抵抗体６１４，６２４を設け、抵抗体６１４，６２４をはしご状となるように接続部６４ａ〜６４ｅで電気的に接続するため、接続部６４ａ〜６４ｅで接続したため、２つの位置センサ６１，６２の基板６３を共有し、省スペースな構造で、複数ポイントの同一出力を得ることができる。
【００５７】
(4)操作位置を検出する位置センサ６１と作動位置を検出する位置センサ６２の抵抗体６１４，６２４の接続部６４ａ〜６４ｅでの複数点の電気的接続は、自動変速機５の各レンジ位置に相当する位置で接続されているため、レンジ位置への停留を確実にして、その後の制御遅れやオーバーシュートを抑制することができる。
【実施例２】
【００５８】
実施例２は、２つの位置センサを共有する基板の両側に設ける例である。
まず構成を説明する。
実施例２では、図１５に示すように、位置センサ６１，６２で共有する基板６３の表裏のそれぞれに、内側に電極６１３，６２３、外側に抵抗体６１４，６２４を細い円弧状に設ける。実施例２では、同じ形状を表裏に設ける構成である。
この抵抗体６１４，６２４の外側には、基板６３を貫通し、かつ基板６３の表裏をこの部分で電気的に接続するスルーホール６３ｃを設ける。このスルーホール６３ｃをP,R,N,D,Lのレンジ位置に相当する位置に設けるようにし、抵抗体６１４，６２４をスルーホール６３ｃで複数接続する。
【００５９】
よって、回転体６１１，６２１の構造は、図１４に示すように、基板６３を両側から挟む位置でそれぞれ、基板６３に対して回転する構造にする。
作用は、実施例１と同様である。このように、基板６３を共有し、その表裏を用いることにより外径方向へのスペースをさらに省略した構造にしてもよい。
【００６０】
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),(4)に加えて、以下の効果を有する。
(3)操作位置を検出する位置センサ６１と作動位置を検出する位置センサ６２
は、基板６３を共有し、基板６３の表と裏にそれぞれ抵抗体６１４，６２４を設け、且つ基板６３を貫通するスルーホール６３ｃで抵抗体６１４，６２４を電気的に接続するため、２つの位置センサ６１，６２の基板６３を共有し、省スペースな構造で、複数ポイントの同一出力を得ることができる。
その他構成、作用効果は実施例１と同様であるので、説明を省略する。
【００６１】
ここで、実施例１，２の作用効果について、さらに付け加えて説明しておく。
セレクトレバー１１とその周りの機構等については、車室内にセレクトレバー１１が有することになるため、車室内デザインの自由度、他の装置とのレイアウト構成から、必ず省スペースであることを求められる。実施例１，２においては、２つの位置センサの基板を共有する構造にすることで、省スペースを可能にする。
【００６２】
その上で、レンジ位置に相当する位置出力が同じになるのである。セレクトレバー１１のチェック機構に対する位置と、自動変速機のディテント機構に対する制御アーム５１の位置は、初期の組み付けの状態で、コントロールケーブル４もしくは、これに相当する部品で調整され、位置が正確に合わせることが可能である。それに対し、位置センサを２つ用いる場合に各レンジ位置で、出力が同じになれば、制御側で、位置ズレの補正処理が不要になるなど、非常に負担が少なくなる。また、２つの位置センサの出力がレンジ停留位置でずれると、そのずれをなくすよう制御が働き、ずれがなくなることで制御が終了し、自由状態となることで自動変速機５側のディテント、セレクトレバー１１のチェック機構部１４の機械的な安定点へ位置が変化、位置センサのずれにより制御が起動してずれをなくす。という繰り返しの問題がなくなるのである。
【００６３】
さらに、抵抗体、電極とブラシの摺動構成は、コスト的に有利であるが、摺動するため、磨耗し、経時変化を生じる。この場合、２つの位置センサをどう取り扱うか問題となる。これに対し、各レンジ位置で２つの位置センサの値が同じであることは、経時変化が生じても変わらないため、このことを用いると、コストで有利な位置センサの構成にしつつ、経時変化しても各レンジ位置の出力に差がないことが補償できるのである。これは、長期間の使用に対する正確な制御に大きく寄与するものである。
【実施例３】
【００６４】
実施例３は、速度領域が必要な領域に微分用の精度の高い検出手段を設けた例である。
まず、構造を説明する。
図１６は、実施例３におけるコントローラの制御ブロック図である。
相対変位演算部３４は、操作位置と作動位置から相対変位量を演算する。
作動位置演算部３５（作動位置演算手段に相当する）は、位置センサ６２の第１の作動位置と位置センサ６６の第２の作動位置から、感度の高い第２の作動位置の検出範囲は、第２の作動位置を用い、それ以外の検出範囲は第１の作動位置を用いるようにして、作動位置を演算する。
【００６５】
作動速度演算部３６は、微分器であり、作動位置から作動速度を演算する。
駆動指令値演算部３７は、相対変位量と作動速度から、駆動指令値を演算する。この駆動指令値演算部３７は、作動速度演算部３６を合わせて、ほぼPID制御を行うものである。つまり、駆動指令値演算部３７は、積分制御部３８、比例制御部３９、微分制御部４０からなる。
積分制御部３８は、積分器３８１と乗算器３８２からなり、相対変位量の積分値に積分ゲインを乗じて積分制御量を演算する。
比例制御部３９は、乗算器３９１からなり、相対変位量に比例ゲインを乗じて比例制御量を演算する。
【００６６】
微分制御部４０は、実施例３において、作動位置に関して制御演算を行い、PI制御にD制御分として加算する。よって、作動速度演算部３６の出力に乗算器４０１で微分ゲインを乗じて微分制御量を演算する。
加算器４１は、積分演算量と比例演算量を加算してPI制御量を演算する。
減算器４２は、PI制御量に微分演算量を加算して、駆動指令値を演算する。相対変位量（操作位置−作動位置）と作動速度との関係から減算器４２としているが、実質的には、PI制御量に微分演算量を加算する加算器である。
【００６７】
次に、実施例３において、作動位置を検出する位置センサ６２，６６について説明する。
位置センサ６２（第１作動位置検出手段に相当する）は、実施例１又は実施例２と同様に抵抗体及び電極をブラシが接触した状態で摺動するものである。位置センサ６６（微分用の精度の高い検出手段、第２作動位置検出手段に相当する）は、図１７に示すように、位置センサ６２の電極及び抵抗体の内側に、例えば、Ｐ→Ｒレンジ位置、Ｒ→Ｐレンジ位置の操作の際の速度制御が必要な引き込み領域を検出範囲とするように、２箇所に抵抗体６６１及び電極６６２を設け、これらに接触、摺動するブラシ６６３を設けたものである。
このようにして、P,R,N,D,Lへの各レンジ位置の切り換えにおける引き込み領域において、位置センサ６６での検出を用いるようにする。位置センサ６６は、それぞれの引き込み領域の範囲を検出全範囲とする出力を行うため、感度が高く、精度のよい検出を行う。Ｐ→Ｌレンジ位置方向の位置センサ６２，６６の関係について図１８に示す。この図１８に示すように、位置センサ６２と位置センサ６６は、検出電圧が同じで、測定範囲が、位置センサ６２の一部を位置センサ６６で検出するため、位置センサ６６は感度の高いセンサとなる。
【００６８】
作用を説明する。
[速度制御に用いる入力値について]
自動変速機のセレクトアシスト装置では、あるレンジ位置から次のレンジ位置への切り換えの際に、自動変速機のディテントの山を越えるため、その特性の山を越えるまでは、非常にアシストアクチュエータの駆動力の急な立ち上がりを必要とし、山を越えるあたりから後半では、ディテント特性の山から谷へ向かうことになり、駆動力は急な立下りを必要とする。特に急な立下りを必要とする領域では、充分に制御できないと操作フィーリングとして持っていかれてしまう感触となるため好ましくない。また、目標のレンジ位置を越えてしまうオーバーランにもつながりやすいことになる。
さらに、操作速度が速い場合には、駆動力はさらに急な立上り、立下りを要求されることになる。このような場合に有効な制御手段として制御量の演算に速度制御部分、つまり微分演算部分を設けることを考案した。
これにより、速度を観点とした場合の追従性が向上することになる。
実施例３においては、作動位置の微分演算による制御量を演算することにより作動位置が速い駆動量の変化を求められている場合に、それに応じた制御量が得られるようにしている。
【００６９】
しかしながら、全ての作動位置を１つの位置センサ６２で検出している場合、速度制御量は細かな制御を行うことができず、比較的大きな制御量のきざみになってしまっていた。特に、あるレンジ位置間の一部における作動位置の変化を検出して制御するには、この比較的大きな制御量のきざみには問題があった。
これに対し、実施例３では、位置センサ６６を設けることにより、これらの課題を解決している。
【００７０】
[作動位置の切換処理]
図１９は実施例３のコントローラで実行される作動位置の切換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、操作位置(X1)、第１の作動位置(X2-1)、第２の作動位置(X2-2)を検出する。
【００７１】
ステップＳ１２では、第１の作動位置が第２の作動位置範囲外(C1<X2-1<C2orC3<X2-1<C4)かどうかを判断し、第２の作動位置範囲外ならばステップＳ１３へ進み、第２の作動位置範囲内ならばステップＳ１４へ進む。
【００７２】
ステップＳ１３では、作動位置を第１の作動位置(X2=X2-1)とする。
【００７３】
ステップＳ１４では、作動位置を第２の作動位置(X2=X2-2)とする。
【００７４】
ステップＳ１５では、操作位置と作動位置の相対変位量を演算する（ΔX=X1-X2）。
【００７５】
ステップＳ１６では、相対変位量から駆動指令値を演算する。
【００７６】
[速度制御を充分に行える作用]
実施例３では、Ｐ→Ｌ方向、Ｌ→Ｐ方向の両方向において、各レンジ位置への操作に対し、ディテント特性の谷へ向かう引き込み領域を位置センサ６６で検出する。位置センサ６６は、各レンジ位置への引き込み領域を全検出範囲として位置センサ６２と同等の出力を行うため、感度が高く、精度のよい検出となる。
よって、速度制御が特に必要な引き込み領域において、精度の高い第２の作動位置を得ることになる。
【００７７】
この第２作動位置を微分して微分ゲインを乗じて駆動指令値の微分制御量を演算して制御すると、作動位置が必要とする速度制御分がより細かく、且つ精度よく求められることになり、引き込み領域のおける駆動力がより理想に近い状態で制御されることになる。よって、引き込み領域の操作フィーリングにおいて、持っていかれるような違和感を生じさせることがなく、また、逆にブレーキがかかるような違和感を生じさせることもない。充分な速度制御が行える。
【００７８】
実施例３の作用効果について、言い換えて説明しておく。
実施例３では、感度のよい部分は、作動位置の検出にのみ設けている。そのため、操作位置にも感度のよい部分を設けるのに対してコストを抑制する。
さらに、相対変位を偏差入力とするPI制御に加算される微分制御量は、作動位置を偏差入力とする。このことは、操作位置の操作速度に関わらず、作動位置の速度により制御量が演算されることになり、より感度よく速度制御を行うことになる。つまり、セレクトレバー１１の操作位置もチェック機構部１４により、引き込まれる変化を行うのに対し、相対変位を偏差入力とする場合には、操作位置に対する作動位置の変化速度差になるのに対し、作動位置を偏差入力とする場合には、０に対する値であり、相対値ではない作動位置の絶対値としての速度が入力となり、これにゲインが乗じられるため、より速度制御成分を大きくした制御、つまり速度応答性のよい制御を得られることになる。
【００７９】
効果を説明する。実施例３の自動変速機のセレクトアシスト装置にあっては、以下の効果を有する。
(5)第１回転部１３と第２回転部１７を、遊びを有する連結にし、アシストアクチュエータ２の駆動を制御するコントローラ３を設け、速度制御が必要な領域に、微分用の精度の高い検出手段を設けたため、正確な微分値を得ることができ、精度よく細かな速度制御を行うことができ、操作フィーリングをより良好なものにすることができる。
【００８０】
(6)セレクトレバー１１の操作位置を検出する位置センサ６１を設け、制御アーム５１の作動位置を検出する位置センサ６２を設け、位置センサ６２よりも検出範囲が狭く、感度が高い位置センサ６６を設け、コントローラ３は、操作位置、位置センサ６２からの第１の作動位置、位置センサ６６からの第２の作動いちから、相対変位演算部３４、作動位置演算部３５、作動速度演算部３６、駆動指令値演算部３７により駆動指令値を演算し、且つ、少なくとも駆動指令値の演算における微分演算を行う微分制御部４０に第２の作動位置を用いるため、正確な微分値を得ることができ、精度よく細かな速度制御を行うことができ、操作フィーリングをより良好なものにすることができる。
【００８１】
(10)コントローラ３は、作動位置が位置センサ６６の検出範囲にあるかどうかを判断するとともに、位置センサ６６の検出範囲外を位置センサ６２の検出範囲とするよう切り換えて作動位置を演算する作動位置演算部３５を備えたため、全体の制御演算を良好に行うつつ、必要な部分のみを精度高く制御演算できる。
【００８２】
(11)位置センサ６６の検出範囲は、作動位置の変化速度の大きい領域であるため、正確な微分演算による速度制御を最も効果高く用いるようにでき、急激な作動位置の引き込みを防止することができる。
【実施例４】
【００８３】
実施例４は、感度を高くした第２の操作位置、第２の作動位置の検出を行うようにした例である。
構成を説明する。
実施例４では、操作位置を検出する位置センサ６１に対し、実施例３と同様に、Ｐ→Ｌ方向、Ｌ→Ｐ方向の両操作方向において、ディテント特性における引き込み領域をそれぞれの全検出範囲とする感度の高い位置センサ６７（第２操作位置検出手段に相当する）を設ける。
位置センサ６７の構造は、位置センサ６６と同様であるので、説明を省略する。
【００８４】
図２０は実施例４におけるコントローラの制御ブロック図である。
実施例４においては、位置センサ６１（第１操作位置検出手段に相当する）から第１の操作位置、位置センサ６７から第２の操作位置、位置センサ６２から第１の作動位置、位置センサ６６から第２の作動位置がコントローラ３に入力される。
操作位置演算部４３（操作位置演算手段に相当する）は、位置センサ６１の第１の操作位置と位置センサ６７の第２の操作位置から、感度の高い第２の操作位置の検出範囲は、第２の操作位置を用い、それ以外の検出範囲は第１の操作位置を用いるようにして、操作位置を演算する。
【００８５】
相対変位演算部４４は、操作位置と作動位置から相対変位量を演算する。
相対変位速度演算部４５は、微分器であり、相対変位量から相対変位速度を演算する。
駆動指令値演算部４６は、相対変位量と相対変位速度から、駆動指令値を演算する。この駆動指令値演算部４６は、PID制御を行うものである。具体的には、駆動指令値演算部４６は、積分制御部３８、比例制御部３９、微分制御部４０からなる。積分制御部３８、比例制御部３９については、実施例３と同様であるため説明を省略する。
微分制御部４７は、相対変位速度演算部４５と乗算器４７１からなり、相対変位速度演算部４５で演算した相対速度に微分ゲインを乗じて微分制御量を演算する。
加算器４８は、積分制御部３８、比例制御部３９、微分制御部４７で演算した制御演算量を加算して、駆動指令値を演算し、モータ駆動制御部３３に出力する。
【００８６】
作用を説明する。
[操作位置と作動位置の切換処理]
図２０は実施例４のコントローラで実行される作動位置の切換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Ｓ２１では、第１の操作位置(X1-1)、第２の操作位置(X1-2)、第１の作動位置(X2-1)、第２の作動位置(X2-2)を検出する。
【００８７】
ステップＳ２２では、第１の操作位置から第２の操作位置の検出範囲かどうかを判断し(C1<X1-1<C2orC3<X1-1<C4)、第２の操作位置の検出範囲ならばステップＳ２３へ進み、検出範囲外ならばステップＳ２６へ進む。
【００８８】
ステップＳ２３では、操作位置として、第２の操作位置を用いる(X1=X1-2)。
【００８９】
ステップＳ２４では、第１の作動位置から第２の作動位置の検出範囲かどうかを判断し(C5<X2-1<C6orC7<X2-1<C8)、第２の作動位置の検出範囲ならばステップＳ２８へ進む。
【００９０】
ステップＳ２５では、作動位置として第２の作動位置を用いる(X2=X2-2)。
【００９１】
ステップＳ２６では、操作位置として第１の操作位置を用いる(X1=X1-1)。
【００９２】
ステップＳ２７では、第１の作動位置から第２の作動位置の検出範囲かどうかを判断し(C5<X2-1<C6orC7<X2-1<C8)、第２の作動位置の検出範囲ならばステップＳ２８へ進む。
【００９３】
ステップＳ２８では、作動位置として、第１の作動位置を用いる(X2=X2-1)。
【００９４】
ステップＳ２９では、操作位置と作動位置から相対変位量を演算する(ΔX=X1-X2)。
【００９５】
ステップＳ３０では、相対変位量ΔXから駆動指令値を演算する。
【００９６】
[速度制御を充分に行える作用]
実施例４においては、位置センサ６６，６７の検出範囲、つまり引き込み領域になると、このことがステップＳ２２，Ｓ２４，Ｓ２７の処理で検知され、第２の操作位置、第２の作動位置に切り換えられる。よって、Ｐ→Ｌ方向、Ｌ→Ｐ方向の両方向への操作の際の引き込み領域に対し、第２の操作位置、第２の作動位置の検出を行い、第２の操作位置、第２の作動位置から相対変位量を演算し、この相対変位量を小さくするようPID制御を行う。
つまり、実施例４においては、引き込み領域になると、積分制御、比例制御、微分制御が全て、精度のよい入力に対して行われることになる。実施例３と同様に速度制御は充分に行えることになり、且つ制御全体がより正確な制御となる。
言い換えて説明すると、ディテント特性による引き込み力が働く領域において、比例制御が精度よく行われることにより、必要以上の駆動制御量とならないよう、より正確に駆動制御量が演算される。また、積分制御が精度よく行われることにより、より正確に操作位置に作動位置が一致する積分制御量が演算される。また、微分演算もより正確な演算となり、駆動量を与えすぎることによるオーバーシュートやオーバーランが抑制される。よって、より操作位置に作動位置が正確に追従することになる。
【００９７】
効果を説明する。実施例４の自動変速機のセレクトアシスト装置にあっては、上記(5),(10),(11)に加えて、以下の効果を有する。
(7)制御アーム５１の作動位置を検出する位置センサ６２を設け、位置センサ６２よりも検出範囲が狭く感度が高い位置センサ６６を設け、セレクトレバー１１の操作位置を検出する位置センサ６１を設け、位置センサ６１よりも検出範囲が狭く感度が高い位置センサ６７を設け、コントローラ３は、位置センサ６１からの第１の操作位置、位置センサ６７からの第２の操作位置、位置センサ６２からの第１の作動位置、位置センサ６６からの第２の作動位置から駆動指令値を演算し、且つ少なくとも駆動指令値の演算における微分演算に第２の操作位置及び第２の作動位置を用いるため、正確な微分値を得ることができ、精度よく細かな速度制御を行うことができ、操作フィーリングをより良好なものにすることができる。
【００９８】
(8)コントローラ３は、操作位置が、位置センサ６７の検出範囲にあるかどうかを判断するとともに、位置センサ６７の検出範囲外を位置センサ６１の検出範囲とするよう切り換えて操作位置を演算する操作位置演算部４３を備えるため、全体の制御演算を良好に行うつつ、必要な部分のみを精度高く制御演算できる。
【００９９】
(9)位置センサ６７の検出範囲は、操作位置の変化速度が大きい領域であるため、正確な微分演算による速度制御を最も効果高く用いるようにでき、急激な作動位置の引き込みを防止することができる。
【０１００】
（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４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。
なお、実施例１，２と実施例３，４は、精度のよい自動変速機のセレクトアシスト装置における位置検出精度の向上という一致した課題を解決していることを付言しておく。
実施例３，４における感度のよいセンサは、第１回転部１３と第２回転部１７のいずれか一方を基板側とし、他方をブラシ側として、相対変位量を検出する位置センサ６に設けるようにしてもよい。
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。
【０１０１】
実施例１では、第１回転部１３の回転変位を検出する位置センサ６１、第２回転部１７の回転変位を検出する位置センサ６２を設けるようにした。位置センサ６１で検出する操作位置と、位置センサ６２で検出する作動位置との偏差が相対変位となる。この場合、固定部材に対する第１回転部１３、第２回転部１７の回転変位を検出する。これに対し、第１回転部１３と第２回転部１７のどちらか一方を基準とし、他方の回転変位を検出する、つまり第１回転部１３と第２回転部１７の相対変位を検出する位置センサ６を設けるようにしてもよい。
【０１０２】
実施例１〜実施例４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。
【０１０３】
実施例１〜実施例４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２２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１５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。
【０１０４】
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２３、図２４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。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】第１実施例の自動変速機の構成を示す側面図である。
【図２】アクチュエータの細部構造を示す要部斜視図である。
【図３】コントローラの制御ブロック図である。
【図４】自動変速機のディテントの構造を示す斜視図である。
【図５】コントロールユニットで実行されるレンジ切り換え制御の処理の基本的な流れを示すフローチャートである。
【図６】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。
【図７】Ｐ→Ｒレンジへの操作におけるセレクトレバーの操作角とアクチュエータの作動角、及び相対位置の特性を示す説明図である。
【図８】セレクトレバーの操作とアクチュエータの動作を示す説明図である。
【図９】実施例１の２つの位置センサ、第１回転部、第２回転部の断面図である。
【図１０】実施例１における２つの位置センサの説明図である。
【図１１】実施例１における２つの位置センサの特性を示す図である。
【図１２】位置センサの特性を示す図である。
【図１３】位置センサの特性を示す図である。
【図１４】実施例２における２つの位置センサ、第１回転部、第２回転部の断面図である。
【図１５】実施例２における２つの位置センサの説明図である。
【図１６】実施例３におけるコントローラの制御ブロック図である。
【図１７】実施例３における２つの位置センサの説明図である。
【図１８】実施例３における２つの位置センサの特性を示す図である。
【図１９】実施例３におけるコントローラで実行される作動位置の切換処理の流れを示すフローチャートである。
【図２０】実施例４におけるコントローラの制御ブロック図である。
【図２１】実施例４におけるコントローラで実行される操作位置、作動位置の切換処理の流れを示すフローチャートである。
【図２２】実施例の自動変速機のセレクトアシスト装置の他の例を示す図である。
【図２３】実施例の自動変速機のセレクトアシスト装置の他の例を示す図である。
【図２４】実施例の自動変速機のセレクトアシスト装置の他の例のリンク部分を示す図である。
【符号の説明】
【０１０６】
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  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  相対変位演算部
３２  駆動指令値演算部
３３  モータ駆動制御部
３４  相対変位演算部
３５  作動位置演算部
３６  作動速度演算部
３７  駆動指令値演算部
３８  積分制御部
３８１  積分器
３８２  乗算器
３９  比例制御部
３９１  乗算器
４０  微分制御部
４０１  乗算器
４１  加算器
４２  減算器
４３  操作位置演算部
４４  相対変位演算部
４５  相対変位速度演算部
４６  駆動指令値演算部
４７  微分制御部
４７１  乗算器
４８  加算器
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
６１  位置センサ
６１１  回転体
６１２  ブラシ
６１３  電極
６１４  抵抗体
６２  位置センサ
６２１  回転体
６２２  ブラシ
６２３  電極
６２４  抵抗体
６３  基板
６３ａ  （基板の）表面
６３ｂ  （基板の）裏面
６３ｃ  スルーホール
６４ａ〜６４ｅ  接続部
６５  ケーシング
６６  位置センサ
６６１  抵抗体
６６２  電極
６６３  ブラシ
６７  位置センサ
７１  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
【図１】
2006194419.tif 000003
【図２】
2006194419.tif 000004
【図３】
2006194419.tif 000005
【図４】
2006194419.tif 000006
【図５】
2006194419.tif 000007
【図６】
2006194419.tif 000008
【図７】
2006194419.tif 000009
【図８】
2006194419.tif 000010
【図９】
2006194419.tif 000011
【図１０】
2006194419.tif 000012
【図１１】
2006194419.tif 000013
【図１２】
2006194419.tif 000014
【図１３】
2006194419.tif 000015
【図１４】
2006194419.tif 000016
【図１５】
2006194419.tif 000017
【図１６】
2006194419.tif 000018
【図１７】
2006194419.tif 000019
【図１８】
2006194419.tif 000020
【図１９】
2006194419.tif 000021
【図２０】
2006194419.tif 000022
【図２１】
2006194419.tif 000023
【図２２】
2006194419.tif 000024
【図２３】
2006194419.tif 000025
【図２４】
2006194419.tif 000026