(57)【要約】【課題】  セレクトレバーとレンジ位置切り換え装置の機械的連結により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】  目標操作反力基本値を前記セレクトレバーの操作位置に対して設定する目標操作反力基本値設定部３５と、中間停止を判定する中間停止判定部３３と、中間停止判定の結果と操作位置から目標操作反力の補正量を演算する目標操作反力補正値演算部３４と、目標操作反力基本値と目標操作反力補正値から目標操作反力を演算する目標操作反力演算部３６と、目標操作反力と入力操作反力からアシスト力指令値を演算するアシスト力指令値演算部３７とを備えた。【選択図】      図３
2006029419.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動変速機のレンジ位置切り換え装置と連結されたセレクトレバーへの入力操作力を検出する入力操作力検出手段と、
前記セレクトレバーの操作位置を検出する操作位置検出手段と、
前記セレクトレバーにドライバの操作力を補助するアシスト力を出力するアシストアクチュエータと、
検出された入力操作力と操作位置に基づいて、アシストアクチュエータに対しアシスト力を変化させる制御指令を出力するアシスト力制御手段と、
を有する自動変速機のセレクトアシスト装置であって、
前記アシスト力制御手段は、
ドライバによるセレクトレバーへの必要操作力となる目標操作反力基本値を前記セレクトレバーの操作位置に対して設定する目標操作反力基本値設定部と、
前記操作位置から、セレクトレバーがレンジ間の中間で止まっていることを判定する中間停止判定手段と、
前記中間停止判定の結果と前記操作位置から目標操作反力の補正量を演算する目標操作反力補正演算手段と、
前記目標操作反力基本値と前記目標操作反力補正値から目標操作反力を演算する目標操作反力演算手段と、
目標操作反力と入力操作反力からアシスト力指令値を演算する指令値演算手段と、
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。
【請求項２】
自動変速機のレンジ位置切り換え装置と連結されたセレクトレバーへの入力操作力を検出する入力操作力検出手段と、
前記セレクトレバーの操作位置を検出する操作位置検出手段と、
前記セレクトレバーにドライバの操作力を補助するアシスト力を出力するアシストアクチュエータと、
検出された入力操作力と操作位置に基づいて、アシストアクチュエータに対しアシスト力を変化させる制御指令を出力するアシスト力制御手段と、
を有する自動変速機のセレクトアシスト装置であって、
前記アシスト力制御手段は、
ドライバによるセレクトレバーへの必要操作力となる目標操作反力を前記セレクトレバーの操作位置に対して設定する目標操作反力設定手段と、
前記操作位置から、セレクトレバーがレンジ間の中間で止まっていることを判定する中間停止判定手段と、
前記中間停止判定の結果と前記操作位置から入力操作力の補正量を演算する入力操作力補正演算手段と、
前記入力操作力と前記補正量から第２の入力操作力を演算する第２入力操作力演算手段と、
前記目標操作反力と前記第２入力操作力からアシスト力指令値を演算する指令値演算手段と、
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。
【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、
前記目標操作反力補正演算手段は、
中間停止判定の結果と操作位置から中間停止時の操作位置を演算する中間停止位置演算手段と、
中間停止時の停止位置からアシスト力によって移動させたいレンジ位置に相当する中間停止時の目標操作位置を演算する目標操作位置演算手段と、
中間停止時目標操作位置と操作位置から目標操作反力の補正量を演算する補正量演算手段と、
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。
【請求項４】
請求項２に記載の自動変速機のセレクトアシスト装置において、
前記入力操作力補正演算手段は、
中間停止判定の結果と操作位置から中間停止時の操作位置を演算する中間停止位置演算手段と、
中間停止時の停止位置からアシスト力によって移動させたいレンジ位置に相当する中間停止時の目標操作位置を演算する目標操作位置演算手段と、
中間停止時目標操作位置と操作位置から入力操作力の補正量を演算する補正量演算手段と、
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。
【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操作力を補助する自動変速機のセレクトアシスト装置の技術分野に属する。
【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、操作量に応じてレンジ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、レンジ位置を切り換えるものである（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献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、セレクトレバーとレンジ位置切り換え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、自動変速機のレンジ位置切り換え装置と連結されたセレクトレバーへの入力操作力を検出する入力操作力検出手段と、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、セレクトレバーにドライバの操作力を補助するアシスト力を出力するアシストアクチュエータと、検出された入力操作力と操作位置に基づいて、アシストアクチュエータに対しアシスト力を変化させる制御指令を出力するアシスト力制御手段とを有する自動変速機のセレクトアシスト装置であって、前記アシスト力制御手段は、ドライバによるセレクトレバーへの必要操作力となる目標操作反力基本値を前記セレクトレバーの操作位置に対して設定する目標操作反力基本値設定部と、前記操作位置から、セレクトレバーがレンジ間の中間で止まっていることを判定する中間停止判定手段と、前記中間停止判定の結果と前記操作位置から目標操作反力の補正量を演算する目標操作反力補正演算手段と、前記目標操作反力基本値と前記目標操作反力補正値から目標操作反力を演算する目標操作反力演算手段と、目標操作反力と入力操作反力からアシスト力指令値を演算する指令値演算手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、セレクトレバーとレンジ位置切り換え装置の機械的連結を保持しつつ、ドライバのレバー操作力をアシストアクチュエータで補助することにより、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。
【００１０】
さらに、セレクトレバーとレンジ位置切り換え装置との機械的連結を保持しながらも、目標操作反力特性設定部において、ドライバにとって節度感のある良好な目標操作反力特性を、ディテントの負荷特性等に影響されることなく自由に設定できる。
また、中間停止の判定結果と操作位置から目標操作力を補正するため、運転者の思っているレンジ位置と実際のレンジ位置の不一致を生じにくくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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】
【００１２】
まず、構成を説明する。
図１は第１実施例の自動変速装置の構成を示す側面図、図２はアシストアクチュエータの細部構造を示す要部斜視図である。
【００１３】
第１実施例の自動変速装置は、セレクト機構部１と、コントロールケーブル８と、アシストアクチュエータ９と、コントロールケーブル１８と、自動変速機１９と、コントロールユニット（アシスト力制御手段）２２とを主要な構成としている。
【００１４】
前記セレクト機構部１は、ドライバにより操作されるセレクトレバー２を有し、例えば、運転席脇のセンタクラスタ３に設けられている。セレクトレバー２の上端には、セレクト操作時にドライバが把持するためのセレクトノブ４が付設されている。セレクトレバー２は、支点軸５を中心として回動操作され、従来の一般的なセレクトレバーよりも250mm短い100mmに設定されている。
【００１５】
前記セレクトレバー２の下端部には、セレクトレバージョイント７を介してプッシュプル式のコントロールケーブル８が接続されている。コントロールケーブル８は、入力レバージョイント１１を介してアシストアクチュエータ９の入力レバー１０と回動自在に接続されている。すなわち、セレクトレバー２の回転運動が直線運動に変換され、セレクトレバー２の操作により発生した操作力が入力レバー１０に伝達される。
【００１６】
前記入力レバー１０は、回動可能に設けられた出力軸１２を介して出力レバー１３と連結されている。出力軸１２には、ウォームギア１４が設けられており、このウォームギア１４は、減速機構を備えた電動モータ１５のモータ出力軸１６と噛み合っている。
【００１７】
前記出力レバー１３には、出力レバージョイント１７を介してプッシュプル式のコントロールケーブル１８が接続されている。コントロールケーブル１８は、自動変速機１９の制御アーム２０と接続されている。すなわち、コントロールケーブル１８により出力レバー１３の回転運動が直線運動に変換され、ドライバの操作力と電動モータ１５の駆動力との合成力が自動変速機１９の制御アーム２０に伝達される。
【００１８】
前記出力軸１２には、入力レバー１０とウォームギア１４との間に生じるゆがみ（ねじれ）を検出するトルクセンサ（入力操作力検出手段）２１が設けられている。このトルクセンサ２１により検出された操作力信号は、図外の増幅アンプにより信号増幅され、コントロールユニット２２にワイヤハーネス２３を介して伝達される。トルクセンサ２１の検出信号により、セレクトレバー操作における操作力が推定可能となる。
【００１９】
前記ウォームギア１４には、位置検出のための接触子２４が取り付け固定されている。この接触子２４がウォームギア１４と一体に回動し、図示しない基板に印刷されたカーボン抵抗と電気的に接触することにより、セレクトレバー２のストローク角度に応じた電圧信号をコントロールユニット２２に出力する。この接触子２４とカーボン抵抗とからポテンショメータ（操作位置検出手段）２５が構成されている。
【００２０】
このポテンショメータ２５は、セレクトレバー２がＰレンジ位置で停止しているときの角度を基点角度として、セレクトレバー２のストローク角度を随時検出する。
【００２１】
前記コントロールユニット２２は、検出されたセレクトレバー２のストローク角度と、ドライバの操作力とに基づいて目標アシスト力を設定し、電動モータ１５の出力デューティ比をＰＷＭ制御する。
【００２２】
図３に、コントロールユニット２２の制御ブロック図を示す。
前記セレクト機構部１において、レンジ切り換え操作されたセレクトレバー２のストローク変化は、コントロールケーブル８を介してアシストアクチュエータ９のポテンショメータ２５へ入力される。ポテンショメータ２５では、セレクトレバー２の操作量に応じたストローク角度が検出され、ストローク角度信号としてコントロールユニット２２へ出力される。
【００２３】
また、セレクトレバー２の操作力は、コントロールケーブル８を介してアシストアクチュエータ９のトルクセンサ２１へ入力される。トルクセンサ２１では、セレクトレバー２の操作力が検出され、操作力信号としてコントロールユニット２２へ出力される。
【００２４】
中間停止判定部３３は、ストローク角度信号から得る操作位置から、操作位置が各レンジ位置以外の値になっており、且つ止まっている状態が所定期間以上継続したら中間停止と判定する。
【００２５】
目標操作反力補正値演算部３４は、中間停止時操作位置演算部３４１、中間停止時目標操作位置演算部３４２、補正量演算部３４３からなり、中間停止の判定結果と操作位置から目標操作反力の補正値を演算する。
中間停止操作位置演算部３４１は、中間停止を判定した時点の操作位置を保持する。
中間停止時目標操作位置演算部３４２は、中間停止した位置から目標操作位置を決定する。この目標操作位置は、操作方向を考慮した次レンジ位置となる。
補正量演算部３４３は、目標操作位置と操作位置の差が小さくなるよう、目標操作反力補正値を演算する。
【００２６】
目標操作力基本値設定部３５は、理想的な操作反力特性に相当するテーブルデータから、目標操作反力基本値を設定する。
【００２７】
目標操作反力演算部３６は、目標操作反力と目標操作反力の補正量を加算する。
【００２８】
アシスト力指令値演算部３７は、目標操作反力と入力操作力の偏差からアシスト力指令値を演算する。
アシスト力指令値の演算例として、ＰＩ制御による指令値演算式の例を以下に挙げておく。
ここで、iFaをアシスト力指令値、tFsを目標操作反力、rFsを操作力、kpを比例ゲイン、Kiを積分ゲインとすると、iFa=kp(rFs-tFs)+ki∫(rFs-tFs)dtの式よりアシスト力指令値を演算する。
【００２９】
モータ駆動制御部（アシスト力制御部に相当）３８は、アシスト力指令値に基づいて、電動モータ１５を駆動する。
【００３０】
次に、自動変速機１９のディテントの構造について説明する。
図４は、自動変速機１９のディテントの構造を示す斜視図である。
制御アーム２０には回転シャフト２６が設けられ、この回転シャフト２６にディテントプレート２７が支持されている。ディテントプレート２７の上端には、カム山２７ａの間に５つのレンジ（Ｐ・Ｒ・Ｎ・Ｄ・Ｌ）に対応した谷部２７ｂが形成されている。そして、この谷部２７ｂにバネ板２８の先端に形成されたディテントピン２９を係合させ、選択されたレンジ位置を保持することにより、車両の振動等に起因する意図しないレンジセレクトを防止している。
【００３１】
すなわち、セレクトレバー２の操作力により回転シャフト２６が回動し、この回動に応じてディテントプレート２７がディテントピン２９に対して相対移動する。このとき、ディテントピン２９がカム山２７ａを乗り越えて隣のレンジに対応した谷部２７ｂと係合し、係合状態がバネ板２８の弾性力により保持される。この弾性力が、セレクトレバー２を操作する際の主要な負荷力となる。
【００３２】
なお、ディテントプレート２７には、パーキングポール３０の一端が回動自在に連結されている。このパーキングポール３０は、セレクトレバー２をＰレンジに移動させたとき、カム状プレート３１を介してパーキングギア３２の回転を阻止し、図外の駆動輪をロックするものである。これにより、勾配路上にＰレンジで車両を駐車したとき、勾配に応じて駆動輪をロックするように車重負荷が加わり、パーキングポール３０を咬む力として作用する。
【００３３】
次に、作用を説明する。
［セレクトレバーのアシスト制御処理］
図５は、コントロールユニット２２で実行されるセレクトレバー２のアシスト制御処理の流れを示すフローチャートである。
【００３４】
ステップＳ１では、トルクセンサ２１の操作力信号から入力操作力を読み込み、ステップＳ２へ移行する。
【００３５】
ステップＳ２では、ポテンショメータ２５のストローク角度信号からストローク角度を読み込み、ステップＳ３へ移行する。
【００３６】
ステップＳ３では、操作位置から目標操作反力基本値を設定する。
【００３７】
ステップＳ４では、操作位置と時間から中間停止の判定を行う。
【００３８】
ステップＳ５では、中間停止の判定結果と操作位置から目標操作反力の補正値を演算する。
【００３９】
ステップＳ６では、目標操作反力基本値と目標操作反力補正値から目標操作反力を設定する。
【００４０】
ステップＳ７では、目標操作反力と入力操作力の偏差からアシスト力指令値を設定する。
【００４１】
ステップＳ８では、目標アシスト力となるように電動モータ１５の出力デューティ比を制御し、本制御を終了する。
【００４２】
［自動変速機の操作反力特性］
図６は、Ｐ→Ｒレンジ方向におけるセレクトレバー２、正確には、ドライバの把持するセレクトノブ４に発生する操作反力を示す特性図である。この操作反力特性は、電動モータ１５を駆動していない状態で、ドライバがＰ→Ｒレンジ方向にセレクトレバー２を操作したとき、アシストアクチュエータ９の出力軸１２において操作反力として検出された軸トルクを、セレクトノブ４に発生する操作反力Fm[N]として換算し、ポテンショメータ２５により取得されるストローク角度と対比させたものである。
【００４３】
この操作反力は、上述した自動変速機１９のディテントで発生する負荷力に、コントロールケーブル８，１８の摩擦力、電動モータ１５のイナーシャ等を合成したものである。すなわち、電動モータ１５によるアシスト力がない状態でレンジ切り換えを行うには、この操作反力Fm以上の手動操作力が必要となる。
【００４４】
図６に示すように、セレクトレバー２をＰ→Ｒレンジ方向に操作したときに発生する操作反力Fmは、各レンジ間において、初めにセレクトレバー２の操作方向と逆方向（Ｄ→Ｎレンジ方向）に発生し、ピーク後に向きを変えて操作方向と同一方向（Ｐ→Ｒレンジ方向）に発生し、レンジ切り換え位置（停止位置）付近でゼロに収束した状態となる。この特性は、ディテントピン２９がディテントプレート２７のカム山２７ａを乗り越える際に発生する負荷力に起因している。すなわち、ディテントピン２９がカム山２７ａを乗り越えるまでは、バネ板２８の付勢力により抵抗力が発生し、ディテントピン２９がカム山２７ａを乗り越えた後は、ディテントピン２９が次のカム山２７ａの溝に落ち込んで引き込み力（慣性力）が発生するためである。
【００４５】
［目標操作反力特性］
図７は、Ｐ→Ｒレンジ方向におけるセレクトレバー２の目標操作反力を示す特性図である。この目標操作反力特性は、ドライバにとって節度感のある良好な操作特性が得られる目標操作反力Ft[N]を、セレクトレバー２のストローク角度に応じて予め設定したものである。
【００４６】
［フィードバック制御］
【００４７】
実施例１では、iFa=kp(rFs-tFs)+ki∫(rFs-tFs)dtの式で表現されるPI制御により、検知される入力操作力を目標操作力に近づけていくフィードバック制御を行う。このフィードバック制御により、良好な操作特性を実現できる。
【００４８】
［中間停止について］
ここで、中間停止について説明する。
ドライバがセレクトレバーを操作してレンジ位置の切り換えを行う場合、ドライバがレンジ切り換え操作が完了したと思い、操作を終了させた場合に、操作が不完全であると、セレクトレバーが中間位置で止まってしまい、実際のレンジ位置との不一致が生じる可能性がある。
これに対し、実施例１では、目標操作力を補正して中間停止を排除する。
【００４９】
［中間停止の排除処理］
図９に示すのは、コントロールユニットで実行される中間停止排除の処理の流れを示すフローチャートである。
ステップＳ１１では、入力操作力と操作位置を検出する。（ステップＳ１１は図５のステップＳ１，Ｓ２と重複するが、説明上記載する）
【００５０】
ステップＳ１２では、中間停止フラグがOFFかどうかを検出し、OFFであるならばステップＳ１３へ移行し、ONであるならばステップＳ１７へ移行する。
【００５１】
ステップＳ１３では、操作位置の前回値と今回値が同じで、且つ停留位置でないかどうかを判断し、前回値と今回値が同じでかつ停留位置でないならばステップＳ１４へ移行し、成立しないならばステップＳ２２へ移行する。
【００５２】
ステップＳ１４では、タイマーをインクリメントする。
【００５３】
ステップＳ１５では、タイマーのカウント値が所定値を超えたかどうかを判断し、所定値を超えたならばステップＳ１６へ移行し、所定値を超えないならばステップＳ２２へ移行する。
【００５４】
ステップＳ１６では、タイマーをクリアし、中間停止フラグをONにする。
【００５５】
ステップＳ１７では、中間停止フラグの前回値がOFF、且つ今回値がONが成立するかどうかを判断し、成立するならばステップＳ１８へ移行し、成立しないならばステップＳ２４へ移行する。
【００５６】
ステップＳ１８では、操作位置(rP)を中間停止時操作位置(rPm)として記憶する。
【００５７】
ステップＳ１９では、中間停止時操作位置(rPm)から中間停止時目標操作位置(tPm)を求める。
【００５８】
ステップＳ２０では、中間停止時目標操作位置(tPm)と操作位置(rP)から、目標操作反力補正値(tFs_h)を求める。
【００５９】
ステップＳ２１では、操作位置(rP)から目標操作反力基本値(tFs_b)を求める。
【００６０】
ステップＳ２２では、目標操作力基本値(tFs_b)に目標操作力補正値(tFs_h)を加算して、目標操作反力(tFs)を求める。
【００６１】
ステップＳ２３では、目標操作力(tFs)と操作力(rFs)からアシスト力指令値(iFa)を求める。
【００６２】
ステップＳ２４では、操作位置(rP)が中間停止時目標操作位置(tPm)に到達したかどうかを判断し、到達したならばステップＳ２５へ移行し、到達しないならばステップＳ１９へ移行する。
【００６３】
ステップＳ２５では、中間停止フラグをOFF、目標操作反力補正値(tFs_h)を０にクリアする。
【００６４】
［中間停止の排除作用］
実施例１において、ドライバの操作が不完全であるために、セレクトレバー２が中間位置で停止すると、中間停止判定部３３が（Ｐ・Ｒ・Ｎ・Ｄ・Ｌ）のレンジ位置以外の操作位置が所定時間以上であることから中間停止を判断する。
中間停止を判断すると、中間停止時操作位置演算部３４１が、その時点の操作位置、つまり中間停止した操作位置が保持される。
【００６５】
次に、中間停止時目標操作位置演算部３４２では、図８の中間停止時の目標操作位置設定テーブルを参照し、中間停止位置から目標となるレンジ位置の操作位置を決定する。
なお、図８に示す中間停止時の目標操作位置設定テーブルでは、ＰレンジからＬレンジに向かうに従って値が大きくなるデータテーブルとする。
中間停止の際の目標操作位置が決定すると、補正量演算部３４３は、目標操作位置と操作位置の差が小さくなるよう目標操作力補正値を演算する。
この目標操作力補正値の演算式の例を以下に挙げておく。tFs_hを目標操作反力補正値、rPmを中間停止時操作位置、tPmを中間停止時目標操作位置、kp2を比例ゲイン、Ki2を積分ゲインとし、tFs_h=kp2(rPm-tPm)+ki2∫(rPm-tPm)dtの式より目標操作反力補正値を演算する。
【００６６】
このようにして、目標操作反力補正値が得られると、目標操作反力演算部３６で目標操作反力基本値と目標操作反力補正値を加算して、目標操作反力を演算し、アシスト力指令値演算部３７で入力操作力と目標操作反力からアシスト力指令値を求める。
さらに、言い換えて説明すれば、図１０に示すように、例としてＰレンジからＲレンジへセレクトレバー２を操作する際に、中間停止すると目標操作力を下げＲレンジへ向かう方向へアシスト力を生じさせ、確実にＲレンジへセレクトレバー２を移動させる。
これにより、ドライバによるセレクトレバー２の操作終了の際及び操作終了間際の時点において、セレクトレバー２が確実に操作目標のレンジ位置で操作終了する。
よって、ドライバが操作を完了したと思い、操作を不完全な状態で終了すると、慣性で動くかのようにわずかにセレクトレバー２が動いて、操作終了の際には、必ず目標のレンジ位置となる。
【００６７】
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。
【００６８】
(1)セレクトレバー２は従来のセレクトレバーよりも車室内空間への突出量が150mm程度少なく、さらに、セレクトレバー２と制御アーム２０はコントロールケーブル８，１８を介して連結されているため、従来品よりも車室内レイアウトの自由度が大きく、インストルメントパネル等、車室内の任意箇所にセレクトレバー２を設定できる。
また、セレクトレバー２と制御アーム２０がコントロールケーブル８，１８によって機械的に連結されているため、アシストアクチュエータ９やコントロールユニット２２がフェールした場合でも、ドライバは手動でレンジ位置を切り換えることができる。
【００６９】
また、ドライバによるセレクトレバーへの必要操作力となる目標操作反力基本値を前記セレクトレバーの操作位置に対して設定する目標操作反力基本値設定部３５と、操作位置から、セレクトレバーがレンジ間の中間で止まっていることを判定する中間停止判定部３３と、中間停止判定の結果と操作位置から目標操作反力の補正量を演算する目標操作反力補正値演算部３４と、目標操作反力基本値と目標操作反力補正値から目標操作反力を演算する目標操作反力演算部３６と、目標操作反力と入力操作反力からアシスト力指令値を演算するアシスト力指令値演算部３７とを備えるため、ドライバの思っているレンジ位置と実際のレンジ位置の不一致を生じにくくすることができる。
【００７０】
(3)目標操作反力補正値演算部３４は、中間停止判定の結果と操作位置から中間停止時の操作位置を演算する中間停止時操作位置演算部３４１と、中間停止時の停止位置からアシスト力によって移動させたいレンジ位置に相当する中間停止時の目標操作位置を演算する中間停止時目標操作位置演算部３４２と、中間停止時目標操作位置と操作位置から目標操作反力の補正量を演算する補正量演算部３４３とを備えるため、中間停止した操作位置と、目標位置から補正量が設定され確実に操作位置を目標位置に近づけることができる。
【実施例２】
【００７１】
実施例２は、検出された入力操作力を補正し、その補正値を制御演算することで中間停止を排除する例である。
図１０は実施例２のコントロールユニットの制御ブロック図である。
入力操作力補正値演算部４１は、中間停止時操作位置演算部４１１と、中間停止時目標操作位置演算部４１２と、補正量演算部４１３とからなり、中間停止の際に、操作位置に基づいて入力操作力の補正値を演算する。
中間停止時操作位置演算部４１１は、中間停止を判定した時点の操作位置を保持する。
中間停止時目標操作位置演算部４１２は、中間停止した位置から、目標操作位置を決定する。
補正量演算部４１３は、目標操作位置と操作位置の差が小さくなるように、操作力補正値を演算する。
【００７２】
操作力補正値の演算式の例として、以下の演算式を挙げておく。
rFs_hを操作力補正値、rPmを中間停止時操作位置、tPmを中間停止時目標操作位置、kp3を比例ゲイン、Ki3を積分ゲインとして、rFs_h=kp3(tPm-rPm)+Ki3∫(tPm-rPm)dtの式により、操作力補正値を演算する。
目標操作反力設定部４２は、操作位置に基づいて理想的な操作反力特性になるよう目標操作反力を設定する。
【００７３】
第２操作力演算部４３は、トルクセンサ２１からの入力操作力と入力操作力の補正値を加算し、第２の入力操作力を演算する。
アシスト力指令値演算部４４は、目標操作力と第２の入力操作力の偏差からアシスト力指令値を演算する。
【００７４】
次に作用を説明する。
［セレクトレバーのアシスト制御処理］
図１１は、実施例２のコントロールユニット２２で実行されるセレクトレバー２のアシスト制御処理の流れを示すフローチャートである。
【００７５】
ステップＳ３１では、トルクセンサ２１の操作力信号から入力操作力を読み込み、ステップＳ３２へ移行する。
【００７６】
ステップＳ３２では、ポテンショメータ２５のストローク角度信号からストローク角度を読み込み、ステップＳ３３へ移行する。
【００７７】
ステップＳ３３では、操作位置から目標操作反力基本値を設定する。
【００７８】
ステップＳ３４では、操作位置と時間から中間停止の判定を行う。
【００７９】
ステップＳ３５では、中間停止の判定結果と操作位置から入力操作力の補正値を演算する。
【００８０】
ステップＳ３６では、入力操作力と入力操作力の補正値から第２の入力操作力を設定する。
【００８１】
ステップＳ３７では、目標操作反力と第２の入力操作力の偏差からアシスト力指令値を設定する。
【００８２】
ステップＳ３８では、目標アシスト力となるように電動モータ１５の出力デューティ比を制御し、本制御を終了する。
【００８３】
［中間停止の排除処理］
図１２に示すのは、コントロールユニットで実行される中間停止排除の処理の流れを示すフローチャートである。
ステップＳ４１では、入力操作力と操作位置を検出する。（ステップＳ４１は図１１のステップＳ３１，Ｓ３２と重複するが、説明上記載する）
【００８４】
ステップＳ４２では、中間停止フラグがOFFかどうかを判断し、OFFならばステップＳ４３へ移行し、OFFでないならばステップＳ４７へ移行する。
【００８５】
ステップＳ４３では、操作位置の前回値が今回値と同じで、かつ停留位置でないことが成立するかどうかを判断し、成立するならばステップＳ４４へ移行し、成立しないならばステップＳ５２へ移行する。
【００８６】
ステップＳ４４では、タイマーをインクリメントする。
【００８７】
ステップＳ４５では、タイマーのカウント値が所定値を超えたかどうかを判断し、超えたならばステップＳ４６へ移行し、超えないならばステップＳ５２へ移行する。
【００８８】
ステップＳ４６では、タイマーをクリアし、中間停止フラグをONにする。
【００８９】
ステップＳ４７では、中間停止フラグの前回値がOFFで、且つ今回値がONとなるかどうかを判断し、成立するならばステップＳ４８へ移行し、成立しないならばステップＳ５４へ移行する。
【００９０】
ステップＳ４８では、操作位置(rP)を中間停止時操作位置(rPm)として記憶する。
【００９１】
ステップＳ４９では、中間停止時操作位置(rPm)から中間停止時目標操作位置(tPm)を求める。
【００９２】
ステップＳ５０では、中間停止時目標操作位置(tPm)と操作位置(rP)から、操作力補正値(rFs_h)を求める。
【００９３】
ステップＳ５１では、操作位置(rP)から目標操作力(tFs)を求める。
【００９４】
ステップＳ５２では、入力操作力(rFs)に入力操作力の補正値(rFs_h)を加算して、第２の入力操作力(rFs2)を求める。
【００９５】
ステップＳ５３では、目標操作力(tFs)と第２の入力操作力(rFs2)からアシスト指令値(iFa)を求める。
【００９６】
ステップＳ５４では、操作位置(rP)が中間停止時目標操作位置(tPm)に到達したかどうかを判断し、到達したならばステップＳ５５へ移行し、到達しないならばステップＳ４９へ移行する。
【００９７】
ステップＳ５５では、中間停止フラグをOFFにし、操作力補正値(rFs_h)を０にクリアする。
【００９８】
［中間停止の排除作用］
実施例２では、中間停止と判断した際に、補正量演算部４１３は、目標操作位置と操作位置の差が小さくなるよう入力操作力の補正量を演算する。
この補正量は、第２操作力演算部４３で入力操作力と加算され、第２入力操作力としてアシスト力指令値演算部４４へ出力され、第２入力操作力と目標操作反力との偏差に基づき、アシスト力指令値が演算され、出力される。
言い換えて説明すると、図１４において、例としてＰレンジからＲレンジへセレクトレバー２を操作する際、中間停止すると、擬似的に操作力を上げるようにしてＲレンジ方向へアシスト力を生じさせ、確実にＲレンジまでセレクトレバー２を移動させる。
これにより、ドライバによるセレクトレバー２の操作終了の際及び操作終了間際の時点において、セレクトレバー２が確実に操作目標のレンジ位置で操作終了する。
よって、ドライバが操作を完了したと思い、操作を不完全な状態で終了すると、慣性で動くかのようにわずかにセレクトレバー２が動いて、操作終了の際には、必ず目標のレンジ位置となる。
【００９９】
次に効果を説明する。
実施例２の自動変速機のセレクトアシスト装置では、以下の効果を有する。
(2)自動変速機のレンジ位置切り換え装置と連結されたセレクトレバー２への入力操作力を検出するトルクセンサ２１と、セレクトレバー２の操作位置を検出するポテンショメータ２５と、セレクトレバー２にドライバの操作力を補助するアシスト力を出力するアシストアクチュエータ９と、検出された入力操作力と操作位置に基づいて、アシストアクチュエータに対しアシスト力を変化させる制御指令を出力するコントロールユニット２２とを有する自動変速機のセレクトアシスト装置であって、コントロールユニット２２は、ドライバによるセレクトレバー２への必要操作力となる目標操作反力をセレクトレバーの操作位置に対して設定する目標操作反力設定部４２と、操作位置から、セレクトレバー２がレンジ間の中間で止まっていることを判定する中間停止判定部３３と、中間停止判定の結果と操作位置から入力操作力の補正量を演算する入力操作力補正値演算部４１と、入力操作力と補正量から第２の入力操作力を演算する第２操作力演算部４３と、目標操作反力と第２入力操作力からアシスト力指令値を演算するアシスト力指令値演算部４４とを備えるため、中間停止の際に入力操作力を補正してアシスト制御を行い、中間停止を排除してドライバの思っているレンジ位置と実際のレンジ位置の不一致を生じにくくすることができる。
【０１００】
(4)入力操作力補正値演算部４１は、中間停止判定の結果と操作位置から中間停止時の操作位置を演算する中間停止位置演算部４１１と、中間停止時の停止位置からアシスト力によって移動させたいレンジ位置に相当する中間停止時の目標操作位置を演算する中間停止時目標操作位置演算部４１２と、中間停止時目標操作位置と操作位置から入力操作力の補正量を演算する補正量演算部４１３とを備えるため、中間停止した操作位置と、目標位置から補正量が設定され確実に操作位置を目標位置に近づけることができる。
【０１０１】
（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２に基づいて説明してきたが、本発明の具体的な構成はこれら実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、実施例１では、セレクトレバー２の入力操作力を検出する入力操作力検出手段としてトルクセンサ２１を用いたが、電動モータ１５への供給電流値や電動モータ１５の回転数等から入力操作力を推定する構成としてもよい。
実施例１では、セレクトレバー２と自動変速機１９の制御アーム２０をコントロールケーブル８，１８で連結する構成を示したが、セレクトレバー２の操作力を制御アーム２０に伝える操作力伝達手段は任意であり、ロッドやリンケージを用いた構成としてもよい。
セレクトレバー２の形状や大きさは任意であり、指先で操作可能なスイッチ形状としてもよい。また、目標操作反力特性も、セレクトレバー２の形状に応じて良好な操作特性が得られる特性に変更する。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】実施例１の自動変速機の構成を示す側面図である。
【図２】アシストアクチュエータの細部構造を示す要部斜視図である。
【図３】コントロールユニット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セレクトレバーのアシスト制御処理の流れを示すフローチャートである。
【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レンジ方向におけるセレクトレバーの目標操作反力を示す特性図である。
【図８】Ｐ→Ｒレンジ方向における目標アシスト力マップである。
【図９】実施例１における目標操作力の補正処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】実施例１における時間に対する操作位置、操作力の関係を示す説明図である。
【図１１】実施例２におけるコントロールユニットの制御ブロック図である。
【図１２】実施例２におけるコントロールユニットで実行されるセレクトレバーのアシスト制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】実施例２における入力操作力の補正処理の流れを示すフローチャートである。
【図１４】実施例２における時間に対する操作位置、操作力の関係を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１  セレクト機構部
２  セレクトレバー
３  センタクラスタ
４  セレクトノブ
５  支点軸
７  セレクトレバージョイント
８  コントロールケーブル
９  アシストアクチュエータ
１０  入力レバー
１１  入力レバージョイント
１２  出力軸
１３  出力レバー
１４  ウォームギア
１５  電動モータ
１６  モータ出力軸
１７  出力レバージョイント
１８  コントロールケーブル
１９  自動変速機
２０  制御アーム
２１  トルクセンサ
２２  コントロールユニット
２３  ワイヤハーネス
２４  接触子
２５  ポテンショメータ
２６  回転シャフト
２７  ディテントプレート
２７ａ  カム山
２７ｂ  谷部
２８  バネ板
２９  ディテントピン
３０  パーキングポール
３１  カム状プレート
３２  パーキングギア
３３  中間停止判定部
３４  目標操作力補正値演算部
３４１  中間停止時操作位置演算部
３４２  中間停止時目標操作位置演算部
３４３  補正量演算部
３５  目標操作反力基本値設定部
３６  目標操作反力演算部
３７  アシスト力指令値演算部
３８  モータ駆動制御部
４１  入力操作力補正値演算部
４１１  中間停止時操作位置演算部
４１２  中間停止時目標操作位置演算部
４１３  補正量演算部
４２  目標操作反力設定部
４３  第２操作力演算部
４４  アシスト力指令値演算部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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