(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】  第１駆動指令値演算部３１は、駆動許可を判定する駆動許可判定部３２と、経過時間を演算する経過時間演算部３３と、経過時間に応じて、内部の演算パラメータを変更しつつ、相対変位が小さくなるように第２の駆動指令値を演算する第２駆動指令値演算部３４と、駆動許可判定結果に基づいて、第２の駆動指令値、及び駆動停止に相当する指令値を切り替えて第１の駆動指令値として設定する切替部３５とを備えた。【選択図】      図３
2006170355.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、
前記アシスト制御手段は、
前記第１連結部材と前記第２連結部材の相対変位が小さくなるように駆動指令値を演算する第１駆動指令値演算手段を備え、
前記第１駆動指令値演算手段は、
相対変位から前記アシストアクチュエータの駆動許可を判定する駆動許可判定手段と、
駆動許可が判定されてからの経過時間を演算する経過時間演算手段と、
前記経過時間に応じて、内部の演算パラメータを変更しつつ、相対変位が小さくなるように第２の駆動指令値を演算する第２駆動指令演算手段と、
駆動許可判定結果に基づいて、第２の駆動指令値と、駆動停止に相当する指令値を切り替えて第１の駆動指令値として設定する切替手段と、
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】
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、
前記第２駆動指令演算手段は、
入力に対して出力を演算するゲインの周波数特性の高周波ゲインを、駆動許可からの経過時間に応じて下げる、
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又は請求項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、
前記第２駆動指令演算手段は、
相対変位を偏差入力とするPID制御演算を行うものであり、
変更する内部の演算パラメータは、
比例ゲインと微分ゲインであり、
駆動許可からの経過時間に応じて、共に下げる、
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、前記アシスト制御手段は、前記第１連結部材と前記第２連結部材の相対変位が小さくなるように駆動指令値を演算する第１駆動指令値演算手段を備え、前記第１駆動指令値演算手段は、相対変位から前記アシストアクチュエータの駆動許可を判定する駆動許可判定手段と、駆動許可が判定されてからの経過時間を演算する経過時間演算手段と、前記経過時間に応じて、内部の演算パラメータを変更しつつ、相対変位が小さくなるように第２の駆動指令値を演算する第２駆動指令演算手段と、駆動許可判定結果に基づいて、第２の駆動指令値と、駆動停止に相当する指令値を切り替えて第１の駆動指令値として設定する切替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）
【００１４】
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、第１回転部１３と第２回転部１７のいずれか一方に対する他方のストローク角度、つまり相対変位量（相対角）を検出する位置センサ６を設ける。
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、４つのレンジ（P・R・N・D）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。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。
【００１５】
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の相対回転変位となり、位置センサ６で検出され、コントローラ３へ出力される。
【００１６】
第１駆動指令値演算部３１は、駆動許可判定部３２、経過時間演算部３３、第２駆動指令値演算部３４、切替部３５からなり、駆動許可判定からの経過時間に応じて内部に演算パラメータを変更しつつ、相対変位量から第２の駆動指令値を演算する。
駆動許可判定部３２は、相対変位から駆動許可判定を行う。この判定は閾値を相対変位量が超えることで判定するが、複数の閾値と時間を組合せて判定するものであってもよい。
経過時間演算部３３は、駆動許可があった際に、駆動許可からの経過時間を演算して出力する。
【００１７】
第２駆動指令値演算部３４は、相対変位量を偏差入力とするPID制御を行うものであり、乗算器３４１，３４２，３４４、積分器３４３、微分器３４５、加算器３４６からなる。
乗算器３４１は、入力に比例ゲインを乗じ、比例演算値を出力する。比例ゲインは、図１０(a)に示すように駆動許可からの経過時間に応じて変更する。
【００１８】
乗算器３４２は、入力に積分ゲインを乗じ、積分器３４３へ演算結果を出力する。
積分器３４３は、入力に対して積分演算を行い、積分演算値を出力する。
乗算器３４４は、入力に対して微分ゲインを乗じ、微分器３４５へ出力する。微分ゲインは、図１０(b)に示すように駆動許可からの経過時間に応じて変更する。
微分器３４５は、入力に対して微分演算を行い、微分演算値を出力する。
加算器３４６は、比例演算値、積分演算値、微分演算値を加算して第２駆動指令値を演算する。
【００１９】
切替部３５は、駆動許可状態であれば、第２駆動指令値をモータ駆動制御部３６へ出力し、駆動禁止状態であれば、駆動禁止に相当する駆動指令値を出力する。
モータ駆動制御部３６は、駆動指令値に従ってアシストアクチュエータ２を駆動する。
【００２０】
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４つのレンジ（Ｐ・Ｒ・Ｎ・Ｄ）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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
［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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
［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）。
【００３２】
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、第２駆動指令値演算部３４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。
【００３３】
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、第２駆動指令値演算部３４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。
【００３４】
［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。
【００３５】
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。
【００３６】
［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。
【００３７】
［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。
【００３８】
［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。
【００３９】
[アシストアクチュエータの速応性と安定性について]
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は、セレクトレバー１１を短くし、操作に必要な力を軽減したため、操作力が１０Ｎ以下程度にできている。セレクトレバー１１の操作期間は、５０ｍｓ〜１００ｍｓ程度と通常のメカリンク式よりも短くなる。その上で、速い操作に対応するには高いレベルで速応性と安定性を実現する必要がある。しかしながら、速応性と安定性はトレードオフの関係にあり、成立が難しいものであった。
これに対し、実施例１では、駆動許可後の経過時間に応じてゲインを変更することで、この問題を解決している。
【００４０】
[ゲイン変更処理]
図１１は、実施例１のコントローラ３で実行するゲイン変更処理を含むセレクト位置制御処理について、図５より詳細に処理の流れを示すフローチャートである。
【００４１】
ステップＳ１１では、相対変位量（相対角）を検出する。
【００４２】
ステップＳ１２では、相対変位量から駆動許可判定を行う。
【００４３】
ステップＳ１３では、駆動許可状態であるかどうかを判断し、許可状態であるならばステップＳ１４へ進み、禁止（不許可）状態であるならばステップＳ１８へ進む。
【００４４】
ステップＳ１４では、タイマーをインクリメントする。
【００４５】
ステップＳ１５では、タイマーの値から、PID制御のPゲインとDゲインを設定する（図１０参照）。
【００４６】
ステップＳ１６では、相対変位量から、第２駆動指令値を演算する。
【００４７】
ステップＳ１７では、第２駆動指令値を第１駆動指令値とする。
【００４８】
ステップＳ１８では、タイマーを０にクリアする。
【００４９】
ステップＳ１９では、第１駆動指令値を駆動停止相当の値にする。
【００５０】
[ゲイン変更作用]
実施例１では、第２駆動指令値演算部３４は、図９に示すようにPID制御演算により、駆動指令値を演算する。さらに、乗算器３４１において入力に乗じられる比例ゲイン、乗算器３４４において入力に乗じられる微分ゲインを、駆動許可後の経過時間に応じて、図１０に示すように変更する。
具体的には、経過時間のスタートから操作時間の中ほどであるX1msecまで、高いゲインを徐々に経過時間に応じて下げるようにし、X1msec以降は、下げたゲインが一定な状態に保たれるようにする。
【００５１】
これにより、操作時間前半は速応性を重視し、操作時間後半は安定性を重視するゲインへ変更することになる。
以下、図１２のタイムチャートを参照して説明する。
なお、図１２において、符号L1で示すものは、実施例１に関するものであり、符号L2で示すものは、実施例１において、ゲインを固定した場合に関するものである。
図１２(a)には、実施例１におけるゲイン変更を行わない状態のセレクトレバー１１の操作位置とアシストアクチュエータ２の作動位置のタイムチャートを示す。図７を参照して説明したように、操作前半では、操作位置に対して作動位置が遅れ、操作後半では、作動位置が操作位置を追い越すことになる。この相対変位量の変化を図１２(b)に示す。
【００５２】
この相対変位量の変化に対し、駆動許可判定部３２は、相対変位量が所定閾値を超えることにより、駆動許可となり、次のレンジ位置へ達して相対変位量が所定閾値より小さくなると、駆動禁止となる（図１２(c)参照）。駆動禁止の場合には、駆動指令値は、駆動禁止に相当する値となる。
駆動許可の場合には、PID制御演算が第２駆動指令値演算部３４で行われ、駆動指令値として出力される。また、ステップＳ１４の処理により、駆動が許可された時点から、タイマーをインクリメントしてカウントを進める。このP,I,D制御分のうち、P制御において比例ゲインは、図１０に示すように始めの大きなゲインを経過時間に応じて下げていくことにより、図１２(d)に示すように操作始めにおいて大きな制御量を得る。その後、相対変位量の増加とゲインの減少により、始めよりやや大きくなる制御量となり、その後、ゲイン減少と作動位置が操作位置に追いつき、追い越すことにより、制御量は、図１２(b)の相対変位量の変化に相似した変化となる。なお、この操作前半におけるP制御量は、実施例１のゲインの変更処理を用いず、固定ゲインとしたPID制御量よりも、操作前半で高い制御量を得る（図１２(d)参照）。
【００５３】
I制御においては、ゲインを時間に応じて変更しない（図１２(c)参照）。なお、駆動許可時のみの出力となるため、得られる制御量（I制御による駆動指令値）は図１２(e)に示す値となる。
D制御では、微分ゲインは、図１０に示すように始めの大きなゲインを経過時間に応じて下げていくことにより、図１２(f)に示すように操作始めにおいて大きな制御量を得る。詳細には、操作初期における操作位置と作動位置の相対変位量が増加する期間と、その後に操作位置と作動位置の相対変位量が減少する期間において、大きな制御量を得る。つまり、操作位置に作動位置をより速く追いつかせ、作動位置の追い越しをより強く抑制することになる。その後、ゲイン減少により制御量は小さくなる。なお、この操作前半におけるD制御量は、実施例１のゲインの変更処理を用いず、固定ゲインとしたPID制御量よりも、操作前半で高い制御量を得る（図１２(f)参照）。
【００５４】
また、操作後半において、比例ゲインと微分ゲインを減少することにより、目標のレンジ停留位置へ、作動位置をオーバーシュート少なく移動させることになる。
このように制御演算されたP,I,D制御量を加算器３４６で加算したものは、図１２(h)に示すように操作前半で、より大きな制御量を得て、速応性が重視され、操作後半で安定性が重視される制御となる。
【００５５】
[振動の防止作用]
セレクト操作において、操作の終了時に操作位置がゲート機構に当たるように止まる、チェック機構部１４で引き戻されるなど、操作終了時の操作位置の急激な変化があると、これをトリガーとしてアシストアクチュエータ２の駆動が振動するように制御されてしまうおそれがある。
実施例１では、操作後半、つまり操作終了時及びその前の操作時点を狙ってゲインを下げていることになるため、アシストアクチュエータ２の駆動の制御に振動を生じることを避けることになり、もしくは振動が生じても、すぐに収束させることになる。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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の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。
【００６２】
さらに実施例１では、コントローラ３は、第１回転部１３と第２回転部１７の相対変位が小さくなるように駆動指令値を演算する第１駆動指令値演算部３１を備え、第１駆動指令値演算部３１は、相対変位からアシストアクチュエータ２の駆動許可を判定する駆動許可判定部３２と、駆動許可が判定されてからの経過時間を演算する経過時間演算部３３と、経過時間に応じて、内部の演算パラメータを変更しつつ、相対変位が小さくなるように第２の駆動指令値を演算する第２駆動指令値演算部３４と、駆動許可判定結果に基づいて、第２の駆動指令値と、駆動停止に相当する指令値を切り替えて第１の駆動指令値として設定する切替部３５とを備えるため、速応性と安定性を向上させることができる。また、操作終了時の振動を防止することができる。
【００６３】
(3)第２駆動指令値演算部３４は、相対変位を偏差入力とするPID制御演算を行うものであり、変更する内部の演算パラメータは、比例ゲインと微分ゲインであり、駆動許可からの経過時間に応じて、共に下げるため、より効果高く操作前半の速応性を向上させることができる。
【実施例２】
【００６４】
実施例２は、第２駆動指令値演算部のゲインの周波数特性において、高周波のゲインを経過時間に応じて下げる例である。
実施例２においては、第２駆動指令値演算部３４は、駆動許可後の経過時間に応じて、PID制御演算に相当する伝達関数のゲインにおける周波数特性の高周波ゲインを下げるようにする。
その他構成は実施例１と同様であるので、説明を省略する。
【００６５】
作用を説明する。
[ゲイン変更作用]
実施例２においては、第２駆動指令値演算部３４は、図１３(a)に示すように伝達関数のゲインにおける周波数特性の高周波ゲインを経過時間とともに下げる。
この処理における駆動許可直後及びゲインを充分に下げた時間経過後におけるステップ応答結果を図１３(b)に示す。図１３(a)の経過時間に応じたゲインの高周波成分の変更によって、操作前半では高い速応性（図１３(b)）を得て、操作後半では高い安定性（図１３(b)）を得ることになる。
なお、図１３(a)において、符号L3は起動直後のゲイン、符号L4はゲインを充分に下げた期間経過後のゲインを示す。また、図１３(b)において、符号L5は起動直後のゲインにステップ応答、符号L6はゲインを充分に下げた期間経過後のゲインのステップ応答を示す。
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)の効果に加えて、以下の効果を有する。
【００６６】
(2)第２駆動指令値演算部３４は、入力に対して出力を演算するゲインの周波数特性の高周波ゲインを、駆動許可からの経過時間に応じて下げるため、速応性と安定性を向上させることができる。
なお、ゲインの周波数の全域ではなく、安定性に影響する高周波域のみを下げるため、定常偏差を増加させることなく、速応性と安定性を向上させることができる。
【００６７】
（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。
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。
各実施例において、レンジ位置やオーバードライブのON/OFFを切換操作した際には、そのことがメーターパネル部等のドライバの見やすい位置へ表示されるものとする。また、セレクト部に表示を行ってもよい。
実施例１では、第１回転部１３と第２回転部１７の相対回転変位を検出する位置センサ６を設けるようにした。位置センサ６は、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。これに対し、固定部材に対する第１回転部１３の回転変位を検出する位置センサ６１を設け操作位置を検出し、固定部材に対する第２回転部１７の回転変位を検出する位置センサ６２を設け作動位置を検出し、位置センサ６１，６２の検出結果、つまり操作位置と作動位置から偏差である相対変位を検出するようにしてもよい。
【００６８】
実施例１，実施例２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。
【００６９】
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１４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１４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。
【００７０】
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１５、図１６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】
【００７１】
【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】第２駆動指令値演算部の制御ブロック図である。
【図１０】比例ゲインと微分ゲインの経過時間に対する変化の設定を示す説明図である。
【図１１】コントローラで実行するゲイン変更処理の流れを示すフローチャート図である。
【図１２】実施例１における制御量のタイムチャートである。
【図１３】実施例２の第２駆動指令値演算部のゲインの周波数特性及びステップ応答結果である。
【図１４】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１５】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１６】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】
【００７２】
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  第１駆動指令値演算部
３２  駆動許可判定部
３３  経過時間演算部
３４  第２駆動指令値演算部
３４１  乗算器
３４２  乗算器
３４３  積分器
３４４  乗算器
３４５  微分器
３４６  加算器
３５  切替部
３６  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
６１  位置センサ
６２  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】
2006170355.tif 000003
【図２】
2006170355.tif 000004
【図３】
2006170355.tif 000005
【図４】
2006170355.tif 000006
【図５】
2006170355.tif 000007
【図６】
2006170355.tif 000008
【図７】
2006170355.tif 000009
【図８】
2006170355.tif 000010
【図９】
2006170355.tif 000011
【図１０】
2006170355.tif 000012
【図１１】
2006170355.tif 000013
【図１２】
2006170355.tif 000014
【図１３】
2006170355.tif 000015
【図１４】
2006170355.tif 000016
【図１５】
2006170355.tif 000017
【図１６】
2006170355.tif 000018