(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】  比例制御部３１、積分制御部３２、微分制御部３３は、駆動が禁止された状態である第１動作状態と、スイッチ３６による微分ゲインD2,D3の切り替えにより、相対変位が０に近づくよう駆動指令値を演算する第２動作状態と、第２動作状態よりも速く相対変位が０に近づくよう演算パラメータが設定された第３動作状態とを備え、相対変位に基づく判定で第１動作状態と第２動作状態、及び第３動作状態を切り替える状態判別部３７を設けた。【選択図】      図３
2006336781.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、
相対変位量を検出する相対変位量検出手段を設け、
前記アシスト制御手段は、相対変位が０に近づくよう駆動指令値を演算する駆動指令値演算手段を備え、
前記駆動指令値演算部は、動作状態として、
駆動が禁止された状態である第１動作状態と、
前記相対変位が０に近づくよう駆動指令値を演算する第２動作状態と、
前記第２動作状態よりも速く相対変位が０に近づくよう演算パラメータが設定された第３動作状態と、
を備え、
相対変位に基づく判定で第１動作状態と第２動作状態、及び第３動作状態を切り替える動作状態切替手段を設けた、
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、
前記駆動指令値演算部は、PID制御演算を行うものであり、
前記演算パラメータは、D制御ゲインである、
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、
前記駆動指令値演算部は、PID制御演算を行うものであり、
前記演算パラメータは、D制御ゲインとP制御ゲインである、
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４】
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、
前記駆動指令値演算部は、位相遅れ補償器と位相進み補償器を直列接続したものであり、
前記演算パラメータは、前記位相進み補償器の伝達関数ゲインである、
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５】
請求項１〜請求項４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、
前記動作状態切替手段は、
相対変位の絶対値が第１閾値未満の場合に第１動作状態を選択し、
相対変位の絶対値が第１閾値以上で、第２閾値未満の場合に第２動作状態を選択し、
相対変位の絶対値が第２閾値以上の場合に第３動作状態を選択する、
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６】
請求項１〜請求項４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、
相対変位の微分値から相対変位速度を演算する相対速度演算手段を設け、
前記動作状態切替手段は、
相対変位速度の絶対値が第３閾値未満の場合に第１動作状態を選択し、
相対変位速度の絶対値が第３閾値以上で第４閾値未満の場合に第２動作状態を選択し、
相対変位速度の絶対値が第４閾値以上の場合に第３動作状態を選択する、
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７】
請求項１〜請求項４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、
相対変位の微分値から相対変位速度を演算する相対速度演算手段を設け、
前記動作状態切替手段は、
相対変位の絶対値が第１閾値未満で、且つ相対変位速度の絶対値が第３閾値未満である場合に第１動作状態を選択し、
相対変位の絶対値が第１閾値以上、第２閾値未満、若しくは相対変位速度の絶対値が、第３閾値以上、第４閾値未満の場合に第２動作状態を選択し、
相対変位の絶対値が第２閾値以上、若しくは相対変位速度の絶対値が第４閾値以上の場合に第３動作状態を選択する、
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８】
請求項１〜請求項７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、
第２動作状態と第３動作状態との切替の際の演算パラメータの切替は、徐々に行う、
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１〜請求項８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、
第２動作状態から第１動作状態への切替の際の駆動指令値は、駆動禁止状態の値に徐々に移行させる、
ことを特徴とする自動変速機のセレクトアシスト装置。
【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、相対変位量を検出する相対変位量検出手段を設け、前記アシスト制御手段は、相対変位が０に近づくよう駆動指令値を演算する駆動指令値演算手段を備え、前記駆動指令値演算部は、動作状態として、駆動が禁止された状態である第１動作状態と、前記相対変位が０に近づくよう駆動指令値を演算する第２動作状態と、前記第２動作状態よりも速く相対変位が０に近づくよう演算パラメータが設定された第３動作状態とを備え、相対変位に基づく判定で第１動作状態と第２動作状態、及び第３動作状態を切り替える動作状態切替手段を設け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）
【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に対する第２回転部１７のストローク角度、もしくは、第２回転部１７に対する第１回転部１３のストローク角度を検出する位置センサ６（相対変位量検出手段に相当する）を設ける。
【００１５】
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。
【００１６】
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。この相対回転の変化は位置センサ６で検出され、コントローラ３へ出力される。
コントローラ３では、PID制御が行われる。PID制御は、比例制御部３１（P制御）、積分制御部３２（I制御）、微分制御部３３（D制御）により行われる。
比例制御部３１は、乗算器３１１で構成される。乗算器３１１は入力された相対変位量に対し、比例ゲインを乗じて、比例制御分を演算する。
積分制御部３２は、乗算器３２１と積分器３２２で構成される。
乗算器３２１は、相対変位量に積分ゲインを乗じる。
積分器３２２は、乗算器３２１の出力を積分演算し、積分制御分を出力する。
【００１７】
微分制御部３３は、乗算器３３１と微分器３３２で構成される。
乗算器３３１は、相対変位量にスイッチ１から出力される微分ゲインを乗じる。
微分器３３２は、乗算器３３１の出力に対し微分演算を行い、微分制御分を出力する。
記憶部３４は、第２動作状態の微分ゲインD2を記憶する。
記憶部３５は、第３動作状態の微分ゲインD3を記憶する。
スイッチ３６は、状態判別部３７の判定結果により出力する微分ゲインを出力する。
状態判別部３７は、相対変位量から第１動作状態〜第３動作状態の判定を行う。
【００１８】
記憶部３８は、出力値０を記憶する。
記憶部３９は、出力値１を記憶する。
スイッチ４０は、状態判別部３７の判定結果に応じて、出力値を０にするか、１にするかを切替える。
加算器４１では、比例制御部３１からの比例制御分と、積分制御部３２からの積分制御分と、微分制御部３３からの微分制御分とを、加算してPID制御の出力を行う。
【００１９】
乗算器４２は、PID制御の出力にスイッチ４０の出力を乗算する。
モータ駆動制御部４３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。
【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６で検出され、比例制御部３１、積分制御部３２、微分制御部３３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、比例制御部３１、積分制御部３２、微分制御部３３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】
[アシスト起動判定とコストについて]
アシスト制御中には、アシストアクチュエータ２が振動するため、ブラシによる磨耗が進み、アシストアクチュエータ２のモータの寿命が短くなる。位置センサ６が摺動式のポテンショメータならば、位置センサ６も振動で寿命が短くなる。よって、アシスト制御の起動判定は、手乗せや、位置センサ６の検出誤差や、メカの静止摩擦、及び自動変速機５のディテント機構、チェック機構部１４の位置ずれによって生じる相対変位量に対し、起動しないのが望ましい。そのためには、起動判定の閾値レベルをある程度以上大きくする必要がある。但し、起動判定レベルを上げると、その分、起動時の相対変位量の発生量が大きくなり、遊び溝１３１に対し、突起１７１が端部に当たるがた当たりが生じやすくなる。
このため、安定性を成立させるための、メカのばらつき許容範囲が狭くなり、コスト増加につながってしまう。
【００４０】
これに対し、実施例１では、３つの制御モードを切替えることにより、この課題を解決している。
【００４１】
[状態判別・切替処理]
図９は、状態判別部３７、スイッチ３６、記憶部３４，３５で実行される状態判別、切替処理を示すフローチャート図である。
【００４２】
ステップＳ１１では、相対変位量Δｘを検出する。
【００４３】
ステップＳ１２では、相対変位量の絶対値と第１閾値を比較し、第１閾値未満であるならばステップＳ１３へ進み、第１閾値以上であるならばステップＳ１４へ進む。
【００４４】
ステップＳ１３は、第１動作状態である。
【００４５】
ステップＳ１４では、相対変位量の絶対値と第２閾値を比較し、第２閾値未満であるならばステップＳ１５へ進み、第２閾値以上であるならばステップＳ１６へ進む。
【００４６】
ステップＳ１５は、第２動作状態である。
【００４７】
ステップＳ１６は、第３動作状態である。
【００４８】
ステップＳ１７は、状態が第１動作状態かどうかを判断し、第１動作状態であるならばステップＳ１８へ進み、そうでない場合にはステップＳ１９へ進む。
【００４９】
ステップＳ１８では、駆動指令値を駆動禁止に相当するよう０にする。
【００５０】
ステップＳ１９では、状態が第２動作状態かどうかを判断し、第２動作状態であるならばステップＳ２０へ進み、そうでない、つまり第３動作状態であるならばステップＳ２１へ進む。
【００５１】
ステップＳ２０では、微分ゲインとして、記憶部３４の微分ゲインD2を用いる。
【００５２】
ステップＳ２１では、微分ゲインとして、記憶部３５の微分ゲインD3を用いる。
【００５３】
ステップＳ２２では、PID演算を行い、PWM駆動制御におけるデューティ比を計算する。
【００５４】
ステップＳ２３では、計算したデューティ比を駆動指令値とする。
【００５５】
[制御モードの切替え]
(a)駆動禁止状態
相対変位量が小さく、第１閾値に達しない場合には、そのことが、状態判別部３７で検出され、駆動禁止状態、つまり第１作動状態であることを示す信号が、スイッチ４０へ出力される。スイッチ４０は、１以外の入力に対しては、１を出力し、１が入力された場合には、０を出力する。この場合には、第１作動状態であるため、１がスイッチ４０に入力され、０が出力される。
すると、乗算器４２において乗算する一方が０となることから、アシストアクチュエータ２には、駆動禁止に相当する駆動指令値（０）が出力されることになる。
【００５６】
(b)第２作動状態
相対変位量が第１閾値に達し、第２閾値未満の場合には、まず、第２作動状態で起動する。記憶部３４に設定されている第２作動状態における微分ゲインD2は、第３作動状態の微分ゲインD3に比べて、応答性よりも、収束性（振動が小さいこと）を重視する設定となっている。
これによって、手乗せなどのように急変する入力がない場合に、応答性よりも収束性を重視した設定で、制御駆動されるため、継続的な振動が回避される。
【００５７】
(c)第３作動状態
第２作動状態にした後、さらに相対変位量が増加すると、第２閾値以上となり第３作動状態となる。記憶部３５に設定されている第３作動状態における微分ゲインD3は、第２作動状態の微分ゲインに比べて、応答性を重視した設定となっている。これにより、速い操作などにも充分に対応するよう操作に対するアシストアクチュエータ２の駆動を追従させる。
【００５８】
言い換えて説明する。
実施例１では、安定性、つまり収束性を重視して微分ゲインを小さくした第２作動状態を設けている。この第２作動状態は、第２作動状態を設けない場合のアシスト起動閾値に比較して非常に小さい第１閾値により、起動する。起動した場合にも、定常的な偏差を修正する応答性としては低い制御が行われる。
【００５９】
そのため、手乗せ等が行われ、制御が起動する場合には、この第２作動状態となる。応答性をあえて低くしているため、手乗せ等の際に、振動するような駆動制御とはならない。この応答性低く、定常偏差を修正する制御は、振動的な駆動をしないため、アシストアクチュエータ２や位置センサ６の磨耗を減らして寿命を長くするため、手乗せのみならず、相対変位量の検出誤差、メカの静止摩擦、ディテント機構とチェック機構部１４の位置ずれに対しても有効である。つまり、第２作動状態で制御が起動していても、応答性低く、定常偏差を修正するので、意図しないレンジ切換や意図しない制御駆動は生じないのである。また、非常に長い見方をすれば、行き帰りを伴う制御駆動となったとしても、それは時間が長く、振動と言えるものではなくなるのである。
【００６０】
一方、応答性の高い微分ゲインD3を用いる第３動作状態の起動閾値となる第２閾値は、第２動作状態を設けたことにより、小さくすることができる。
この作用について、以下に言い換えて説明する。
第２動作状態を設けない場合、アシスト制御起動閾値を小さくすると、例えば、手乗せにより生じる相対変位量により制御が起動すれば、その手乗せで生じた操作速度によっては、意図しないレンジ切換を生じさせる可能性がある。そのため、起動閾値としては、手乗せで起動しない閾値、つまり起動閾値は大きくする必要があった。
これに対して、実施例１では、第２動作状態が手乗せ等で生じる相対変位量で起動し、定常的な偏差を修正する。つまり、手乗せ等により生じた相対変位量は、応答性を抑えた制御により０に近づくよう小さくされているのである。
よって、第３動作状態の起動閾値としては、手乗せ等に対して起動しないことを考慮する必要性がほとんどなくなる。つまり、上記で挙げた手乗せ等があっても相対変位量は小さくなっており、手乗せ等がない状態に非常に近い状態となる。これにより、第３作動状態の起動閾値である第２閾値は、第２動作状態を設けない場合の制御起動閾値に比べて小さくすることができるのである。
【００６１】
すると、急峻な操作に対しては、さらに応答性を向上させることができる。よって、第１回転部１３と第２回転部１７の相対変位の遊び量がなくなる、がた当たりがより生じにくくなり、がた当たりによるショックをセレクトレバー１１によりドライバが感じる場合がさらに少なくなり、操作フィーリングが向上する。
このがた当たりに対する余裕分により、実施例１のPID制御のゲイン、つまりフィードバックゲインを低下させてもよい。この場合には、制御対象であるメカのばらつき許容範囲を広くすることとなり、コスト低減となる。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
さらに、実施例１では、コントローラ３は、相対変位が０に近づくよう駆動指令値を演算する比例制御部３１、積分制御部３２、微分制御部３３を備え、比例制御部３１、積分制御部３２、微分制御部３３は、スイッチ４０による１または０を乗算器４２で出力に乗じることにより駆動が禁止された状態である第１動作状態と、スイッチ３６による微分ゲインD2,D3の切り替えにより、相対変位が０に近づくよう駆動指令値を演算する第２動作状態と、第２動作状態よりも速く相対変位が０に近づくよう演算パラメータが設定された第３動作状態とを備え、相対変位に基づく判定で第１動作状態と第２動作状態、及び第３動作状態を切り替える状態判別部３７を設けたため、手乗せなどによる継続的な振動を回避しつつ、より応答性を向上させ、がた当たりをなくして操作フィーリングを向上でき、コスト低減ができる。
第１回転部１３と第２回転部１７の相対変位許容量について、説明しておく。この許容される相対変位量は、通常の操作において、図７に示した操作位置に対して作動位置が遅れながら追従する状態になっても、がた当たりを生じてはならない。がた当たりは、ショックをドライバに操作フィーリングとして伝達してしまう。このことから第１回転部１３と第２回転部１７の遊び溝１３１と突起１７１で構成される許容相対変位量の下限値が決まる。また、上限として、フェール時には、がた当たりの状態で、セレクト操作が行えなければならず、許容相対変位量が大きすぎると、機械的な連結状態における充分な操作を行うためには、セレクト操作範囲を大きく超えて操作しなければならず、セレクト操作範囲がずれ過ぎると、セレクト位置がドライバにわからなくなってしまう。
このことから、第１回転部１３と第２回転部１７の相対変位許容量には、上下限があるため、余裕がない場合には、メカの精度への要求が厳しくなり、その分コストが高くなるのである。
実施例１では、この余裕を大きくすることができるために、コストが低減できるのである。
【００６９】
(2)比例制御部３１、積分制御部３２、微分制御部３３はPID制御を行うものであり、変更する演算パラメータはD制御ゲインであるため、駆動状態に応じて微分演算を変化させ、第２動作状態、第３動作状態にすることができる。
【００７０】
(5)状態判別部３７は、相対変位の絶対値が第１閾値未満の場合に第１動作状態を選択し、相対変位の絶対値が第１閾値以上で、第２閾値未満の場合に第２動作状態を選択し、相対変位の絶対値が第２閾値以上の場合に第３動作状態を選択するため、閾値との比較によりさらに正確な状態判定と切り替えを行うことができる。
【実施例２】
【００７１】
実施例２は、D制御ゲインとP制御ゲインを切り替え、切り替えの判定には、相対変位速度と閾値を比較する例である。
図１０は実施例２におけるコントローラ３の制御ブロック図である。
比例制御部３１の乗算器３１１は、実施例２では、スイッチ４６から出力される比例ゲインを相対変位量に乗じる。
また、実施例２では、記憶部４４,４５を設けて、比例ゲインP2,P3を記憶させておき、状態判別部３７からの状態判定結果により、スイッチ４６の切り替えで、P2,P3が選択されて出力される。
その他構成は、実施例１と同様であるため説明を省略する。
【００７２】
作用を説明する。
[状態判別・切替処理]
図１１は、状態判別部３７、スイッチ３６、記憶部３４，３５、スイッチ４６、記憶部４４，４５で実行される状態判別、切替処理を示すフローチャート図である。
【００７３】
ステップＳ３１では、相対変位量（相対角）Δxを検出する。
【００７４】
ステップＳ３２では、相対変位量の微分値より、相対変位速度Δωを検出する。
【００７５】
ステップＳ３３では、相対変位速度の絶対値が第３閾値未満かどうかを判断し、第３閾値未満であるならばステップＳ３４へ進み、第３閾値以上であるならばステップＳ３５へ進む。
【００７６】
ステップＳ３４は、第１動作状態である。
【００７７】
ステップＳ３５では、相対変位速度の絶対値が第４閾値未満かどうかを判断し、第４閾値未満であるならばステップＳ３６へ進み、第４閾値以上であるならばステップＳ３７へ進む。
【００７８】
ステップＳ３６は、第２動作状態である。
【００７９】
ステップＳ３７は、第３動作状態である。
【００８０】
ステップＳ３８は、状態が第１動作状態かどうかを判断し、第１動作状態である場合には、ステップＳ３９へ進み、他の場合には、ステップＳ４０へ進む。
【００８１】
ステップＳ３９では、駆動指令値を駆動禁止に相当する値（０）にする。
【００８２】
ステップＳ４０では、状態が第２動作状態かどうかを判断し、第２動作状態である場合にはステップＳ４１へ進み、第３動作状態である場合には、ステップＳ４２へ進む。
【００８３】
ステップＳ４１では、比例ゲインをP2とし、微分ゲインをD2にする。
【００８４】
ステップＳ４２では、比例ゲインをP3とし、微分ゲインをD3にする。
【００８５】
ステップＳ４３では、PID演算を行い、PWM駆動制御におけるデューティ比を計算する。
【００８６】
ステップＳ４４では、駆動指令値として、デューティ比を出力する。
【００８７】
[制御モードの切り替え]
実施例２の状態判別部３７では、相対変位速度と第３閾値、第４閾値の比較により、第１、第２、第３動作状態を切り替える。相対変位の速度により判断を行うことによって、特に第２動作状態から第３動作状態へ移行する判断において、より操作意思のある操作かどうかが確実に検出される。
手乗せや、位置ずれ等では、大きい相対変位速度が生じにくいからである。  また、実施例２では、第２動作状態、第３動作状態において、比例ゲイン及び微分ゲインを切り替えている。これにより、第２動作状態において、定常偏差のずれ修正に大きく作用する積分制御が占める割合を大きくして、さらに収束性を重視したものになり、第２動作状態と比例ゲイン、微分ゲインを切り替えることにより、第３動作状態をさらに応答性がよいものにする。
【００８８】
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、上記(1)の効果に加えて、以下の効果を有する。
(3)比例制御部３１、積分制御部３２、微分制御部３３は、PID制御演算を行うものであり、変更する演算パラメータは、D制御ゲインとP制御ゲインであるため、駆動状態に応じて微分演算を変化させ、第２動作状態、第３動作状態にすることができる。
【００８９】
(6)状態判別部３７は、相対変位の微分値から相対変位速度を演算し、相対変位速度の絶対値が第３閾値未満の場合に第１動作状態を選択し、相対変位速度の絶対値が第３閾値以上で第４閾値未満の場合に第２動作状態を選択し、相対変位速度の絶対値が第４閾値以上の場合に第３動作状態を選択するため、閾値との比較によりさらに正確な状態判定と切り替えを行うことができる。
【実施例３】
【００９０】
実施例３は、相対変位の微分値から相対変位速度を演算し、相対変位と閾値の比較、及び相対変位速度と閾値の比較から、動作状態を選択する例である。
構成は、実施例２と同様であるので説明を省略する。
作用を説明する。
[状態判別・切替処理]
図１２は、状態判別部３７、スイッチ３６、記憶部３４，３５、スイッチ４６、記憶部４４，４５で実行される状態判別、切替処理を示すフローチャート図である。
【００９１】
ステップＳ５１では、相対位置Δxを検出する。
【００９２】
ステップＳ５２では、相対位置の微分値より相対位置速度Δωを検出する。
【００９３】
ステップＳ５３では、相対位置の絶対値が第１閾値未満で、且つ相対変位速度の絶対値が第３閾値未満かどうかを判断し、この条件を満たす場合にはステップＳ５４へ進み、条件を満たさない場合にはステップＳ５５へ進む。
【００９４】
ステップＳ５４は、第１動作状態である。
【００９５】
ステップＳ５５では、相対位置の絶対値が第２閾値未満もしくは相対変位速度の絶対値が第４閾値未満かどうかを判断し、この条件を満たす場合にはステップＳ５６へ進み、条件を満たさない場合にはステップＳ５７へ進む。
【００９６】
ステップＳ５６は、第２動作状態である。
【００９７】
ステップＳ５７は、第３動作状態である。
【００９８】
ステップＳ５８では、状態が第１動作状態かどうかを判断し、第１動作状態であるならばステップＳ５９へ進み、第１動作状態でないならばステップＳ６０へ進む。
【００９９】
ステップＳ５９では、駆動指令値を駆動禁止に相当する値（０）にする。
【０１００】
ステップＳ６０では、状態が第２動作状態かどうかを判断し、第２動作状態であるならばステップＳ６１へ進み、第２動作状態でない、つまり第３動作状態であるならばステップＳ６４へ進む。
【０１０１】
ステップＳ６１では、比例ゲインをP2とし、微分ゲインをD2にする。
【０１０２】
ステップＳ６２では、PID制御演算を行い、PWM駆動制御におけるデューティ比を計算する。
【０１０３】
ステップＳ６３では、駆動指令値としてデューティ比を出力する。
【０１０４】
ステップＳ６４では、比例ゲインをP3とし、微分ゲインをD3にする。
【０１０５】
[制御モードの切り替え]
実施例３の状態判別部３７では、駆動禁止状態である第１動作状態から、応答性を抑制した制御を行う第２動作状態へ移行する際の状態判別として、相対変位量が第１閾値以上となるか、もしくは、操作速度が第３閾値以上となるかとする。
よって、相対変位量としては小さいが、操作速度が速い場合、もしくは操作速度としては遅いが相対変位量がある場合のどちらであっても、第２動作状態へ移行させる。そのため、手乗せ等により、ゆっくりとセレクトレバー１１が動かされるような場合、セレクトレバー１１に手が当たって、セレクトレバー１１を急に動かした場合のいずれであっても、第２動作状態の処理により、安定性高く相対変位量を小さくすることになる。
【０１０６】
また、第３動作状態の状態判別は、相対変位量が第２閾値以上で、且つ相対変位速度が第４閾値以上の場合となる。第３動作状態は、ドライバのレンジ切換の意思を伴う操作の状態と設定している。この操作の場合には、相対変位量と相対変位速度はいずれもある程度の値となるはずであり、それを、このように、相対変位量と相対変位速度の両方で判断することは、より正確に操作意思のあるレンジ切り換え操作を検出できることになる。
【０１０７】
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、上記(1)の効果に加えて、以下の効果を有する。
(7)状態判別部３７は、相対変位の微分値から相対変位速度を演算し、相対変位の絶対値が第１閾値未満で、且つ相対変位速度の絶対値が第３閾値未満である場合に第１動作状態を選択し、相対変位の絶対値が第１閾値以上、第２閾値未満、若しくは相対変位速度の絶対値が、第３閾値以上、第４閾値未満の場合に第２動作状態を選択し、相対変位の絶対値が第２閾値以上、若しくは相対変位速度の絶対値が第４閾値以上の場合に第３動作状態を選択するため、閾値との比較によりさらに正確な状態判定と切り替えを行うことができる。特に、ドライバの操作意思のある操作を正確に検出することができる。
【実施例４】
【０１０８】
実施例４は、駆動指令値演算部を位相遅れ補償器と位相進み補償器を直列接続したもので構成した例である。
図１３は、実施例４におけるコントローラ３の制御ブロック図である。
位相遅れ補償器４７は、低周波ゲインの引き上げを行い、安定性（ゲイン余裕、位相余裕）に影響なくステップ応答において定常偏差を小さくする。
位相進み補償器４８は、高周波ゲインの引き上げを行い、ステップ応答において、立上りを早くする。
なお、位相遅れ補償器４７、位相進み補償器４８は、状態判別部３７からの第２動作状態、第３動作状態の判別信号により、ゲインの特性を変更する。
【０１０９】
作用を説明する。
[ゲイン特性の切り替え作用]
実施例４において、位相遅れ補償器４７の伝達関数をα(1+T1s)／(1+αT1s)、（α>１）とし、位相進み補償器４８の伝達関数を(1+T2s)/(1+βT2s)、（β<１）とした場合に、第２動作状態から第３動作状態への切り替えは、T1,T2を大きくするように切り替える。
これにより、バンド幅を広くすることができ、制御系は入力のより速い変化にも対応できるため、速応性が向上し、低周波域での定常偏差も小さくなる。
【０１１０】
また、この位相遅れ補償器４７と位相進み補償器４８の直列構成を、位相進み・遅れ補償器として取り扱うと、そのゲインの周波数特性は、図１５のようになる。この場合には、図１４に示すように、第２動作状態と第３動作状態で、ゲインの周波数特性を変更する。
これにより、安定性を重視した第２動作状態と、速い操作への応答性が向上するよう高周波成分のゲインを高くした第３動作状態を切り替える。
【０１１１】
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(1)に加えて、以下の効果を有する。
(4)位相遅れ補償器４７と位相進み補償器４８を直列接続して、駆動指令値を演算するようにし、第２動作状態と第３動作状態で切り替える演算パラメータは、位相遅れ補償器４７と位相進み補償器４８の伝達関数ゲインであるため、伝達関数のゲインの変更により、収束性（安定性）を重視した第２動作状態と、応答性を重視した第３動作状態とを、切り替えることができる。
【実施例５】
【０１１２】
実施例５は、第２動作状態と第３動作状態との切り替えの際の演算パラメータの切替を徐々に行うようにした例である。
構成は、実施例２と同様であるので説明を省略する。
作用を説明する。
【０１１３】
[第２動作状態と第３動作状態の切替処理]
図１６に示すのは、実施例５における記憶部３４，３５，４４，４５、スイッチ３６，４６で実行される第２動作状態と第３動作状態の切り替えの際のPゲイン、Dゲインの処理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。
【０１１４】
ステップＳ７１では、第３動作状態から第２動作状態への切り替えかどうかを判断し、第３動作状態から第２動作状態への切り替えならばステップＳ７２へ進み、第２動作状態から第３動作状態への切り替えならばステップＳ７４へ進む。
【０１１５】
ステップＳ７２では、タイマ値が０より大きいかどうかを判断し、０より大きいならばステップＳ７３へ進み、０以下ならばステップＳ７６へ進む。
【０１１６】
ステップＳ７３では、タイマ値をデクリメントする。
【０１１７】
ステップＳ７４では、タイマ値が１より小さいかどうかを判断し、１より小さいならばステップＳ７５へ進み、１以上ならばステップＳ７６へ進む。
【０１１８】
ステップＳ７５では、タイマ値をインクリメントする。
【０１１９】
ステップＳ７６では、動作状態とタイマ値からPID制御のPゲインとDゲインを設定する。設定は、P=P2(1-T)+P3T、D=D2(1-T)+D3Tの演算式により行う。
【０１２０】
[切り替えを徐々に行う作用]
実施例５では、演算パラメータを徐々に変化させるために、第２動作状態から第３動作状態へ切り替える場合は、タイマ値を１まで増加させ（Ｓ７４→Ｓ７５）、第３動作状態から第２動作状態へ切り替える場合は、タイマ値を０まで減少させ（Ｓ７２→Ｓ７３）、ステップＳ７６の演算式で演算することにより、図１７に示すようにゲインが徐々に変化して行くようにする。
【０１２１】
第２動作状態から第３動作状態へ、ゆっくり操作したときは、操作中にゲインが上がりきっているので少ない力で操作が行える。速く操作するときは、タイマをインクリメントすることで、素早く第３動作状態になり、遊び量内で制御することもできる。
【０１２２】
第３動作状態から第２動作状態へ、ゆっくり操作したときは、操作中にゲインが低下するが、目標値である操作位置がゆっくり動いているので、実際は、低いゲインでも遊び量内で制御が行える。早く操作したときは、ゲインが下がりきっていないので少ない力で操作が行える。早く操作し、その終了時には、ゲインがまだ高いため、振動が生じる可能性があるが、ゲインが低下するので、振動が生じても、継続しない。
【０１２３】
効果を説明する。実施例５の自動変速機のセレクトアシスト装置では、上記(1)〜(7)に加えて、以下の効果を有する。
(8)第２動作状態と第３動作状態との切替の際の演算パラメータの切替は徐々に行うため、振動を抑え、少ない力で滑らかな操作ができる。
【実施例６】
【０１２４】
実施例６は、第２動作状態から第１動作状態への切替の際の駆動指令値は、駆動禁止状態の値に徐々に移行させる例である。
構成は、実施例２と同様であるので説明を省略する。
作用を説明する。
【０１２５】
[第２動作状態から第１動作状態への切替処理]
図１８に示すのは、実施例６における記憶部３４，３５，４４，４５、スイッチ３６，４６で実行される第２動作状態から第１動作状態への切り替えの際のPゲイン、Dゲインの処理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。
【０１２６】
ステップＳ８１では、第２動作状態が維持されているか、第１動作状態へ切り替わったかを判断し、第２動作状態が継続しているならばステップＳ８４へ進み、第２動作状態から第１動作状態へ切り変わる状態であるならばステップＳ８２へ進む。
【０１２７】
ステップＳ８２では、タイマ値が０より大きいかどうかを判断し、０より大きいならばステップＳ８３へ進み、０以下ならばステップＳ８４へ進む。
【０１２８】
ステップＳ８３では、タイマ値をデクリメントする。
【０１２９】
ステップＳ８４では、動作状態とタイマ値から、PID制御のPゲインとDゲインを設定する。この設定は、P=P2T，D=D2Tの演算式により行う。
【０１３０】
[第２動作状態から第１動作状態への切替処理]
実施例６では、第２動作状態から第１動作状態へ切り替える場合のみ、演算パラメータをPゲイン、Dゲインを徐々に減少させるためにタイマ値を減少させる（図１９参照）。
第１動作状態から第２動作状態へ切り替える場合は、速応性を重視しタイマ値を瞬時に１にする。
【０１３１】
第２動作状態から第１動作状態へ、ゆっくり操作したときは、操作中にゲインが充分低下するが、目標値である操作位置がゆっくり動いているので、実際は、低いゲインでも遊び量内で制御が行える。
早く操作したときは、ゲインが下がりきっていないので、少ない力で操作が行える。しかし、動作終了時に振動が生じる可能性があるが、時間経過と共に確実にゲインが低下するので、振動は継続しない。
【０１３２】
効果を説明する。実施例６の自動変速機のセレクトアシスト装置においては、上記(1)〜(8)に加えて、以下の効果を有する。
(9)第２動作状態から第１動作状態への切替の際の駆動指令値は、駆動禁止意状態の値に徐々に移行させるため、停止状態から第２動作状態へは瞬時に切替えることによって速応性を重視し、第２動作状態から停止状態へ切替える際にはゲインを徐々に変えることで、振動を抑え、少ない力で滑らかな操作ができる。
【０１３３】
（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６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。
位置センサの例として、ブラシと基板の接触位置が可変するポテンショメータを例として挙げておく。
【０１３４】
また、相対変位量検出手段として、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、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（作動位置検出手段に相当する）を設けるようにしてもよい。この場合には、位置センサ６１で検出した操作位置と、位置センサ６２で検出した作動位置の偏差を演算することにより、相対変位量を得る。
【０１３５】
実施例１〜実施例６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。
【０１３６】
実施例１〜実施例６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２０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２０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。
【０１３７】
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２１、図２２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】
【０１３８】
【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】状態判別部３７、スイッチ３６、記憶部３４，３５で実行される状態判別、切替処理を示すフローチャート図である。
【図１０】実施例２におけるコントローラ３の制御ブロック図である。
【図１１】実施例２における状態判別部３７、スイッチ３６、記憶部３４，３５、スイッチ４６、記憶部４４，４５で実行される状態判別、切替処理を示すフローチャート図である。
【図１２】実施例３における状態判別部３７、スイッチ３６、記憶部３４，３５、スイッチ４６、記憶部４４，４５で実行される状態判別、切替処理を示すフローチャート図である。
【図１３】実施例４におけるコントローラ３の制御ブロック図である。
【図１４】実施例４におけるゲインの周波数特性を示す説明図である。
【図１５】実施例４におけるゲインの周波数特性を示す説明図である。
【図１６】実施例５における記憶部３４，３５，４４，４５、スイッチ３６，４６で実行される第２動作状態と第３動作状態の切り替えの際のPゲイン、Dゲインの処理を示すフローチャート図である。
【図１７】実施例５におけるゲインの変化を示すタイムチャート図である。
【図１８】実施例６における記憶部３４，３５，４４，４５、スイッチ３６，４６で実行される第２動作状態から第１動作状態への切り替えの際のPゲイン、Dゲインの処理を示すフローチャート図である。
【図１９】実施例６におけるゲインの変化を示すタイムチャート図である。
【図２０】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２１】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のリンク部分を示す図である。
【符号の説明】
【０１３９】
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  遊び溝
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  比例制御部
３１１  乗算器
３２  積分制御部
３２１  乗算器
３２２  積分器
３３  微分制御部
３３１  乗算器
３３２  微分器
３４  記憶部
３５  記憶部
３６  スイッチ
３７  状態判別部
３８  記憶部
３９  記憶部
４０  スイッチ
４１  加算器
４２  乗算器
４３  モータ駆動制御部
４４  記憶部
４５  記憶部
４６  スイッチ
４７  遅れ補償器
４８  進み補償器
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
６２  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】
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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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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