(57)【要約】【課題】モータによってレンジ切換えシャフトを回転駆動するレンジ切換え装置において、レンジ切換シャフトの角度検出値が微変動しても、各レンジの目標角度を精度良く学習できるようにする。【解決手段】レンジ切換シャフトの角度がレンジ毎に設定される基準角度範囲内であるときに、レンジ切換シャフトの角速度を算出すると共に、該角速度にローパスフィルタ処理を施す。そして、フィルタ処理後の角速度がピーク値を示す角度を求め、該角度に基づいてレンジ切換シャフトの当該レンジでの目標角度を学習する。【選択図】　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的に駆動制御されるアクチュエータと、ディテント機構で各レンジに対応する角度に位置決めされるレンジ切換えシャフトとの間の動力伝達経路に所定の遊び量が設けられ、前記レンジ切換えシャフトの回転によって複数のレンジに切換えられる自動変速機のレンジ切換え装置において、
前記レンジ切換えシャフトの角度を検出し、該角度に基づいて角速度を算出すると共に、該角速度にローパスフィルタ処理を施し、
前記レンジ切換えシャフトの角度がレンジ毎に予め設定された基準角度範囲内であるときに、前記ローパスフィルタ処理が施された角速度がピーク値を示す角度に基づいて、前記レンジ切換えシャフトの当該レンジにおける目標角度を学習することを特徴とする自動変速機のレンジ切換え装置。
【請求項２】
電気的に駆動制御されるアクチュエータと、ディテント機構で各レンジに対応する角度に位置決めされるレンジ切換えシャフトとの間の動力伝達経路に所定の遊び量が設けられ、前記レンジ切換えシャフトの回転によって複数のレンジに切換えられる自動変速機のレンジ切換え装置において、
前記レンジ切換えシャフトの角度を検出し、該角度に基づいて角加速度を算出すると共に、該角加速度にローパスフィルタ処理を施し、
前記レンジ切換えシャフトの角度がレンジ毎に予め設定された基準角度範囲内であるときに、前記ローパスフィルタ処理が施された角加速度がピーク値を示す角度に基づいて、前記レンジ切換えシャフトの当該レンジにおける目標角度を学習することを特徴とする自動変速機のレンジ切換え装置。
【請求項３】
電気的に駆動制御されるアクチュエータと、ディテント機構で各レンジに対応する角度に位置決めされるレンジ切換えシャフトとの間の動力伝達経路に所定の遊び量が設けられ、前記レンジ切換えシャフトの回転によって複数のレンジに切換えられる自動変速機のレンジ切換え装置において、
前記レンジ切換えシャフトの角度を検出し、該角度に基づいて角速度及び角加速度を算出すると共に、該角速度及び角加速度にそれぞれローパスフィルタ処理を施し、
前記レンジ切換えシャフトの角度がレンジ毎に予め設定された基準角度範囲内であるときに、前記ローパスフィルタ処理が施された角速度と角加速度との積がピーク値を示す角度に基づいて、前記レンジ切換えシャフトの当該レンジにおける目標角度を学習することを特徴とする自動変速機のレンジ切換え装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気的に駆動制御されるアクチュエータによって自動変速機のレンジ切換えを行うレンジ切換え装置に関し、詳しくは、各レンジの制御目標位置を学習する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、電気的に駆動制御されるアクチュエータと、ディテント機構で各レンジに対応する角度に位置決めされるレンジ切換えシャフトとの間の動力伝達経路に所定の遊び量が設けられ、前記レンジ切換えシャフトの回転によって複数のレンジに切換えられる自動変速機のレンジ切換え装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、レンジ切換バルブ（レンジ切換シャフト）の検出位置のずれを補償すべく、各レンジの制御目標位置を学習する構成が知られており、例えば、特許文献２に開示される装置では、特定のレンジ位置と認識される範囲内で、位置検出値の変化が微小になったときに、そのときの位置検出値を前記特定のレンジ位置における学習値としていた。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０７−２８００８３号公報
【特許文献２】
特開平０７−０８１４４８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のように、位置検出値の微小変化を判断する構成では、ノイズの影響や電圧変動の影響を大きく受け、各レンジの目標位置を誤学習する可能性が高いという問題があった。
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、ノイズの重畳や電圧変動があっても、これに大きく影響されることなく、各レンジの目標位置を学習することができる自動変速機のレンジ切換え装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項１記載の発明は、レンジ切換えシャフトの角度を検出し、該角度に基づいて角速度を算出すると共に、該角速度にローパスフィルタ処理を施し、
レンジ切換えシャフトの角度がレンジ毎に予め設定された基準角度範囲内であるときに、前記ローパスフィルタ処理が施された角速度がピーク値を示す角度に基づいて、レンジ切換えシャフトの当該レンジにおける目標角度を学習する構成とした。
【０００７】
上記構成によると、レンジ切換えシャフトは、遊びを有するディテント機構の引き込み作用によって、各レンジに対応する角度近傍で回転変動を生じるので、係る回転変動の発生を角速度の変化として捉える。
具体的には、ローパスフィルタ処理が施された角速度がピーク値を示す角度を求め、該ピーク発生タイミングを基準に当該レンジにおける目標角度を学習する。
【０００８】
従って、角度検出値の微小変化に影響されることなく、ディテント機構の所謂谷位置（ディテント機構で位置決めされる位置）を精度良く学習できる。
請求項２記載の発明では、レンジ切換えシャフトの角度を検出し、該角度に基づいて角加速度を算出すると共に、該角加速度にローパスフィルタ処理を施し、
レンジ切換えシャフトの角度がレンジ毎に予め設定された基準角度範囲内であるときに、前記ローパスフィルタ処理が施された角加速度がピーク値を示す角度に基づいて、レンジ切換えシャフトの当該レンジにおける目標角度を学習する構成とした。
【０００９】
上記構成は、ディテント機構の引き込み作用を角加速度の変化として捉えるものであり、ローパスフィルタ処理が施された角加速度がピーク値を示す角度を求め、該ピーク発生タイミングを基準に当該レンジにおける目標角度を学習する。
従って、角度検出値の微小変化に影響されることなく、ディテント機構の所謂谷位置（ディテント機構で位置決めされる位置）を精度良く学習できる。
【００１０】
請求項３記載の発明では、レンジ切換えシャフトの角度を検出し、該角度に基づいて角速度及び角加速度を算出すると共に、該角速度及び角加速度にそれぞれローパスフィルタ処理を施し、
レンジ切換えシャフトの角度がレンジ毎に予め設定された基準角度範囲内であるときに、前記ローパスフィルタ処理が施された角速度と角加速度との積がピーク値を示す角度に基づいて、レンジ切換えシャフトの当該レンジにおける目標角度を学習する構成とした。
【００１１】
上記構成は、ディテント機構の引き込み作用を角速度と角加速度との積算値の変化として捉えるものであり、それぞれローパスフィルタ処理が施された角速度と角加速度との積がピーク値を示す角度を求め、該ピーク発生タイミングを基準に当該レンジにおける目標角度を学習する。
従って、角度検出値の微小変化に影響されることなく、ディテント機構の所謂谷位置（ディテント機構で位置決めされる位置）を精度良く学習できる。
【００１２】
尚、請求項１〜３記載の発明において、前記角速度等がピーク値を示す角度が、ディテント機構の所謂谷位置（真の目標角度）からずれるとしても、該ずれ量は、ディテント機構の特性及びローパスフィルタ処理に応じて決まる一定値となるので、前記ピーク発生タイミングから目標角度を学習できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、実施の形態における自動変速機のレンジ切換え装置のシステム構成図である。
この図１において、車両に搭載される自動変速機１には、後述するレンジ切換バルブ６を駆動するためのモータ２（アクチュエータ）が取り付けられる。
【００１４】
前記モータ２の出力軸には減速歯車機構３が設けられ、該減速歯車機構３を介してレンジ切換シャフト４を回転駆動するよう構成される。
尚、前記減速歯車機構３の最終段とレンジ切換シャフト４との連結部には、回転方向に所定の遊び量が設けられている。
前記レンジ切換シャフト４には、該レンジ切換シャフト４を複数のレンジそれぞれに対応する角度に位置決めするためのディテント機構５が取り付けられる。
【００１５】
前記ディテント機構５は、図２に示すように、レンジ切換シャフト４に固定されて一体に回転するディテントレバー５Ａ、ディテントレバー５Ａの周縁に各レンジに対応して形成される凹部に係合するローラを支持すると共に、該ローラを前記凹部に向けて押圧付勢するディテントスプリング５Ｂから構成される。
そして、前記ディテント機構５は、上記構成によってレンジ切換シャフト４を、Ｐレンジ（パーキングレンジ），Ｒレンジ（リバースレンジ），Ｎレンジ（ニュートラルレンジ），Ｄレンジ（ドライブレンジ），２レンジ，１レンジのいずれかに対応する角度に位置決めする。
【００１６】
前記レンジ切換シャフト４の回転運動は、ディテントレバー５Ａとレンジ切換バルブ６との係合によって、レンジ切換バルブ６の軸方向運動に変換され、レンジ切換バルブ６がバルブボディ７内で軸方向に変位することで、油圧ポートの開閉が切り換えられ、各シフトレンジに応じてライン圧を配送する。
前記ディテントレバー５Ａに一端が取り付けられるロッド８の他端には、カム９が取り付けられ、揺動可能に支持されたパーキングポール１０が前記カム９との摺接によって揺動駆動され、Ｐレンジ位置においては、パーキングポール１０の爪１０ａがパーキングギヤ１１の凹部１１ａに噛み合って、パーキングギヤ１１が固定されるようになっている。
【００１７】
また、前記レンジ切換シャフト４には、該レンジ切換シャフト４の角度を連続的に検出するポテンショメータ２１が備えられる一方、自動変速機１が各レンジのいずれに切り換えられているかを検出するインヒビタスイッチ２２が設けられる。
また、運転者によって操作されるレンジセレクトスイッチ２３が設けられている。
【００１８】
前記ポテンショメータ２１，インヒビタスイッチ２２及びレンジセレクトスイッチ２３からの信号は、Ａ／Ｔコントロールユニット（Ａ／Ｔ　Ｃ／Ｕ）２４に入力される。
そして、前記Ａ／Ｔコントロールユニット２４は、レンジセレクトスイッチ２３に対応するレンジ切換シャフト４の目標角度を設定し、前記ポテンショメータ２１で検出される実際の角度が前記目標角度に一致するように、前記モータ２の駆動信号（電源供給を高周波でＯＮ・ＯＦＦするデューティ駆動信号）をフィードバック制御する。
【００１９】
上記のＡ／Ｔコントロールユニット２４によるモータ２の電気的な駆動制御によって、レンジ切換シャフト４が回転することで、自動変速機１のレンジが運転者の要求するレンジに切換えられる。
また、前記Ａ／Ｔコントロールユニット２４は、ポテンショメータ２１による検出角度のずれを補償すべく、前記レンジ毎の目標角度を学習する機能を有しており、係る学習制御の第１実施形態を、図３のフローチャートに従って説明する。
【００２０】
図３のフローチャートにおいて、ステップＳ１１では、ポテンショメータ２１で検出されたレンジ切換シャフト４の角度を読み込む。
ステップＳ１２では、前記ステップＳ１１で読み込んだ角度が、レンジ毎に予め設定される基準目標角度を含む各レンジの基準角度範囲（学習角度範囲）のいずれかに含まれるか否かを判別する。
【００２１】
基準角度範囲内であるときには、ステップＳ１３へ進み、前記ポテンショメータ２１で検出されたレンジ切換シャフト４の角度を微分して、角速度を算出する。
次のステップＳ１４では、ステップＳ１３で算出される角速度にデジタルローパスフィルタ処理（ＬＰＦ）を施す。
【００２２】
ステップＳ１５では、前記ローパスフィルタ処理後の角速度がピーク値を示したときのポテンショメータ２１による検出角度を求める。
例えば、図６（Ａ）に示すように、ポテンショメータ２１の検出角度が、Ｐ→Ｄ切換え方向で減少変化するものとすると、このときの角速度は、図６（Ｂ）に示すように、マイナスの値として算出されるので、Ｐ→Ｄ切換え方向では、ステップＳ１５では角速度のマイナスのピーク値を求め、ピーク値を示したときのポテンショメータ２１による検出角度を参照する。
【００２３】
一方、Ｄ→Ｐ切換え方向ではポテンショメータ２１の検出角度が増大変化するから、ステップＳ１５でプラスのピーク値を求め、ピーク値を示したときのポテンショメータ２１による検出角度を参照する。
レンジ切換え時に、遊びを有するディテント機構５の引き込み動作が開始されると、角速度の絶対値が急激に増大してピーク値を示すことになり、この角速度がピーク値を示すタイミングは、角速度にローパスフィルタ処理を施したことで、実際のピーク位置よりも遅れた角度位置として検出される。
【００２４】
しかし、ローパスフィルタ処理（ＬＰＦ）後の角速度がピーク値を示す角度と、ディテント機構５の谷位置（真の目標角度）とのずれ角は一定であるから、前記ＬＰＦ後の角速度がピーク値を示す角度からディテント機構５の谷位置を推定することが可能である。
そこで、ステップＳ１６では、ＬＰＦ後の角速度がピーク値を示した角度と、予め記憶された補正角度とに基づいて、当該レンジにおける目標角度を求め、これをＡ／Ｔコントロールユニット２４のＲＯＭ（不揮発性メモリ）に更新記憶させる。
【００２５】
前記Ａ／Ｔコントロールユニット２４は、レンジ切換え制御を行うときに、目標レンジに対応する目標角度が学習済であれば、学習結果の目標角度に基づいてモータ２をフィードバック制御し、未学習であれば、予め記憶されている基準目標角度に従ってモータ２をフィードバック制御する。
上記構成によると、ローパスフィルタ処理が施された角速度がピーク値を示す角度を求め、該ピーク値を示す角度から目標角度を学習するので、角度検出値の微小変化などに影響されることなく、各レンジの目標角度を精度良く学習することができる。
【００２６】
図４のフローチャートは、目標角度の学習制御の第２実施形態を示す。
図４のフローチャートに示す第２実施形態は、図３のフローチャートに示す第１実施形態の角速度を角加速度に置き換えた点が異なる。
図４のフローチャートにおいて、ステップＳ２１でレンジ切換シャフト４の角度を検出し、ステップＳ２２で基準角度範囲内であることが判別されると、ステップＳ２３へ進む。
【００２７】
ステップＳ２３では、ステップＳ２１で検出した角度を微分して角速度を算出し、更に、次のステップＳ２４では、前記角速度を微分して、角加速度を算出する。
ステップＳ２５では、前記ステップＳ２４で算出される角加速度にデジタルローパスフィルタ処理を施す。
【００２８】
ステップＳ２６では、前記ローパスフィルタ処理後の角加速度がピーク値を示す角度を求める（図６（Ｃ）参照）。
尚、ポテンショメータ２１の検出角度が、Ｐ→Ｄ切換え方向で減少変化する本実施形態では、図６（Ｃ）に示すように、Ｐ→Ｄ切換え方向では、角加速度のマイナスのピーク値を求め、逆に、Ｄ→Ｐ切換え方向では、角加速度のプラスのピーク値を求めるようにする。
【００２９】
前記角加速度がピーク値を示すタイミングは、角加速度にローパスフィルタ処理を施したことで、実際のピーク位置よりも遅れた角度位置として検出される。しかし、ローパスフィルタ処理（ＬＰＦ）後の角加速度がピーク値を示す角度と、ディテント機構５の谷位置（真の目標角度）とのずれ角は一定であるから、前記ＬＰＦ後の角加速度がピーク値を示す角度からディテント機構５の谷位置を推定することが可能である。
【００３０】
そこで、ステップＳ２７では、ＬＰＦ後の角加速度がピーク値を示した角度と、予め記憶された補正角度とに基づいて、当該レンジにおける目標角度を求め、これをＡ／Ｔコントロールユニット２４のＲＯＭ（不揮発性メモリ）に更新記憶させる。
上記構成によると、ローパスフィルタ処理が施された角加速度がピーク値を示す角度を求め、該ピーク値を示す角度から目標角度を学習するので、角度検出値の微小変化などに影響されることなく、各レンジの目標角度を精度良く学習することができる。
【００３１】
図５のフローチャートは、目標角度の学習制御の第３実施形態を示す。
図５のフローチャートに示す第３実施形態は、図３のフローチャートに示す第１実施形態に対して、角速度に代えて、角速度と角加速度との積算値を用いる点が異なる。
図５のフローチャートにおいて、ステップＳ３１でレンジ切換シャフト４の角度を検出し、ステップＳ３２で基準角度範囲内であることが判別されると、ステップＳ３３へ進む。
【００３２】
ステップＳ３３では、ステップＳ２１で検出した角度を微分して角速度を算出する。
ステップＳ３３において算出される角速度は、ステップＳ３４でデジタルローパスフィルタ処理が施される一方、ステップＳ３５で角加速度の算出に用いられる。
【００３３】
そして、デジタルローパスフィルタ処理が施される前の角速度に基づいて算出した角加速度に対しては、ステップＳ３６でデジタルローパスフィルタ処理が施される。
そして、デジタルローパスフィルタ処理（ＬＰＦ）が施された角速度と、同じくデジタルローパスフィルタ処理が施された角加速度とが、ステップＳ３７で積算される。
【００３４】
ステップＳ３８では、前記積算値（＝ＬＰＦ後角速度×ＬＰＦ後角加速度）がピーク値を示す角度を求める（図６（Ｄ）参照）。
本実施形態では、ＬＰＦ後角速度とＬＰＦ後角加速度との位相ずれの関係から、前記積算値においてはマイナスのピーク値が比較的明確に表れるので、レンジ切換え方向に因らずに、前記積算値のマイナスのピーク値を求める構成とした（図６（Ｄ）参照）。但し、前記積算値のプラスのピーク値を求める構成としても良い。
【００３５】
前記積算値がピーク値を示すタイミングは、角速度及び角加速度にそれぞれローパスフィルタ処理を施したことで、実際のピーク位置よりも遅れた角度位置として検出される。
しかし、前記積算値がピーク値を示す角度と、ディテント機構５の谷位置（真の目標角度）とのずれ角は一定であるから、前記積算値がピーク値を示す角度からディテント機構５の谷位置を推定することが可能である。
【００３６】
そこで、ステップＳ２７では、前記積算値がピーク値を示した角度と、予め記憶された補正角度とに基づいて、当該レンジにおける目標角度を求め、これをＡ／Ｔコントロールユニット２４のＲＯＭ（不揮発性メモリ）に更新記憶させる。
上記構成によると、ローパスフィルタ処理がそれぞれ施された角速度及び角加速度の積算値がピーク値を示す角度を求め、該ピーク値を示す角度から目標角度を学習するので、角度検出値の微小変化などに影響されることなく、各レンジの目標角度を精度良く学習することができる。
【００３７】
尚、上記第１〜第３実施形態において、レンジの切換え方向毎に目標角度を個別に学習させ、レンジ切換え方向と目標レンジとによって目標角度を設定して、モータ２のフィードバック制御を行わせるようにしても良い。
更に、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術思想について、以下にその効果と共に記載する。
（イ）請求項１〜３のいずれか１つに記載の自動変速機のレンジ切換え装置において、
前記目標角度を、レンジの切換え方向毎に個別に学習することを特徴とする自動変速機のレンジ切換え装置。
【００３８】
上記構成によると、例えばニュートラルレンジＮの目標角度として、パーキングレンジＰ又はリバースレンジＲからニュートラルレンジＮに切換える場合の目標レンジと、ドライブレンジＤからニュートラルレンジＮに切換える場合の目標レンジとを、個別に学習し、切換え後の目標レンジが同じニュートラルレンジＮであっても、どのレンジから切換えるかによって目標角度を設定する。
【００３９】
従って、レンジ切換え方向によって異なる、ディテント機構の谷位置への収束に最適な目標角度を学習させることができ、高い収束安定性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動変速機のレンジ切換え装置を示すシステム構成図。
【図２】レンジ切換シャフトの駆動機構を示す斜視図。
【図３】目標角度の学習制御の第１実施形態を示すフローチャート。
【図４】目標角度の学習制御の第２実施形態を示すフローチャート。
【図５】目標角度の学習制御の第３実施形態を示すフローチャート。
【図６】Ｐ→Ｄレンジ切換え時における角度，角速度，角加速度，角速度×角加速度の変化を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
１…自動変速機、２…モータ（アクチュエータ）、３…減速機構、４…レンジ切換シャフト、５…ディテント機構、６…レンジ切換バルブ、２１…ポテンショメータ、２２…インヒビタースイッチ、２３…レンジセレクトスイッチ、２４…Ａ／Ｔコントロールユニット
【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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