(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信頼性を確保しつつ、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】コントロールユニット２２は、ポテンショメータ２５により検出されたセレクトレバー２のストローク角度と自動変速機１９の操作反力Ｆｍから設定したフィードフォワードアシスト力Ｆｆｆと、目標操作反力Ｆｔと検出された入力操作力との偏差から設定したフィードバックアシスト力Ｆｆｂの加算値を目標アシスト力Ｆａとし、この目標アシスト力Ｆａに応じてアシストアクチュエータ９へ供給する電流値を制御する。【選択図】      図１
2004360775.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特性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特性設定部と、
前記自動変速機の操作反力特性から前記目標操作反力特性を差し引くことで目標アシスト力特性を推定する目標アシスト力特性推定部と、
前記推定された目標アシスト力特性を、フィードフォワード制御分とフィードバック制御分とで分担するように配分し、フィードフォワード制御分であるフィードフォワードアシスト力を前記セレクトレバーの操作位置に対して設定するフィードフォワード制御部と、
前記目標操作反力特性により得られる目標操作反力と、前記入力操作力検出手段により検出された入力操作力との偏差に基づいて、フィードバック制御分であるフィードバックアシスト力を設定するフィードバック制御部と、
設定されたフィードフォワードアシスト力とフィードバックアシスト力の加算値を目標アシスト力とし、アシストアクチュエータに対し制御指令を出力するアシスト力制御部と、
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、
前記アシスト力制御手段に、セレクトレバーの操作位置に基づいて、目標アシスト力に対するフィードフォワードアシスト力とフィードバックアシスト力の配分比率を設定する重み付け設定部を設け、
この重み付け設定部は、セレクトレバーの操作位置が操作反力特性のピーク付近に対応する操作反力最大領域にあるとき、フィードバックアシスト力の配分比率をフィードフォワードアシスト力の配分比率よりも大きく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、
前記重み付け設定部は、セレクトレバーの操作位置が操作開始時の操作反力初期領域にあるとき、フィードフォワードアシスト力の配分比率をフィードバックアシスト力の配分比率よりも大きく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２または請求項３に記載の自動変速機のセレクトアシスト装置において、
前記重み付け設定部は、セレクトレバーの操作位置が操作反力最大領域を越えた領域にあるとき、フィードフォワードアシスト力の配分比率をフィードバックアシスト力の配分比率よりも大きく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５】
請求項２または請求項３に記載の自動変速機のセレクトアシスト装置において、
前記重み付け設定部は、セレクトレバーの操作位置が操作反力最大領域を越えた領域にあるとき、フィードバックアシスト力の配分比率をゼロと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２ないし請求項５のいずれか１項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速度を検出する速度検出手段を設け、
前記重み付け設定部は、セレクトレバーの速度に比例して、フィードフォワードアシスト力の配分比率をフィードバックアシスト力の配分比率よりも大きく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２ないし請求項６のいずれか１項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加速度を検出する加速度検出手段を設け、
前記重み付け設定部は、セレクトレバーの加速度に比例して、フィードフォワードアシスト力の配分比率をフィードバックアシスト力の配分比率よりも大きく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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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。
【０００２】
【従来の技術】
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）。
【０００４】
【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
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。よって、信頼性や安全性の点で問題がある。
【０００８】
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信頼性を確保しつつ、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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明請求項１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、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特性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特性設定部と、前記自動変速機の操作反力特性から前記目標操作反力特性を差し引くことで目標アシスト力特性を推定する目標アシスト力特性推定部と、前記推定された目標アシスト力特性を、フィードフォワード制御分とフィードバック制御分とで分担するように配分し、フィードフォワード制御分であるフィードフォワードアシスト力を前記セレクトレバーの操作位置に対して設定するフィードフォワード制御部と、前記目標操作反力特性により得られる目標操作反力と、前記入力操作力検出手段により検出された入力操作力との偏差に基づいて、フィードバック制御分であるフィードバックアシスト力を設定するフィードバック制御部と、設定されたフィードフォワードアシスト力とフィードバックアシスト力の加算値を目標アシスト力とし、アシストアクチュエータに対し制御指令を出力するアシスト力制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、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、前記アシスト力制御手段に、セレクトレバーの操作位置に基づいて、目標アシスト力に対するフィードフォワードアシスト力とフィードバックアシスト力の配分比率を設定する重み付け設定部を設け、この重み付け設定部は、セレクトレバーの操作位置が操作反力特性のピーク付近に対応する操作反力最大領域にあるとき、フィードバックアシスト力の配分比率をフィードフォワードアシスト力の配分比率よりも大きくすることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、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、前記重み付け設定部は、セレクトレバーの操作位置が操作開始時の操作反力初期領域にあるとき、フィードフォワードアシスト力の配分比率をフィードバックアシスト力の配分比率よりも大きくすることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明では、請求項２または請求項３に記載の自動変速機のセレクトアシスト装置において、前記重み付け設定部は、セレクトレバーの操作位置が操作反力最大領域を越えた領域にあるとき、フィードフォワードアシスト力の配分比率をフィードバックアシスト力の配分比率よりも大きくすることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明では、請求項２または請求項３に記載の自動変速機のセレクトアシスト装置において、前記重み付け設定部は、セレクトレバーの操作位置が操作反力最大領域を越えた領域にあるとき、フィードバックアシスト力の配分比率をゼロとすることを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載の発明では、請求項２ないし請求項５のいずれか１項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速度を検出する速度検出手段を設け、前記重み付け設定部は、セレクトレバーの速度に比例して、フィードフォワードアシスト力の配分比率をフィードバックアシスト力の配分比率よりも大きくすることを特徴とする。
【００１５】
請求項７に記載の発明では、請求項２ないし請求項６のいずれか１項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加速度を検出する加速度検出手段を設け、前記重み付け設定部は、セレクトレバーの加速度に比例して、フィードフォワードアシスト力の配分比率をフィードバックアシスト力の配分比率よりも大きくすることを特徴とする。
【００１６】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明では、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、信頼性の確保と、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。
【００１７】
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。
【００１８】
また、本発明では、アシスト力制御部は、推定された目標アシスト力特性とセレクトレバーの操作位置に基づいて設定したフィードフォワードアシスト力と、目標操作反力特性により得られる目標操作反力と入力操作力との偏差に基づいて設定したフィードバックアシスト力の加算値を目標アシスト力とし、アシストアクチュエータに制御指令を出力する。
【００１９】
ここで、自動変速機の操作反力特性は、予め実験等により測定可能であるため、目標アシスト力特性は、自動変速機の操作反力特性から目標操作反力特性を差し引くことにより推定できる。
【００２０】
よって、本発明では、目標アシスト力をフィードフォワードアシスト力とフィードバックアシスト力とで分担することにより、フィードフォワード制御による高応答性と、フィードバック制御による高精度の目標追従性とを両立でき、要求に応じた、すなわち、目標操作反力特性に沿ったセレクトレバー操作力特性を得ることができる。
【００２１】
請求項２に記載の発明では、操作反力最大領域においてフィードバックアシスト成分をフォードフォワードアシスト成分よりも大きくすることにより、応答性よりも追従性が要求される操作反力最大領域で目標操作反力特性の再現性を高めることができ、安定した操作特性が得られる。
【００２２】
請求項３に記載の発明では、操作反力初期領域においてフィードフォワードアシスト成分をフィードバックアシスト成分よりも大きくすることにより、入力操作力立ち上がりの高速応答が要求される領域での応答性が高められ、目標操作反力特性の再現性を高めることができる。
【００２３】
請求項４に記載の発明では、操作反力最大領域を越えた領域においてフィードフォワードアシスト成分をフィードバックアシスト成分よりも大きくすることにより、操作反力が徐々に小さくなる領域でフィードバック制御に起因するハンチングの発生を抑制でき、安定した操作特性が得られる。
【００２４】
請求項５に記載の発明では、操作反力最大領域を越えた領域においてフィードフォワードアシスト成分をフィードバックアシスト成分よりも大きくすることにより、操作反力が徐々に小さくなる領域でハンチングの発生を確実に防止でき、安定した操作特性が得られる。
【００２５】
請求項６に記載の発明では、セレクトレバーの速度が大きい場合にはフィードフォワードアシスト成分をフィードバックアシスト成分よりも大きくして応答性を高め、一方、速度が小さい場合にはフィードバックアシスト成分をフィードフォワードアシスト成分よりも大きくして目標追従性を高めることにより、セレクトレバーの速度に依存することなく、目標操作反力特性の再現性を高めることができる。
【００２６】
請求項７に記載の発明では、セレクトレバーの加速度が大きい場合にはフィードフォワードアシスト成分をフィードバックアシスト成分よりも大きくして応答性を高め、一方、加速度が小さい場合にはフィードバックアシスト成分をフィードフォワードアシスト成分よりも大きくして目標追従性を高めることにより、セレクトレバーの加速度に依存することなく、目標操作反力特性の再現性を高めることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
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。
【００２８】
（第１実施例）
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
ポジション・操作開始・方向判別ブロック（速度検出手段および加速度検出手段に相当）３３では、ストローク角度信号に基づいて、現在のセレクトレバー２のストローク角度を判定する。また、ストローク角度信号とストローク角度信号の微分値および操作力信号から、セレクトレバー２の操作開始、操作方向、操作速度および操作加速度を判別し、判別結果をＦＦ補償テーブル４３と目標テーブルブロック３４とモータ駆動制御ブロック４５へ出力する。
【００４１】
目標テーブルブロック（目標操作反力特性設定部に相当）３４では、ストローク角度信号と、ポジション・操作開始・方向判別ブロック３３によって求められたセレクトレバー２の操作方向等から、セレクトレバー２のストローク角度に応じた目標操作反力が算出され、加算器３５へ出力される。
【００４２】
ここで、セレクトレバー２のストローク角度によって、目標操作反力は異なるため、目標テーブルブロック３４には、ストローク角度毎の目標操作反力がテーブル化して格納されている。
【００４３】
加算器３５は、操作力信号と目標操作反力の偏差を算出し、算出結果をＦＢ制御部３６へ出力する。
【００４４】
ＦＢ制御部３６は、乗算器３７と、加算器３８と、乗算器３９と、積分器４０とから構成されている。乗算器３７は、操作力信号と目標操作反力の偏差に比例ゲインを乗じた値を加算器３８へ出力する（比例出力）。乗算器３９は、操作力信号と目標操作反力の偏差に積分ゲインを乗じた値を積分器４０へ出力する。積分器４０では、乗算器３９の出力を積分演算して加算器３８へ出力する（積分出力）。加算器３８では、比例出力と積分出力の和であるフィードバックアシスト力を加算器４１に出力する。
【００４５】
ＦＦ制御部４２は、ＦＦ補償テーブルブロック４３と乗算器４４とから構成されている。ＦＦ補償テーブルブロック（目標アシスト力特性推定部および重み付け設定部に相当）４３は、ストローク角度信号、操作速度および操作加速度に対応して予め設定された値を、乗算器４４へ出力する。乗算器４４では、ＦＦアシスト力にＦＦゲインを乗じた値、すなわちフィードフォワードアシスト力を加算器４１へ出力する。
【００４６】
加算器４１では、ＦＢ制御部３６とＦＦ制御部４２の出力和（フィードバックアシスト力＋フィードフォワードアシスト力）、すなわち目標アシスト力をモータ駆動制御ブロック４５へ出力する。
【００４７】
モータ駆動制御ブロック（アシスト力制御部に相当）４５は、目標アシスト力に基づいて、電動モータ１５を駆動する。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
ステップＳ１では、トルクセンサ２１の操作力信号から操作力を読み込み、ステップＳ２へ移行する。
【００５３】
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。
【００５４】
ステップＳ３では、セレクトレバー２のストローク角度と前回の制御周期において読み込んだストローク角度の増減差分から、セレクトレバー２の操作方向を演算し、ステップＳ４へ移行する。
【００５５】
ステップＳ４では、セレクトレバー２のストローク角度と前回の制御周期において読み込んだストローク角度の変化率から、セレクトレバー２の操作速度を演算するとともに、操作速度の微分値からセレクトレバー２の操作加速度を演算し、ステップＳ５へ移行する。
【００５６】
ステップＳ５では、ＦＦ補償テーブル読み込み処理を実施し、ステップＳ６へ移行する。ＦＦ補償テーブルは、予め設定された複数のテーブルの中から、ストローク角度、操作速度および操作加速度に応じて最適なものを選択する。
【００５７】
ステップＳ６では、目標テーブル読み込み処理を実施し、ステップＳ７へ移行する。
【００５８】
ステップＳ７では、読み込んだＦＦ補償テーブルからＦＦアシスト力を設定し、ステップＳ８へ移行する。
【００５９】
ステップＳ８では、読み込んだ目標テーブルからＦＢアシスト力を設定し、ステップＳ９へ移行する。
【００６０】
ステップＳ９では、設定したＦＦアシスト力とＦＢアシスト力との和から目標アシスト力を設定し、ステップＳ１０へ移行する。
【００６１】
ステップＳ１０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。
【００６２】
［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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
［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。
【００６６】
［目標アシスト力マップ］
図８は、Ｐ→Ｒレンジ方向における目標アシスト力マップである。この目標アシスト力マップには、セレクトレバー２のストローク角度に応じ、セレクトノブ４において、目標操作反力Ｆｔが得られるよう、目標アシスト力Ｆａ［Ｎ］が設定されている。
【００６７】
この目標アシスト力Ｆａは、操作反力Ｆｍから目標操作反力Ｆｔを減ずることにより求められ、この目標アシスト力Ｆａを目標アシスト力として電動モータ１５への供給電流を制御（供給電圧の出力デューティ比をＰＷＭ制御）することにより、図７に示した目標操作反力特性が得られる。
【００６８】
［ＦＦ＋ＦＢ制御による目標アシスト力設定の優位性］
ここで、ＦＦ＋ＦＢ制御による目標アシスト力設定の優位性について述べる。
まず、ドライバの操作力をフィードバックせず、目標アシスト力Ｆａを目標アシスト力マップのみに基づいて設定する場合には、外乱抑制性の点で問題がある。すなわち、図６に示したように、操作反力Ｆｍは、予め実験等により測定可能であるが、実際にはセレクトレバー２の操作速度や外乱に依存して大きく変化する。例えば、図４において、車両が傾斜路に駐車している場合、車重によりパーキングポール３０がパーキングギア３２に咬み込むため、Ｐ→Ｒレンジへセレクトするとき、平坦路と比較して必要操作力が大きくなる。このとき、目標アシスト力マップのみに基づいて目標アシスト力Ｆａを設定した場合、実際に必要なアシスト力よりも小さな値が設定されてしまい、ドライバの必要操作力が大きくなってしまう。
【００６９】
さらに、目標アシスト力Ｆａはセレクトレバー２のストローク角度によって一意的に決定されるため、セレクト中はセレクトレバー２が持って行かれる感じとなり、操作途中の方向転換等において、相当な違和感を与えてしまう。
【００７０】
目標アシスト力Ｆａを操作力のフィードバックのみに基づいて設定するＦＢ制御では、操作反力Ｆｍが目標操作反力Ｆｔに対して非常に大きいため、応答性の悪化を伴う（例えば、Ｆｍ：Ｆｔ＝１０：１）。一般的に、ＰＩ（比例積分）制御のみでは、急峻で大きなトルク偏差に対して高い精度で追従することは不可能である。
【００７１】
次に、目標アシスト力Ｆａを目標アシスト力マップで設定し、目標操作反力Ｆｔと実際の操作力との偏差をフィードバックする従来のＦＦ１００％＋ＦＢ制御を考える。図９は、セレクトレバー２をＰレンジ位置からＤレンジ位置まで一定速度で移動させたときの、操作反力Ｆｍと目標操作反力Ｆｔの特性の一例である。図９のような操作反力特性を備えた自動変速機に対し、従来のＦＦ１００％＋ＦＢ制御を適用した結果を図１０に示す。
【００７２】
図１０に示すように、従来のＦＦ１００％＋ＦＢ制御では、制御の中盤以降ではＦＢにより実操作力が目標操作反力Ｆｔに追従しているが、制御初期段階で実反力が目標操作反力Ｆｔから大きく乖離しており、制御が破綻しているのが解る。
【００７３】
なお、ＦＦ１００％＋ＦＢ制御では、目標アシスト力マップの設定精度、すなわち、位置合わせの精度が重要となる。詳述すると、自動変速機の操作反力Ｆｍと目標操作反力Ｆｔおよび目標アシスト力マップのズレがゼロに近い場合、効果が最大に発揮される。
【００７４】
しかしながら、現実的には、自動変速機の個体差による反力特性のバラツキ、システム組み付け時のバラツキなどを考慮すると、個々に目標アシスト力マップをチューニングする必要が生じるため、量産性に劣るという問題がある。
【００７５】
これに対し、第１実施例では、急峻で大きなトルク偏差を伴うセレクトレバーのアシスト制御において、応答性と外乱抑制性を高いレベルで両立でき、良好な操作特性を実現できる。
【００７６】
また、自動変速機の個体差による反力特性Ｆｍのバラツキや、システム組み付け時のバラツキを、フィードバックアシスト力Ｆｆｂで吸収できるため、アシスト精度の均一化が図れ、量産性に優れる。
【００７７】
図１１に、第１実施例において、フィードフォワードアシスト力Ｆｆｆとフィードバックアシスト力Ｆｆｂを共に５０％としたときの結果を示す。図１１に示すように、外乱トルク（パーキングポール）による乱れはあるが、実反力が目標操作反力Ｆｔに追従している。
【００７８】
［配分比率の重み付け］
目標アシスト力Ｆａに対するＦＦアシスト力ＦｆｆとＦＢアシスト力ＦＦｂの配分比率は、図１２に示すように、ストローク角度にかかわらず常に一定（例えば、５０：５０）としてもよいが、ストローク角度や操作速度・加速度に応じて両者の重み付けを調整することにより、追従性と応答性の要求されるエリア毎に制御を最適化できる。
【００７９】
図１３に、ストローク角度に応じてＦＦアシスト力ＦｆｆとＦＢアシスト力ＦＦｂの配分比率を変化させた例を示す。
【００８０】
（操作反力初期領域）
領域Ａは、セレクトレバー２の操作開始時に対応する操作反力初期領域である。この領域は、操作力の立ち上がりのための高速応答が要求される領域であり、ＦＦアシスト力ＦｆｆとＦＢアシスト力ＦＦｂの比率を７０：３０に設定し、応答性を向上させる。
【００８１】
（操作反力最大領域）
領域Ｂは、領域Ａを越えて操作反力Ｆｍがピーク付近となる操作反力最大領域である。この領域は、操作反力ピーク付近の追従性が要求されるエリアであり、ＦＦアシスト力ＦｆｆとＦＢアシスト力ＦＦｂの比率を４０：６０に設定し、目標追従性を向上させる。
【００８２】
（操作反力最大領域以降の領域）
領域Ｃは、操作反力Ｆｍが反力最大領域Ｂを越えてからゼロとなるまでの領域である。この領域は、操作反力Ｆｍの減少に伴いアシスト力を徐々に弱めていくエリアであり、ＦＢアシスト力ＦＦｂを大きく設定すると、ハンチングが発生するおそれがあるため、ＦＦアシスト力ＦｆｆとＦＢアシスト力ＦＦｂの比率を７５：２５に設定する。
【００８３】
さらに、セレクトレバー２の操作速度、あるいは操作加速度に応じて、配分比率を変更する。具体的には、操作速度、操作加速度が大きくなるに従って、ＦＦアシスト力Ｆｆｆの配分比率を大きくする。これは、速い操作速度にアシスト力Ｆａを追従させるためである。
【００８４】
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。
【００８５】
（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。
【００８６】
（２）  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、安全性を確保できる。
【００８７】
（３）  セレクトレバー２のストローク角度と操作反力Ｆｍから設定したフィードフォワードアシスト力Ｆｆｆと、目標操作反力Ｆｔと検出された入力操作力との偏差から設定したフィードバックアシスト力Ｆｆｂの加算値を目標アシスト力Ｆａとしたため、高応答性と高精度の目標追従性とを共に実現でき、急峻で大きなトルク偏差を伴うセレクトレバーのアシスト制御において、応答性と外乱抑制性を高いレベルで両立でき、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。
【００８８】
（４）  セレクトレバー２の操作開始時に対応する操作反力初期領域Ａでは、ＦＦアシスト力ＦｆｆとＦＢアシスト力ＦＦｂの配分比率を７０：３０とし、ＦＦアシスト力Ｆｆｆの配分比率を大きくしたため、操作力の立ち上がりのための高速応答が要求される領域での応答性が高められ、目標操作反力特性の再現性を高めることができる。
【００８９】
（５）  セレクトレバー２の操作反力Ｆｍがピーク付近となる操作反力最大領域Ｂでは、ＦＦアシスト力ＦｆｆとＦＢアシスト力ＦＦｂの配分比率を４０：６０とし、ＦＢアシスト力の配分比率を大きくしたため、応答性よりも追従性が要求される領域において、目標操作反力特性の再現性が高められ、安定した操作特性が得られる。
【００９０】
（６）  セレクトレバー２の操作反力Ｆｍが操作反力最大領域を越えた領域Ｃでは、ＦＦアシスト力ＦｆｆとＦＢアシスト力ＦＦｂの配分比率を７５：２５としたため、操作反力Ｆｍが徐々に小さくなる領域において、ハンチングの発生を抑制でき、安定した操作特性が得られる。
【００９１】
（７）  セレクトレバー２の速度に比例してＦＦアシスト力Ｆｆｆの配分比率を大きくしたため、速度が大きい場合には応答性を高め、一方、速度が小さい場合には目標追従性を高めることにより、セレクトレバー２の速度に依存することなく、目標操作反力特性の再現性を高めることができる。
【００９２】
（８）  セレクトレバー２の加速度に比例してＦＦアシスト力Ｆｆｆの配分比率を大きくしたため、加速度が大きい場合には応答性を高め、一方、加速度が小さい場合には目標追従性を高めることにより、セレクトレバー２の加速度に依存することなく、目標操作反力特性の再現性を高めることができる。
【００９３】
（その他の実施の形態）
以上、本発明の実施の形態を第１実施例に基づいて説明してきたが、本発明の具体的な構成は第１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。
【００９４】
例えば、第１実施例では、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。
【００９５】
第１実施例では、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。
【００９６】
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。
【００９７】
目標アシスト力Ｆａに対するＦＦアシスト力ＦｆｆとＦＢアシスト力Ｆｆｂの配分比率は、目標操作特性に応じて自由に設定できる。
【００９８】
図１０の領域Ｃとして、操作反力Ｆｍが反力最大領域を越えて次のレンジ位置に到達するまでの領域を設定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【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。
【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】操作反力と目標操作反力の特性の一例を示す図である。
【図１０】従来例のセレクトレバーアシスト制御作用を示す図である。
【図１１】第１実施例のセレクトレバーアシスト制御作用を示す図である。
【図１２】Ｐ→Ｌレンジ方向およびＬ→Ｐレンジ方向におけるＦＦアシスト電流とＦＢアシスト電流の配分比率を示す図である。
【図１３】ＦＦアシスト力ＦｆｆとＦＢアシスト力ＦＦｂの配分比率の一例を示す図である。
【符号の説明】
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  方向判別ブロック
３４  目標テーブルブロック
３５  加算器
３６  ＦＢ制御部
３７  乗算器
３８  加算器
３９  乗算器
４０  積分器
４１  加算器
４２  ＦＦ制御部
４３  ＦＦ補償テーブルブロック
４４  乗算器
４５  モータ駆動制御ブロック
【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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