(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】アシスト力制御中に、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Ｆｔとトルクセンサ２１による実操作反力Ｆｓとの差から得られる誤差ΔＦを、予め定めた誤差の許容範囲と照合してシステムの故障判断を行う故障判断ブロック５０を設けた。【選択図】      図３
2004359167.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、
アシスト力制御中に、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と前記入力操作力検出手段による入力操作力との差から得られる誤差を、予め定めた誤差の許容範囲と照合してシステムの故障判断を行う故障判断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】
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、
アシスト力制御中に、
アシスト制御をしない場合のドライバによるセレクトレバーへの必要操作力となる操作反力と、
前記制御指令となるアシスト電流値と、
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と
から得られる誤差を、
予め定めた誤差の許容範囲と照合してシステムの故障判断を行う故障判断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３】
請求項１または請求項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、
前記故障判断手段が、
アシスト制御をしない場合のドライバによるセレクトレバーへの必要操作力となる操作反力特性のピーク付近で故障診断を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４】
請求項１または請求項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、
前記故障判断手段が、
ＰレンジからＲレンジへのレンジ位置変更の際のセレクトレバーへの必要操作力となる操作反力特性のピーク付近で故障診断を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５】
請求項１または請求項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、
前記故障判断手段が、
セレクトレバーの操作速度が予め定めた値より低い場合に故障診断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
【０００５】
【特許文献２】
特開２００３−９７６９４号公報
【０００６】
【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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
【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、アシスト力制御中に、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と前記入力操作力検出手段による入力操作力との差から得られる誤差を、予め定めた誤差の許容範囲と照合してシステムの故障判断を行う故障判断手段を設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、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、アシスト力制御中に、アシスト制御をしない場合のドライバによるセレクトレバーへの必要操作力となる操作反力と、前記制御指令となるアシスト電流値と、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とから得られる誤差を、予め定めた誤差の許容範囲と照合してシステムの故障判断を行う故障判断手段を設けたことを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、前記故障判断手段が、アシスト制御をしない場合のドライバによるセレクトレバーへの必要操作力となる操作反力特性のピーク付近で故障診断を行うことを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明では、前記故障判断手段が、ＰレンジからＲレンジへのレンジ位置変更の際のセレクトレバーへの必要操作力となる操作反力特性のピーク付近で故障診断を行うことを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明では、前記故障判断手段が、セレクトレバーの操作速度が予め定めた値より低い場合に故障診断することを特徴とする。
【００１５】
【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。
【００１６】
また、本発明では、アシスト力制御手段によるアシスト制御により、セレクトレバーの操作を目標操作反力でドライバが行えるようにする。よって、正常な制御では、目標操作反力と検出された入力操作反力の差である誤差は小さいものとなる。よって、この誤差の範囲を予め定めておき、故障判断手段で誤差が許容範囲内かどうかを照合することにより、なんらかの異常によりこの誤差が大きくなることを早期に検知してドライバにシステムの異常を認知されることができる。また、ドライバが操作中に不意な違和感を感じることがないようにできる。
また、この検知はドライバの操作によらず自動的に行われるので、ドライバに負担をかけることなく、システムの故障判断を行うことができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明では、アシスト力制御手段からアシストアクチュエータへの制御指令がアシスト電流値である場合に、正常な制御であれば、アシスト制御をしない場合のドライバによるセレクトレバーへの必要操作力となる操作反力とアシスト電流値から推定されるアシスト力との差に、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との差分を取ったものである誤差は小さいものとなる。よって、この誤差の範囲を予め定めておき、故障判断手段で誤差が許容範囲内かどうかを照合することにより、なんらかの異常によりこの誤差が大きくなることを早期に検知してドライバにシステムの異常を認知されることができる。また、ドライバが操作中に不意な違和感を感じることがないようにできる。
【００１８】
請求項３に記載の発明では、アシスト制御をしない場合のドライバによるセレクトレバーへの必要操作力となる操作反力特性のピーク付近では、必要操作力の変動が小さいため、値のばらつきが小さくなる。よって、この区間で故障判断をい行うと精度の高いフェール判断ができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明では、ＰレンジからＲレンジへのレンジ位置変更の際のセレクトレバーへの必要操作力となる操作反力特性のピーク付近で故障診断を行うため、通常の場合、必ず操作されるＰレンジからＲレンジへのレンジ位置変更の際に故障判断することで、走行前に故障診断を行うことができ、ドライバに親切な初期診断とすることができる。また、ＰレンジからＲレンジへの変更の際にはセレクタボタンの操作が加わるため操作速度が遅くなるため、操作速度に起因するセンサ類の出力までの時間遅れがないようにして、精度高く判断ができる。
【００２０】
請求項５に記載の発明では、セレクトレバーの操作速度が予め定めた値より低い場合に故障診断することで、操作速度に起因するセンサ類の出力までの時間遅れがないようにして、精度高く判断ができる。
【００２１】
【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。
【００２２】
（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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
微分器５１では、ストローク角度信号の微分を行ってセレクトレバー２の操作速度情報を信号でポジション・操作開始・方向判別ブロック３３に出力する。
【００３５】
ポジション・操作開始・方向判別ブロック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。
【００３６】
故障判断ブロック５０では、目標テーブルブロック３４からの目標操作反力と、トルクセンサ２１からの操作力信号から誤差ΔＦを算出し、フェール判定を行い、フェールと判断するとモータ駆動制御ブロック４５に制御停止信号を出力する。
【００３７】
目標テーブルブロック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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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する。
【００５８】
ステップＳ１１では、故障判断と故障と判断した際の処理を行って、本制御を終了する。
【００５９】
［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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
［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。
【００６３】
［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。
【００６４】
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。
【００６５】
［ＦＦ制御＋ＦＢ制御］
【００６６】
第１実施例では、目標アシスト力Ｆａを、予想される目標アシスト力Ｆａよりも小さくなるように設定したフィードフォワードアシスト力Ｆｆｆ［Ｎ］と、実際の操作力と目標操作反力Ｆｔ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ＦＦｂ［Ｎ］との２つの成分とすることにより、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。
【００６７】
［システム故障について］
本実施例の自動変速機のセレクトアシスト装置を搭載した車両を運転中、アシスト制御を行うシステムに故障が発生した場合、セレクトレバー２の操作が重くなることで、ドライバは走行中困惑する可能性が生じる。
また、システムの故障は早期にドライバに伝達しないと、不測の事態を招く可能性もある。
このため、本実施例では故障判断ブロック５０を設けている。
【００６８】
［システム故障判断処理の流れ］
図１０は、コントロールユニット２２で実行される故障判断処理の流れを示すフローチャートである。
【００６９】
ステップＳ１０１では、トルクセンサ２１からの操作力信号、ポテンションメータ２５からのストローク角度信号から得るセレクトレバー２の動きから、操作中かどうかを判断し、操作中である場合にはステップＳ１０２に移行し、操作中でない場合には処理を終了する。
【００７０】
ステップＳ１０２では、トルクセンサ２１からの操作力信号、ポテンションメータ２５からのストローク角度信号、モータ駆動制御ブロック４５からのアシスト電流からアシスト中かどうかを判断し、アシスト中であるならばステップＳ１０３に移行し、ステップ中でないならば処理を終了する。
【００７１】
ステップＳ１０３では、トルクセンサ２１から得る実操作反力Ｆｓと、目標テーブルブロック３４から得るその操作位置での目標操作反力Ｆｔの差分つまり誤差ΔＦを算出する。
【００７２】
ステップＳ１０４では、誤差ΔＦの絶対値と閾値Ｆｏを比較して、誤差ΔＦの絶対値が閾値Ｆｏ以上ならばステップＳ１０５に移行し、誤差ΔＦの絶対値が閾値Ｆｏに達しないならば処理を終了する。
【００７３】
ステップＳ１０５では、モータ駆動制御ブロック４５に制御停止信号を出力してアシスト制御を停止させる。
【００７４】
［システム故障判断・処理］
▲１▼システム正常の場合
アシスト制御のシステムが正常な場合、セレクトレバー２が操作されると、トルクセンサ２１の操作力とポテンションメータ２５のストローク角度信号が出力される。これにより、ステップＳ１０１で操作中と判断される。次に、制御の結果、モータ駆動制御ブロック４５からアシスト電流が電動モータ１５に出力されるので、これによりステップＳ１０２でアシスト中と判断される。
操作中で、アシスト中と判断されると、誤差ΔＦ＝実操作反力Ｆｓ−目標操作反力ＦｔをステップＳ１０３の処理で算出する。図９に示すように、操作反力Ｆｍに対してＦＦ＋ＦＢ制御によりアシスト力Ｆａが付加されることによって、トルクセンサ２１で検知される実操作反力Ｆｓは、目標テーブルブロック３４の目標操作反力Ｆｔに近づくこととなる。
実操作反力Ｆｓはトルクセンサ２１の出力電圧から換算されるが、センサ誤差、ギアバックラッシュ、システムの時間的レスポンス（演算時間等）、クランプ・ワイヤケーブルの遊び等の影響で、正常な動作の場合でも目標操作反力Ｆｔとは設計的に許容される範囲Ｆｏ内にて動作する。
よって、正常な状態では、図９に示すΔＦの絶対値は閾値Ｆｏより小さくなって、ステップＳ１０４で正常と判断されて、通常のアシスト制御が維持される。
【００７５】
▲２▼システム異常の場合
何らかの原因によって、システムに異常が生じて、アシスト力が不足したり、アシストされなくなると、アシスト力Ｆａが小さくなることによって、誤差ΔＦが大きくなる。すると、ステップＳ１０４の処理によってΔＦの絶対値が閾値Ｆｏより大きくなり、異常と判断される。異常と判断された際には、ステップＳ１０５の処理によりモータ駆動制御ブロック４５に制御停止信号を出力してアシスト制御を停止する。
これにより、操作は重くなるが、手動で操作可能な状態にして、さらある誤動作等を起こさないように安全側の処理を行うようにする。
また、これらの処理は、ドライバの操作によらず自動的に行われるので、ドライバに負担をかけることがない。
【００７６】
［コストの抑制］
本実施例では、アシスト制御で使用する目標操作操作反力値とトルクセンサ２１の出力値を使用するため、コストを抑制してシステムの故障判断を行う。
【００７７】
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。
【００７８】
（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、安全性を確保できる。
【００７９】
また、アシスト力制御中に、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Ｆｔとトルクセンサ２１による実操作反力Ｆｓとの差から得られる誤差ΔＦを、予め定めた誤差の許容範囲と照合してシステムの故障判断を行う故障判断ブロック５０を設けたため、正常な制御では、目標操作反力Ｆｔと検出された実操作反力Ｆｓの差である誤差ΔＦは小さいものとなる。よって、この誤差の範囲を予め定めておき、故障判断ブロック５０で誤差ΔＦが許容範囲内かどうかを照合することにより、なんらかの異常によりこの誤差ΔＦが大きくなることを早期に検知してドライバにシステムの異常を認知されることができる。また、ドライバが操作中に不意な違和感を感じることがないようにできる。
また、この検知はドライバの操作によらず自動的に行われるので、ドライバに負担をかけることなく、システムの故障判断を行うことができる。
【００８０】
（第２実施例）
図１１に示すのは、アシスト力制御中に、必要操作力となる操作反力と、制御指令となるアシスト電流値と、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用いて故障判断を行う自動変速機のセレクトアシスト装置の例である。
構成は第１実施例と同様のため、説明を省略する。
作用を説明する。
【００８１】
［故障判断・処理の流れ］
図１１はコントロールユニット２２で実行される故障判断・処理の流れを示すフローチャートである。
【００８２】
ステップＳ２０１では、トルクセンサ２１からの操作力信号、ポテンションメータ２５からのストローク角度信号から得るセレクトレバー２の動きから、操作中かどうかを判断し、操作中である場合にはステップＳ２０２に移行し、操作中でない場合には処理を終了する。
【００８３】
ステップＳ２０２では、トルクセンサ２１からの操作力信号、ポテンションメータ２５からのストローク角度信号、モータ駆動制御ブロック４５からのアシスト電流からアシスト中かどうかを判断し、アシスト中であるならばステップＳ２０３に移行し、ステップ中でないならば処理を終了する。
【００８４】
ステップＳ２０３では、アシスト制御をしない場合のドライバによるセレクトレバ２ーへの必要操作力となる操作反力Ｆｍと、制御指令となるアシスト電流値から得るアシスト力Ｆａと、目標テーブルブロック３４から得るその操作位置での目標操作反力Ｆｔから、誤差ΔＦを算出する。
【００８５】
ステップＳ２０４では、誤差ΔＦの絶対値と閾値Ｆｏを比較して、誤差ΔＦの絶対値が閾値Ｆｏ以上ならばステップＳ２０５に移行し、誤差ΔＦの絶対値が閾値Ｆｏに達しないならば処理を終了する。
【００８６】
ステップＳ２０５では、ワーニング信号を出力し、ドライバに故障と判断したことを伝達する。
【００８７】
［システム故障判断・処理］
第２実施例では、ΔＦを求める際に、まず、アシストがない場合に必要な操作反力Ｆｍを予め実験等により得るようにし、モータ駆動制御ブロック４５から出力されるアシスト制御の結果であるアシスト電流値を入力し、アシスト力に換算したＦａより、Ｆｍ−Ｆａを算出する。Ｆｍ−Ｆａは図９に示すように実操作反力Ｆｓと同等の値となるため、このＦｍ−Ｆａと目標操作反力Ｆｔの差を誤差ΔＦとして、閾値と比較して故障判断を行う。このように第２実施例でも、別のセンサ等を設けることなくコストを抑制して故障を判断する。
また、第２実施例では、ステップＳ２０４の処理において、故障と判断するとステップＳ２０５の処理によりワーニング信号を出力して、ドライバに音や映像で故障を検知したことを知らせる。故障の検知を確実にドライバに伝達することにより、ドライバがシステムの故障に起因する違和感を感じる前に認知させ、ドライバの運転への影響を少なくする。
【００８８】
次に効果を説明する。
【００８９】
（２）アシスト力制御中に、アシスト制御をしない場合の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操作反力Ｆｍと、アシスト電流値から得るアシスト力Ｆａと、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Ｆｔとから得られる誤差ΔＦを、予め定めた誤差の許容範囲と照合してシステムの故障判断を行う故障判断ブロック５０を設けたため、モータ駆動制御ブロック４５から電動モータ１５への制御指令がアシスト電流値である場合に、正常な制御であれば、アシスト制御をしない場合の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操作反力Ｆｍとアシスト電流値から推定されるアシスト力Ｆａとの差に、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Ｆｔとの差を取ったものである誤差ΔＦは小さいものとなる。よって、この誤差の範囲を予め定めておき、故障判断手段で誤差が許容範囲内かどうかを照合することにより、なんらかの異常によりこの誤差が大きくなることを早期に検知してドライバにシステムの異常を認知されることができる。また、ドライバが操作中に不意な違和感を感じることがないようにできる。
【００９０】
（第３実施例）
図１２に示す実施例は、アシスト制御をしない場合のドライバによるセレクトレバーへの必要操作力となる操作反力特性のピーク付近で故障診断を行う例である。
第２実施例では、セレクトレバー２の移動に必要な操作反力Ｆｍのピーク付近、図１２中のＦｘｐで示す部分で故障診断を行う。
他の構成は第１実施例と同様であるので、説明を省略する。
次に作用を説明する。
【００９１】
［精度の高い判定］
図１２に示すように、あるストロークｘを判定の範囲としてある区間でサンプリングした場合、例えば、操作し始めの区間での操作力変動範囲はＦｘｓで非常に大きな変動範囲を有するのに対し、ピーク付近の変動範囲はＦｘｐであり、非常にばらつきが小さくなる。この範囲付近に制御中のサンプリング区間を設けることで、より精度の高いフェール判断が行える。
次に効果を説明する。
【００９２】
（３）故障判断ブロック５０が、アシスト制御をしない場合の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操作反力特性のピーク付近で故障診断を行うため、アシスト制御をしない場合のドライバによるセレクトレバーへの必要操作力となる操作反力特性のピーク付近では、必要操作力の変動が小さいため、値のばらつきが小さくなる。よって、この区間で故障判断を行い、精度の高いフェール判断ができる。
【００９３】
（第４実施例）
図１３に示すのは、ＰレンジからＲレンジへのレンジ位置変更の際のセレクトレバーへの必要操作力となる操作反力特性のピーク付近で故障診断を行う例である。
構成は第１実施例と同じであるので、説明を省略する。
作用を説明する。
［精度の高い判定と初期診断］
フェール判定は、各構成システムの測定誤差（出力誤差）の少ないセレクトレバー２の操作位置で行うのが望ましい。また、走行開始直前にフェール判定を行っておく必要がある。測定誤差は、センサ類の出力までの時間遅れなどがあり、セレクトレバー２の操作速度に依存するところが大きい。Ｐレンジ→Ｒレンジの操作は、走行前に必ず操作すること、また、セレクトレバー２のセレクトボタンを押圧する動作も加わるため（図１３参照）、Ｒレンジ→Ｎレンジ、Ｎレンジ→Ｄレンジの操作速度に対して遅くなる。
第２実施例では、Ｐレンジ→Ｒレンジの切り替え操作の際にフェール判定を行うことで、初期診断が可能となるばかりでなく、誤差の少ないフェール判定となる。
【００９４】
次に効果を説明する。
【００９５】
（４）故障判断ブロック５０が、ＰレンジからＲレンジへのレンジ位置変更の際のセレクトレバー２への必要操作力となる操作反力特性のピーク付近で故障診断を行うため、通常の場合、必ず操作されるＰレンジからＲレンジへのレンジ位置変更の際に故障判断することで、走行前に故障診断を行うことができ、ドライバに親切な初期診断とすることができる。また、ＰレンジからＲレンジへの変更の際にはセレクタボタンの操作が加わるため操作速度が遅くなるため、操作速度に起因するセンサ類の出力までの時間遅れがないようにして、精度高く判断ができる。
【００９６】
（第５実施例）
図１４、１５に示すのは、セレクトレバーの操作速度が予め定めた値より低い場合に故障診断する例である。
構成は第１実施例と同様であるので、説明を省略する。
作用を説明する。
【００９７】
［システム故障判断処理の流れ］
図１４、１５に示すのは、コントロールユニットで実行される故障診断の流れを示すフローチャートである。
【００９８】
ステップＳ３０１では、トルクセンサ２１からの操作力信号、ポテンションメータ２５からのストローク角度信号から得るセレクトレバー２の動きから、操作中かどうかを判断し、操作中である場合にはステップＳ３０２に移行し、操作中でない場合には処理を終了する。
【００９９】
ステップＳ３０２では、トルクセンサ２１からの操作力信号、ポテンションメータ２５からのストローク角度信号、モータ駆動制御ブロック４５からのアシスト電流からアシスト中かどうかを判断し、アシスト中であるならばステップＳ３０３に移行し、ステップ中でないならば処理を終了する。
【０１００】
ステップＳ３０３では、微分器５１からポジション・操作開始・方向判別ブロック３３を介して得るセレクトレバー２の操作速度が、予め定めたＶｏ以下かどうかを判断し、Ｖｏ以下ならばステップＳ３０４に移行し、Ｖｏより大きければ処理を終了する。
【０１０１】
ステップＳ３０４では、第１実施例のステップＳ１０３〜ステップＳ１０４に示すようにフェール判定を行い、故障と判断するならばステップＳ３０５に移行し、正常と判断するならば処理を終了する。
【０１０２】
ステップＳ３０５では、モータ駆動制御ブロック４５に制御停止信号を出力してアシスト制御を停止させる。
【０１０３】
ここで、ステップＳ３０５では、図１５のステップＳ３０６に示すように、ワーニング信号を出力してドライバに故障と判断したことを知らせるようにしてもよい。
【０１０４】
［精度の高い判定］
第５実施例では、制御回路内に予め基準となるセレクトレバー２の操作速度を記憶させておき、ドライバがセレクトレバー２を操作した際に基準操作速度と照合し、あらかじめ決められた基準操作速度よりも小さい値（遅い）でドライバが操作した場合にフェール判定を行うことで、操作速度による測定誤差の影響を小さくして、誤差の少ない範囲でフェール判定を行う。
【０１０５】
次に効果を説明する。
（５）故障判断ブロック５０が、セレクトレバー２の操作速度が予め定めた値より低い場合に故障診断するため、操作速度に起因するセンサ類の出力までの時間遅れがないようにして、精度高く判断ができる。
【０１０６】
（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〜第５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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【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】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１０】コントロールユニットで実行される故障判断処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】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１２】コントロールユニットで実行される故障判断処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】セレクトレバーの操作方向とレンジ位置によるセレクタボタン押しの要・不要を示す説明図である。
【図１４】コントロールユニットで実行される故障判断処理の流れを示すフローチャートである。
【図１５】コントロールユニットで実行される故障判断処理の流れを示すフローチャートである。
【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
５０  故障判断ブロック
５１  微分器
２２１  主制御器
【図１】
2004359167.tif 000003
【図２】
2004359167.tif 000004
【図３】
2004359167.tif 000005
【図４】
2004359167.tif 000006
【図５】
2004359167.tif 000007
【図６】
2004359167.tif 000008
【図７】
2004359167.tif 000009
【図８】
2004359167.tif 000010
【図９】
2004359167.tif 000011
【図１０】
2004359167.tif 000012
【図１１】
2004359167.tif 000013
【図１２】
2004359167.tif 000014
【図１３】
2004359167.tif 000015
【図１４】
2004359167.tif 000016
【図１５】
2004359167.tif 000017