(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】  コントロールユニット２２のアシスト制御は、操作位置とレンジ位置との差の目標値を、検出した操作位置から設定する目標位置偏差設定部３３と、操作位置とレンジ位置から、実際の位置の偏差を演算する実位置偏差演算部３４と、設定した目標位置偏差に実際の位置偏差が追従するようにアシストアクチュエータ９の制御指令値を演算するモータトルク指令値演算部３５とから構成した。【選択図】      図３
2005331080.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部材により連結された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、
前記自動変速機のレンジ位置を検出するレンジ位置検出手段と、
検出された操作位置とレンジ位置に基づいて、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、
前記セレクトレバーから前記アシストアクチュエータまでの間に所定量設けたがたと、
前記がた部分にセレクトレバーの反力を生成させるよう設けた弾性部材と、
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は、
操作位置とレンジ位置との差の目標値を、検出した操作位置から設定する目標位置偏差設定手段と、
操作位置とレンジ位置から、実際の位置の偏差を演算する手段と、
設定した目標位置偏差に実際の位置偏差が追従するように前記アシストアクチュエータの制御指令値を演算する手段と、
からな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、
前記アシスト力制御手段は、
操作位置とレンジ位置との差の目標値を、検出した操作位置から設定する目標位置偏差設定手段と、
操作位置とレンジ位置から、実際の位置の偏差を演算する手段と、
設定した目標位置偏差に実際の位置偏差が追従するように前記アシストアクチュエータの制御指令値を演算する第１制御指令値演算手段と、
セレクトレバーの操作位置に対し予め求めた目標位置偏差を実現するアシストアクチュエータのアシスト出力との関係に従って、セレクトレバーの操作位置から、アシストアクチュエータの制御指令値を設定する第２制御指令値演算手段と、
前記第１の制御指令値と前記第２の制御指令値からアシストアクチュエータの制御指令値を演算する手段と、
からな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、
前記セレクトレバーに操作力が加えられているかどうかを検出する手段を設け、
前記アシスト力制御手段は、
セレクトレバーが操作されていない状態におけるセレクトレバーの操作位置とレンジ位置の実偏差が、目標量となるように、前記目標位置偏差設定手段の内部パラメータを修正する手段を備えた、
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、
前記目標位置偏差設定手段は、
セレクトレバーの操作位置の変化方向に応じて、異なる目標値設定テーブルを検索して目標位置偏差を設定する、
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、
前記第２制御指令値演算手段は、
セレクトレバーの操作位置に対し予め求めた目標位置偏差を実現するアシストアクチュエータのアシスト出力との関係に従って、セレクトレバーの操作位置から、アシストアクチュエータの制御指令値を設定する制御指令基本値演算手段と、
セレクトレバーの操作位置から、セレクトレバーの操作速度を演算する手段と、
セレクトレバーの操作速度に応じて、前記制御指令基本値に対する補正量を演算する制御指令値補正値演算手段と、
前記制御指令基本値と前記制御指令補正値から制御指令値を演算する手段と、
からな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。
【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）。
【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、セレクトレバーとレンジ位置切り換え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、自動変速機のレンジ位置切り換え装置と連結部材により連結された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、前記自動変速機のレンジ位置を検出するレンジ位置検出手段と、検出された操作位置とレンジ位置に基づいて、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、前記セレクトレバーから前記アシストアクチュエータまでの間に所定量設けたがたと、前記がた部分にセレクトレバーの反力を生成させるよう設けた弾性部材とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
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、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。
【００１０】
さらに、セレクトレバーからアシストアクチュエータまでの間に所定量のがたを設け、このがた部分にセレクトレバーの反力を生成させるよう弾性部材を設けたため、がたによる操作フィーリングの低下を生じないようにでき、操作反力を生成するためのセレクトレバー側のチェック機構を省略することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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】
【００１２】
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。
【００１３】
実施例１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。
【００１４】
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。
この支点軸５部分には、セレクトレバー２の操作位置をストローク角度で検出するポテンショメータ５１を設ける。
【００１５】
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。
コントロールケーブル８は、セレクトレバー２側のコントロールケーブル８ａと、アシストアクチュエータ９側のコントロールケーブル８ｂとからなり、本来のケーブルや機構が持つ量よりも大きく設定された所定量のがたを持たせるようにしたがた部８ｃにより所定量分進退自在に接続する。
このがた部８ｃには、コントロールケーブル８ａ，８ｂのがた分の所定量の進退が、弾性範囲での進退となるように弾性部材８ｄを設ける。
具体的な弾性部材８ｄの取り付けの例としては、図１に示すようにがた部８ｃをシリンダ・ピストンのような関係で構成し、内部に弾性部材８ｄを封入するものを挙げておく。
【００１６】
このコントロールケーブル８ａ，８ｂ、がた部８ｃ、弾性部材８ｄで構成するコントロールケーブル８により、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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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、自動変速機１９の制御アーム２０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。
【００２０】
このポテンショメータ２５は、制御アーム２０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、自動変速機１９の制御アーム２０のストローク角度を随時検出する。
【００２１】
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、制御アーム２０のストローク角度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。
【００２２】
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、支点軸５部分に設けたポテンショメータ５１へ入力される。ポテンショメータ５１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。
【００２３】
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へ入力され、アシスト力と加算されてコントロールケーブル１８を介して自動変速機１９へ出力される。
また、自動変速機１９の制御アーム２０のストローク角度は、ワイヤケーブル１８を介してポテンショメータ５１に入力・検知され、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。
【００２４】
目標値偏差設定部３３は、図８に示すように操作方向で異なるセレクトレバーの操作位置に対する目標位置偏差の関係を表すテーブルデータを参照して、操作位置に対する目標位置偏差を設定する。
【００２５】
実位置偏差演算部３４は、セレクトレバーの操作位置とレンジ位置の差を演算する。但し、ＰレンジからＬレンジまで操作した際の、位置の変化幅がセレクトレバー２と制御レバー２０で異なる場合には、以下に示すようにスケーリングする。実位置偏差＝セレクトレバー操作位置−制御レバー位置×（セレクトレバー位置変化幅／制御レバー変化幅）。
【００２６】
モータトルク指令値演算部３５は、目標位置偏差と実位置偏差の差が小さくなるように、例えばPI制御によって、モータトルク指令値を演算する。
【００２７】
モータ駆動制御部（アシスト力制御部に相当）４５は、モータトルク指令値に基づいて、電動モータ１５を駆動する。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
ステップＳ１では、ポテンショメータ５１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Ｓ２へ移行する。
【００３３】
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。
【００３４】
ステップＳ３では、セレクトレバー２の操作位置を示すストローク角度からテーブルデータを参照し、目標位置偏差を設定し、ステップＳ４へ移行する。
【００３５】
ステップＳ４では、セレクトレバー２の操作位置を示すストローク角度と、レンジ位置を示すストローク角度から、実位置偏差を演算し、ステップＳ５へ移行する。
【００３６】
ステップＳ５では、目標位置偏差と実位置偏差から、モータトルク指令値を演算し、ステップＳ６へ移行する。
【００３７】
ステップＳ６では、目標のモータトルク（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。
【００３８】
［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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
［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。
なお、本実施例１では、この目標操作反力を使用しない。しかし、目標位置偏差と所定の差以内になるよう制御された結果、セレクトレバーの操作反力としては、図７に示すような良好な操作特性を得ることとなるのである。よって、以上のように説明しておく。
【００４２】
［目標位置偏差マップ］
図８は各方向における目標位置偏差マップである。
この目標位置偏差は、ディテント力の特性に相似し、P,R,N,D,Lの各レンジ位置で０となるよう設定されている。
【００４３】
［チェック力について］
図４を参照して説明した自動変速機のディテント力は、セレクトレバー２の操作に節度感を与えるチェック力となる。
つまり、ばね板２８で付勢されたディテントピン２９がディテントプレート２７のカムの谷底に接した状態で安定的に止まることになる。
セレクトレバー２の操作に対してアシストを行い、かつ良好な節度感を得るには、セレクトレバー２部分に図４に示すチェック機構と別にチェック機構を設けることが考えられる。
この場合、図６に示す操作力０の安定状態に双方が同期した状態が望ましいこととなる。しかし、このためには高い取り付け精度が要求される。
一方、実施例１の自動変速機においては、機構上のがたを有している。しかし、安定状態にも幅があるため、所定量のがたを有した状態でほぼ同期して２つのチェック力が機能すれば、良好な操作フィーリングを得ることができる。
ところが、セレクトレバー２の操作方向は、図８に示すようにＰ→Ｌレンジ方向、Ｌ→レンジ方向があるため、２つのチェック機構が、所定のがたを有してほぼ同期して機能する場合、操作力０の安定状態で、がたの大きさが最大値の１／２であることが望ましいこととなる。しかし、そのためには、高い取り付け精度が要求され、組付け性が難しいという課題があった。
これに対し、実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置では、セレクトレバーからアシストアクチュエータまでの間に所定量のがたを設け、このがた部分にセレクトレバーの反力を生成させるよう弾性部材を設けている。
【００４４】
［アシスト制御］
実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置では、セレクトレバー２が操作されると、ワイヤケーブル８，１８で連結された自動変速機の制御アーム２０は、ディテント力を受けるため、その反力によりセレクトレバー２は重くなる。
この状態は言い換えれば、セレクトレバー２の操作に制御アーム２０が充分に追従していかない状態である。よって、セレクトレバー２の操作位置をポテンショメータ５１で検知し、制御アーム２０のレンジ位置をポテンショメータ２５で検知し、その位置偏差を所定量以下になるようアシスト力を出力することにより、セレクトレバー２への反力を軽減し、良好な軽い操作が実現する。
【００４５】
さらに、目標位置偏差設定部３３により操作位置に対して、図８に示すように目標位置偏差を設定し、実位置偏差演算部３４で演算される実際の位置偏差を目標位置偏差に近づけるようアシスト力を出力することにより、予め設定した、より理想的な状態に近い、良好な操作感を得る。
また、目標位置偏差設定部３３のテーブルデータは、操作方向ごとに設けられているので、操作方向によるセレクトレバー２への操作力の入力具合の違いなどに対応し、きめ細かく目標位置偏差を設定する。また、これにより操作方向で同じ目標値にすることにより生じるような操作の違和感をなくす。
【００４６】
［良好な操作反力の生成作用］
セレクトレバー２の操作が、ＰレンジからＬレンジまでのいずれかの位置で、操作が終了した際には、安定状態となる。この安定状態からセレクトレバー２を操作すると、自動変速機のディテント力がセレクトレバー２に働くほか、弾性部材８ｄを伸長もしくは、収縮するため弾性力が働くことになる。この力の方向は同じであるため、セレクトレバー２には、ディテント力に弾性力を加えたものが加わることになる。
そのため、セレクトレバー２部分には、チェック機構が必要なくなる。
よって、チェック機構を２つ設けることなく、２つ設けたのと近い操作反力を生成することができ、良好な操作フィーリングを得ることができる。
また、これにより取り付け精度の高度化や組付け性の困難化を防ぐことになる。
【００４７】
さらに、がた部８ｃに弾性部材８ｄを設けることにより、セレクトレバー２をがた分操作した際の遊び感が減少し、操作フィーリングの向上となる。
【００４８】
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。
【００４９】
(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る。
【００５０】
また、セレクトレバー２からアシストアクチュエータ９までの間に所定量のがた部８ｃを設け、このがた部８ｃにセレクトレバー２の反力を生成させるよう弾性部材８ｄを設けたため、がたによる操作フィーリングの低下を生じないようにでき、操作反力を生成するためのセレクトレバー側のチェック機構を省略することができる。
【００５１】
(2)コントロールユニット２２のアシスト制御は、操作位置とレンジ位置との差の目標値を、検出した操作位置から設定する目標位置偏差設定部３３と、操作位置とレンジ位置から、実際の位置の偏差を演算する実位置偏差演算部３４と、設定した目標位置偏差に実際の位置偏差が追従するようにアシストアクチュエータ９の制御指令値を演算するモータトルク指令値演算部３５とからなるため、実操作反力を理想的な操作反力（目標操作反力）に近づけることができる。
【００５２】
(5)目標位置偏差設定部３３は、セレクトレバー２の操作位置の変化方向に応じて、異なる目標値設定テーブルを検索して目標位置偏差を設定するため、操作違和感を生じないようにでき、より理想的な操作反力（目標操作反力）へ近づけることができる。
【実施例２】
【００５３】
実施例２は、フィードフォワード制御を行う例である。
図１０は実施例２のコントロールユニット２２の制御ブロック図である。
第１モータトルク指令値演算部３６は、目標位置偏差と実位置偏差の差が小さくなるように、例えばPI制御によって、モータトルク指令値を演算する。
第２モータトルク指令値演算部３７は、セレクトレバー２の操作位置に対して目標位置偏差を実現した場合のモータトルクを予め求めテーブル化したものを備え、フィードフォワード制御となるよう操作位置からテーブルデータを参照してモータトルク指令値を決定する。
なお、このテーブルデータは図１２に示すように操作方向ごとに用意する。
加算器３８は、第１モータトルク指令値と第２モータトルク指令値を加算し、結果をモータ駆動制御部４５に出力する。
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。
【００５４】
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１１は、実施例２の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。
【００５５】
ステップＳ１１では、ポテンショメータ５１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Ｓ１２へ移行する。
【００５６】
ステップＳ１２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Ｓ１３へ移行する。
【００５７】
ステップＳ１３では、セレクトレバー２の操作位置を示すストローク角度からテーブルデータを参照し、目標位置偏差を設定し、ステップＳ１４へ移行する。
【００５８】
ステップＳ１４では、セレクトレバー２の操作位置を示すストローク角度と、レンジ位置を示すストローク角度から、実位置偏差を演算し、ステップＳ１５へ移行する。
【００５９】
ステップＳ１５では、目標位置偏差と実位置偏差から、第１モータトルク指令値を演算し、ステップＳ１６へ移行する。
【００６０】
ステップＳ１６では、操作位置からテーブルデータを参照して、フィードフォワード制御となるよう第２モータトルク指令値を演算する。
【００６１】
ステップＳ１７では、第１モータトルク指令値と第２モータトルク指令値を加算してモータトルク指令値を決定する。
【００６２】
ステップＳ１８では、目標のモータトルク（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。
【００６３】
［追従性の向上作用］
実施例２では、セレクトレバー２の操作位置に対し、どれだけのモータトルク出力を行えば、目標の位置偏差となるかをテーブルデータ化しておき、第２モータトルク指令値演算部３７により、そのテーブルデータを参照し、実際の位置偏差を演算することなく、モータトルク指令値を決定する。このモータトルク指令値は、フィードフォワード制御の指令値となる。よって、第１モータトルク指令値演算部３６で実際の位置偏差を例えばPI制御で演算するのに比べ、目標値への追従性が向上する。
これにより、さらに良好な操作フィーリングを得ることになる。
【００６４】
その他、作用効果は実施例１と同様であるので、説明を省略する。
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)に加えて以下の効果を有する。
(3)コントロールユニット２２のアシスト制御は、操作位置とレンジ位置との差の目標値を、検出した操作位置から設定する目標位置偏差設定部３３と、操作位置とレンジ位置から、実際の位置の偏差を演算する実位置偏差演算部３４と、設定した目標位置偏差に実際の位置偏差が追従するようにアシストアクチュエータ９の制御指令値を演算する第１モータトルク指令値演算部３６と、セレクトレバー２の操作位置に対し予め求めた目標位置偏差を実現するアシストアクチュエータ９のアシスト出力との関係に従って、セレクトレバー２の操作位置から、アシストアクチュエータ９の制御指令値を設定する第２モータトルク指令値演算部３７と、第１の制御指令値と前記第２の制御指令値からアシストアクチュエータ９の制御指令値を演算する加算器３８とからなるため、目標値への追従性が向上し、操作フィーリングがより向上できる。
【実施例３】
【００６５】
実施例３は、感圧センサにより非操作状態を検知して、目標値の設定のテーブルデータを修正する例である。
実施例３では、セレクトレバー２に操作者の手の圧力を検知する感圧センサ５２を設けている。
図１３は実施例３のコントロールユニット２２の制御ブロック図である。
内部データ学習部４０は、感圧センサ５２により、セレクトレバー２への操作が行われていないと判断される状態において、操作位置とレンジ位置の偏差を読み込み、目標位置偏差のテーブルデータを学習し、修正値を目標位置偏差設定部４１へ出力する。
目標位置偏差設定部４１は、内部データ学習部４０からの修正値に応じて、テーブルデータを修正し、入力される操作位置に応じた目標位置偏差を出力する。
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。
【００６６】
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１４は、実施例３の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。
【００６７】
ステップＳ２１では、ポテンショメータ５１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Ｓ２２へ移行する。
【００６８】
ステップＳ２２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Ｓ２３へ移行する。
【００６９】
ステップＳ２３では、感圧センサ５２の出力から操作状態か非操作状態かを読み込む。
【００７０】
ステップＳ２４では、セレクトレバー２の操作位置を示すストローク角度と、レンジ位置を示すストローク角度から、実位置偏差を演算し、ステップＳ２５へ移行する。
【００７１】
ステップＳ２５では、非操作状態の際に、実際の位置偏差を学習し、目標位置偏差データの修正値を出力する。
【００７２】
ステップＳ２６では、セレクトレバー２の操作位置を示すストローク角度から修正が行われるテーブルデータを参照し、目標位置偏差を設定し、ステップＳ２７へ移行する。
【００７３】
ステップＳ２７では、目標位置偏差と実位置偏差から、第１モータトルク指令値を演算し、ステップＳ２８へ移行する。
【００７４】
ステップＳ２８では、操作位置からテーブルデータを参照して、フィードフォワード制御となるよう第２モータトルク指令値を演算する。
【００７５】
ステップＳ２９では、第１モータトルク指令値と第２モータトルク指令値を加算してモータトルク指令値を決定する。
【００７６】
ステップＳ３０では、目標のモータトルク（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。
【００７７】
［弾性部材・連結部材の自然長の増加について］
連結する一部に弾性部材８ｄを設けた自動変速機のセレクトアシスト装置では、弾性部材の自然長について以下の課題が生じる。
図１５は、セレクトレバー２、セレクトレバー２と連結されている制御アーム２０の動きを示す説明図である。
自然長が初期状態の場合には、セレクトレバー２と制御アーム２０は、連結されていることにより同期した動きとなる（図１５(a)参照）。
これに対し、経時変化、熱変形により弾性部材８ｄの自然長が長くなった場合、セレクトレバー２を操作して手を離すと、弾性部材８ｄの伸びにより、セレクトレバー２が倒れ方向に動く（図１５(b)参照）。
【００７８】
すると、セレクトレバー２と制御アーム２０に位置偏差が生じ、アシスト制御により制御アーム２０を動かすようアシスト力が発生し、制御アーム２０が動く。この動きの際には、伸びた弾性部材８ｄが縮む動きとなる（図１５(c)参照）。次に、さらに弾性部材８ｄが伸びてセレクトレバー２が動く、つまり、セレクトレバー２の倒れと制御アーム２０の追従する動きが繰り返される可能性が生じるのである。
これに対し、実施例３では、内部データ学習部４０を設け、テーブルデータを修正している。
【００７９】
［目標位置偏差のテーブルデータの学習作用］
実施例３では、経時変化や熱変化により、弾性部材８ｄの自然長が変化してしまった場合、セレクトレバー２を操作後、ドライバが手を離すと、弾性部材８ｄの伸びによりセレクトレバー２が倒れ方向に動く（図１５(b)参照）。
一方、ドライバの手がセレクトレバー２から離れたことは、感圧センサ５２により検知される。内部データ学習部４０は、感圧センサ５２により非操作状態を検知すると、実位置偏差演算部３４からの入力により、セレクトレバー２と制御アーム２０の位置偏差を読み込み、修正値を決定し、目標位置偏差設定部４１のテーブルデータを修正する。
そのため、図１５(b)に示すような弾性部材８ｄの伸びた状態のセレクトレバー２と制御アーム２０の位置偏差が目標値に考慮されるため、この位置偏差をなくすよう制御アーム２０を動かすアシスト力が付与されることがなくなる。
よって、図１５(b)に示す弾性部材８ｄの伸びによりセレクトレバー２が動いた状態から図１５(c)に示す制御アーム２０が追従して動く状態に移行することが防止される。
また、実施例３の作用効果は、連結部材であるワイヤケーブル８、１８の自然長の変化においても得られるものである。
その他作用効果は、実施例２と同様であるので説明を省略する。
【００８０】
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),(2),(3)に加えて以下の効果を有する。
(4)セレクトレバー２に操作力が加えられているかどうかを検出する感圧センサ５２を設け、コントロールユニット２２は、セレクトレバー２が操作されていない状態におけるセレクトレバー２の操作位置とレンジ位置の実偏差が、目標量となるように、目標位置偏差設定部４１の内部パラメータを修正する内部データ学習部４０を備えたため、弾性部材の自然長や連結部材の長さが、温度などの影響で変わった場合において、レンジ切り換え後に手を離しても、セレクトレバー２の位置、制御レバー２０の位置を、手を離す前の状態に保持できる。
【実施例４】
【００８１】
実施例４は、フィードフォワード制御は、操作速度によるものとした例である。
図１６は、コントロールユニット２２の制御ブロック図である。
第２モータトルク指令値演算部４２は、第２モータトルク指令基本値演算部４２１、操作速度演算部４２２、第２モータトルク指令値補正部４２３、加算器４２４を主な構成としている。
第２モータトルク指令基本値演算部４２１は、セレクトレバー２の操作位置に対して目標位置偏差を実現した場合のモータトルクを予め求めテーブル化したものを備え、フィードフォワード制御となるよう操作位置からテーブルデータを参照してモータトルク指令値を決定する。
【００８２】
操作速度演算部４２２は、セレクトレバー２の操作位置から操作速度を演算する。
第２モータトルク指令補正値演算部４２３は、セレクトレバー２の操作速度に応じて、操作速度が高速になるとアシスト力を大きくする補正値を演算する。
加算器４２４は、第２モータトルク指令基本値と第２モータトルク指令補正値を加算して第２モータトルク指令値を出力する。
他の制御ブロック図部分は、図１０に示す実施例２の制御ブロック図と同様であり、その他構成は、実施例２と同様であるので説明を省略する。
【００８３】
次に作用を説明する。
［フィードフォワード制御処理］
実施例４において、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は、図１１に示す実施例２のフローチャートと同様である。実施例４では、図１１中のステップＳ１６のフィードフォワード処理についての例であり、以下各ステップについて説明する。
【００８４】
ステップＳ３１では、ポテンショメータ５１からのストローク角度から得るセレクトレバー２の操作位置より、セレクトレバー２の操作速度を演算する。
【００８５】
ステップＳ３２では、操作位置からテーブルデータを参照して、フィードフォワード制御となるようモータトルク指令基本値を演算する。
【００８６】
ステップＳ３３では、セレクトレバー２の操作速度から、操作速度が高速な場合、アシスト力が大きくなる補正値を演算して出力する。
【００８７】
［追従性の向上作用］
フィードフォワード制御により第２モータトルク指令値を演算し、PI制御等によりフィードバック制御で第１モータトルク指令値を演算すると、フィードフォワード制御により追従性が向上するが、セレクトレバー２の操作速度が高い場合には、フィードフォワード制御による追従性でも十分ではない。そのため、実施例４では、操作速度に応じてアシスト力を大きくする補正を行うようにし、さらに、追従性を向上させる。
よって、セレクトレバー２を高速で操作しても、良好なアシスト力を得ることができ、良好な操作フィーリングとなる。
【００８８】
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),(3)に加えて以下の効果を有する。
(6)第２モータトルク指令値演算部は、セレクトレバー２の操作位置に対し予め求めた目標位置偏差を実現するアシストアクチュエータ９のアシスト出力との関係に従って、セレクトレバー２の操作位置から、アシストアクチュエータ９の制御指令値を設定する第２モータトルク指令補正値演算部４２３と、セレクトレバー２の操作位置から、セレクトレバーの操作速度を演算する操作速度演算部４２２と、セレクトレバー２の操作速度に応じて、第２モータトルク指令基本値に対する補正量を演算する第２モータトルク指令補正値演算部と、第２モータトルク指令基本値と第２モータトルク指令補正値から第２モータトルク指令値を演算する加算器４２４とからなるため、フィードフォワード制御による追従性をさらに向上させ、操作フィーリングをより良くできる。
【００８９】
（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４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１〜実施例４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。
例えば、実施例１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。
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。
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。
【００９０】
目標位置偏差設定部と実位置偏差演算部によりモータトルク指令値を設定する際には、PI制御以外の制御により指令値を演算してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【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】各方向における目標位置偏差マップである。
【図９】セレクトレバー２、セレクトレバー２と連結されている制御アーム２０の動きを示す説明図である。
【図１０】実施例２のコントロールユニット２２の制御ブロック図である。
【図１１】実施例２の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１２】各方向における第２モータトルク指令値マップである。
【図１３】実施例３のコントロールユニット２２の制御ブロック図である。
【図１４】実施例３の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１５】セレクトレバー２、セレクトレバー２と連結されている制御アーム２０の動きを示す説明図である。
【図１６】実施例４のコントロールユニット２２の制御ブロック図である。
【図１７】図１１のステップＳ１６のフィードフォワード処理の流れを示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００９２】
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
８ａ  コントロールケーブル
８ｂ  コントロールケーブル
８ｃ  がた部
８ｄ  弾性部材
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  目標位置偏差設定部
３４  実位置偏差演算部
３５  モータトルク指令値演算部
３６  第１モータトルク指令値演算部
３７  第２モータトルク指令値演算部
３８  加算器
４０  内部データ学習部
４１  目標位置偏差設定部
４２  第２モータトルク指令値演算部
４２１  モータトルク指令基本値演算部
４２２  操作速度演算部
４２３  モータトルク指令値補正部
４２３  モータトルク指令補正値演算部
４２４  加算器
４５  モータ駆動制御部
５１  ポテンショメータ
５２  感圧センサ
【図１】
2005331080.tif 000003
【図２】
2005331080.tif 000004
【図３】
2005331080.tif 000005
【図４】
2005331080.tif 000006
【図５】
2005331080.tif 000007
【図６】
2005331080.tif 000008
【図７】
2005331080.tif 000009
【図８】
2005331080.tif 000010
【図９】
2005331080.tif 000011
【図１０】
2005331080.tif 000012
【図１１】
2005331080.tif 000013
【図１２】
2005331080.tif 000014
【図１３】
2005331080.tif 000015
【図１４】
2005331080.tif 000016
【図１５】
2005331080.tif 000017
【図１６】
2005331080.tif 000018
【図１７】
2005331080.tif 000019