(57)【要約】【課題】応答性が高く、変速指示部材を操作した後、レンジが切り換わるまでの時間を短くすることができ、運転者に違和感を与えることがないようにする。【解決手段】シフト信号を発生させる変速指示部材と、駆動部を駆動することによって回動させられるレンジ制御回動部材と、レンジ制御回動部材の回転角度を検出する位置検出部と、複数のレンジ溝及び山を備えたディテントレバーと、各レンジ溝と選択的に係合させられる係合部材と、レンジ制御回動部材及びディテントレバーを回動させるための目標角度を設定する目標角度設定処理手段と、係合部材が制御切換点に到達するまでの間、駆動部を駆動する第１の制御処理手段と、係合部材が、制御切換点を通過した後、目標角度及び前記位置検出部のセンサ出力に基づいて駆動部を駆動する第２の制御処理手段とを有する。【選択図】図１
2007139101.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者が操作することによってシフト信号を発生させる変速指示部材と、変速用の駆動部と、該駆動部を駆動することによって回動させられるレンジ制御回動部材と、該レンジ制御回動部材の回転角度を検出する位置検出部と、前記レンジ制御回動部材及びレンジ切換部材と連結され、複数のレンジ溝、及び該各レンジ溝間に形成された山を備えたディテントレバーと、前記各レンジ溝と選択的に係合させられ、ディテントレバーを所定の位置で保持する係合部材と、前記変速指示部材から送られたシフト信号に基づいて、前記レンジ制御回動部材及びディテントレバーを回動させるための目標角度を設定する目標角度設定処理手段と、前記係合部材が、前記山の頂点又は山の頂点より目標角度側に設定された制御切換点に到達するまでの間、第１の制御処理によって駆動部を駆動する第１の制御処理手段と、前記係合部材が、制御切換点を通過した後、変更先のレンジ溝の切換位置に置かれるまでの間、前記目標角度及び前記位置検出部のセンサ出力に基づいて、第１の制御処理より精度を高くした第２の制御処理によって駆動部を駆動する第２の制御処理手段とを有することを特徴とするレンジ切換制御装置。
【請求項２】
前記第１の制御処理は、フィードフォワード制御処理であり、前記第２の制御処理は、フィードバック制御処理である請求項１に記載のレンジ切換制御装置。
【請求項３】
前記第１の制御処理は、フィードフォワード制御処理及びフィードバック制御処理を行う複合制御処理であり、前記第２の制御処理は、フィードバック制御処理である請求項１に記載のレンジ切換制御装置。
【請求項４】
前記制御切換点はディテントレバーに形成された山の頂点である請求項１〜３のいずれか１項に記載のレンジ切換制御装置。
【請求項５】
前記フィードフォワード制御処理手段は、前記目標角度に対応させて設定された一定のトルクで駆動部を駆動する請求項２又は３に記載のレンジ切換制御装置。
【請求項６】
前記フィードバック制御処理手段は、前記目標角度と前記位置検出部のセンサ出力で表される検出角度との角度差に応じて決定された目標トルクで、駆動部を駆動する請求項２又は３に記載のレンジ切換制御装置。
【請求項７】
前記角度差が大きい場合に目標トルクを小さくし、前記角度差が小さい場合に目標トルクを大きくする目標トルク設定処理手段を有する請求項６に記載のレンジ切換制御装置。
【請求項８】
前記係合部材の移動距離が長い場合にトルクを大きくし、係合部材の移動距離が短い場合にトルクを小さくするトルク設定処理手段を有する請求項５に記載のレンジ切換制御装置。
【請求項９】
前記係合部材の移動距離が長い場合に係合部材の移動速度を高くし、係合部材の移動距離が短い場合に係合部材の移動速度を低くする移動速度設定処理手段を有する請求項１に記載のレンジ切換制御装置。
【請求項１０】
運転者が操作することによってシフト信号を発生させる変速指示部材、変速用の駆動部、該駆動部を駆動することによって回動させられるレンジ制御回動部材、該レンジ制御回動部材の回転角度を検出する位置検出部、前記レンジ制御回動部材及びレンジ切換部材と連結され、複数のレンジ溝、及び該各レンジ溝間に形成された山を備えたディテントレバー、並びに前記各レンジ溝と選択的に係合させられ、ディテントレバーを所定の位置で保持する係合部材を有するレンジ切換制御装置のレンジ切換制御方法において、前記変速指示部材から送られたシフト信号に基づいて、前記レンジ制御回動部材及びディテントレバーを回動させるための目標角度を設定し、前記係合部材が、前記山の頂点又は山の頂点より目標角度側に設定された制御切換点に到達するまでの間、第１の制御処理によって駆動部を駆動し、前記係合部材が、制御切換点を通過した後、変更先のレンジ溝の切換位置に置かれるまでの間、前記目標角度及び前記位置検出部のセンサ出力に基づいて、第１の制御処理より精度を高くした第２の制御処理によって駆動部を駆動することを特徴とするレンジ切換制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンジ切換制御装置及びレンジ切換制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動変速機を備えた車両においては、運転者が変速指示部材としてのシフトレバーを操作することによって所定のレンジを選択すると、マニュアルバルブが切り換えられ、所定の油圧が発生させられ、該油圧がマニュアルバルブから出力される。この場合、運転者によって選択されたレンジの情報を、電気信号に変換し、電気信号によってモータを駆動し、マニュアルバルブを切り換えるようにしたシフトバイワイヤ（ＳＢＷ）システムが提供されている。
【０００３】
該シフトバイワイヤシステムにおいては、モータとマニュアルバルブとの間に、ディテント機構が配設され、前記モータが駆動されると、マニュアルシャフトが回動させられ、該マニュアルシャフトと連結され、前記ディテント機構を構成するディテントレバーが回動させられる。このとき、ディテントレバーに各レンジと対応させて形成されたレンジ溝にローラを位置させることによって、ディテントレバーの位置決めが行われ、マニュアルバルブのスプールの位置決めが行われる。
【０００４】
そのために、マニュアルシャフトの回転角度を検出するセンサが配設され、センサによって検出された回転角度、すなわち、検出角度とあらかじめ設定された目標角度との偏差に基づいて、制御装置においてフィードバック制御が行われるようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００５−１０６２７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来のシフトバイワイヤシステムにおいては、検出角度と目標角度とが一致するまで、スプールの位置決めを行うことができないので、応答性が低く、シフトレバーを操作した後、レンジが切り換わるまでの時間が長くなり、運転者に違和感を与えてしまう。
【０００６】
本発明は、前記従来のシフトバイワイヤシステムの問題点を解決して、応答性が高く、変速指示部材を操作した後、レンジが切り換わるまでの時間を短くすることができ、運転者に違和感を与えることがないレンジ切換制御装置及びレンジ切換制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そのために、本発明のレンジ切換制御装置においては、シフト信号を発生させる変速指示部材と、変速用の駆動部と、該駆動部を駆動することによって回動させられるレンジ制御回動部材と、該レンジ制御回動部材の回転角度を検出する位置検出部と、前記レンジ制御回動部材及びレンジ切換部材と連結され、複数のレンジ溝、及び該各レンジ溝間に形成された山を備えたディテントレバーと、前記各レンジ溝と選択的に係合させられ、ディテントレバーを所定の位置で保持する係合部材と、前記変速指示部材から送られたシフト信号に基づいて、前記レンジ制御回動部材及びディテントレバーを回動させるための目標角度を設定する目標角度設定処理手段と、前記係合部材が、前記山の頂点又は山の頂点より目標角度側に設定された制御切換点に到達するまでの間、第１の制御処理によって駆動部を駆動する第１の制御処理手段と、前記係合部材が、制御切換点を通過した後、変更先のレンジ溝の切換位置に置かれるまでの間、前記目標角度及び前記位置検出部のセンサ出力に基づいて、第１の制御処理より精度を高くした第２の制御処理によって駆動部を駆動する第２の制御処理手段とを有する。
【０００８】
本発明の他のレンジ切換制御装置においては、さらに、前記第１の制御処理は、フィードフォワード制御処理であり、前記第２の制御処理は、フィードバック制御処理である。
【０００９】
本発明の更に他のレンジ切換制御装置においては、さらに、前記第１の制御処理は、フィードフォワード制御処理及びフィードバック制御処理を行う複合制御処理であり、前記第２の制御処理は、フィードバック制御処理である。
【００１０】
本発明の更に他のレンジ切換制御装置においては、さらに、前記制御切換点はディテントレバーに形成された山の頂点である。
【００１１】
本発明の更に他のレンジ切換制御装置においては、さらに、前記フィードフォワード制御処理手段は、前記目標角度に対応させて設定された一定のトルクで駆動部を駆動する。
【００１２】
本発明の更に他のレンジ切換制御装置においては、さらに、前記フィードバック制御処理手段は、前記目標角度と前記位置検出部のセンサ出力で表される検出角度との角度差に応じて決定された目標トルクで、駆動部を駆動する。
【００１３】
本発明の更に他のレンジ切換制御装置においては、さらに、前記角度差が大きい場合に目標トルクを小さくし、前記角度差が小さい場合に目標トルクを大きくする目標トルク設定処理手段を有する。
【００１４】
本発明の更に他のレンジ切換制御装置においては、さらに、前記係合部材の移動距離が長い場合に目標トルクを大きくし、係合部材の移動距離が短い場合に目標トルクを小さくする目標トルク設定処理手段を有する。
【００１５】
本発明の更に他のレンジ切換制御装置においては、さらに、前記係合部材の移動距離が長い場合に係合部材の移動速度を高くし、係合部材の移動距離が短い場合に係合部材の移動速度を低くする移動速度設定処理手段を有する。
【００１６】
本発明のレンジ切換制御方法においては、運転者が操作することによってシフト信号を発生させる変速指示部材、変速用の駆動部、該駆動部を駆動することによって回動させられるレンジ制御回動部材、該レンジ制御回動部材の回転角度を検出する位置検出部、前記レンジ制御回動部材及びレンジ切換部材と連結され、複数のレンジ溝、及び該各レンジ溝間に形成された山を備えたディテントレバー、並びに前記各レンジ溝と選択的に係合させられ、ディテントレバーを所定の位置で保持する係合部材を有するレンジ切換制御装置に適用されるようになっている。
【００１７】
そして、前記変速指示部材から送られたシフト信号に基づいて、前記レンジ制御回動部材及びディテントレバーを回動させるための目標角度を設定し、前記係合部材が、前記山の頂点又は山の頂点より目標角度側に設定された制御切換点に到達するまでの間、第１の制御処理によって駆動部を駆動し、前記係合部材が、制御切換点を通過した後、変更先のレンジ溝の切換位置に置かれるまでの間、前記目標角度及び前記位置検出部のセンサ出力に基づいて、第１の制御処理より精度を高くした第２の制御処理によって駆動部を駆動する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、レンジ切換制御装置においては、シフト信号を発生させる変速指示部材と、変速用の駆動部と、該駆動部を駆動することによって回動させられるレンジ制御回動部材と、該レンジ制御回動部材の回転角度を検出する位置検出部と、前記レンジ制御回動部材及びレンジ切換部材と連結され、複数のレンジ溝、及び該各レンジ溝間に形成された山を備えたディテントレバーと、前記各レンジ溝と選択的に係合させられ、ディテントレバーを所定の位置で保持する係合部材と、前記変速指示部材から送られたシフト信号に基づいて、前記レンジ制御回動部材及びディテントレバーを回動させるための目標角度を設定する目標角度設定処理手段と、前記係合部材が、前記山の頂点又は山の頂点より目標角度側に設定された制御切換点に到達するまでの間、第１の制御処理によって駆動部を駆動する第１の制御処理手段と、前記係合部材が、制御切換点を通過した後、変更先のレンジ溝の切換位置に置かれるまでの間、前記目標角度及び前記位置検出部のセンサ出力に基づいて、第１の制御処理より精度を高くした第２の制御処理によって駆動部を駆動する第２の制御処理手段とを有する。
【００１９】
この場合、前記係合部材が、制御切換点に到達するまでの間、第１の制御処理によって駆動部が駆動されるので、初動を速くすることができ、応答性を高くすることができる。したがって、変速指示部材を操作した後、レンジが切り換わるまでの時間を短くすることができるので、運転者に違和感を与えることがなくなる。
【００２０】
また、前記係合部材が、制御切換点を通過した後、変更先のレンジ溝の切換位置に置かれるまでの間、第２の制御処理によって駆動部が駆動されるので、駆動部の制動を最適に行うことができ、レンジ制御回動部材及びディテントレバーの位置決めの精度を高くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、駆動源としてのエンジンを駆動することによって発生させられた回転を、駆動輪に伝達して走行させられるエンジン型の車両に搭載されるレンジ切換制御装置について説明する。
【００２２】
図２は本発明の第１の実施の形態におけるレンジ切換制御装置の駆動機構部を示す斜視図、図３は本発明の第１の実施の形態におけるディテントレバーを示す図である。
【００２３】
図において、１１はレンジ切換制御装置であり、該レンジ切換制御装置１１は、車両に搭載される多段自動変速機、無段変速機（ＣＶＴ）等の自動変速機に組み込まれる。また、１２は運転者が走行レンジを選択するために操作することによって、電気信号であるシフト信号Ｓ１を発生させる変速指示部材としてのシフトレバーである。そして、運転者の操作に基づいてシフトレバー１２が所定の位置に置かれると、Ｐ（パーキング）レンジ、Ｒ（リバース）レンジ、Ｎ（ニュートラル）レンジ及びＤ（ドライブ）レンジの各レンジのうちの一つのレンジが選択され、シフトレバー１２において、選択されたレンジに対応するシフト信号Ｓ１が発生させられる。本実施の形態においては、変速指示部材として、シフトレバー１２が使用されるようになっているが、該シフトレバー１２に代えて、シフトボタン、シフトスイッチ、音声入力装置等を使用することができる。そして、１３は、該シフトレバー１２と所定のラインで接続され、シフトレバー１２からシフト信号Ｓ１を受けて、制御信号を発生させ、所定の制御を行う制御装置である。該制御装置１３は、図示されないＣＰＵ及びＲＡＭ、ＲＯＭ等の記録装置から成り、コンピュータとして機能し、各種のプログラム、データ等に基づいて演算処理を行う。
【００２４】
また、１４は、前記制御装置１３から制御信号を受けて駆動され、回転を発生させる変速用の駆動部としてのモータであり、該モータ１４は、図示されない出力軸をハウジングｈｇ内に挿入するようにして、ハウジングｈｇの外側に取り付けられ、回転方向、回転時間、回転タイミング等が前記制御装置１３によって制御される。本実施の形態においては、前記モータ１４として、ロータに永久磁石を備えた直流モータが使用される。
【００２５】
そして、１５はモータ１４の回転の回転運動を直進運動に変換する第１の運動方向変換部としてのボールねじであり、該ボールねじ１５は、モータ１４からの回転を受けて回転させられる第１の変換要素としてのボールねじ軸２１、及びボールねじ軸２１に対して軸方向に移動自在に配設され、ボールねじ軸２１と螺（ら）合させられる第２の変換要素としてのボールナット２２を備える。また、前記モータ１４の出力軸に小径のギヤｇ１が、前記ボールねじ軸２１に大径のギヤｇ２が取り付けられ、ギヤｇ１、ｇ２が噛（し）合させられる。したがって、モータ１４の回転をギヤｇ１、ｇ２によって減速させてボールねじ軸２１に伝達することができる。なお、本実施の形態においては、前記第１の運動方向変換部として、ボールねじ１５が使用されるようになっているが、該ボールねじ１５に代えてローラねじを使用することができる。
【００２６】
また、１６は前記ボールねじ１５から出力された直進運動に従って揺動させられる揺動部材としてのアーム部材であり、該アーム部材１６は、左右に別れた二股部３３を備え、二股部３３の先端に、係合部としての一対の円柱状の突起３６が形成され、該各突起３６と、前記ボールナット２２の左右に形成された被係合部としての各溝２７とがそれぞれ係合させられる。そして、前記アーム部材１６の基端部には、矩（く）形の透孔３７が形成され、該透孔３７に、レンジ制御回動部材としてのマニュアルシャフト３４の一方の端部に形成された嵌（かん）合部３８が嵌合される。
【００２７】
したがって、前記ボールナット２２が軸方向に移動するのに伴って、アーム部材１６が、前記透孔３７を揺動中心にして揺動し、透孔３７を介してマニュアルシャフト３４を回動させる。なお、前記透孔３７及び嵌合部３８によって、アーム部材１６とマニュアルシャフト３４との相対回転を規制する第１の回転規制部が構成される。なお、前記ボールねじ１５、アーム部材１６、マニュアルシャフト３４等は、ハウジングｈｇ内に配設される。
【００２８】
また、１９は、前記アーム部材１６の揺動及びマニュアルシャフト３４の回動に伴って、揺動運動を直進運動に変換する第２の運動方向変換部としてのディテント機構、３５は、自動変速機のバルブボディ３１内に配設され、前記ディテント機構１９から出力される直進運動を受けて所定の油圧を発生させるレンジ切換部材としての、かつ、油圧発生部材としてのマニュアルバルブ、１８は位置検出部としての位置センサ１８である。該位置センサ１８は、マニュアルバルブ３５内において進退（図２において左右方向に移動）させられるスプール１７の位置を検出するために、中央を貫通するマニュアルシャフト３４の回転角度を検出し、回転角度に応じた電圧、すなわち、出力電圧を発生させ、センサ出力として前記制御装置１３に送る。
【００２９】
前記ディテント機構１９は、位置決め部材としてのディテントレバー４０、バルブボディ３１に取り付けられた付勢部材としてのディテントスプリング４１、及び該ディテントスプリング４１の先端に回転自在に配設され、前記ディテントレバー４０を所定の位置で保持するための係合部材としての、かつ、回転体としてのローラ４２を有する。
【００３０】
前記ディテントレバー４０は、板状の部材から成り、マニュアルシャフト３４の回動を受ける回動伝達部４４、該回動伝達部４４から所定の方向に向けて突出させて形成された位置決め部４５、及び前記回動伝達部４４から所定の他の方向に向けて突出させて形成されたアーム部４６を有し、前記回動伝達部４４に矩形の透孔４３が形成され、該透孔４３に前記マニュアルシャフト３４の他方の端部に形成された角柱状の嵌合部３９が嵌合される。そして、ディテントレバー４０は、前記マニュアルシャフト３４を揺動中心として、矢印Ａ、Ｂ方向に揺動させられる。なお、前記透孔４３及び嵌合部３９によって、マニュアルシャフト３４とディテントレバー４０との相対回転を規制する第２の回転規制部が構成される。
【００３１】
また、前記アーム部４６に穴４７が形成され、該穴４７にスプール１７の一端に形成された連結部４８が挿入される。したがって、前記ディテントレバー４０が矢印Ａ、Ｂ方向に揺動させられるのに伴って、スプール１７は、矢印Ｃ、Ｄ方向に進退させられ、Ｐレンジに対応するＰ位置、Ｒレンジに対応するＲ位置、Ｎレンジに対応するＮ位置、及びＤレンジに対応するＤ位置に置かれ、バルブボディ３１内の油路を切り換えて、所定のレンジを設定する。
【００３２】
また、前記ディテントレバー４０において、位置決め部４５の外周縁に、切換領域としての、かつ、被係止部位としての４個のレンジ溝ｄｐ、ｄｒ、ｄｎ、ｄｄがバルブボディ３１側から反対側にかけて形成される。そして、各レンジ溝ｄｐ、ｄｒ間、レンジ溝ｄｒ、ｄｎ間、及びレンジ溝ｄｎ、ｄｄ間に、制御切換点としての山ｍｐｒ、ｍｒｎ、ｍｎｄが、レンジ溝ｄｐ側の端部に山ｍｐが、レンジ溝ｄｄ側の端部に山ｍｄが形成される。前記レンジ溝ｄｐ、ｄｒ、ｄｎ、ｄｄは、スプール１７のＰ位置、Ｒ位置、Ｎ位置及びＤ位置に対応させて形成され、ローラ４２が、各レンジ溝ｄｐ、ｄｒ、ｄｎ、ｄｄと選択的に係合させられ、しかも、各レンジ溝ｄｐ、ｄｒ、ｄｎ、ｄｄの所定の位置に設定された切換位置に置かれると、前記スプール１７が位置決めされて、Ｐ位置、Ｒ位置、Ｎ位置及びＤ位置に置かれる。
【００３３】
ディテントスプリング４１は、ほぼ長板状の部材によって形成され、基端部がバルブボディ３１に固定され、先端に二股部４９を備える。そして、該二股部４９に、ローラ４２が回転自在に支持される。ディテントスプリング４１は、所定の付勢力でローラ４２をディテントレバー４０側に付勢し、各レンジ溝ｄｐ、ｄｒ、ｄｎ、ｄｄに押し付けて、ディテントレバー４０を位置決めし、保持する。
【００３４】
なお、前記ディテントレバー４０には、回動させるに当たり基準位置が設定される。そして、該基準位置から各切換位置までの回転角度、及び基準位置から各山ｍｐｒ、ｍｒｎ、ｍｎｄまでの回転角度、並びに各回転角度に対応する出力電圧が、制御装置１３に配設された図示されない記録装置に電圧／角度変換マップとして記録される。
【００３５】
次に、前記構成のレンジ切換制御装置１１の動作について、ＰレンジからＲレンジへの切換を例に説明する。
【００３６】
まず、Ｐレンジにおいて、前記ローラ４２は、レンジ溝ｄｐの切換位置に置かれている。そして、運転者が、シフトレバー１２を操作して、レンジをＰレンジからＲレンジに切り換えると、これに対応したシフト信号Ｓ１が制御装置１３に送られる。該制御装置１３の図示されないレンジ切換処理手段は、レンジ切換処理を行い、モータ１４を駆動し、ボールねじ軸２１を回転させる。この回転により、ボールナット２２が、図２において左方向に移動させられ、これに伴い、アーム部材１６が図２において時計回りに回動させられる。
【００３７】
次に、アーム部材１６の回動が、マニュアルシャフト３４を介してディテントレバー４０に伝達され、該ディテントレバー４０が矢印Ａ方向に回動させられるとともに、スプール１７が矢印Ｃ方向に移動させられる。そして、前記レンジ切換処理手段は、ローラ４２がレンジ溝ｄｒの切換位置に到達し、位置センサ１８の出力電圧がレンジ溝ｄｒの切換位置に対応する値になると、モータ１４の駆動を停止させる。
【００３８】
次に、前記制御装置１３の動作について説明する。
【００３９】
図１は本発明の第１の実施の形態における制御装置の動作を説明するブロック図、図４は本発明の第１の実施の形態におけるレンジ切換処理手段の動作を示すフローチャート、図５は本発明の第１の実施の形態における目標角度マップを示す図、図６は本発明の第１の実施の形態におけるディテントレバーの動作を示す図、図７は本発明の第１の実施の形態におけるフィードバック制御終了判定処理手段の動作を示すタイムチャートである。
【００４０】
図１において、１２はシフトレバー、１３は制御装置、１４はモータ（Ｍ）、１８は位置センサである。また、図６において、ｄ１、ｄ２はレンジ溝ｄｐ（図３）、ｄｒ、ｄｎ、ｄｄのうちの所定の互いに隣接するレンジ溝、ｍは山ｍｐｒ、ｍｒｎ、ｍｎｄのうちの所定の山である。
【００４１】
前記制御装置１３において、９１は目標角度設定処理手段としての目標角度設定部、９２は変換処理手段としての、かつ、電圧／角度変換処理手段としての電圧／角度変換部、９３はフィードフォワード制御を行うための第１の制御処理手段としての、かつ、フィードフォワード制御処理手段としてのフィードフォワード制御部、９４はフィードバック制御を行うための第２の制御処理手段としての、かつ、フィードバック制御処理手段としてのフィードバック制御部、９６は減算器、９７は加算器である。なお、減算器９６及び加算器９７によって演算処理手段が構成される。
【００４２】
運転者がシフトレバー１２を操作して、現在のレンジから変更先のレンジにレンジを変更すると、前記レンジ切換処理手段は、シフトを開始し、前記目標角度設定部９１は、目標角度設定処理を行い、目標角度θｅを設定する。
【００４３】
そのために、目標角度設定部９１の図示されないレンジ判定処理手段は、レンジ判定処理を行い、シフトレバー１２からシフト信号Ｓ１を受け、シフト信号Ｓ１に基づいて現在のレンジ及び変更先のレンジを判定する。続いて、目標角度設定部９１の図示されない目標角度算出処理手段は、目標角度算出処理を行い、図５の目標角度マップを参照し、現在のレンジに対応するレンジ溝ｄ１の切換位置を基準位置としたときの、変更先のレンジに対応するレンジ溝ｄ２の切換位置までの目標角度θｅを読み出し、設定する。
【００４４】
なお、前記目標角度マップには、現在のレンジ及び変更先のレンジに対応させて目標角度θｅがテーブルとして記録される。例えば、図５に示されるように、現在のレンジがＰレンジであり、変更先のレンジがＲレンジである場合、Ｐ−Ｒ切換えの目標角度θｅとしてθｐｒが記録される。
【００４５】
続いて、前記フィードフォワード制御部９３は、タイミングｔ１で第１の制御処理としてのフィードフォワード制御処理を開始し、フィードフォワード制御部９３の図示されないモータ制御処理手段は、モータ制御処理を行い、目標角度θｅを読み込み、該目標角度θｅに基づいて、一定の電圧指令値ｖｆを発生させ、該電圧指令値ｖｆに対応するモータ制御信号を、加算器９７を介してモータ１４に送り、電圧指令値ｖｆに対応する一定のトルクでモータ１４を駆動する。該モータ１４の駆動に伴って、ディテントレバー４０が矢印Ｂ方向に回動させられ、それに伴ってローラ４２が、図６に示されるように、矢印Ｅ方向に移動し、ディテントレバー４０の山ｍを越えようとする。なお、一定のトルクは、前記目標角度θｅに対応させて設定される。
【００４６】
続いて、フィードフォワード制御部９３の図示されないフィードフォワード制御終了判定処理手段は、フィードフォワード制御終了判定処理を行い、ローラ４２がディテントレバー４０の山ｍに到達したかどうかを判断する。そのために、フィードフォワード制御終了判定処理手段は、位置センサ１８の出力電圧を読み込むとともに、前記電圧／角度変換マップを参照し、位置センサ１８の出力電圧に対応する回転角度を検出角度θｓとして算出し、検出角度θｓと山ｍの位置を表す回転角度θｍとを比較し、タイミングｔ２で検出角度θｓと回転角度θｍとが等しくなると、ローラ４２がディテントレバー４０の山ｍに到達したと判断する。
【００４７】
このようにして、ローラ４２がディテントレバー４０の山ｍに到達すると、フィードフォワード制御終了判定処理手段は、フィードフォワード制御終了判定を行い、フィードフォワード制御部９３はフィードフォワード制御処理を終了し、前記トルク設定処理手段はトルクを零（０）にする。
【００４８】
そして、ローラ４２が山ｍを通過すると、第２の制御処理としてのフィードバック制御処理が開始され、ローラ４２が変更先のレンジ溝ｄ２の切換位置に置かれるまでの間、フィードバック処理が行われる。なお、フィードバック制御部９４の図示されないモータ制御処理手段は、モータ制御処理を行い、モータ１４の駆動を継続する。
【００４９】
そして、前記電圧／角度変換部９２は、位置センサ１８の出力電圧を読み込むとともに、前記電圧／角度変換マップを参照し、位置センサ１８の出力電圧に対応する回転角度を検出角度θｓとして算出し、検出角度θｓを減算器９６に送る。該減算器９６は、演算処理を行い、目標角度θｅ及び検出角度θｓを読み込み、目標角度θｅから検出角度θｓを減算し、角度差δθを算出し、該角度差δθをフィードバック制御部９４に送る。
【００５０】
続いて、前記フィードバック制御部９４のモータ制御処理手段は、角度差δθに基づいて、例えば、ＰＩ制御等のフィードバック制御を行い、角度差δθに応じた電圧指令値ｖｂを発生させ、電圧指令値ｖｂに対応するモータ制御信号を、加算器９７を介してモータ１４に送り、前記電圧指令値ｖｂに対応する目標トルクＴＭ* でモータ１４を駆動する。そして、該モータ１４の駆動に伴って、ローラ４２は、矢印Ｆ方向に移動し、ディテントレバー４０のレンジ溝ｄ２に向かう。この場合、前記フィードバック制御部９４の図示されない目標トルク設定処理手段は、目標トルク設定処理を行い、前記角度差δθが大きい場合に目標トルクＴＭ* を小さくし、前記角度差δθが小さい場合に目標トルクＴＭ* を大きくする。
【００５１】
なお、フィードバック制御は、ローラ４２が山ｍを下っている間に行われるので、目標トルクＴＭ* でモータ１４は制動させられることになる。このとき、前記角度差δθが大きい場合は、ローラ４２はレンジ溝ｄ２から離れていることになるので、モータ１４を制動する必要性が低く、目標トルクＴＭ* が小さくされる。一方、前記角度差δθが小さい場合は、ローラ４２はレンジ溝ｄ２に近接していることになるので、モータ１４を制動する必要性が高く、目標トルクＴＭ* が大きくされる。
【００５２】
そして、前記フィードバック制御部９４の図示されないフィードバック制御終了判定処理手段は、フィードバック制御終了判定処理を行い、角度差δθを読み込み、該角度差δθの絶対値が、図７に示されるように、閾（しきい）値δθｔｈ以下になったかどうかによって、第１の制御終了条件が成立したかどうかを判断する。
【００５３】
タイミングｔ３で前記角度差δθの絶対値が閾値δθｔｈ以下になり、第１の制御終了条件が成立すると、前記フィードバック制御終了判定処理手段は、検出角度θｓを２回微分してシフト移動加速度αθを算出し、該シフト移動加速度αθが閾値αθｔｈ以下になり、かつ、閾値αθｔｈ以下になってから一定時間τ１が経過したかどうかによって、第２の制御終了条件が成立したかどうかを判断する。
【００５４】
そのために、前記制御装置１３には図示されないタイマが配設され、フィードバック制御終了判定処理手段は、図７に示されるタイミングｔａで前記シフト移動加速度αθが閾値αθｔｈ以下になると、タイマによる計時を開始する。
【００５５】
そして、シフト移動加速度αθが閾値αθｔｈ以下になり、かつ、閾値αθｔｈ以下になってから一定時間τ１が経過して、第２の制御終了条件が成立すると、フィードバック制御終了判定処理手段は、フィードバック制御終了判定を行う。そして、フィードバック制御部９４は、フィードバック制御処理を終了する。
【００５６】
なお、前記閾値δθｔｈは、ローラ４２がレンジの変更先のレンジ溝ｄ２の切換位置に置かれ、角度差δθが閾値δθｔｈ以下になったときに、スプール１７の位置決めが正確に行われ、Ｄレンジ及びＲレンジが設定されたときに、所定の油圧、すなわち、Ｄレンジ圧及びＲレンジ圧が確実に発生するか、又はＰレンジ及びＮレンジが設定されたときに、油圧が確実に抜けるように設定される。また、前記閾値αθｔｈは、Ｄレンジ圧及びＲレンジ圧が発生した後、又は油圧が抜けた後、ゆり返しによって第１、第２の制御終了条件が成立しなくなることがないように設定される。
【００５７】
ところで、モータ１４の駆動が開始された後、ローラ４２がディテントレバー４０の山ｍの頂点に到達するまでの山ｍの登りの間（区間）は、一定の大きなトルク（ディテントトルク）が必要になるが、その間は、フィードフォワード制御が行われるので、初動を速くすることができ、応答性を高くすることができる。したがって、シフトレバー１２を操作した後、レンジが切り換わるまでの時間を短くすることができるので、運転者に違和感を与えることがなくなる。
【００５８】
また、ローラ４２がディテントレバー４０の山ｍの頂点に到達した後、変更先のレンジ溝ｄ２の切換位置に置かれるまでの山ｍの下りの間は、フィードバック制御が行われるので、モータ１４の制動を最適に行うことができ、ディテントレバー４０及びスプール１７の位置決めの精度を高くすることができる。したがって、山ｍの下りの間、フィードフォワード制御だけを行ったり、フィードバック制御とフィードフォワード制御との複合制御を行ったりする場合と比べて、レンジの切換えを正確に行うことができる。しかも、キャリブレーションを行う必要がなくなる。
【００５９】
ところで、フィードフォワード制御部９３の図示されないトルク設定処理手段は、トルク設定処理を行い、ＰレンジからＤレンジにレンジを変更する場合のように、ローラ４２の移動距離が長い場合、トルクを大きくすることができる。その場合、レンジの切換速度を高くすることができるだけでなく、運転者に違和感を与えることがない。また、ＮレンジからＤレンジにレンジを変更する場合のように、ローラ４２の移動距離が短い場合、トルク設定処理手段は、トルクを小さくすることができる。その場合、正確にレンジの切換えを行うことができる。
【００６０】
また、フィードフォワード制御部９３の図示されない移動速度設定処理手段は、移動速度設定処理を行い、ＰレンジからＤレンジにレンジを変更する場合のように、ローラ４２の移動距離が長い場合、モータ１４の目標となる回転速度、すなわち、目標回転速度ＮＭ* を高くし、ローラ４２の移動速度を高くすることができる。その場合、レンジの切換速度を高くすることができるだけでなく、運転者に違和感を与えることがない。また、ＮレンジからＤレンジにレンジを変更する場合のように、ローラ４２の移動距離が短い場合、移動速度設定処理手段は、目標回転速度ＮＭ* を低くし、ローラ４２の移動速度を低くすることができる。その場合、正確にレンジの切換えを行うことができる。
【００６１】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１  シフトを開始する。
ステップＳ２  フィードフォワード制御処理を開始し、一定のトルクでモータ１４を駆動する。
ステップＳ３  ローラ４２がディテントレバー４０の山ｍを越えるのを待機する。
ステップＳ４  フィードフォワード制御処理を終了し、目標トルクＴＭ* を零にする。
ステップＳ５  フィードバック制御処理を開始する。
ステップＳ６  角度差δθの絶対値が閾値δθｔｈ以下になるのを待機する。
ステップＳ７  シフト移動加速度αθが閾値αθｔｈ以下で一定時間τ１が経過するのを待機する。
ステップＳ８  フィードバック処理を終了し、処理を終了する。
【００６２】
次に、モータ１４の駆動が開始された後、ローラ４２がディテントレバー４０の山ｍに到達するまでの間は、フィードフォワード制御及びフィードバック制御から成る複合制御が行われるようにした本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００６３】
図８は本発明の第２の実施の形態におけるディテントレバーの動作を示す図である。
【００６４】
この場合、運転者が変速指示部材としてのシフトレバー１２（図１）を操作して、現在のレンジから変更先のレンジにレンジを変更すると、前記レンジ切換処理手段は、シフトを開始し、目標角度設定処理手段としての目標角度設定部９１は、目標角度設定処理を行い、目標角度θｅを設定する。
【００６５】
続いて、フィードフォワード制御処理手段としてのフィードフォワード制御部９３は、フィードフォワード制御処理を、第２の制御処理手段としての、かつ、フィードバック制御処理手段としてのフィードバック制御部９４はフィードバック制御処理をタイミングｔ１１で開始する。この場合、フィードフォワード制御処理手段及びフィードバック制御処理手段から成る複合制御処理手段によって第１の制御処理手段が構成され、フィードフォワード制御処理及びフィードバック制御処理から成る複合制御処理によって第１の制御処理が構成される。
【００６６】
そして、前記モータ制御処理手段は、目標角度θｅを読み込み、該目標角度θｅに基づいて、一定の電圧指令値ｖｆを発生させ、該電圧指令値ｖｆに対応するモータ制御信号を、加算器９７を介してモータ１４に送り、電圧指令値ｖｆに対応する一定のトルクでモータ１４を駆動する。
【００６７】
一方、前記フィードバック制御部９４のモータ制御処理手段は、角度差δθに基づいて、例えば、ＰＩ制御等のフィードバック制御を行い、角度差δθに応じた電圧指令値ｖｂを発生させ、電圧指令値ｖｂに対応するモータ制御信号を、加算器９７を介してモータ１４に送り、前記電圧指令値ｖｂに対応する目標トルクＴＭ* でモータ１４を駆動する。なお、加算器９７において、電圧指令値ｖｆ、ｖｂを加算した値に対応するモータ制御信号が出力される。
【００６８】
そして、該モータ１４の駆動に伴って、ディテントレバー４０が矢印Ｂ方向（図３）に回動させられ、ローラ４２が、矢印Ｅ方向に移動し、ディテントレバー４０の山ｍを越えようとする。
【００６９】
続いて、フィードフォワード制御部９３のフィードフォワード制御終了判定処理手段は、ローラ４２がディテントレバー４０の山ｍに到達したかどうかを判断する。
【００７０】
そして、タイミングｔ１２でローラ４２がディテントレバー４０の山ｍに到達すると、フィードフォワード制御終了判定処理手段は、フィードフォワード制御終了判定を行い、フィードフォワード制御部９３はフィードフォワード制御処理を終了する。
【００７１】
これに伴って、フィードバック制御処理だけが継続される。
【００７２】
その後、前記フィードバック制御部９４のモータ制御処理手段は、同様に、角度差δθに基づいてＰＩ制御を行い、角度差δθに応じた電圧指令値ｖｂを発生させ、電圧指令値ｖｂに対応するモータ制御信号を、加算器９７を介してモータ１４に送り、前記電圧指令値ｖｂに対応する目標トルクＴＭ* でモータ１４を駆動する。そして、該モータ１４の駆動に伴って、ローラ４２は、矢印Ｆ方向に移動し、ディテントレバー４０のレンジ溝ｄ２に向かう。この場合、フィードバック制御処理手段によって第２の制御処理手段が、フィードバック制御処理によって第２の制御処理が構成される。
【００７３】
そして、前記フィードバック制御部９４のフィードバック制御終了判定処理手段は、角度差δθを読み込み、タイミングｔ１３で角度差δθが、閾値δθｔｈ以下になり、シフト移動加速度αθが閾値αθｔｈ以下になり、かつ、閾値αθｔｈ以下になってから一定時間τ１が経過すると、フィードバック制御終了判定処理手段は、フィードバック制御終了判定を行い、フィードバック制御部９４は、フィードバック制御処理を終了する。
【００７４】
前記各実施の形態においては、エンジン型の車両にレンジ切換制御装置を適用した場合について説明しているが、本発明をハイブリッド型の車両に適用することができる。その場合、ハイブリッド型の車両に搭載されるレンジ切換制御装置には、変速段の数に対応させて形成されたディテントレバーが配設される。
【００７５】
また、前記各実施の形態においては、電圧指令値ｖｆ、ｖｂに基づいて、フィードフォワード制御処理及びフィードバック制御処理が行われ、モータ１４が駆動されるようになっているが、電流指令値に基づいて、フィードフォワード制御処理及びフィードバック制御処理を行うことができる。
【００７６】
前記第１の実施の形態においては、第１の制御処理としてフィードフォワード制御処理が、第２の制御処理としてフィードバック制御処理が行われ、第２の実施の形態においては、第１の制御処理としてフィードフォワード制御処理及びフィードバック制御処理から成る複合制御処理が、第２の制御処理としてフィードバック制御処理が行われるようになっているが、第１の制御処理として、フィードフォワード制御処理のような、応答性が高い他の制御処理を行い、第２の制御処理として、フィードバック制御処理のような、精度が高い他の制御処理を行うことができる。
【００７７】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の第１の実施の形態における制御装置の動作を説明するブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるレンジ切換制御装置の駆動機構部を示す斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるディテントレバーを示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態におけるレンジ切換処理手段の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施の形態における目標角度マップを示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態におけるディテントレバーの動作を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態におけるフィードバック制御終了判定処理手段の動作を示すタイムチャートである。
【図８】本発明の第２の実施の形態におけるディテントレバーの動作を示す図である。
【符号の説明】
【００７９】
１１    レンジ切換制御装置
１２    シフトレバー
１４    モータ
１８    位置センサ
３４    マニュアルシャフト
３５    マニュアルバルブ
４０    ディテントレバー
４２    ローラ
９１    目標角度設定部
９３    フィードフォワード制御部
９４    フィードバック制御部
ｄ１、ｄ２、ｄｐ、ｄｒ、ｄｎ、ｄｄ    レンジ溝
ｍ、ｍｐｒ、ｍｒｎ、ｍｎｄ    山
Ｓ１    シフト信号
【図１】
2007139101.tif 000003
【図２】
2007139101.tif 000004
【図３】
2007139101.tif 000005
【図４】
2007139101.tif 000006
【図５】
2007139101.tif 000007
【図６】
2007139101.tif 000008
【図７】
2007139101.tif 000009
【図８】
2007139101.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成17年11月29日(2005.11.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2007139101.tif 000011
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2007139101.tif 000012