(57)【要約】【課題】  セレクトレバーとセレクト位置切換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】  コントローラ３は、相対変位量が小さくなるように第１の駆動指令値を演算するFB制御部３１と、自動変速機５のディテント機構が発生させる力に対する補償となる第２の駆動指令値を演算するディテント力相当駆動指令値演算部３２と、第１駆動指令値と２駆動指令値から最終的な駆動指令値を演算する加算器３３を備えた。【選択図】      図３
2007315428.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セレクトレバーと自動変速機のセレクト位置切換装置とがセレクト操作力伝達系により連結され、前記セレクト操作力伝達系にはドライバによるセレクト操作力をアシストするアシストアクチュエータが設けられた自動変速機のセレクトアシスト装置において、
前記セレクト操作力伝達系を、セレクトレバーに連結した第１連結部材と、前記セレクト位置切換装置に連結した第２連結部材と、限界量までの相対変位を許容しつつ前記両連結部材を連結する相対変位許容連結機構と、を有する構成とし、かつ、前記アシストアクチュエータを第２連結部材に設定し、
前記アシストアクチュエータの作動位置を検出する作動位置検出手段を設け、
相対変位量を検出する相対変位量検出手段を設け、
前記アシストアクチュエータの駆動を制御するアシスト制御手段を設け、
前記アシスト制御手段は、
前記相対変位量が小さくなるように第１の駆動指令値を演算する第１駆動指令値演算手段と、
前記セレクト位置切換装置において、レンジ位置を安定させるディテント機構が発生させる力に対する補償となる第２の駆動指令値を、前記作動位置から演算する第２駆動指令値演算手段と、
前記第１駆動指令値と前記第２駆動指令値から最終的な駆動指令値を演算する手段と、
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、
第２駆動指令値演算手段は、
前記ディテント機構の作動位置とディテント発生力の関係に基づいて、作動位置からディテント発生力を演算する手段と、
前記ディテント発生力を打ち消すために必要となる前記アシストアクチュエータの駆動力を演算する手段と、
前記ディテント発生力を打ち消すためのアシストアクチュエータの駆動力から、アシストアクチュエータへの駆動指令値に対し、実際の駆動力が発生するまでの動的な遅れに基づいて、第２の駆動指令値を求める手段と、
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の操作に応じて、自動変速機のセレクト位置を制御で切り換え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、操作量に応じてセレクト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、セレクト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、セレクトレバーとセレクト位置切換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、セレクトレバーと自動変速機のセレクト位置切換装置とがセレクト操作力伝達系により連結され、前記セレクト操作力伝達系にはドライバによるセレクト操作力をアシストするアシストアクチュエータが設けられた自動変速機のセレクトアシスト装置において、前記セレクト操作力伝達系を、セレクトレバーに連結した第１連結部材と、前記セレクト位置切換装置に連結した第２連結部材と、限界量までの相対変位を許容しつつ前記両連結部材を連結する相対変位許容連結機構と、を有する構成とし、かつ、前記アシストアクチュエータを第２連結部材に設定し、前記アシストアクチュエータの作動位置を検出する作動位置検出手段を設け、相対変位量を検出する相対変位量検出手段を設け、前記アシストアクチュエータの駆動を制御するアシスト制御手段を設け、前記アシスト制御手段は、前記相対変位量が小さくなるように第１の駆動指令値を演算する第１駆動指令値演算手段と、前記セレクト位置切換装置において、レンジ位置を安定させるディテント機構が発生させる力に対する補償となる第２の駆動指令値を、前記作動位置から演算する第２駆動指令値演算手段と、前記第１駆動指令値と前記第２駆動指令値から最終的な駆動指令値を演算する手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、セレクトレバーとセレクト位置切換装置の機械的連結を保持しつつ、ドライバのセレクトレバーの操作に応じて自動変速機のセレクト位置切換装置の切り換えを制御駆動で行うことにより、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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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】
【００１１】
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はセレクト部の細部構造を示す要部斜視図である。
【００１２】
実施例１の自動変速装置は、図１に示すように、セレクト部１、アシストアクチュエータ２、コントローラ３、コントロールケーブル４、自動変速機５を主要な構成としている。
セレクト部１は、セレクトレバー１１、セレクトノブ１２、第１回転部１３（第１連結部材に相当する）、チェック機構部１４、ウォームホイール１６、第２回転部１７（第２連結部材に相当する）、ケーブル取付レバー１８、支点軸１９からなる。
セレクトレバー１１は、運転席から操作可能な位置に設けられ、セレクトレバー１１の先端には、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１２が付設されている。セレクトレバー１１は、第１回転部１３に取り付けられ、第１回転部１３は支点軸１９を中心に回動操作される。結果的にセレクトレバー１１は、回動操作可能となる。セレクトレバー１１は、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。
【００１３】
さらに、支点軸１９には、回転自在に第２回転部１７を設ける。第２回転部１７は、第１回転部１３と同軸となるが、相対回転可能な構造にする。
第２回転部１７の一端側には、ウォームホイール１６を設け、このウォームホイールと反対側には、ケーブル取付レバー１８を設ける。このケーブル取付レバー１８にコントロールケーブル４の端部を取り付け、反対側の端部を自動変速機５の制御アーム５１に取り付ける。
同じ回転軸（支点軸１９）に対して相対回転が可能な第１回転部１３と第２回転部１７において、第１回転部１３には、円周方向に対して所定の長さである遊び溝１３１を設ける。第２回転部１７には、遊び溝１３１内に位置するよう突起１７１を設ける。これにより、第１回転部１３と第２回転部１７の相対回転は遊び溝１３１の間を突起１７１が移動できる範囲となる。（第１回転部１３の遊び溝１３１と第２回転部１７の突起１７１で相対変位許容連結機構である遊び連結機構を構成する）
【００１４】
アシストアクチュエータ２は電動モータであり、その出力軸には、ウォーム２１を設けて、ウォームホイール１６と係合させてウォームギアを構成し、アシストアクチュエータ２により第２回転部１７を回転駆動させる構造にする。
さらに、支点軸１９の部分には、固定部材に対する第２回転部１７のストローク角度、つまり自動変速機５１の制御レバー５１の作動角度（作動位置）を検出する位置センサ６２（作動位置検出手段に相当する）を設け、さらに支点軸１９の部分には、第１回転部１３に対する第２回転部１７のストローク角度、もしくは、第２回転部１７に対する第１回転部１３のストローク角度を検出する位置センサ６（相対変位量検出手段に相当する）を設ける。
【００１５】
さらに、第１回転部１３のセレクトレバー１１の反対側には、チェック機構部１４を設けている。チェック機構部１４は、第１回転部１３から外周側に突出させたピン１４１と、ピン１４１に係合する溝部１４２からなる。ピン１４１は詳細には図示しないが内部から先端を突出方向にバネで付勢する構造である。このピン１４１の先端を溝部１４２に係合させる。溝部１４２は、５つのレンジ（P・R・N・D・L）に対応した谷部１４２ａを形成するよう波形状にしたものである（図には、省略して４つの溝を示している）。このチェック機構部１４により、選択されたセレクト位置が保持されるようにし、操作を伴わない例えば車両の振動等に起因する意図しないレンジセレクトの入力を防止する。
【００１６】
コントローラ３（アシスト制御手段に該当する）は、検出された相対位置に基づいて、アシストアクチュエータ２の指令値を設定し、電動モータの出力デューティ比をＰＷＭ制御する。
図３にコントローラ３の制御ブロック図を示す。
セレクト部１において、レンジ切り換え操作されたセレクトレバー１１のストローク変化は、第１回転部１３と第２回転部１７の相対回転変化となり、遊び溝１３１と突起１７１との相対変位量の変化となる。この相対回転の変化は位置センサ６で検出され、コントローラ３へ出力される。
また、第２回転部１７側の作動角変化は位置センサ６２で検出され、コントローラ３へ出力される。
【００１７】
コントローラ３は、FB制御部３１（第１駆動指令値演算部に相当する）、ディテント力相当駆動指令値演算部３２（第２駆動指令値演算部に相当する）、加算器３３（最終的な駆動指令値を演算する手段に相当する）、モータ駆動制御部３４を主要な構成としている。
FB制御部３１は、相対変位量を偏差入力とし、偏差が小さくなるように駆動指令値を演算し、加算器３３、ディテント力相当駆動指令値演算部３２へ出力する。この駆動指令値の演算は、フィードバック制御であり、具体的な例としてPID制御を挙げておく。
【００１８】
ディテント力相当駆動指令値演算部３２は、ディテント力に相当する駆動指令値分を演算し、出力する。
加算器３３は、フィードバック制御分にディテント力相当する分を加算して、最終的な駆動指令値を演算し、出力する。
モータ駆動制御部３４は、制御指令値に従って、アシストアクチュエータ２を駆動する。
【００１９】
図８は実施例１のコントローラ３のディテント力相当駆動指令値演算部３２のブロック図である。
ディテント力相当駆動指令値演算部３２は、PL方向用テーブル３２１、LP方向用テーブル３２２、作動位置変化方向判定部３２３、切替器３２４、乗算器３２５からなる。
PL方向用テーブル３２１は、作動方向がＰレンジ位置からＬレンジ位置へ向かう方向の際に、このPL方向において、受けるディテント力に相当するトルクを、テーブルデータを参照して演算し、切替器３２４へ出力する。
【００２０】
LP方向用テーブル３２２は、作動方向がＬレンジ位置からＰレンジ位置へ向かう方向の際に、このLP方向において、受けるディテント力に相当するトルクを、テーブルデータを参照して演算し、切替器３２４へ出力する。
作動位置変化方向判定部３２３は、演算部３２３ａ、加算器３２３ｂ、符号判定部３２３ｃからなり、作動位置の変化方向を判定する。
【００２１】
演算部３２３ａは、Ｚ−１で表される演算、すなわち、１演算前の作動位置を減算分として加算器３２３ｂへ出力する。
加算器３２３ｂは、今回演算の作動位置から１演算前の作動位置を減じる演算を行い、結果を符号判定部３２３ｃへ出力する。
符号判定部３２３ｃは、加算器３２３ｂからの出力により、１演算前よりも作動位置が増加したか減少したかを判定し、プラスまたはマイナスの符号を出力する。
【００２２】
切替器３２４は、作動位置変化方向判定部３２３からの出力が、プラスの符号の場合には、PL方向用テーブル３２１からの出力を通過させ、切替器３２４の出力とし、作動位置変化方向判定部３２３からの出力が、マイナスの符号の場合には、LP方向用テーブル３２２からの出力を通過させ、切替器３２４の出力とする。
【００２３】
乗算器３２５は、入力されるディテント力に相当するトルクを駆動指令値に変換するようゲイン１／Ｇを乗算する。Ｇは、アシストアクチュエータの電圧、モータ抵抗、トルク定数、減速ギヤ比などが考慮されたゲインである。
【００２４】
次に、自動変速機５のディテント構造について説明する。
図４は、自動変速機５のディテント構造を示す斜視図である。
制御アーム５１には回転シャフト５２が設けられ、この回転シャフト５２にディテントプレート５３が支持されている。ディテントプレート５３の上端には、カム山５３ａの間に５つのレンジ（Ｐ・Ｒ・Ｎ・Ｄ・Ｌ）に対応した谷部５３ｂが形成されている。そして、この谷部５３ｂにバネ板５４の先端に形成されたディテントピン５５を係合させ、選択されたセレクト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。
【００２５】
すなわち、アシストアクチュエータ２の作動力又はセレクトレバー１１の操作力により回転シャフト５２が回動し、この回動に応じてディテントプレート５３がディテントピン５５に対して相対移動する。このとき、ディテントピン５５がカム山５３ａを乗り越えて隣のレンジに対応した谷部５３ｂと係合し、係合状態がバネ板５４の弾性力により保持される。この弾性力がセレクト操作する際の主要な負荷力となる。
【００２６】
なお、ディテントプレート５３には、パーキングロッド５６の一端が回動自在に連結されている。このパーキングロッド５６は、セレクトレバー１１をＰレンジに移動させたとき、カム状プレート５７を介してパーキングギア５８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、パーキングロッド５６を咬む力として作用する。
実施例１では、自動変速機５とセレクト部において、それぞれディテント力（チェック力）が働くようにしている。
【００２７】
次に作用を説明する。
［自動変速機のセレクト位置制御処理］
図５は、コントローラ３で実行されるセレクト位置制御処理の基本処理の流れを示すフローチャートである。
【００２８】
ステップＳ１では、位置センサ６からの相対位置変位量の検出値を入力して、相対位置の中点からの変位量を読み込む。
【００２９】
ステップＳ２では、相対変位量を偏差として、偏差が小さくなるよう第１駆動指令値を演算する。
【００３０】
ステップＳ３では、位置センサ６２からの検出値を入力して、作動位置を読み込む。
【００３１】
ステップＳ４では、作動位置からディテント力に相当する駆動指令値を第２駆動指令値として演算する。
【００３２】
ステップＳ５では、最終の駆動指令値を第１駆動指令値と第２駆動指令値の加算により演算する。
【００３３】
ステップＳ６では、モータトルク指令値に従ってアシストアクチュエータ２の電動モータを駆動する。
【００３４】
［自動変速機のレンジ切り換え制御］
実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置では、操作前の状態の例として、第１回転部１３と第２回転部１７は非連結状態であり、遊び溝１３１内において、突起１７１は相対位置が中点の位置、つまり、どちらの操作方向に対しても余裕分を有する状態となっている（図７(a)参照）。
【００３５】
この状態から、例えばセレクトレバー１１を操作し始めると、この遊び溝１３１と突起１７１の相対変位量が変化する。しかし、非連結状態における位置範囲内であるので、コントロールケーブル４に動きはない。この相対変位量の変化は、位置センサ６，６０で検出され、FB制御部３１でその相対位置の偏差に応じたモータ駆動制御指令値が設定されて、アシストアクチュエータ２の電動モータが駆動される。アシストアクチュエータ２の駆動出力は、ウォーム２１によりウォームホイール１６に伝達され、第２回転部１７が回転し、コントロールケーブル４を介して自動変速機５の制御アーム５１が駆動されて自動変速機のセレクト位置が切り換えられる。
【００３６】
なお、第２回転部１７の回転によりコントロールケーブル４が進退することにより、遊び溝１３１と突起１７１の相対位置は、中点近傍に復帰する。
つまり、FB制御部３１の制御により相対位置変位量を、相対位置の中点近傍に保持することにより、図７(a)〜(c)に示すようにセレクトレバー１１の操作による動きに追従させて自動変速機の制御アーム５１を駆動して、セレクト位置を切り換えることになる。
この動きは、あたかもセレクトレバー１１と自動変速機５の制御アーム５１がコントロールケーブル４で接続されているかのような動きとなる。
なお、例として、ＰレンジからＲレンジに移動させる際の相対位置の変化状態を図６に示す。セレクトレバー１１に入力される角度を操作角、制御アーム５１の角度を作動角とした場合、操作角と作動角の関係は、非連結状態を保ちつつ図６に示すような状態となる。つまり、制御開始当初は、操作角に対して作動角が遅れて追従し、ディテントによる次レンジへの吸い込み力によって、制御後半は、操作角に対して作動角が先行するのである。
【００３７】
［操作フィーリングの向上作用］
実施例１では、上記に説明したように通常の制御が行われている場合、第１回転部１３の遊び溝１３１と、第２回転部１７の突起１７１の相対位置が中点に保たれるため、操作の途中で、第１回転部１３と第２回転部１７が機械的伝達系として接続して、そのショックがセレクトレバー１１に伝達されて操作フィーリングを低下させてしまうことがない。
【００３８】
これにより、実施例１における操作フィーリングは、セレクト部１のチェック機構部１４のみによって生成されることになる。よって、溝部１４２とピン１４１におけるカム山の形状、大きさ、ばねの強さ等を、従来に対して小さいセレクトレバー１１の軽い操作フィーリングを非常に良好にする構成にできるのである。
【００３９】
［急な坂道における発進時の操作フィーリングの向上作用と小型軽量化］
急な坂道を発進しようとしてＰレンジからＤレンジへセレクト操作する場合には、パーキングロッドを引き抜く力が大きくなるため操作力が重くなる。本実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置では、このように負荷が大きい場合には、遊び溝１３１の端部に突起１７１が当接する、つまり遊び機構における遊び量がない状態となってドライバのセレクトレバー１１へ入力される操作力が第２回転部１７、コントロールケーブル４に伝達され、これにアシストアクチュエータ２の電動モータのアシスト力を加算してパーキングロッド５６を引き抜くため、操作フィーリングとしては軽い操作となり、システムとしては、電動モータの定格を小さくできシステムの小型軽量化となる。
【００４０】
［急激なシフト操作における操作フィーリングの向上作用とコスト低減作用］
本実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置において、急激なセレクト操作をした場合には、遊び溝１３１の端部に突起１７１が当接する、つまり遊び機構における遊び量がない状態となってドライバのセレクトレバー１１へ入力される操作力が第２回転部１７、コントロールケーブル４に伝達され、これにアシストアクチュエータ２の電動モータのアシスト力が加算される。よって、操作フィーリングとしては軽快な操作となり、システムとしては、電動モータへの応答性の要求が緩和され、モータの定格小型化となる。
【００４１】
［セレクトレバーと自動変速機の制御アームの機械的連結］
さらに、実施例１において、フェール時には、セレクトレバー１１を、非連結状態の位置範囲を超えて操作すれば、その操作方向において、可動量つまり遊び量がなくなり、連結状態となって、コントロールケーブル４を介して、その操作力によって、自動変速機５の制御アーム５１を操作することができる。
【００４２】
[ディテント特性の影響について]
自動変速機のセレクトアシスト装置において、操作前半までは、作動位置の動きを抑えようとしていたディテント力が、途中から、力の向きが逆になってアシストするという強い非線形性により、制御性能が低下してしまう。プラントは操作前半までは安定である（元の位置に戻る）のに対し、操作後半は、不安定（元の位置に戻らない）である。プラントのこのような変化に対し、同じチューニングパラメータで制御するのは難しい。パラメータを作動位置に応じて変化させるという対応も考えられるが、試行錯誤的な方法になってしまいチューニングに時間がかかることになり好ましくない。
実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置では、これらの課題を解決している。
【００４３】
[ディテント特性の打消し作用]
実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置では、作動位置を入力とするディテント力相当駆動指令値演算部３２によって、アシスト制御が起動し、作動位置に変位が生じると、この作動位置の変化は、作動位置変化方向判定部３２３で検出される。
【００４４】
作動位置変化方向判定部３２３では、今回演算のために入力した作動位置から１演算前の作動位置を加算器３２３ｂで減算するため、前回演算と作動方向が変化していない場合には、プラスになり、前回演算と作動方向が変化した場合には、マイナスとなる。
これにより切替器３２４では、PL方向用テーブル３２１とLP方向用テーブルを切り替えるようにする。
【００４５】
ディテントプレート５３とバネ板５４に設けたディテントピン５５の接触部において、作動位置の動きを抑える方向の摩擦が発生するので、両方向別に設けている。
よって、操作方向に応じたテーブルデータから、その作動位置でのディテント力のデータを得ることができる。
【００４６】
このようにして得たディテント力にゲイン１／Ｇを乗じることにより、ディテント力相当の駆動指令値を演算して、第２の駆動指令値として出力する。
これによって、FB制御部３１で演算される第１の駆動指令値では、このディテント特性を考慮しなくてもよいことになる。
そのため、制御は非常に安定したものとなり、また、操作位置に対する作動位置の追従性は良好なものとなる。
【００４７】
図９は実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置において、ディテント力相当駆動指令値演算部３２の有無による効果の比較を行った結果を示すグラフ図である。
図９において、ディテント力相当駆動指令値演算部３２の有無は、補償あり、なしで示し、参考にディテント力がない場合についても示す。
ディテント力相当駆動指令値演算部３２のないものでは、図６に示すディテント力の影響を受けていることがわかる。つまり、操作前半の相対変位量の増加から、操作後半の相対変位量の負側の増加となる特性が表れている。それに対して、ディテント力相当駆動指令値演算部３２によりFB制御部３１がディテント力の影響を受けない制御を行うことができたものは、ディテント力が無いものとほぼ同等の特性となり、相対変位量の増加が良好に抑制されている。つまり、操作位置に作動位置が良好に追従していることがわかる。
【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。
(1)セレクトレバー１１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１１と制御アーム５１は遊び量を持ってコントロールケーブル４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１１を設定できる。
また、セレクトレバー１１と制御アーム５１がコントロールケーブル４によって、遊び量を有し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２やコントローラ３がフェールした場合でも、ドライバは手動でセレクト位置を切り換えることができる。
【００４９】
また、第１回転部１３の遊び溝１３１、第２回転部１７の突起１７１の係合により非連結状態と連結状態とを設け、設定遊び量内で中立状態を保持するため、通常の操作の際に非連結状態から連結状態となることによる違和感を生じないようにできる。
また、実施例１においては、通常の状態を非連結状態とするため、連結状態の際に受ける後段の摩擦抵抗を受けることなく、セレクトレバー１１の小型化に合わせた軽い力で操作する良好な操作フィーリングをセレクト部１のチェック機構部１４で生じさせることができる。
また、実施例１においては、非連結状態の遊び量を有するため、セレクトレバー１１側と自動変速機５側の組付の際に互いに同期させる調整等を簡略化でき、車両への組付性を向上させることができる。
【００５０】
また、セレクト操作系の負荷が過大となる急な坂道での発進や急激なセレクト操作の際には、ドライバの操作力にモータのアシスト力が加わり、操作を軽快にできる。また、操作力を伝達できるために、システムとしてモータ定格の小型化やモータへの応答性要求の緩和化ができる。
【００５１】
さらに、本実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置におけるシフトバイワイヤシステムに対する有利な作用効果について、比較して説明する。
上記に挙げた作用効果において、(A)通常時は、手動操作力を自動変速機に伝達することなくアクチュエータの作動力によりレンジ切り換えを行う。(B)フェール時は、アクチュエータの作動力を用いることなく、手動操作力によりレンジ切り換えを行う。(C)過大な負荷が生じる場合には、手動操作力とアクチュエータの作動力を加算したものによりレンジ切り換えを行う（アシスト状態）。特に(B),(C)は、シフトバイワイヤシステムに対し有利な作用効果である。
【００５２】
さらに、(A)と(C)の状態も可変であることが有利である。つまり、本実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置では、走行状況に応じて、ドライバの操作力とアシストアクチュエータによるアシスト力の比率を変えることができる。例えば、走行速度が高い時にＲレンジからＰレンジにシフトしようとする場合に、モータのアシスト力を弱めることにより、ドライバの操作力を高くして（操作を重くして）フィンガータッチの誤セレクトによって車が急停止することが防止できる。このように、操作フィーリングの向上に加えて、誤セレクトの防止や、それにつながるものを抑制することが操作を重くすることで実現できるのである。
【００５３】
さらにシフトバイワイヤシステムと比較すると、ポテンショメータ（位置センサ）のゼロ点の経時移動や電源電圧の変動、回路入力電圧のドリフトなどの外乱に対して、シフトバイワイヤシステムでは制御系の応答性や位置決め精度が劣化しやすい。本実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置では、制御系に多少の変動があってもドライバはメカリンクを通じてその変動分を吸収して操作できるためシステムのロバスト安定性に優れている。
さらに、シフトバイワイヤシステムがシステムダウンした際には、非常用レバーを探して通常と異なる操作をする必要がありパニックに陥ったドライバには負担が大きい。本実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置では操作力が重くなるものも通常と同様のセレクト操作のまま平常心で運転を続けられる。
【００５４】
さらに、実施例１では、コントローラ３は、相対変位量が小さくなるように第１の駆動指令値を演算するFB制御部３１と、自動変速機５のディテント機構が発生させる力に対する補償となる第２の駆動指令値を、作動位置から演算するディテント力相当駆動指令値演算部３２と、第１駆動指令値と２駆動指令値から最終的な駆動指令値を演算する加算器３３を備えるため、制御を非常に安定したものにでき、操作位置に対する作動位置の追従性を良好なものにすることができる。
【実施例２】
【００５５】
実施例２は、実施例１のディテント力に対する補正に対して、さらに動的な補正を行うようにした例である。
図１０は実施例１のコントローラ３のディテント力相当駆動指令値演算部３２のブロック図である。なお、図８と同様のブロックについては、同じ符号を付し説明を省略する。
【００５６】
動的演算部３２６では、τ１をアシストアクチュエータ２の遅れ時定数とし、τ２をτ１よりも小さい値として、（１＋τ１ｓ）／（１＋τ２ｓ）の演算を、乗算器３２５の出力に対して行う。
この演算は、動的補正であり、位相進み処理である。つまり、実施例２では、ディテント力を入力とし、１／Ｇのゲインを乗じて駆動指令値を演算し出力する乗算器３２５を静的な駆動指令値の演算器とし、これに対して動的演算部３２５により動的補正を行う。
【００５７】
作用を説明する。
[動的補正作用]
ディテント発生力を補償する駆動指令値を演算しても、アシストアクチュエータ２のモータが駆動指令値相当の駆動力を発生するには、時間的な遅れを伴うため、ディテント発生力を補償するタイミングが遅れ、見かけ上のプラントをまったくディテント力の影響のない状態とすることが難しい。
【００５８】
実施例２では、この遅れの影響を小さく抑えるために、駆動指令値に対する動的な補正として、位相進み処理演算を行う。
処理としては、乗算器３２５から出力される駆動指令値を静的な駆動指令値とし、動的演算部３２６により（１＋τ１ｓ）／（１＋τ２ｓ）の演算を行う。
これにより、補償遅れ時定数が、アシストアクチュエータ２の遅れ時定数であるτ１からτ２となり、τ２をτ１より小さい値とすることで、遅れを小さくすることができる。よって、操作位置に対する作動位置の追従性をさらに良好なものにすることができる。
【００５９】
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では、上記(1)の効果に加えて、以下の効果を有する。
(2)ディテント力相当駆動指令値演算部３２は、ディテント機構の作動位置とディテント発生力の関係に基づいて、作動位置からディテント発生力を演算するPL方向用テーブル３２１及びLP方向用テーブル３２２、作動位置変化方向判定部３２３、切替器３２４と、ディテント発生力を打ち消すために必要となるアシストアクチュエータ２の駆動力を演算する乗算器３２５と、ディテント発生力を打ち消すためのアシストアクチュエータ駆動力から、アシストアクチュエータへの駆動指令値に対し、実際の駆動力が発生するまでの動的な遅れに基づいて、第２の駆動指令値を求める動的演算部３２６と、からなるため、操作位置に対する作動位置の追従性を向上させることができる。
【００６０】
（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。
【００６１】
セレクトレバー１１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。
位置センサの例として、ブラシと基板の接触位置が可変するポテンショメータを例として挙げておく。
【００６２】
実施例１では、相対変位許容連結機構の例として遊び連結機構を示したが、遊び連結機構以外であっても、例えば、限界弾性変位量までの弾性変位を許容しつつ両連結部材と連結する弾性連結機構であってもよい。
弾性連結機構について具体的に説明すると、実施例１において、第１回転部１３の遊び溝１３１に係合して遊び溝１３１内に位置する突起１７１に対し、遊び溝１３１の両端側から中点位置に向かって突起１７１を付勢するようにバネを両側に設ける。チェック機構部１４は設けない。すると、自動変速機５のディテント力によりコントロールケーブル４を介して作動位置に回転して位置する第２回転部１７の突起１７１によりバネが伸縮され、バネ力により第１回転部１３つまり、セレクトレバー１１の位置が決まる。弾性連結機構では、このようにバネを介して自動変速機側のディテントを伝達することでセレクトレバー１１への操作反力が生成される。また、制御は、同様に遊び溝の中点位置、つまり弾性変位量を０にするよう制御されることで、セレクトレバー１１の操作に自動変速機５の作動が追従する動きをさせるのである。この弾性連結機構も相対変位許容連結機構の例である。
【００６３】
実施例１、実施例２では、遊び連結機構の例として、遊び量を許容する溝と
突起、アシストアクチュエータをセレクト部に設けたが、図１１に示すように、第２回転部１７及びアシストアクチュエータを自動変速機５に設けるようにしてもよい。図１１を参照して具体的に説明すると、自動変速機５の制御アーム５１を第２回転部１７に接続して設け、第２回転部１７の回転によって制御アーム５１がレンジ位置を切り換える構造にする。この第２回転部１７には、ウォームホイール１６を設け、アシストアクチュエータ２のウォーム２１を係合させる。よって、アシストアクチュエータ２は自動変速機５側に設ける。セレクトレバー１１が設けられた第１回転部１３の遊び溝１３１内を移動する突起１７１には、コントロールケーブル４の一端を取付け、他端を第２回転部１７に取り付ける。このような構成であってもよい。
【００６４】
また、遊び連結機構の例として、遊び連結機構、アシストアクチュエータをコントロールケーブルの途中に設けた例を図１２、図１３に示す。
この例においては、遊び連結機構は、コントロールケーブル８ａとコントロールケーブル８ｂの接続部分で形成されるとともに、位置センサ７１によりその相対変位量が検出される。セレクトレバー１１側のコントロールケーブル８ｂは、ジョイント９１により入力レバー９２に接続し、自動変速機５側のコントロールケーブル８ｅは、ジョイント９６により出力レバー９５に接続する。この入力レバー９２と出力レバー９５は、同一の回転軸となる出力軸９４に接続した構造にする。出力軸９４には、ウォームホイール９３を設け、アシストアクチュエータの電動モータ９７の出力軸にウォーム９８を設けてウォームホイール９３と係合させる。このようにコントロールケーブルの途中に遊び連結機構、アシストアクチュエータを設ける構成にしてもよく、また、遊び連結機構における相対位置変位量が発生する部分で直接、変位量を検出するようにしてもよい。
【００６５】
実施例では、作動位置を検出するために直接、固定部材に対する第２回転部１７の角度変位を作動位置（作動角）として検出したが、固定部材に対する第１回転部１３の角度変位を操作位置（操作角）として検出し、操作位置と相対変位量から作動位置を演算で求めるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【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】コントローラ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レンジ切り換え制御の処理の基本的な流れを示すフローチャートである。
【図６】Ｐ→Ｒレンジへの操作におけるセレクトレバーの操作角とアクチュエータの作動角、及び相対位置の特性を示す説明図である。
【図７】セレクトレバーの操作とアクチュエータの動作を示す説明図である。
【図８】実施例１のコントローラ３のディテント力相当駆動指令値演算部３２のブロック図である。
【図９】実施例１の自動変速機のセレクトアシスト装置において、ディテント力相当駆動指令値演算部３２の有無による効果の比較を行った結果を示すグラフ図である。
【図１０】実施例１のコントローラ３のディテント力相当駆動指令値演算部３２のブロック図である。
【図１１】実施例の自動変速機のセレクトアシスト装置の他の例を示す図である。
【図１２】実施例の自動変速機のセレクトアシスト装置の他の例を示す図である。
【図１３】実施例の自動変速機のセレクトアシスト装置の他の例のリンク部分を示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
１  セレクト部
１１  セレクトレバー
１２  セレクトノブ
１３  第１回転部
１３１  遊び溝
１４  チェック機構部
１４１  ピン
１４２  溝部
１４２ａ  谷部
１６  ウォームホイール
１７  第２回転部
１７１  突起
１８  ケーブル取付レバー
１９  支点軸
２  アシストアクチュエータ
２１  ウォーム
３  コントローラ
３１  FB制御部
３２  ディテント力相当駆動指令値演算部
３２１  PL方向用テーブル
３２２  LP方向用テーブル
３２３  作動位置変化方向判定部
３２３ａ  演算部
３２３ｂ  加算器
３２３ｃ  符号判定部
３２４  切替器
３２５  乗算器
３２６  動的演算部
３３  加算器
３４  モータ駆動制御部
４  コントロールケーブル
５  自動変速機
５１  制御アーム
５２  回転シャフト
５３  ディテントプレート
５３ａ  カム山
５３ｂ  溝（谷部）
５４  バネ板
５５  ディテントピン
５６  パーキングロッド
５７  カム状プレート
５８  パーキングギア
６  位置センサ
６２  位置センサ
８ａ  コントロールケーブル
８ｂ  コントロールケーブル
８ｅ  コントロールケーブル
９１  ジョイント
９２  入力レバー
９３  ウォームホイール
９４  出力軸
９５  出力レバー
９６  ジョイント
９７  電動モータ
９８  ウォーム
【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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