JP2004278756A - 自動変速機のセレクトアシスト装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】車室内のレイアウト自由度とセレクトレバーのデザイン性を高めることができ、しかも節度感のある良好な操作特性が得られ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１４は、各レンジ位置毎にレンジ切り換えの開始から終了までのトルクセンサ１２の出力電圧パターンを記憶し、レンジ切り換えの必要操作力特性に基づいて、記憶された出力電圧パターンに対応するレンジ位置を判定し、記憶されたレンジ位置に対応する出力電圧パターンと、実際の出力電圧パターンとを比較してセレクトレバー２の操作位置を推定する。
【選択図】 図１
【解決手段】コントロールユニット１４は、各レンジ位置毎にレンジ切り換えの開始から終了までのトルクセンサ１２の出力電圧パターンを記憶し、レンジ切り換えの必要操作力特性に基づいて、記憶された出力電圧パターンに対応するレンジ位置を判定し、記憶されたレンジ位置に対応する出力電圧パターンと、実際の出力電圧パターンとを比較してセレクトレバー２の操作位置を推定する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動変速機のセレクトアシスト装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の自動変速機のレンジセレクト装置としては、車室内の運転席付近にセレクトレバーを設け、このセレクトレバーの操作力をケーブルやロッドなどの操作力伝達手段を介して自動変速機のレンジ切り換え装置に伝達し、自動変速機のレンジ（Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄなど）を切り換える構成のものが知られている。
【０００３】
セレクトレバーの操作には、ケーブルやロッドのフリクション、ディテント機構においてディテントピンがカム山を乗り越える際に発生する抵抗等により、大きな操作力が必要となる。このため、セレクトレバーを十分な長さに設定し、その梃子力を利用することにより、乗員の操作力を大きな力に変換し、レンジセレクトを行うよう構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−３２３５５９号公報（１頁〜３頁，第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術にあっては、十分な梃子力を得るために長いセレクトレバーが必要となり、車室内レイアウトの自由度が小さくなるという問題がある。また、設置場所にも制約が多く、運転席脇やステアリングコラム付近に限定されている。
【０００６】
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、車室内のレイアウト自由度とセレクトレバーのデザイン性を高めることができ、しかも節度感のある良好な操作特性が得られ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。
【０００７】
【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切り換え機構と連結されたセレクトレバーへの入力トルクを検出する入力トルク検出手段と、前記セレクトレバーにより選択されたレンジ位置を検出するインヒビタスイッチと、運転者の操作力を補助するアシストトルクをセレクトレバーへ出力するアシストアクチュエータと、前記レンジ位置と入力トルクとに応じてアシストアクチュエータを制御するアシストトルク制御手段と、を備えた自動変速機のセレクトアシスト装置であって、前記アシストトルク制御手段は、セレクトレバーへの入力トルクに基づいてセレクトレバーの操作位置を推定する操作位置推定部と、推定された操作位置に応じてアシストアクチュエータを制御するアシストトルク制御部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
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、前記アシストトルク制御手段に、各レンジ位置毎にレンジ切り換えの開始から終了までの入力トルクパターンを記憶する入力トルクパターン記憶部と、レンジ切り換えの必要操作力特性に基づいて、記憶された入力トルクパターンに対応するレンジ位置を判定するレンジ位置判定部と、を設け、前記操作位置推定部は、記憶されたレンジ位置に対応する入力トルクパターンと、実際の入力トルクパターンとを比較して操作位置を推定することを特徴とする。
ここで、「レンジ切り換えの必要操作力特性」とは、各レンジ位置においてレンジ切り換え開始から終了までのセレクトレバーの必要操作力、すなわち、セレクトレバーの機械的負荷力をいう。この機械的負荷力としては、セレクトレバーからレンジ切り換え機構に至るまでの負荷力、例えば、ディテント機構による負荷力、アシストアクチュエータを含む機構部のイナーシャ、フリクション等をいう。
【０００９】
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、車速を検出する車速検出手段と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、を設け、前記アシストトルク制御手段に、判定された入力トルクパターンに対応するレンジ位置の正誤を、車速とエンジン回転数に基づいて判断するレンジ位置正誤判断部と、レンジ位置が誤りであると判断されたとき、入力トルクパターン記憶部に対し、入力トルクパターンの学習をキャンセルする指令を出力する入力トルクパターン学習キャンセル部と、を設けたことを特徴とする。
【００１０】
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、前記レンジ位置判定部は、入力トルクの方向に基づいてセレクトレバーの操作方向を検出し、レンジ切り換えの必要操作力特性に基づいて予め設定されたレンジ毎の設定ピーク点と、実際の入力トルクのピーク点とを比較して入力トルクに応じたレンジ位置を判定することを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の自動変速機のセレクトアシスト装置において、前記アシストトルク制御部は、実際の入力トルクが入力トルクパターンのピーク点とトルク方向反転点との間に予め設定されたアシスト停止点に到達したとき、次のレンジ位置に到達するまでアシストトルクの出力を停止させることを特徴とする。
ここで、「トルク方向反転点」とは、ピーク点とレンジ切り換え終了点との間で入力トルクが正から負、または負から正へと切り替わる点、すなわち、入力トルクがゼロとなる点をいう。
【００１２】
請求項６に記載の発明では、請求項５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操作速度を検出する操作速度検出手段を設け、前記アシストトルク制御手段に、セレクトレバーの操作速度に応じてアシスト停止点を設定するアシスト停止点設定部を設け、このアシスト停止点設定部は、セレクトレバーの操作速度が大きいときほどアシスト停止点をトルク方向反転点からピーク点側へオフセットさせることを特徴とする。
【００１３】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明では、アシストトルク制御部は、レンジ位置とセレクトレバーへの入力トルクに応じてアシストアクチュエータを制御し、運転者のセレクトレバー操作力をアシストする。よって、運転者は小さな操作力でセレクト操作可能となるため、セレクトレバーの長さを短く設定でき、車室内のレイアウト自由度を高めることができる。
【００１４】
また、アシストトルク制御部は、入力トルクに基づいてセレクトレバーの操作位置を推定し、推定した操作位置に応じてアシストアクチュエータを制御するため、セレクトレバーの操作位置を検出する手段を設けることなく、操作位置に応じたきめ細かなアシスト制御が可能となり、良好な操作特性が得られる。
【００１５】
請求項２に記載の発明では、レンジ切り換えの必要操作力特性に基づいて記憶された入力トルクパターンに対応するレンジ位置を判定し、レンジ位置に対応する入力パターンと実際の入力トルクパターンとを比較して操作位置を判定するため、操作位置の推定精度が高まる。
【００１６】
レンジ切り換えの必要操作力は、各レンジで異なり、さらに、同一レンジでも操作方向で異なるため、必要操作力特性に基づいて記憶された入力トルクパターンに対応するレンジ位置を判定することにより、入力トルクパターンに対応するレンジ位置を正確に判定できる。
【００１７】
請求項３に記載の発明では、車速とエンジン回転数に基づいて判定された入力トルクパターンに対応するレンジ位置の正誤を判断し、推定したレンジ位置が誤りであると判断されたとき、入力トルクパターンの学習をキャンセルするため、レンジ位置判定部の誤判定を減少でき、操作位置の推定精度向上を図ることができる。
【００１８】
例えば、レンジ位置正誤判断部がＲ→Ｐレンジと判定し、その後レンジが切り替わっていないのに所定の車速が検出された場合は、明らかにレンジ位置判定部が誤判定していると判断できる。よって、誤判定したと判断した場合には、入力トルクパターンの学習をキャンセルすることにより、誤った入力トルクパターンに基づいて操作位置が推定されるのを防止できる。
【００１９】
請求項４に記載の発明では、レンジ切り換えの必要操作力のピーク値は、各レンジ毎に異なり、さらに同一レンジでも操作方向により異なるため、設定ピーク点、すなわち、あるレンジ位置でのレンジ切り換えの必要操作力の最大値と、実際の入力トルクの最大値とを比較することにより、入力トルクパターンに対応するレンジ位置を正確かつ容易に判定できる。
【００２０】
請求項５に記載の発明では、アシストトルク制御部は、セレクトレバーの操作位置がアシスト停止点に到達したとき、アシストトルクの出力を停止させるため、セレクトレバーの機械的負荷特性による引き込み力（慣性力）によって節度感のある操作特性が得られ、オーバーランを防止できる。
【００２１】
請求項６に記載の発明では、セレクトレバーの操作速度が大きいほどアシスト停止点をトルク方向反転点からピーク点側へ寄せて設定するアシスト停止点設定部を設けたため、セレクトレバーの速度に応じて最適なアシスト停止点を設定でき、セレクトレバーが速い速度で操作されたときでも、オーバーランを防止できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、構成を説明する。
図１は本発明の自動変速機のセレクトアシスト装置を適用した自動変速装置の構成を示す側面図、図２は自動変速装置の背面図である。
【００２３】
コントロール部１は運転者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の上部に設置されている。セレクトレバー２は、下端の支点軸４を中心として車両の前後方向に操作するよう設定されている。このセレクトレバー２の長さは１００ｍｍ程度に設定され、従来の一般的なセレクトレバーよりも２５０ｍｍ程度短く設計されている。
【００２４】
セレクトレバー２の支点軸４には、この支点軸４と一体で上下方向に回動する制御レバー５の上端部が固定されている。また、支点軸４には、セクタギヤ６が固定され、このセクタギヤ６には、運転者の操作力を補助する電動モータ（アシストアクチュエータ）７が連結されている。
【００２５】
制御レバー５の下端部には、前方の自動変速機８に設けられた図外のディテント機構の制御アーム１０の上端部と、ロッド状のリンケージ１１とを介して連結されている。
【００２６】
セレクトレバー２の支点軸４には、支点軸４への入力トルクを検出するトルクセンサ（入力トルク検出手段）１２が連結されている。このトルクセンサ１２は、支点軸４に設けられた一対の回転部１２ａと、その間のねじれトルクを検出する検出部１２ｂとから構成されている。
【００２７】
コントロールユニット（アシストトルク制御部）１４には、トルクセンサ１２の入力トルク信号と、自動変速機８に設けられたインヒビタスイッチ１７のレンジ信号と、図外のエンジンに設けられた車速センサ（車速検出手段）１５の車速信号およびエンジン回転数センサ（エンジン回転数検出手段）１６のエンジン回転数信号とが入力される。
【００２８】
コントロールユニット１４は、セレクトレバー２への入力トルクからセレクトレバー２の操作位置を推定し、推定した操作位置と目標アシストトルクマップ（図３参照）とに基づいて、電動モータ７が出力するアシストトルクの目標値である目標アシストトルクを設定する。そして、実際の入力トルクに応じて目標値を補正し、補正した目標アシストトルクを目標値として電動モータ７に駆動電力を出力する。
【００２９】
［目標アシストトルクマップ］
図３に、目標アシストトルクマップの一例を示す。この目標アシストトルクマップは、Ｐ→Ｄレンジ方向におけるマップであり、セレクトレバー２の操作位置に応じた目標アシストトルクが設定されている。この目標アシストトルクは、機械的負荷力による軸トルクが理想操作力による軸トルクを減ずることにより求められる。
【００３０】
この目標アシストトルクマップには、アシストを行うアシスト区間と、アシストを停止する非アシスト区間とが設定されている。アシスト区間は、主に、セレクトレバー２の移動を妨げる方向に機械的負荷力が作用する区間に設定されている。一方、非アシスト区間は、主に、セレクトレバー２の移動方向と同一方向に機械的負荷力（引き込み力）が作用する区間に設定されている。
なお、アシスト区間と非アシスト区間の境界は固定であるが、入力トルクやセレクトレバー２の操作速度に応じて移動する構成としてもよい。
【００３１】
機械的負荷力は、上述した自動変速機８のディテント機構で発生する負荷力に、リンケージ１１の摩擦力、電動モータ７のイナーシャ等を合成したものであり、電動モータ７によるトルクアシストが無い状態でレンジ切り換えを行うには、この機械的負荷力以上の操作力が必要となる。
【００３２】
なお、Ｄ→Ｐレンジ方向へのセレクト時には、機械的負荷力は上述したＰ→Ｄレンジ方向における機械的負荷力とは異なる特性となるため、その特性に応じて目標アシストトルクマップも別途設定する。よって、セレクトレバー２のアシスト制御においては、セレクトレバー２の操作方向を検出し、操作方向に応じた目標アシストトルクマップを用いてアシストトルクの制御を行う必要がある。
【００３３】
セレクトレバー２の操作方向は、図４に示すトルクセンサ１２の入力トルク−出力電圧特性から判断できる。すなわち、セレクトレバー２にトルクが入力されていない場合には、トルクセンサ１２の出力電圧は２．５Ｖである。そして、セレクトレバー２がＰ→Ｄレンジ方向へ操作されているときには、出力電圧が２．５Ｖよりも大きくなり、セレクトレバー２がＤ→Ｐレンジ方向へ操作されているときには、出力電圧が２．５Ｖよりも小さくなる。
【００３４】
従って、出力電圧が２．５Ｖよりも大きい場合にはセレクトレバー２がＰ→Ｄレンジ方向へ操作され、２．５Ｖよりも小さい場合にはセレクトレバー２がＤ→Ｐレンジ方向へ操作されていると判断することができる。
【００３５】
また、目標アシストトルクマップは、セレクトレバー２の操作速度に応じて予め複数設定されている。セレクトレバー２の操作速度は、推定した操作位置の変化率から求めることができる。
【００３６】
次に、作用を説明する。
［セレクトレバーの操作位置推定］
コントロールユニット１４は、各レンジ位置での入力トルクパターンを記憶し、この入力トルクパターンと実際の入力トルクとを比較してセレクトレバー２の操作位置を推定する。各レンジ位置での入力トルクパターンは、同じレンジ位置でレンジ切り換えが行われる都度更新されるが、エンジン始動後、各レンジ位置において最初にレンジ切り換えが行われたときに更新してもよい。
【００３７】
なお、入力トルクパターンが記憶されていないエンジン始動直後のアシスト制御については、工場出荷時に記憶させた初期設定値、または前回のエンジン始動時に記憶したデータを用いることにより、セレクトレバー２の操作位置に応じたアシスト制御が可能となる。
【００３８】
［入力トルクパターンのレンジ位置判定］
コントロールユニット１４は、各レンジ位置でレンジ切り換えが行われる都度、トルクセンサ１２の入力トルクパターンを記憶し、記憶した入力トルクパターンがどのレンジ間の入力トルクパターンであるかを判定する。
【００３９】
図５，６は、セレクトレバー２をＰレンジからＤレンジ（ＤレンジからＰレンジ）まで移動させたときの必要操作力を示す図である。トルクセンサ１２の入力トルク変化、すなわち、出力電圧変化を示す図である。
【００４０】
トルクセンサ１２の出力電圧が描く波形のピーク点（Ｖ１〜Ｖ６）は、各レンジ位置で異なる電圧値となっている。これは、自動変速機８の機械的負荷力がレンジ位置により異なることに起因している。さらに、図４にも示したように、トルクセンサ１２の出力波形は、操作方向で逆向きとなる。
【００４１】
よって、セレクト時に検出された実際の出力電圧のピーク点を、記憶した出力電圧パターンのピーク点と比較することにより、記憶した出力電圧パターンのレンジ位置を判定できる。
【００４２】
［セレクトレバーのアシスト制御処理］
図７は、コントロールユニット１４で実行されるアシスト制御処理の流れを示すフローチャートである。
【００４３】
ステップＳ１では、トルクセンサ１２の出力電圧から、セレクトレバー２の入力トルクを読み込む。
【００４４】
ステップＳ２では、とインヒビタスイッチ１７のレンジ信号から、レンジ位置を読み込む。
【００４５】
ステップＳ３では、入力トルクの正負出力状態から、セレクトレバー２の操作方向を演算する。
【００４６】
ステップＳ４では、トルクセンサ１２の出力電圧波形と記憶された入力トルクパターンとを比較し、セレクトレバー２の操作位置を推定する（操作位置推定部に相当）。
【００４７】
ステップＳ５では、推定したセレクトレバー２の操作位置と、前回推定したセレクトレバー２の操作位置の変化率から、セレクトレバー２の操作速度を検出する（操作速度検出手段に相当）。
【００４８】
ステップＳ６では、推定した操作位置からアシスト区間であるかどうかを判断する。ＹＥＳの場合にはステップＳ７へ進み、ＮＯの場合には本制御を終了する。
【００４９】
ステップＳ７では、入力トルクがしきい値よりも大きいかどうかを判断する。ＹＥＳの場合にはステップＳ６へ進み、ＮＯの場合には本制御を終了する。すなわち、本実施の形態では、入力トルクが不感帯域（アシストを行わないトルク範囲）を超えたとき、アシストトルクの出力を開始する。
【００５０】
ステップＳ８では、セレクトレバー２の操作方向と操作速度に応じて目標アシストトルクマップを読み込む。
【００５１】
ステップＳ９では、読み込んだ目標アシストトルクマップと推定されたセレクトレバー２の操作位置に応じて目標アシストトルクを設定する。
【００５２】
ステップＳ１０では、入力トルクに応じて目標アシストトルクを補正する。
【００５３】
ステップＳ１１では、補正した目標アシストトルクを目標値として電動モータ７を駆動して本制御を終了する。
【００５４】
［入力トルクパターンのレンジ位置判定制御処理］
図８は、コントロールユニット１４で実行される入力トルクパターン記憶時のレンジ位置判定制御処理の流れを示すフローチャートである。なお、本制御はエンジン始動時からエンジン停止時まで繰り返し実行されるものであり、制御開始時のレンジ位置は、ＰまたはＮレンジである。
【００５５】
ステップＳ２１では、エンジンが始動しているかどうかを、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎ０以上であるかにより判断する。ＹＥＳの場合にはステップＳ２２へ進み、ＮＯの場合には本制御を終了する。
【００５６】
ステップＳ２２では、トルクセンサ１２の出力電圧Ｖを読み込む。出力電圧Ｖが２．５よりも大きい場合にはステップＳ２３へ進み、出力電圧Ｖが２．５Ｖよりも小さい場合にはステップＳ２５へ進む。また、出力電圧Ｖが２．５である場合には本制御を終了する。
【００５７】
ステップＳ２３では、出力電圧Ｖのピーク値ＶｐｅａｋがＶ５よりも大きいかどうかを判断する。ＹＥＳの場合にはステップＳ２４へ進み、ＮＯの場合には本制御を終了する。
【００５８】
ステップＳ２４では、Ｎ→Ｒのレンジ切り換えと判定する。
【００５９】
ステップＳ２５では、出力電圧Ｖのピーク値ＶｐｅａｋがＶ３よりも小さいかどうかを判断する。ＹＥＳの場合にはステップＳ２６へ進み、ＮＯの場合には本制御を終了する。
【００６０】
ステップＳ２６では、出力電圧Ｖのピーク値ＶｐｅａｋがＶ１よりも小さいかどうかを判断する。ＹＥＳの場合にはステップＳ２７へ進み、ＮＯの場合には本制御を終了する。
【００６１】
ステップＳ２７では、Ｐ→Ｒのレンジ切り換えと判定する。
【００６２】
ステップＳ２８では、Ｎ→Ｄのレンジ切り換えと判定する。
【００６３】
ステップＳ２９では、車速Ｖｓｐとエンジン回転数Ｎｅに基づいて、判定したレンジ切り換えが正しいかどうかを判断する（レンジ位置正誤判断部に相当）。ＹＥＳの場合にはステップＳ３０へ進み、ＮＯの場合にはステップＳ３１へ進む（入力トルクパターン学習キャンセル部に相当）。
【００６４】
ステップＳ３０では、レンジ位置を記憶する（入力トルクパターン記憶部に相当）。
【００６５】
ステップＳ３１では、トルクセンサ１２の出力電圧の変化によるレンジ位置判定制御を実行する。ステップＳ２２〜ステップＳ２８、ステップＳ３１がレンジ位置判定部に相当する。
【００６６】
ステップＳ２３では、車速Ｖｓｐとエンジン回転数Ｎｅに基づいて、判定したレンジ切り換えが正しいかどうかを判断する（レンジ位置正誤判断部に相当）。ＹＥＳの場合にはステップＳ３３へ進み、ＮＯの場合にはステップＳ３４へ進む（入力トルクパターン学習キャンセル部に相当）。
【００６７】
ステップＳ３３では、レンジ位置を記憶する（入力トルクパターン記憶部に相当）。
【００６８】
ステップＳ３４では、ンジンが始動しているかどうかを、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎ０以上であるかにより判断する。ＹＥＳの場合にはステップＳ３１へ戻り、ＮＯの場合には本制御を終了する。
【００６９】
図９は、図８のステップＳ３１で実行される出力電圧変化によるレンジ位置判定制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、このフローチャートは、操作前のレンジ位置がＲレンジである場合を示す。
【００７０】
ステップＳ３１１では、トルクセンサ１２の出力電圧Ｖを判断する。出力電圧Ｖが２．５Ｖよりも大きい場合にはステップＳ３１２へ進み、出力電圧Ｖが２．５よりも小さい場合にはステップＳ３１３へ進む。また、出力電圧Ｖが２．５である場合には、本制御を終了する。
【００７１】
ステップＳ３１２では、出力電圧Ｖのピーク値ＶｐｅａｋがＶ６よりも大きいかどうかを判断する。ＹＥＳの場合にはステップＳ３１５へ進み、ＮＯの場合にはステップＳ３１４へ進む。
【００７２】
ステップＳ３１３では、出力電圧Ｖのピーク値ＶｐｅａｋがＶ２よりも小さいかどうかを判断する。ＹＥＳの場合にはステップＳ３１６へ進み、ＮＯの場合にはステップＳ３１７へ進む。
【００７３】
ステップＳ３１４では、Ｒレンジのままであると判定して本制御を終了する。
【００７４】
ステップＳ３１５では、Ｐ→Ｒのレンジ切り換えと判定して本制御を終了する。
【００７５】
ステップＳ３１６では、Ｒ→Ｎのレンジ切り換えと判定して本制御を終了する。
【００７６】
ステップＳ３１７では、Ｒレンジのままであると判定して本制御を終了する。
【００７７】
なお、操作前のレンジ位置が他のレンジ位置の場合には、ステップＳ３１２とステップＳ３１３のピーク値を別の電圧値と比較する。また、ステップＳ３１４〜ステップＳ３１７も別の判定結果となる。
【００７８】
例えば、操作前のレンジ位置がＮレンジの場合は、ステップＳ３１２のピーク値ピーク値ＶｐｅａｋをＶ５と比較し、ステップＳ３１３のピーク値ＶｐｅａｋをＶ２と比較する。また、ステップＳ３１４とステップＳ３１７はＮレンジのまま、ステップＳ３１５はＮ→Ｒのレンジ切り換え、ステップＳ３１６はＮ→Ｄのレンジ切り換えとなる。
【００７９】
［セレクトレバーの操作位置推定制御作用］
図１０は、停車した状態でＰ→Ｒレンジ切り換えを行ったときの操作位置推定制御作用を示す図であり、運転者がセレクトレバー２に手を掛ける直前は、セレクトレバー２への入力トルクはゼロであるため、トルクセンサ１２の出力電圧Ｖは２．５Ｖとなっている。
【００８０】
セレクトレバー２がＰ→Ｒレンジ方向へ操作され、トルクセンサ１２の出力電圧ＶがＶａとなるまでは、図７のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ６→ステップＳ７へと進む流れとなる。すなわち、ステップＳ１，Ｓ２により入力トルクとレンジ位置が読み込まれ、ステップＳ３によりセレクトレバー２の操作方向が演算される。続いて、ステップＳ４により出力電圧Ｖａと記憶されたＰ→Ｒレンジの入力トルクパターンとに基づいてセレクトレバー２の操作位置が推定され、ステップＳ５によりセレクトレバー２の操作速度が演算される。次に、ステップＳ６によりアシスト区間であると判断されるが、ステップＳ７により出力電圧Ｖが不感帯域にあると判断されるため、アシストトルクは出力されない。
【００８１】
出力電圧ＶがＶａとなったとき、図７のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ６→ステップＳ７→ステップＳ８→ステップＳ９→ステップＳ１０→ステップＳ１１へと進む流れとなる。すなわち、ステップＳ７により出力電圧Ｖが不感帯域を超えたと判断され、ステップＳ８によりセレクトレバー２の操作方向と操作速度に応じた目標アシストトルクマップが読み込まれる。続いて、ステップＳ９により推定されたレンジ位置と目標アシストトルクマップに基づいて目標アシストトルクが設定され、ステップＳ１０により入力トルクに応じて目標アシストトルクが補正され、ステップＳ１１により目標アシストトルクマップに応じてアシストトルクが出力される。
【００８２】
この後、出力電圧Ｖは、入力トルクの増大に伴って下降し、ピーク値Ｖｂを迎えた後、入力トルクの減少に伴って上昇する。そして、出力電圧ＶがＶｃとなったとき、図７のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ６へと進む流れとなる。すなわち、ステップＳ４によりセレクトレバー２の操作位置がアシスト停止点に到達したと推定され、ステップＳ６により非アシスト区間であると判断されてアシストトルクの出力が停止する。
【００８３】
出力電圧が２．５Ｖとなってから、再び２．５Ｖとなるまで、すなわち、セレクトレバー２の操作位置がトルク方向反転点に到達してから、レンジ切り換え終了点に至るまでの間には、セレクトレバー２に、ディテント機構の引き込み力が発生するが、電動モータ７はアシスト停止点を通過したとき既に停止しているため、セレクトレバー２には引き込み力のみが作用する。そして、セレクトレバー２は、レンジ切り換え終了点に到達したとき停止する。
【００８４】
一方、セレクトレバー２の操作位置を推定せずに、出力電圧Ｖのみに応じて電動モータ７を停止させる制御を行った場合、図の波線で示すように、セレクトレバー２がトルク方向反転点を通過した後も電動モータ７の慣性によってアシストトルクが出力されてしまう。よって、セレクトレバー２にディテント機構の引き込み力とアシストトルクが作用するため、セレクトレバー２がレンジ切り換え終了点で停止せず、オーバーランしてしまう。このオーバーランは、セレクトレバー２の操作速度に比例して大きくなる。
【００８５】
［レンジ位置判定制御作用］
セレクトレバー２がレンジ切り換え終了点に到達したとき、図８のフローチャートのステップＳ３１、すなわち、図９のフローチャートにおいて、ステップＳ３１１→ステップＳ３１３→ステップＳ３１６へと進む流れとなり、続いて、図８のフローチャートにおいて、ステップＳ３２→ステップＳ３３→ステップＳ３４へと進む流れとなる。
【００８６】
すなわち、図９のステップＳ３１１により出力電圧Ｖが２．５Ｖ以下であると判断され、ステップＳ３１３によりピーク値Ｖｐｅａｋ＝ＶｂがＶ１よりも小さいと判断され、ステップＳ３１６によりＰ→Ｒのレンジ切り換えであると判定される。そして、図８のステップＳ３２により車速Ｖ＝０からレンジ位置判定は正しいと判断され、ステップＳ３３によりＰ→Ｒのレンジ切り換えの出力電圧パターンが記憶される。続いて、ステップＳ３４によりエンジンが始動中であると判断されてステップＳ３１へ戻る。
【００８７】
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。
【００８８】
（１） トルクセンサ１２の出力電圧Ｖに基づいてセレクトレバー２の操作位置を推定し、推定した操作位置に応じて電動モータ７を制御するため、セレクトレバー２の操作位置を検出する手段（ポテンショメータ等）を設けることなく、操作位置に応じた制御が可能となる。
【００８９】
（２） セレクトレバー２の操作位置が出力電圧Ｖにより推定されたアシスト停止点に到達したとき、次のレンジ位置のアシスト区間に到達するまでアシストを停止させることとしたため、セレクトレバー２にディテント機構の引き込み力のみを作用させて節度感のある操作特性が得られるとともに、引き込み力と電動モータ７の慣性力に起因するオーバーランを防止できる。
【００９０】
（３） 各レンジ位置における必要操作力のピーク値と、実際の出力電圧Ｖのピーク値とを比較して出力電圧パターンのレンジ位置を判定するため、出力電圧パターンに応じたレンジ位置を正確かつ容易に判定できる。
【００９１】
（４） 車速Ｖとエンジン回転数Ｎｅに基づいて判定された出力電圧パターンに対応するレンジ位置の正誤を判定し、推定したレンジ位置が誤りであると判断されたとき、出力電圧パターンの学習をキャンセルするため、レンジ位置の誤判定を減少できる。
【００９２】
（その他の実施の形態）
以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明の具体的な構成は本実施の形態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。
【００９３】
例えば、セレクトレバー２の操作速度が大きいほどアシスト停止点をトルク方向反転点からピーク点側へ寄せて設定する構成とし、セレクトレバー２の速度に応じて最適なアシスト停止点を設定する構成としてもよい。このような構成とすることにより、セレクトレバー２の操作速度が速い場合でも、節度感のある操作特性が得られるとともに、セレクトレバー２のオーバーランが防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の自動変速機のセレクトアシスト装置を適用した自動変速装置の構成を示す側面図である。
【図２】本発明の自動変速機のセレクトアシスト装置を適用した自動変速装置の構成を示す背面図である。
【図３】目標アシストトルクマップである。
【図４】トルクセンサの入力トルク−出力電圧特性図である。
【図５】セレクトレバーをＰレンジからＤレンジまで移動させたときのトルクセンサの出力電圧変化を示す図である。
【図６】セレクトレバーをＤレンジからＰレンジまで移動させたときのトルクセンサの出力電圧変化を示す図である。
【図７】コントロールユニットで実行される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８】コントロールユニットで実行される入力トルクパターン記憶時のレンジ位置判定制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】図７のステップＳ１１１で実行されるトルクセンサ出力電圧変化によるレンジ位置判定制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】停車した状態でＰ→Ｒレンジ切り換えを行ったときの操作位置推定制御作用を示す図である。
【符号の説明】
１ コントロール部
２ セレクトレバー
３ センタクラスタ
４ 支点軸
５ 制御レバー
６ セクタギヤ
７ 電動モータ
８ 自動変速機
９ ディテント機構
１０ 制御アーム
１１ リンケージ
１２ トルクセンサ
１２ａ 回転部
１２ｂ 検出部
１４ コントロールユニット
１５ 車速センサ
１６ エンジン回転数センサ
１７ インヒビタスイッチ
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動変速機のセレクトアシスト装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の自動変速機のレンジセレクト装置としては、車室内の運転席付近にセレクトレバーを設け、このセレクトレバーの操作力をケーブルやロッドなどの操作力伝達手段を介して自動変速機のレンジ切り換え装置に伝達し、自動変速機のレンジ（Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄなど）を切り換える構成のものが知られている。
【０００３】
セレクトレバーの操作には、ケーブルやロッドのフリクション、ディテント機構においてディテントピンがカム山を乗り越える際に発生する抵抗等により、大きな操作力が必要となる。このため、セレクトレバーを十分な長さに設定し、その梃子力を利用することにより、乗員の操作力を大きな力に変換し、レンジセレクトを行うよう構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−３２３５５９号公報（１頁〜３頁，第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術にあっては、十分な梃子力を得るために長いセレクトレバーが必要となり、車室内レイアウトの自由度が小さくなるという問題がある。また、設置場所にも制約が多く、運転席脇やステアリングコラム付近に限定されている。
【０００６】
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、車室内のレイアウト自由度とセレクトレバーのデザイン性を高めることができ、しかも節度感のある良好な操作特性が得られ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。
【０００７】
【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切り換え機構と連結されたセレクトレバーへの入力トルクを検出する入力トルク検出手段と、前記セレクトレバーにより選択されたレンジ位置を検出するインヒビタスイッチと、運転者の操作力を補助するアシストトルクをセレクトレバーへ出力するアシストアクチュエータと、前記レンジ位置と入力トルクとに応じてアシストアクチュエータを制御するアシストトルク制御手段と、を備えた自動変速機のセレクトアシスト装置であって、前記アシストトルク制御手段は、セレクトレバーへの入力トルクに基づいてセレクトレバーの操作位置を推定する操作位置推定部と、推定された操作位置に応じてアシストアクチュエータを制御するアシストトルク制御部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
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、前記アシストトルク制御手段に、各レンジ位置毎にレンジ切り換えの開始から終了までの入力トルクパターンを記憶する入力トルクパターン記憶部と、レンジ切り換えの必要操作力特性に基づいて、記憶された入力トルクパターンに対応するレンジ位置を判定するレンジ位置判定部と、を設け、前記操作位置推定部は、記憶されたレンジ位置に対応する入力トルクパターンと、実際の入力トルクパターンとを比較して操作位置を推定することを特徴とする。
ここで、「レンジ切り換えの必要操作力特性」とは、各レンジ位置においてレンジ切り換え開始から終了までのセレクトレバーの必要操作力、すなわち、セレクトレバーの機械的負荷力をいう。この機械的負荷力としては、セレクトレバーからレンジ切り換え機構に至るまでの負荷力、例えば、ディテント機構による負荷力、アシストアクチュエータを含む機構部のイナーシャ、フリクション等をいう。
【０００９】
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、車速を検出する車速検出手段と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、を設け、前記アシストトルク制御手段に、判定された入力トルクパターンに対応するレンジ位置の正誤を、車速とエンジン回転数に基づいて判断するレンジ位置正誤判断部と、レンジ位置が誤りであると判断されたとき、入力トルクパターン記憶部に対し、入力トルクパターンの学習をキャンセルする指令を出力する入力トルクパターン学習キャンセル部と、を設けたことを特徴とする。
【００１０】
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、前記レンジ位置判定部は、入力トルクの方向に基づいてセレクトレバーの操作方向を検出し、レンジ切り換えの必要操作力特性に基づいて予め設定されたレンジ毎の設定ピーク点と、実際の入力トルクのピーク点とを比較して入力トルクに応じたレンジ位置を判定することを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の自動変速機のセレクトアシスト装置において、前記アシストトルク制御部は、実際の入力トルクが入力トルクパターンのピーク点とトルク方向反転点との間に予め設定されたアシスト停止点に到達したとき、次のレンジ位置に到達するまでアシストトルクの出力を停止させることを特徴とする。
ここで、「トルク方向反転点」とは、ピーク点とレンジ切り換え終了点との間で入力トルクが正から負、または負から正へと切り替わる点、すなわち、入力トルクがゼロとなる点をいう。
【００１２】
請求項６に記載の発明では、請求項５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操作速度を検出する操作速度検出手段を設け、前記アシストトルク制御手段に、セレクトレバーの操作速度に応じてアシスト停止点を設定するアシスト停止点設定部を設け、このアシスト停止点設定部は、セレクトレバーの操作速度が大きいときほどアシスト停止点をトルク方向反転点からピーク点側へオフセットさせることを特徴とする。
【００１３】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明では、アシストトルク制御部は、レンジ位置とセレクトレバーへの入力トルクに応じてアシストアクチュエータを制御し、運転者のセレクトレバー操作力をアシストする。よって、運転者は小さな操作力でセレクト操作可能となるため、セレクトレバーの長さを短く設定でき、車室内のレイアウト自由度を高めることができる。
【００１４】
また、アシストトルク制御部は、入力トルクに基づいてセレクトレバーの操作位置を推定し、推定した操作位置に応じてアシストアクチュエータを制御するため、セレクトレバーの操作位置を検出する手段を設けることなく、操作位置に応じたきめ細かなアシスト制御が可能となり、良好な操作特性が得られる。
【００１５】
請求項２に記載の発明では、レンジ切り換えの必要操作力特性に基づいて記憶された入力トルクパターンに対応するレンジ位置を判定し、レンジ位置に対応する入力パターンと実際の入力トルクパターンとを比較して操作位置を判定するため、操作位置の推定精度が高まる。
【００１６】
レンジ切り換えの必要操作力は、各レンジで異なり、さらに、同一レンジでも操作方向で異なるため、必要操作力特性に基づいて記憶された入力トルクパターンに対応するレンジ位置を判定することにより、入力トルクパターンに対応するレンジ位置を正確に判定できる。
【００１７】
請求項３に記載の発明では、車速とエンジン回転数に基づいて判定された入力トルクパターンに対応するレンジ位置の正誤を判断し、推定したレンジ位置が誤りであると判断されたとき、入力トルクパターンの学習をキャンセルするため、レンジ位置判定部の誤判定を減少でき、操作位置の推定精度向上を図ることができる。
【００１８】
例えば、レンジ位置正誤判断部がＲ→Ｐレンジと判定し、その後レンジが切り替わっていないのに所定の車速が検出された場合は、明らかにレンジ位置判定部が誤判定していると判断できる。よって、誤判定したと判断した場合には、入力トルクパターンの学習をキャンセルすることにより、誤った入力トルクパターンに基づいて操作位置が推定されるのを防止できる。
【００１９】
請求項４に記載の発明では、レンジ切り換えの必要操作力のピーク値は、各レンジ毎に異なり、さらに同一レンジでも操作方向により異なるため、設定ピーク点、すなわち、あるレンジ位置でのレンジ切り換えの必要操作力の最大値と、実際の入力トルクの最大値とを比較することにより、入力トルクパターンに対応するレンジ位置を正確かつ容易に判定できる。
【００２０】
請求項５に記載の発明では、アシストトルク制御部は、セレクトレバーの操作位置がアシスト停止点に到達したとき、アシストトルクの出力を停止させるため、セレクトレバーの機械的負荷特性による引き込み力（慣性力）によって節度感のある操作特性が得られ、オーバーランを防止できる。
【００２１】
請求項６に記載の発明では、セレクトレバーの操作速度が大きいほどアシスト停止点をトルク方向反転点からピーク点側へ寄せて設定するアシスト停止点設定部を設けたため、セレクトレバーの速度に応じて最適なアシスト停止点を設定でき、セレクトレバーが速い速度で操作されたときでも、オーバーランを防止できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、構成を説明する。
図１は本発明の自動変速機のセレクトアシスト装置を適用した自動変速装置の構成を示す側面図、図２は自動変速装置の背面図である。
【００２３】
コントロール部１は運転者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の上部に設置されている。セレクトレバー２は、下端の支点軸４を中心として車両の前後方向に操作するよう設定されている。このセレクトレバー２の長さは１００ｍｍ程度に設定され、従来の一般的なセレクトレバーよりも２５０ｍｍ程度短く設計されている。
【００２４】
セレクトレバー２の支点軸４には、この支点軸４と一体で上下方向に回動する制御レバー５の上端部が固定されている。また、支点軸４には、セクタギヤ６が固定され、このセクタギヤ６には、運転者の操作力を補助する電動モータ（アシストアクチュエータ）７が連結されている。
【００２５】
制御レバー５の下端部には、前方の自動変速機８に設けられた図外のディテント機構の制御アーム１０の上端部と、ロッド状のリンケージ１１とを介して連結されている。
【００２６】
セレクトレバー２の支点軸４には、支点軸４への入力トルクを検出するトルクセンサ（入力トルク検出手段）１２が連結されている。このトルクセンサ１２は、支点軸４に設けられた一対の回転部１２ａと、その間のねじれトルクを検出する検出部１２ｂとから構成されている。
【００２７】
コントロールユニット（アシストトルク制御部）１４には、トルクセンサ１２の入力トルク信号と、自動変速機８に設けられたインヒビタスイッチ１７のレンジ信号と、図外のエンジンに設けられた車速センサ（車速検出手段）１５の車速信号およびエンジン回転数センサ（エンジン回転数検出手段）１６のエンジン回転数信号とが入力される。
【００２８】
コントロールユニット１４は、セレクトレバー２への入力トルクからセレクトレバー２の操作位置を推定し、推定した操作位置と目標アシストトルクマップ（図３参照）とに基づいて、電動モータ７が出力するアシストトルクの目標値である目標アシストトルクを設定する。そして、実際の入力トルクに応じて目標値を補正し、補正した目標アシストトルクを目標値として電動モータ７に駆動電力を出力する。
【００２９】
［目標アシストトルクマップ］
図３に、目標アシストトルクマップの一例を示す。この目標アシストトルクマップは、Ｐ→Ｄレンジ方向におけるマップであり、セレクトレバー２の操作位置に応じた目標アシストトルクが設定されている。この目標アシストトルクは、機械的負荷力による軸トルクが理想操作力による軸トルクを減ずることにより求められる。
【００３０】
この目標アシストトルクマップには、アシストを行うアシスト区間と、アシストを停止する非アシスト区間とが設定されている。アシスト区間は、主に、セレクトレバー２の移動を妨げる方向に機械的負荷力が作用する区間に設定されている。一方、非アシスト区間は、主に、セレクトレバー２の移動方向と同一方向に機械的負荷力（引き込み力）が作用する区間に設定されている。
なお、アシスト区間と非アシスト区間の境界は固定であるが、入力トルクやセレクトレバー２の操作速度に応じて移動する構成としてもよい。
【００３１】
機械的負荷力は、上述した自動変速機８のディテント機構で発生する負荷力に、リンケージ１１の摩擦力、電動モータ７のイナーシャ等を合成したものであり、電動モータ７によるトルクアシストが無い状態でレンジ切り換えを行うには、この機械的負荷力以上の操作力が必要となる。
【００３２】
なお、Ｄ→Ｐレンジ方向へのセレクト時には、機械的負荷力は上述したＰ→Ｄレンジ方向における機械的負荷力とは異なる特性となるため、その特性に応じて目標アシストトルクマップも別途設定する。よって、セレクトレバー２のアシスト制御においては、セレクトレバー２の操作方向を検出し、操作方向に応じた目標アシストトルクマップを用いてアシストトルクの制御を行う必要がある。
【００３３】
セレクトレバー２の操作方向は、図４に示すトルクセンサ１２の入力トルク−出力電圧特性から判断できる。すなわち、セレクトレバー２にトルクが入力されていない場合には、トルクセンサ１２の出力電圧は２．５Ｖである。そして、セレクトレバー２がＰ→Ｄレンジ方向へ操作されているときには、出力電圧が２．５Ｖよりも大きくなり、セレクトレバー２がＤ→Ｐレンジ方向へ操作されているときには、出力電圧が２．５Ｖよりも小さくなる。
【００３４】
従って、出力電圧が２．５Ｖよりも大きい場合にはセレクトレバー２がＰ→Ｄレンジ方向へ操作され、２．５Ｖよりも小さい場合にはセレクトレバー２がＤ→Ｐレンジ方向へ操作されていると判断することができる。
【００３５】
また、目標アシストトルクマップは、セレクトレバー２の操作速度に応じて予め複数設定されている。セレクトレバー２の操作速度は、推定した操作位置の変化率から求めることができる。
【００３６】
次に、作用を説明する。
［セレクトレバーの操作位置推定］
コントロールユニット１４は、各レンジ位置での入力トルクパターンを記憶し、この入力トルクパターンと実際の入力トルクとを比較してセレクトレバー２の操作位置を推定する。各レンジ位置での入力トルクパターンは、同じレンジ位置でレンジ切り換えが行われる都度更新されるが、エンジン始動後、各レンジ位置において最初にレンジ切り換えが行われたときに更新してもよい。
【００３７】
なお、入力トルクパターンが記憶されていないエンジン始動直後のアシスト制御については、工場出荷時に記憶させた初期設定値、または前回のエンジン始動時に記憶したデータを用いることにより、セレクトレバー２の操作位置に応じたアシスト制御が可能となる。
【００３８】
［入力トルクパターンのレンジ位置判定］
コントロールユニット１４は、各レンジ位置でレンジ切り換えが行われる都度、トルクセンサ１２の入力トルクパターンを記憶し、記憶した入力トルクパターンがどのレンジ間の入力トルクパターンであるかを判定する。
【００３９】
図５，６は、セレクトレバー２をＰレンジからＤレンジ（ＤレンジからＰレンジ）まで移動させたときの必要操作力を示す図である。トルクセンサ１２の入力トルク変化、すなわち、出力電圧変化を示す図である。
【００４０】
トルクセンサ１２の出力電圧が描く波形のピーク点（Ｖ１〜Ｖ６）は、各レンジ位置で異なる電圧値となっている。これは、自動変速機８の機械的負荷力がレンジ位置により異なることに起因している。さらに、図４にも示したように、トルクセンサ１２の出力波形は、操作方向で逆向きとなる。
【００４１】
よって、セレクト時に検出された実際の出力電圧のピーク点を、記憶した出力電圧パターンのピーク点と比較することにより、記憶した出力電圧パターンのレンジ位置を判定できる。
【００４２】
［セレクトレバーのアシスト制御処理］
図７は、コントロールユニット１４で実行されるアシスト制御処理の流れを示すフローチャートである。
【００４３】
ステップＳ１では、トルクセンサ１２の出力電圧から、セレクトレバー２の入力トルクを読み込む。
【００４４】
ステップＳ２では、とインヒビタスイッチ１７のレンジ信号から、レンジ位置を読み込む。
【００４５】
ステップＳ３では、入力トルクの正負出力状態から、セレクトレバー２の操作方向を演算する。
【００４６】
ステップＳ４では、トルクセンサ１２の出力電圧波形と記憶された入力トルクパターンとを比較し、セレクトレバー２の操作位置を推定する（操作位置推定部に相当）。
【００４７】
ステップＳ５では、推定したセレクトレバー２の操作位置と、前回推定したセレクトレバー２の操作位置の変化率から、セレクトレバー２の操作速度を検出する（操作速度検出手段に相当）。
【００４８】
ステップＳ６では、推定した操作位置からアシスト区間であるかどうかを判断する。ＹＥＳの場合にはステップＳ７へ進み、ＮＯの場合には本制御を終了する。
【００４９】
ステップＳ７では、入力トルクがしきい値よりも大きいかどうかを判断する。ＹＥＳの場合にはステップＳ６へ進み、ＮＯの場合には本制御を終了する。すなわち、本実施の形態では、入力トルクが不感帯域（アシストを行わないトルク範囲）を超えたとき、アシストトルクの出力を開始する。
【００５０】
ステップＳ８では、セレクトレバー２の操作方向と操作速度に応じて目標アシストトルクマップを読み込む。
【００５１】
ステップＳ９では、読み込んだ目標アシストトルクマップと推定されたセレクトレバー２の操作位置に応じて目標アシストトルクを設定する。
【００５２】
ステップＳ１０では、入力トルクに応じて目標アシストトルクを補正する。
【００５３】
ステップＳ１１では、補正した目標アシストトルクを目標値として電動モータ７を駆動して本制御を終了する。
【００５４】
［入力トルクパターンのレンジ位置判定制御処理］
図８は、コントロールユニット１４で実行される入力トルクパターン記憶時のレンジ位置判定制御処理の流れを示すフローチャートである。なお、本制御はエンジン始動時からエンジン停止時まで繰り返し実行されるものであり、制御開始時のレンジ位置は、ＰまたはＮレンジである。
【００５５】
ステップＳ２１では、エンジンが始動しているかどうかを、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎ０以上であるかにより判断する。ＹＥＳの場合にはステップＳ２２へ進み、ＮＯの場合には本制御を終了する。
【００５６】
ステップＳ２２では、トルクセンサ１２の出力電圧Ｖを読み込む。出力電圧Ｖが２．５よりも大きい場合にはステップＳ２３へ進み、出力電圧Ｖが２．５Ｖよりも小さい場合にはステップＳ２５へ進む。また、出力電圧Ｖが２．５である場合には本制御を終了する。
【００５７】
ステップＳ２３では、出力電圧Ｖのピーク値ＶｐｅａｋがＶ５よりも大きいかどうかを判断する。ＹＥＳの場合にはステップＳ２４へ進み、ＮＯの場合には本制御を終了する。
【００５８】
ステップＳ２４では、Ｎ→Ｒのレンジ切り換えと判定する。
【００５９】
ステップＳ２５では、出力電圧Ｖのピーク値ＶｐｅａｋがＶ３よりも小さいかどうかを判断する。ＹＥＳの場合にはステップＳ２６へ進み、ＮＯの場合には本制御を終了する。
【００６０】
ステップＳ２６では、出力電圧Ｖのピーク値ＶｐｅａｋがＶ１よりも小さいかどうかを判断する。ＹＥＳの場合にはステップＳ２７へ進み、ＮＯの場合には本制御を終了する。
【００６１】
ステップＳ２７では、Ｐ→Ｒのレンジ切り換えと判定する。
【００６２】
ステップＳ２８では、Ｎ→Ｄのレンジ切り換えと判定する。
【００６３】
ステップＳ２９では、車速Ｖｓｐとエンジン回転数Ｎｅに基づいて、判定したレンジ切り換えが正しいかどうかを判断する（レンジ位置正誤判断部に相当）。ＹＥＳの場合にはステップＳ３０へ進み、ＮＯの場合にはステップＳ３１へ進む（入力トルクパターン学習キャンセル部に相当）。
【００６４】
ステップＳ３０では、レンジ位置を記憶する（入力トルクパターン記憶部に相当）。
【００６５】
ステップＳ３１では、トルクセンサ１２の出力電圧の変化によるレンジ位置判定制御を実行する。ステップＳ２２〜ステップＳ２８、ステップＳ３１がレンジ位置判定部に相当する。
【００６６】
ステップＳ２３では、車速Ｖｓｐとエンジン回転数Ｎｅに基づいて、判定したレンジ切り換えが正しいかどうかを判断する（レンジ位置正誤判断部に相当）。ＹＥＳの場合にはステップＳ３３へ進み、ＮＯの場合にはステップＳ３４へ進む（入力トルクパターン学習キャンセル部に相当）。
【００６７】
ステップＳ３３では、レンジ位置を記憶する（入力トルクパターン記憶部に相当）。
【００６８】
ステップＳ３４では、ンジンが始動しているかどうかを、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎ０以上であるかにより判断する。ＹＥＳの場合にはステップＳ３１へ戻り、ＮＯの場合には本制御を終了する。
【００６９】
図９は、図８のステップＳ３１で実行される出力電圧変化によるレンジ位置判定制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、このフローチャートは、操作前のレンジ位置がＲレンジである場合を示す。
【００７０】
ステップＳ３１１では、トルクセンサ１２の出力電圧Ｖを判断する。出力電圧Ｖが２．５Ｖよりも大きい場合にはステップＳ３１２へ進み、出力電圧Ｖが２．５よりも小さい場合にはステップＳ３１３へ進む。また、出力電圧Ｖが２．５である場合には、本制御を終了する。
【００７１】
ステップＳ３１２では、出力電圧Ｖのピーク値ＶｐｅａｋがＶ６よりも大きいかどうかを判断する。ＹＥＳの場合にはステップＳ３１５へ進み、ＮＯの場合にはステップＳ３１４へ進む。
【００７２】
ステップＳ３１３では、出力電圧Ｖのピーク値ＶｐｅａｋがＶ２よりも小さいかどうかを判断する。ＹＥＳの場合にはステップＳ３１６へ進み、ＮＯの場合にはステップＳ３１７へ進む。
【００７３】
ステップＳ３１４では、Ｒレンジのままであると判定して本制御を終了する。
【００７４】
ステップＳ３１５では、Ｐ→Ｒのレンジ切り換えと判定して本制御を終了する。
【００７５】
ステップＳ３１６では、Ｒ→Ｎのレンジ切り換えと判定して本制御を終了する。
【００７６】
ステップＳ３１７では、Ｒレンジのままであると判定して本制御を終了する。
【００７７】
なお、操作前のレンジ位置が他のレンジ位置の場合には、ステップＳ３１２とステップＳ３１３のピーク値を別の電圧値と比較する。また、ステップＳ３１４〜ステップＳ３１７も別の判定結果となる。
【００７８】
例えば、操作前のレンジ位置がＮレンジの場合は、ステップＳ３１２のピーク値ピーク値ＶｐｅａｋをＶ５と比較し、ステップＳ３１３のピーク値ＶｐｅａｋをＶ２と比較する。また、ステップＳ３１４とステップＳ３１７はＮレンジのまま、ステップＳ３１５はＮ→Ｒのレンジ切り換え、ステップＳ３１６はＮ→Ｄのレンジ切り換えとなる。
【００７９】
［セレクトレバーの操作位置推定制御作用］
図１０は、停車した状態でＰ→Ｒレンジ切り換えを行ったときの操作位置推定制御作用を示す図であり、運転者がセレクトレバー２に手を掛ける直前は、セレクトレバー２への入力トルクはゼロであるため、トルクセンサ１２の出力電圧Ｖは２．５Ｖとなっている。
【００８０】
セレクトレバー２がＰ→Ｒレンジ方向へ操作され、トルクセンサ１２の出力電圧ＶがＶａとなるまでは、図７のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ６→ステップＳ７へと進む流れとなる。すなわち、ステップＳ１，Ｓ２により入力トルクとレンジ位置が読み込まれ、ステップＳ３によりセレクトレバー２の操作方向が演算される。続いて、ステップＳ４により出力電圧Ｖａと記憶されたＰ→Ｒレンジの入力トルクパターンとに基づいてセレクトレバー２の操作位置が推定され、ステップＳ５によりセレクトレバー２の操作速度が演算される。次に、ステップＳ６によりアシスト区間であると判断されるが、ステップＳ７により出力電圧Ｖが不感帯域にあると判断されるため、アシストトルクは出力されない。
【００８１】
出力電圧ＶがＶａとなったとき、図７のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ６→ステップＳ７→ステップＳ８→ステップＳ９→ステップＳ１０→ステップＳ１１へと進む流れとなる。すなわち、ステップＳ７により出力電圧Ｖが不感帯域を超えたと判断され、ステップＳ８によりセレクトレバー２の操作方向と操作速度に応じた目標アシストトルクマップが読み込まれる。続いて、ステップＳ９により推定されたレンジ位置と目標アシストトルクマップに基づいて目標アシストトルクが設定され、ステップＳ１０により入力トルクに応じて目標アシストトルクが補正され、ステップＳ１１により目標アシストトルクマップに応じてアシストトルクが出力される。
【００８２】
この後、出力電圧Ｖは、入力トルクの増大に伴って下降し、ピーク値Ｖｂを迎えた後、入力トルクの減少に伴って上昇する。そして、出力電圧ＶがＶｃとなったとき、図７のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ６へと進む流れとなる。すなわち、ステップＳ４によりセレクトレバー２の操作位置がアシスト停止点に到達したと推定され、ステップＳ６により非アシスト区間であると判断されてアシストトルクの出力が停止する。
【００８３】
出力電圧が２．５Ｖとなってから、再び２．５Ｖとなるまで、すなわち、セレクトレバー２の操作位置がトルク方向反転点に到達してから、レンジ切り換え終了点に至るまでの間には、セレクトレバー２に、ディテント機構の引き込み力が発生するが、電動モータ７はアシスト停止点を通過したとき既に停止しているため、セレクトレバー２には引き込み力のみが作用する。そして、セレクトレバー２は、レンジ切り換え終了点に到達したとき停止する。
【００８４】
一方、セレクトレバー２の操作位置を推定せずに、出力電圧Ｖのみに応じて電動モータ７を停止させる制御を行った場合、図の波線で示すように、セレクトレバー２がトルク方向反転点を通過した後も電動モータ７の慣性によってアシストトルクが出力されてしまう。よって、セレクトレバー２にディテント機構の引き込み力とアシストトルクが作用するため、セレクトレバー２がレンジ切り換え終了点で停止せず、オーバーランしてしまう。このオーバーランは、セレクトレバー２の操作速度に比例して大きくなる。
【００８５】
［レンジ位置判定制御作用］
セレクトレバー２がレンジ切り換え終了点に到達したとき、図８のフローチャートのステップＳ３１、すなわち、図９のフローチャートにおいて、ステップＳ３１１→ステップＳ３１３→ステップＳ３１６へと進む流れとなり、続いて、図８のフローチャートにおいて、ステップＳ３２→ステップＳ３３→ステップＳ３４へと進む流れとなる。
【００８６】
すなわち、図９のステップＳ３１１により出力電圧Ｖが２．５Ｖ以下であると判断され、ステップＳ３１３によりピーク値Ｖｐｅａｋ＝ＶｂがＶ１よりも小さいと判断され、ステップＳ３１６によりＰ→Ｒのレンジ切り換えであると判定される。そして、図８のステップＳ３２により車速Ｖ＝０からレンジ位置判定は正しいと判断され、ステップＳ３３によりＰ→Ｒのレンジ切り換えの出力電圧パターンが記憶される。続いて、ステップＳ３４によりエンジンが始動中であると判断されてステップＳ３１へ戻る。
【００８７】
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。
【００８８】
（１） トルクセンサ１２の出力電圧Ｖに基づいてセレクトレバー２の操作位置を推定し、推定した操作位置に応じて電動モータ７を制御するため、セレクトレバー２の操作位置を検出する手段（ポテンショメータ等）を設けることなく、操作位置に応じた制御が可能となる。
【００８９】
（２） セレクトレバー２の操作位置が出力電圧Ｖにより推定されたアシスト停止点に到達したとき、次のレンジ位置のアシスト区間に到達するまでアシストを停止させることとしたため、セレクトレバー２にディテント機構の引き込み力のみを作用させて節度感のある操作特性が得られるとともに、引き込み力と電動モータ７の慣性力に起因するオーバーランを防止できる。
【００９０】
（３） 各レンジ位置における必要操作力のピーク値と、実際の出力電圧Ｖのピーク値とを比較して出力電圧パターンのレンジ位置を判定するため、出力電圧パターンに応じたレンジ位置を正確かつ容易に判定できる。
【００９１】
（４） 車速Ｖとエンジン回転数Ｎｅに基づいて判定された出力電圧パターンに対応するレンジ位置の正誤を判定し、推定したレンジ位置が誤りであると判断されたとき、出力電圧パターンの学習をキャンセルするため、レンジ位置の誤判定を減少できる。
【００９２】
（その他の実施の形態）
以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明の具体的な構成は本実施の形態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。
【００９３】
例えば、セレクトレバー２の操作速度が大きいほどアシスト停止点をトルク方向反転点からピーク点側へ寄せて設定する構成とし、セレクトレバー２の速度に応じて最適なアシスト停止点を設定する構成としてもよい。このような構成とすることにより、セレクトレバー２の操作速度が速い場合でも、節度感のある操作特性が得られるとともに、セレクトレバー２のオーバーランが防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の自動変速機のセレクトアシスト装置を適用した自動変速装置の構成を示す側面図である。
【図２】本発明の自動変速機のセレクトアシスト装置を適用した自動変速装置の構成を示す背面図である。
【図３】目標アシストトルクマップである。
【図４】トルクセンサの入力トルク−出力電圧特性図である。
【図５】セレクトレバーをＰレンジからＤレンジまで移動させたときのトルクセンサの出力電圧変化を示す図である。
【図６】セレクトレバーをＤレンジからＰレンジまで移動させたときのトルクセンサの出力電圧変化を示す図である。
【図７】コントロールユニットで実行される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８】コントロールユニットで実行される入力トルクパターン記憶時のレンジ位置判定制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】図７のステップＳ１１１で実行されるトルクセンサ出力電圧変化によるレンジ位置判定制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】停車した状態でＰ→Ｒレンジ切り換えを行ったときの操作位置推定制御作用を示す図である。
【符号の説明】
１ コントロール部
２ セレクトレバー
３ センタクラスタ
４ 支点軸
５ 制御レバー
６ セクタギヤ
７ 電動モータ
８ 自動変速機
９ ディテント機構
１０ 制御アーム
１１ リンケージ
１２ トルクセンサ
１２ａ 回転部
１２ｂ 検出部
１４ コントロールユニット
１５ 車速センサ
１６ エンジン回転数センサ
１７ インヒビタスイッチ
Claims (6)
- 自動変速機のレンジ切り換え機構と連結されたセレクトレバーへの入力トルクを検出する入力トルク検出手段と、
前記セレクトレバーにより選択されたレンジ位置を検出するインヒビタスイッチと、
運転者の操作力を補助するアシストトルクをセレクトレバーへ出力するアシストアクチュエータと、
前記レンジ位置と入力トルクとに応じてアシストアクチュエータを制御するアシストトルク制御手段と、
を備えた自動変速機のセレクトアシスト装置であって、
前記アシストトルク制御手段は、セレクトレバーへの入力トルクに基づいてセレクトレバーの操作位置を推定する操作位置推定部と、
推定された操作位置に応じてアシストアクチュエータを制御するアシストトルク制御部と、
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、
前記アシストトルク制御手段に、各レンジ位置毎にレンジ切り換えの開始から終了までの入力トルクパターンを記憶する入力トルクパターン記憶部と、
レンジ切り換えの必要操作力特性に基づいて、記憶された入力トルクパターンに対応するレンジ位置を判定するレンジ位置判定部と、
を設け、
前記操作位置推定部は、記憶されたレンジ位置に対応する入力トルクパターンと、実際の入力トルクパターンとを比較して操作位置を推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、
車速を検出する車速検出手段と、
エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
を設け、
前記アシストトルク制御手段に、判定された入力トルクパターンに対応するレンジ位置の正誤を、車速とエンジン回転数に基づいて判断するレンジ位置正誤判断部と、
レンジ位置が誤りであると判断されたとき、入力トルクパターン記憶部に対し、入力トルクパターンの学習をキャンセルする指令を出力する入力トルクパターン学習キャンセル部と、
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、
前記レンジ位置判定部は、入力トルクの方向に基づいてセレクトレバーの操作方向を検出し、レンジ切り換えの必要操作力特性に基づいて予め設定されたレンジ毎の設定ピーク点と、実際の入力トルクのピーク点とを比較して入力トルクに応じたレンジ位置を判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４に記載の自動変速機のセレクトアシスト装置において、
前記アシストトルク制御部は、実際の入力トルクが入力トルクパターンのピーク点とトルク方向反転点との間に予め設定されたアシスト停止点に到達したとき、次のレンジ位置に到達するまでアシストトルクの出力を停止させ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操作速度を検出する操作速度検出手段を設け、
前記アシストトルク制御手段に、セレクトレバーの操作速度に応じてアシスト停止点を設定するアシスト停止点設定部を設け、
このアシスト停止点設定部は、セレクトレバーの操作速度が大きいときほどアシスト停止点をトルク方向反転点からピーク点側へオフセットさせ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。
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