JP2005003132A - 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】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】セレクトレバー２の位置がレンジ停留位置にあると位置検出により判断される際に、トルクセンサ２１のＤＣ成分の零点ズレを補正するドリフト補正ブロック５０を備えた。
【選択図】 図３
【解決手段】セレクトレバー２の位置がレンジ停留位置にあると位置検出により判断される際に、トルクセンサ２１のＤＣ成分の零点ズレを補正するドリフト補正ブロック５０を備えた。
【選択図】 図３
Description
【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、前記セレクトレバーの位置がレンジ停留位置にある際に、前記入力操作力検出手段のＤＣ成分の基準ズレを補正する補正手段を備えることを特徴とする。
ここで、レンジ停留位置とは、Ｐレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジ、Ｌレンジ等の予め自動変速機で設定されているレンジ位置を指すものとする。
【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、前記セレクトレバーが停止している際に、前記入力操作力検出手段のＤＣ成分の基準ズレを補正する補正手段を備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項３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、前記セレクトレバーの位置がレンジ停留位置にあり、かつ前記セレクトレバーが停止している際に、前記入力操作力検出手段のＤＣ成分の基準ズレを補正する補正手段を備え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、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。
さらに請求項１記載の発明では、セレクトレバーに人為的な力が発生していないレンジ停留位置で零点補正となる基準ズレを補正するため、徐々に信号が変化しても、ステップで変化して場合でも、確実に零点の補正ができる。
ここで、零点とは、入力操作手段において、入力なしと判断する基準を示すものとする。
【００１４】
請求項２に記載の発明では、セレクトレバーの操作によりセレクトレバーが停止する毎に必ず補正が行われるため、大幅に零点が移動した場合にも、わずかに移動した場合でも、そのことにより閾値や処理内容を変更することなく、確実に零点が補正できる。
【００１５】
請求項３に記載の発明では、セレクトレバーに人為的な力が発生していないレンジ停留位置で零点補正となる基準ズレを補正するため、徐々に信号が変化しても、ステップで変化して場合でも、また、大幅に零点が移動した場合にも、わずかに移動した場合でも、より確実に零点を補正できる。
【００１６】
【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。
【００１７】
（実施例）
まず、構成を説明する。
図１は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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
トルクセンサ２１の出力値はまずコントロールユニット２２のドリフト補正ブロック５０（補正手段）に入力される。このドリフト補正ブロック５０では、微分器５１からのセレクトレバー２の操作速度、ポジション・操作開始・方向判別ブロック３３からのレンジ停留位置の情報を得て、セレクトレバー２がレンジ停留位置で停止状態である際に、トルクセンサ２１の零点補正を行って、加算器３５、ポジション・操作開始・方向判別ブロック３３に補正した操作力信号を出力する。
【００３０】
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。
微分器５１では、ポテンションメータ２５からのストローク角度信号を微分して操作速度を算出して信号で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、ドリフト補正ブロック５０に出力する。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
実施例では、トルクセンサ２１として、図１０に示すように磁歪式のトルクセンサを用いている。この磁歪式のトルクセンサは、軸２１１にトルクが印加されると軸２１１がねじれ、軸２１１に各々逆方向に溝加工された２つの部分にそれぞれ引張応力・圧縮応力が選択的に働き、逆磁歪効果によりこの部分の透磁率がそれぞれ増加・減少する。この逆磁歪効果による透磁率変化を、軸２１１に対して励磁コイル２１２で磁界を発生させ、透磁率変化で変化した軸２１１の磁界を２つの検出コイル２１３で検出し、整流器２１４で検出電圧波形を整流化し、平滑器２１５で直流変換する。その後、加算器２１６、増幅器２１７で差動増幅することによりトルクに比例した電圧出力を得るものである。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
ステップＳ１１では、トルクセンサの零点補正処理を行い、本制御を終了する。
【００５４】
［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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
［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。
【００５８】
［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。
【００５９】
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。
【００６０】
［ＦＦ制御＋ＦＢ制御］
【００６１】
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。
【００６２】
［トルクセンサの零点補正の必要性］
ここで、本実施例の自動変速機のセレクトアシスト装置におけるトルクセンサの零点補正の必要性について述べる。
トルクセンサ２１は、セレクトレバー２に人為的な力が加わらない際には、軸２１１の透磁率が変化しないため、零点の電圧を出力している。
しかしながら、トルクセンサ２１の出力電圧の零点が温度などでドリフトすると、人為的な力が加わっていないにもかかわらず、トルクが発生しているとコントロールユニット２２が誤認識する可能性が生じる。この誤認識が生じると電動モータ１５に電流を流してセレクトレバー２を動かそうとしてしまう。
よって、トルクセンサ２１の零点を一定の時間間隔、つまり誤認識を生じないように余裕を持たせた短い間隔で補正する必要がある。
図１１には、トルクセンサ２１の出力特性における零点ズレの変動例を示す。図１１の場合には、特性の傾きは変化無いがトルク−出力電圧の関係が全域にわたってシフトしている。このような全体の平行移動も、また零点のみがずれ、特性の傾きが変化する場合も、零点ズレと本実施例では総称する。
【００６３】
［トルクセンサ零点補正処理］
図１０に示すのは、コントロールユニット２２で実行されるトルクセンサ零点補正処理（図１０のステップＳ１１に相当）を示すフローチャートである。
【００６４】
ステップＳ１０１では、ポテンションメータ２５のストローク角度信号からセレクトレバー２の位置がＰ，Ｒ，Ｎ，Ｄ，Ｌ等のレンジ停留位置にあるかどうかを判断し、レンジ停留位置にある場合にはステップＳ１０２に移行し、レンジ停留位置にない場合にはステップＳ１０９に移行する。
【００６５】
ステップＳ１０２では、セレクトレバー２が停止中かどうかを一定周期で実行される微分器５１の操作速度検出による操作速度の出力結果から判断し、セレクトレバー２が停止中と判断したならばステップＳ１０３に移行し、セレクトレバー２が移動中と判断した場合にはステップＳ１０９に移行する。
【００６６】
ステップＳ１０３では、時間計測用のカウンタをカウントアップする。
【００６７】
ステップＳ１０４では、一定時間が経過したかどうかを判断し、一定時間が経過したならばステップＳ１０５に移行し、一定時間が経過していないならばステップＳ１１０に移行する。
【００６８】
ステップＳ１０５では、現在のトルクセンサ２１の値からＤＣ成分を抽出して零点のオフセット量を算出する。
【００６９】
ステップＳ１０６では、ステップＳ１０５で算出したオフセット量を記憶する。
【００７０】
ステップＳ１０７では、ステップＳ１０６で算出したオフセット量から算出される零点補正用データ５０１を更新する。
【００７１】
ステップＳ１０８では、零点補正用データ５０１をもとにトルクセンサ２１の零点補正を行う。
【００７２】
ステップＳ１０９では、時間計測用のカウンタをクリアする。
【００７３】
ステップＳ１１０では、零点補正用データ５０１の更新を行わず、それまでの零点補正用データ５０１を使用する。
【００７４】
［トルクセンサ零点補正］
▲１▼セレクトレバーがレンジ間を移動中の場合（操作中）
セレクトレバー２が操作中であり、その位置がレンジ間にある場合には、ステップＳ１０１の処理により、零点補正用データ５０１の更新を行なわず、前の更新データを使用してステップＳ１０８の処理によりドリフト補正ブロック５０で零点補正を行う。また、この際にはステップＳ１０９の処理によりカウンタ値をクリアしておく、このようにカウンタ値を用いるようにすることで、零点補正処理全体をステップＳ１１としてアシスト処理に組み込んでも問題ないようにする。
【００７５】
▲２▼セレクトレバーがレンジ停留位置で移動している場合
セレクトレバー２がレンジ停留位置で移動しているような場合、つまり、セレクトレバーはレンジ停留位置にあるが、操作がある際には、ステップＳ１０２の処理によりセレクトレバー２の操作速度で移動中と判断されるため、零点補正用データ５０１の更新を行なわず、前の更新データを使用してステップＳ１０８の処理によりドリフト補正ブロック５０で零点補正を行う。また、この際にはステップＳ１０９の処理によりカウンタ値をクリアしておく、このようにカウンタ値を用いるようにすることで、零点補正処理全体をステップＳ１１としてアシスト処理に組み込んでも問題ないようにする。
【００７６】
▲３▼セレクトレバーがレンジ停留位置で停止しているが一定時間が経過していない場合
例えば、あるレンジ停留位置にセレクトレバー２を切替える際に、途中のレンジ停留位置に一度止めたような場合には、操作が終了しているとは言えず、操作力の入力がある場合がある。このような場合等の際には、補正を行うと逆にズレを助長する可能性があるため、セレクトレバー２停止後、一定時間が経過しない場合には、零点補正用データ５０１の更新を行なわず、前の更新データを使用してステップＳ１０８の処理によりドリフト補正ブロック５０で零点補正を行う。
【００７７】
▲４▼セレクトレバーをレンジ停止位置で停止させ、手をセレクトレバーから離したような場合
例えば、あるレンジ停留位置にセレクトレバー２を切替えて、手を離したような場合、ステップＳ１０１でレンジ停留位置にあると判断され、ステップＳ１０２でさらに操作速度から停止中と判断され、さらに一定時間が経過した状態になると、ステップＳ１０５の処理でＤＣ成分を抽出して零点補正用データ５０１を更新することによりドリフト補正ブロック５０で零点を補正する。
【００７８】
この零点補正は、操作が行われていない状態で補正されるため、トルクセンサの零点を示す信号部分が徐々に変化してずれても、ステップ的な変化をしてずれても、そのズレの変化の仕方に関係なく、零点補正が確実に行われる。
また、操作速度から停止中と判断され一定時間の経過するセレクト操作毎に必ず補正が行われることとなり、トルクセンサ２１の零点のズレの大きさに関係なく補正が確実に行われる。
【００７９】
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。
【００８０】
（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。
【００８１】
また、セレクトレバー２の位置がレンジ停留位置にあると位置検出により判断される際に、トルクセンサ２１のＤＣ成分の零点ズレを補正するドリフト補正ブロック５０を備えるため、徐々に信号が変化しても、ステップで変化して場合でも、確実に零点の補正ができる。
【００８２】
（２）セレクトレバー２が停止していると微分器５１による操作速度の検出で判断される際に、トルクセンサ２１のＤＣ成分の零点ズレを補正するドリフト補正ブロック５０を備えるため、大幅に零点が移動した場合にも、わずかに移動した場合でも、そのことにより閾値や処理内容を変更することなく、確実に零点が補正できる。
【００８３】
（３）セレクトレバー２の位置がレンジ停留位置にあると位置検出により判断され、かつセレクトレバー２が停止していると微分器５１による操作速度の検出で判断される際に、前記入力操作力検出手段のＤＣ成分の基準ズレを補正する補正手段を備えるため、徐々に信号が変化しても、ステップで変化して場合でも、また、大幅に零点が移動した場合にも、わずかに移動した場合でも、より確実に零点を補正できる。
【００８４】
（その他の実施の形態）
以上、本発明の実施の形態を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。
例えば、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。
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。
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。
実施例では、補正は零点補正としたが、正常な状態で零点とならないようにした場合には零点以外を基準点としてもよい。
実施例では、主制御器としてＦＦ＋ＦＢ制御を用いたが、図１２に示す主制御器２２１は他の制御によるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図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】トルクセンサの構造を示すブロック図である。
【図１０】コントロールユニットで実行される零点補正のフローチャートである。
【図１１】トルクセンサの零点ズレの例を示す特性図である。
【図１２】他の例のコントロールユニットの制御ブロック図である。
【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 ドリフト補正ブロック
５０１ 零点補正用データ
５１ 微分器
２１１ （トルクセンサの）軸
２１２ （トルクセンサの）励磁コイル
２１３ （トルクセンサの）検出コイル
２１４ 整流器
２１５ 平滑器
２１６ 加算器
２１７ 増幅器
２２１ 主制御器
【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、前記セレクトレバーの位置がレンジ停留位置にある際に、前記入力操作力検出手段のＤＣ成分の基準ズレを補正する補正手段を備えることを特徴とする。
ここで、レンジ停留位置とは、Ｐレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジ、Ｌレンジ等の予め自動変速機で設定されているレンジ位置を指すものとする。
【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、前記セレクトレバーが停止している際に、前記入力操作力検出手段のＤＣ成分の基準ズレを補正する補正手段を備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項３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、前記セレクトレバーの位置がレンジ停留位置にあり、かつ前記セレクトレバーが停止している際に、前記入力操作力検出手段のＤＣ成分の基準ズレを補正する補正手段を備え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、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。
さらに請求項１記載の発明では、セレクトレバーに人為的な力が発生していないレンジ停留位置で零点補正となる基準ズレを補正するため、徐々に信号が変化しても、ステップで変化して場合でも、確実に零点の補正ができる。
ここで、零点とは、入力操作手段において、入力なしと判断する基準を示すものとする。
【００１４】
請求項２に記載の発明では、セレクトレバーの操作によりセレクトレバーが停止する毎に必ず補正が行われるため、大幅に零点が移動した場合にも、わずかに移動した場合でも、そのことにより閾値や処理内容を変更することなく、確実に零点が補正できる。
【００１５】
請求項３に記載の発明では、セレクトレバーに人為的な力が発生していないレンジ停留位置で零点補正となる基準ズレを補正するため、徐々に信号が変化しても、ステップで変化して場合でも、また、大幅に零点が移動した場合にも、わずかに移動した場合でも、より確実に零点を補正できる。
【００１６】
【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。
【００１７】
（実施例）
まず、構成を説明する。
図１は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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
トルクセンサ２１の出力値はまずコントロールユニット２２のドリフト補正ブロック５０（補正手段）に入力される。このドリフト補正ブロック５０では、微分器５１からのセレクトレバー２の操作速度、ポジション・操作開始・方向判別ブロック３３からのレンジ停留位置の情報を得て、セレクトレバー２がレンジ停留位置で停止状態である際に、トルクセンサ２１の零点補正を行って、加算器３５、ポジション・操作開始・方向判別ブロック３３に補正した操作力信号を出力する。
【００３０】
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。
微分器５１では、ポテンションメータ２５からのストローク角度信号を微分して操作速度を算出して信号で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、ドリフト補正ブロック５０に出力する。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
実施例では、トルクセンサ２１として、図１０に示すように磁歪式のトルクセンサを用いている。この磁歪式のトルクセンサは、軸２１１にトルクが印加されると軸２１１がねじれ、軸２１１に各々逆方向に溝加工された２つの部分にそれぞれ引張応力・圧縮応力が選択的に働き、逆磁歪効果によりこの部分の透磁率がそれぞれ増加・減少する。この逆磁歪効果による透磁率変化を、軸２１１に対して励磁コイル２１２で磁界を発生させ、透磁率変化で変化した軸２１１の磁界を２つの検出コイル２１３で検出し、整流器２１４で検出電圧波形を整流化し、平滑器２１５で直流変換する。その後、加算器２１６、増幅器２１７で差動増幅することによりトルクに比例した電圧出力を得るものである。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
ステップＳ１１では、トルクセンサの零点補正処理を行い、本制御を終了する。
【００５４】
［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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
［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。
【００５８】
［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。
【００５９】
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。
【００６０】
［ＦＦ制御＋ＦＢ制御］
【００６１】
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。
【００６２】
［トルクセンサの零点補正の必要性］
ここで、本実施例の自動変速機のセレクトアシスト装置におけるトルクセンサの零点補正の必要性について述べる。
トルクセンサ２１は、セレクトレバー２に人為的な力が加わらない際には、軸２１１の透磁率が変化しないため、零点の電圧を出力している。
しかしながら、トルクセンサ２１の出力電圧の零点が温度などでドリフトすると、人為的な力が加わっていないにもかかわらず、トルクが発生しているとコントロールユニット２２が誤認識する可能性が生じる。この誤認識が生じると電動モータ１５に電流を流してセレクトレバー２を動かそうとしてしまう。
よって、トルクセンサ２１の零点を一定の時間間隔、つまり誤認識を生じないように余裕を持たせた短い間隔で補正する必要がある。
図１１には、トルクセンサ２１の出力特性における零点ズレの変動例を示す。図１１の場合には、特性の傾きは変化無いがトルク−出力電圧の関係が全域にわたってシフトしている。このような全体の平行移動も、また零点のみがずれ、特性の傾きが変化する場合も、零点ズレと本実施例では総称する。
【００６３】
［トルクセンサ零点補正処理］
図１０に示すのは、コントロールユニット２２で実行されるトルクセンサ零点補正処理（図１０のステップＳ１１に相当）を示すフローチャートである。
【００６４】
ステップＳ１０１では、ポテンションメータ２５のストローク角度信号からセレクトレバー２の位置がＰ，Ｒ，Ｎ，Ｄ，Ｌ等のレンジ停留位置にあるかどうかを判断し、レンジ停留位置にある場合にはステップＳ１０２に移行し、レンジ停留位置にない場合にはステップＳ１０９に移行する。
【００６５】
ステップＳ１０２では、セレクトレバー２が停止中かどうかを一定周期で実行される微分器５１の操作速度検出による操作速度の出力結果から判断し、セレクトレバー２が停止中と判断したならばステップＳ１０３に移行し、セレクトレバー２が移動中と判断した場合にはステップＳ１０９に移行する。
【００６６】
ステップＳ１０３では、時間計測用のカウンタをカウントアップする。
【００６７】
ステップＳ１０４では、一定時間が経過したかどうかを判断し、一定時間が経過したならばステップＳ１０５に移行し、一定時間が経過していないならばステップＳ１１０に移行する。
【００６８】
ステップＳ１０５では、現在のトルクセンサ２１の値からＤＣ成分を抽出して零点のオフセット量を算出する。
【００６９】
ステップＳ１０６では、ステップＳ１０５で算出したオフセット量を記憶する。
【００７０】
ステップＳ１０７では、ステップＳ１０６で算出したオフセット量から算出される零点補正用データ５０１を更新する。
【００７１】
ステップＳ１０８では、零点補正用データ５０１をもとにトルクセンサ２１の零点補正を行う。
【００７２】
ステップＳ１０９では、時間計測用のカウンタをクリアする。
【００７３】
ステップＳ１１０では、零点補正用データ５０１の更新を行わず、それまでの零点補正用データ５０１を使用する。
【００７４】
［トルクセンサ零点補正］
▲１▼セレクトレバーがレンジ間を移動中の場合（操作中）
セレクトレバー２が操作中であり、その位置がレンジ間にある場合には、ステップＳ１０１の処理により、零点補正用データ５０１の更新を行なわず、前の更新データを使用してステップＳ１０８の処理によりドリフト補正ブロック５０で零点補正を行う。また、この際にはステップＳ１０９の処理によりカウンタ値をクリアしておく、このようにカウンタ値を用いるようにすることで、零点補正処理全体をステップＳ１１としてアシスト処理に組み込んでも問題ないようにする。
【００７５】
▲２▼セレクトレバーがレンジ停留位置で移動している場合
セレクトレバー２がレンジ停留位置で移動しているような場合、つまり、セレクトレバーはレンジ停留位置にあるが、操作がある際には、ステップＳ１０２の処理によりセレクトレバー２の操作速度で移動中と判断されるため、零点補正用データ５０１の更新を行なわず、前の更新データを使用してステップＳ１０８の処理によりドリフト補正ブロック５０で零点補正を行う。また、この際にはステップＳ１０９の処理によりカウンタ値をクリアしておく、このようにカウンタ値を用いるようにすることで、零点補正処理全体をステップＳ１１としてアシスト処理に組み込んでも問題ないようにする。
【００７６】
▲３▼セレクトレバーがレンジ停留位置で停止しているが一定時間が経過していない場合
例えば、あるレンジ停留位置にセレクトレバー２を切替える際に、途中のレンジ停留位置に一度止めたような場合には、操作が終了しているとは言えず、操作力の入力がある場合がある。このような場合等の際には、補正を行うと逆にズレを助長する可能性があるため、セレクトレバー２停止後、一定時間が経過しない場合には、零点補正用データ５０１の更新を行なわず、前の更新データを使用してステップＳ１０８の処理によりドリフト補正ブロック５０で零点補正を行う。
【００７７】
▲４▼セレクトレバーをレンジ停止位置で停止させ、手をセレクトレバーから離したような場合
例えば、あるレンジ停留位置にセレクトレバー２を切替えて、手を離したような場合、ステップＳ１０１でレンジ停留位置にあると判断され、ステップＳ１０２でさらに操作速度から停止中と判断され、さらに一定時間が経過した状態になると、ステップＳ１０５の処理でＤＣ成分を抽出して零点補正用データ５０１を更新することによりドリフト補正ブロック５０で零点を補正する。
【００７８】
この零点補正は、操作が行われていない状態で補正されるため、トルクセンサの零点を示す信号部分が徐々に変化してずれても、ステップ的な変化をしてずれても、そのズレの変化の仕方に関係なく、零点補正が確実に行われる。
また、操作速度から停止中と判断され一定時間の経過するセレクト操作毎に必ず補正が行われることとなり、トルクセンサ２１の零点のズレの大きさに関係なく補正が確実に行われる。
【００７９】
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。
【００８０】
（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。
【００８１】
また、セレクトレバー２の位置がレンジ停留位置にあると位置検出により判断される際に、トルクセンサ２１のＤＣ成分の零点ズレを補正するドリフト補正ブロック５０を備えるため、徐々に信号が変化しても、ステップで変化して場合でも、確実に零点の補正ができる。
【００８２】
（２）セレクトレバー２が停止していると微分器５１による操作速度の検出で判断される際に、トルクセンサ２１のＤＣ成分の零点ズレを補正するドリフト補正ブロック５０を備えるため、大幅に零点が移動した場合にも、わずかに移動した場合でも、そのことにより閾値や処理内容を変更することなく、確実に零点が補正できる。
【００８３】
（３）セレクトレバー２の位置がレンジ停留位置にあると位置検出により判断され、かつセレクトレバー２が停止していると微分器５１による操作速度の検出で判断される際に、前記入力操作力検出手段のＤＣ成分の基準ズレを補正する補正手段を備えるため、徐々に信号が変化しても、ステップで変化して場合でも、また、大幅に零点が移動した場合にも、わずかに移動した場合でも、より確実に零点を補正できる。
【００８４】
（その他の実施の形態）
以上、本発明の実施の形態を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。
例えば、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。
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。
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。
実施例では、補正は零点補正としたが、正常な状態で零点とならないようにした場合には零点以外を基準点としてもよい。
実施例では、主制御器としてＦＦ＋ＦＢ制御を用いたが、図１２に示す主制御器２２１は他の制御によるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図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】トルクセンサの構造を示すブロック図である。
【図１０】コントロールユニットで実行される零点補正のフローチャートである。
【図１１】トルクセンサの零点ズレの例を示す特性図である。
【図１２】他の例のコントロールユニットの制御ブロック図である。
【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 ドリフト補正ブロック
５０１ 零点補正用データ
５１ 微分器
２１１ （トルクセンサの）軸
２１２ （トルクセンサの）励磁コイル
２１３ （トルクセンサの）検出コイル
２１４ 整流器
２１５ 平滑器
２１６ 加算器
２１７ 増幅器
２２１ 主制御器
Claims (3)
- 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、
前記セレクトレバーの位置がレンジ停留位置にある際に、前記入力操作力検出手段のＤＣ成分の基準ズレを補正する補正手段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。 - 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、
前記セレクトレバーが停止している際に、前記入力操作力検出手段のＤＣ成分の基準ズレを補正する補正手段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。 - 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、
前記セレクトレバーの位置がレンジ停留位置にあり、かつ前記セレクトレバーが停止している際に、前記入力操作力検出手段のＤＣ成分の基準ズレを補正する補正手段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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003168330A JP2005003132A (ja) | 2003-06-12 | 2003-06-12 | 自動変速機のセレクトアシスト装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003168330A JP2005003132A (ja) | 2003-06-12 | 2003-06-12 | 自動変速機のセレクトアシスト装置 |
Publications (1)
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|---|---|
| JP2005003132A true JP2005003132A (ja) | 2005-01-06 |
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ID=34093860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003168330A Pending JP2005003132A (ja) | 2003-06-12 | 2003-06-12 | 自動変速機のセレクトアシスト装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009013949A1 (ja) * | 2007-07-23 | 2009-01-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | シフト制御装置 |
-
2003
- 2003-06-12 JP JP2003168330A patent/JP2005003132A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009013949A1 (ja) * | 2007-07-23 | 2009-01-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | シフト制御装置 |
| US8265841B2 (en) | 2007-07-23 | 2012-09-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Shift control device |
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