JP2005054916A - 自動変速機のセレクトアシスト装置 - Google Patents

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】 アシストアクチュエータ９の電動モータ１５の回転出力速度を検出する速度センサ５０を設け、速度センサ５０で検出した速度に応じて減力分を算出する速度ゲイン乗算器５１を設け、アシストアクチュエータ９への制御指令から減力分を差し引くようにした。
【選択図】 図３

Description

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。

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）。

一方、セレクトレバーとマニュアルバルブとが電気的に接続された、いわゆるシフトバイワイヤ技術を用いたものが知られている。この従来技術は、マニュアルバルブを作動するアクチュエータを設け、セレクトレバーの回動操作を電気信号に変化してアクチュエータを駆動することにより、レンジ位置を切り換えるものである（例えば、特許文献２参照）。
特開平９−３２３５５９号公報 特開２００３−９７６９４号公報

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。

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。

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。

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レンジ切り換えを可能としつつ、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。

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、を有し、前記アシスト力制御手段は、ドライバによるセレクトレバーへの必要操作力となる目標操作反力特性を前記セレクトレバーの操作位置に対して設定する目標操作反力特性設定部と、前記目標操作反力特性により得られる目標操作反力と、前記入力操作力検出手段により検出された入力操作力との偏差に基づいて、フィードバック制御分であるフィードバックアシスト力を設定するフィードバック制御部と、設定されたフィードバックアシスト力を目標アシスト力とし、アシストアクチュエータに対し制御指令を出力するアシスト力制御部と、を備える自動変速機のセレクトアシスト装置であって、操作速度又は前記アシストアクチュエータのアシスト速度を検出する速度検出手段を設け、同速度検出手段で検出した速度に応じて減力分を算出する減力分算出部を設け、アシストアクチュエータへの制御指令から減力分を差し引くようにしたことを特徴とする。

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、レンジ位置からのセレクトレバーの操作初動域では、前記減力分算出部で算出する減力分を軽減又はなくすようにした、ことを特徴とする。

請求項３に記載の発明では、請求項１又は請求項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、前記速度検出手段が、前記操作位置検出手段で検出したセレクトレバーの操作位置を微分して速度を検出する、ことを特徴とする。

請求項４に記載の発明では、請求項１または請求項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、アシストアクチュエータとして電動モータを用いるようにし、前記速度検出手段が、アシスト力制御部から前記電動モータへの制御指令から速度を検出するようにした、ことを特徴とする。

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、セレクトレバーとレンジ位置切り換え装置との機械的連結を保持しながらも、目標操作反力特性設定部において、ドライバにとって節度感のある良好な目標操作反力特性を、ディテントの負荷特性等に影響されることなく自由に設定できる。
また、本発明では、アシスト力制御部は、目標操作反力特性により得られる目標操作反力と入力操作力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を目標アシスト力とし、アシストアクチュエータに制御指令を出力する。

よって、本発明では、フィードバック制御による高精度の目標追従性とを両立でき、要求に応じた、すなわち、目標操作反力特性に沿ったセレクトレバー操作力特性を得ることができる。
また、操作速度又は前記アシストアクチュエータのアシスト速度を検出する速度検出手段を設け、同速度検出手段で検出した速度に応じて減力分を算出する減力分算出部を設け、アシストアクチュエータへの制御指令から減力分を差し引くようにするため、急激なアシスト力の増加を抑制して制御を安定化し、オーバーシュートが抑制されるため高いゲイン設定ができる。
また、吸込み領域では、アシスト力が大きく減力されることにより操作目標となるレンジ位置を越えてしまうオーバーストロークを防ぐことができ、より安全性を向上させることができる。

請求項２に記載の発明では、レンジ位置からのセレクトレバーの操作初動域では、前記減力分算出部で算出する減力分を軽減又はなくす。ドライバはセレクトレバーが停止したレンジ位置から、操作し始める際には、操作力がまだ小さいため、操作感に対して敏感となる。本発明では、この操作感に敏感な操作初期領域で減算分を軽減又はなくすようにすることで、減算分による操作感への影響がないようにできる。

請求項３に記載の発明では、前記速度検出手段が、前記操作位置検出手段で検出したセレクトレバーの操作位置を微分して速度を検出するため、別に装置を設けることなくコストを抑制して速度を検出できる。

請求項４に記載の発明では、アシストアクチュエータとして電動モータを用いるようにし、前記速度検出手段が、アシスト力制御部から前記電動モータへの制御指令から速度を検出するようにしたため、別に装置を設けることなくコストを抑制して速度を検出できる。

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。

まず、構成を説明する。
図１は第１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。

第１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。

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。

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。

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。

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。

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（入力操作力検出手段）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。

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。

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。

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の出力をＰＷＭ制御する。

前記電動モータ１５には、出力軸部分に電動モータ１５の出力回転速度を検知する速度センサ（速度検出手段）５０を設ける。

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。

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。

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。

目標テーブルブロック（目標操作反力特性設定部）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。

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。

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。

FB制御部（フィードバック制御部）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。

速度ゲイン乗算器（減力算出部）５１は、速度センサ５０で検知した電動モータ１５の出力回転速度に速度ゲインを乗じた値を加算器４１に出力する。

加算器４１では、FB制御部３６からの出力（フィードバックアシスト力）、すなわち目標アシスト力から、乗算器５１で算出した減力分を減算した値をモータ駆動制御ブロック４５へ出力する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

ステップＳ５では、目標テーブル読み込み処理を実施し、ステップＳ６へ移行する。

ステップＳ６では、電動モータ１５の回転出力速度を読み込み、ステップＳ７へ移行する。

ステップＳ７では、読み込んだ電動モータ１５の回転出力速度から減力分Ｆｖを設定し、ステップＳ８へ移行する。

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。

ステップＳ９では、設定したFFアシスト力から減力分Ｆｖを差し引いて目標アシスト力を設定し、ステップＳ１０へ移行する。

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し、本制御を終了する。

［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。

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。

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。

［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。

［FB制御］

第１実施例では、目標アシスト力を、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。

［オーバーストロークについて]
第１実施例において、例えば図６に示すＰレンジ→Ｒレンジへの操作反力特性がマイナスとなる吸込み領域において、入力操作力に対するアシストが強く継続されると、確定したレンジ位置を操作位置が越えてしまうオーバーストロークの発生が懸念される。
これに対し、第１実施例では、速度センサ５０、速度ゲイン乗算器５１を設けて、速度を考慮した制御を行っている。

［速度による減力］
〈1〉基本的な制御
第１実施例では、セレクトレバー２をドライバが操作すると、目標操作反力Ｆｔで操作が行えるようにアシストアクチュエータ９のフィードバック制御が行なわれるが、そのアシスト力から、速度センサ５０で検知した電動モータ１５の回転出力速度に速度ゲインを乗じた値を減算する。
つまり、ドライバによるセレクトレバー２の操作速度が速い際に、その速度に対応するように速くなるアシストアクチュエータ９の電動モータ１５の回転出力速度を減力分に考慮する制御となる。
よって、セレクトレバー２の操作速度が大きいことが、電動モータ１５の回転出力速度の大きさとなり、その分、減力分が大きくなる。
これにより、セレクトレバー２を速く操作すると、速度を上げた分強く操作されていることとなるが、その分アシストが小さくなるので、適度な操作力となる。
〈2〉吸込み領域（オーバーストローク）
速い速度でセレクトレバー２が操作されると、吸込み領域においては、ディテント力によって、セレクトレバー２を吸込む方向、つまり操作速度を速くさせる側に動くことになるが、セレクトレバー２が速く操作される分、速度ゲイン乗算器５１からの減力分が大きくなるので、適度な速度で移動することになり、操作目標のレンジ位置を越えてしまうことがなくなる。

［制御の安定化］
アシストアクチュエータ９の電動モータ１５の速度の大きさに対応して減力分が大きくなることは、さらに制御の安定化をもたらす。
急激な目標アシスト力の変化要求に対して、フィードバック制御が対応しようとすると、目標アシスト力を超える変化をさせた後に値を追従させるオーバーシュートを行ってしまう。しかし、第１実施例ではこの動きに対して、電動モータ１５の速度の大きさに対応して減力分が大きくなるため、オーバーシュートしにくくなり、制御としては安定する。
また、このことはフィードバック制御においてゲインを高く設定できることとなり、さらに制御の追従性を向上でき、その分操作フィーリングが向上できる。

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。
また、アシストアクチュエータ９の電動モータ１５の回転出力速度を検出する速度センサ５０を設け、速度センサ５０で検出した速度に応じて減力分を算出する速度ゲイン乗算器５１を設け、アシストアクチュエータ９への制御指令から減力分を差し引くようにしたため、急激なアシスト力の増加を抑制して制御を安定化し、オーバーシュートが抑制されるため高いゲイン設定ができる。
また、吸込み領域では、アシスト力が大きく減力されることにより操作目標となるレンジ位置を越えてしまうオーバーストロークを防ぐことができ、より安全性を向上させることができる。

第２実施例は、レンジ位置からのセレクトレバーの操作初動域では、減力分算出部で算出する減力分を軽減又はなくすようにした自動変速機のセレクトアシスト装置の例である。
まず構成を説明する。
図８はコントロールユニット２２の制御ブロック図である。
第２実施例では、速度ゲイン乗算器５１から加算器４１への出力の途中にスイッチ５３を設け、ポテンショメータ２５からの操作位置信号から減力を行う領域かどうかを、テーブルデータを参照して判断するブレーキ適用位置テーブル５２を設けている。
他の構成は第１実施例と同様であるので説明を省略する。
次に作用を説明する。

［操作フィーリングの向上］
第２実施例では、確定した操作位置であるレンジ位置にセレクトレバー２の操作位置が停止している状態から、操作が開始されると、その初動状態にあることをブレーキ適用テーブル５２が操作位置とテーブルデータから判断し、速度ゲイン乗算器５１からの出力が加算器４１で減算されないようにスイッチ５３をＯＦＦにするよう操作する。
これによって、ドライバが操作感に敏感な領域に、減力分による影響が出ないようにし、操作フィーリングを向上させることができる。

次に効果を説明する。
第２実施例の自動変速機のセレクトアシスト装置にあっては、第１実施例の(1)の効果に加えて、次に列挙する効果を得ることができる。

(2)レンジ位置からのセレクトレバー２の操作初動域では、速度ゲイン乗算器５１で算出する減力分をなくすようにしたため、ドライバはセレクトレバー２が停止したレンジ位置から、操作し始める際には、操作力がまだ小さいため、操作感に対して敏感となるが、この操作感に敏感な操作初期領域で減算分をなくすようにすることで、減算分による操作感への影響がないようにでき、操作フィーリングを向上できる。

第３実施例は、セレクトレバーの操作位置を微分して速度を検出する自動変速機のセレクトアシスト装置の例である。
まず、構成を説明する。
図９はコントロールユニット２２の制御ブロック図である。
第３実施例では、微分器５４によってポテンショメータ２５からの操作位置信号を微分するようにして操作速度を算出し、この速度に速度ゲイン乗算器５１で速度ゲインを乗算して加算器４１に出力するようにしている。
他の構成は第１実施例と同様であるので、説明を省略する。
次に作用を説明する。

［コストの抑制作用］
第３実施例では、別に速度センサを設けることなく、ポテンショメータ２５からの操作位置信号を時間微分して速度を検出し、コストを抑制している。

次に効果を説明する。
第３実施例の自動変速機のセレクトアシスト装置にあっては、第１実施例の(1)の効果に加えて、次に列挙する効果を得ることができる。

(3)微分器５４が、ポテンショメータ２５で検出したセレクトレバー２の操作位置を微分して速度を検出するため、別に装置を設けることなくコストを抑制して速度を検出できる。

第４実施例は、アシスト力制御部から電動モータへの制御指令から速度を検出するようにした自動変速機のセレクトアシスト装置の例である。
まず、構成を説明する。
図１０はコントロールユニット２２の制御ブロック図である。
第４実施例では、モータ駆動制御ブロック４５により駆動される電動モータ１５の駆動電圧を検知するモータ駆動電圧検知ブロック５６を設け、このモータ駆動電圧検知ブロック５６で検知した駆動電圧から回転出力速度を推測する速度推測演算部５５を設け、速度推測演算部５５で推測した速度に速度ゲイン乗算器５１で速度ゲインを乗算してその結果を加算器４１に出力するようにしている。
他の構成は第１実施例と同じであるので説明を省略する。
次に作用を説明する。

［コストの抑制作用］
第４実施例では、モータ駆動制御ブロック４５により出力される駆動電圧の出力デューティ比の変化を速度推測演算部５５で検知して、電動モータ１５の回転出力速度を推測演算する。速度センサを設けずに電動モータ１５の駆動電圧で速度を推測することによりコストを抑制する。

次に効果を説明する。
第４実施例の自動変速機のセレクトアシスト装置にあっては、第１実施例の(1)の効果に加えて、次に列挙する効果を得ることができる。

(4)アシストアクチュエータ９として電動モータ１５を用いるようにし、モータ駆動制御ブロック４５から電動モータ１５への制御指令から速度を検出するようにしたため、別に装置を設けることなくコストを抑制して速度を検出できる。

第５実施例は、アシスト力制御部から電動モータへの制御指令から速度を検出するようにした自動変速機のセレクトアシスト装置の例である。
まず、構成を説明する。
図１１はコントロールユニット２２の制御ブロック図である。
第５実施例では、モータ駆動制御ブロック４５により駆動される電動モータ１５の駆動電流を検知するモータ駆動電流検知ブロック５７を設け、このモータ駆動電流検知ブロック５７で検知した駆動電流から回転出力速度を推測する速度推測演算部５５を設け、速度推測演算部５５で推測した速度に速度ゲイン乗算器５１で速度ゲインを乗算してその結果を加算器４１に出力するようにしている。

第５実施例の速度推測演算部５５は、図１２に示すように加算器５５１、乗算器５５２、加算器５５３、積分器５５４、積分器５５５、ディテント力テーブル５５６からなる。

加算器５５３は、モータ駆動電流検知ブロック５７で検知した電流を換算したトルク値と、乗算器５５２からのトルク値ズレ分及びディテント力テーブルからのディテント力によるトルク値との偏差を算出して積分器５５４に出力する。

積分器５５４は、トルク値を加速度に換算して積分演算して速度の推定値を算出し、速度ゲイン乗算器５１及び積分器５５５に出力する。

積分器５５５は、速度の推定値を積分演算して角度の推定値を算出し、ディテント力テーブル５５６及び加算器５５１に出力する。

ディテント力テーブル５５６は、角度の推定値からテーブルデータを参照して相当するディテント力によるトルク値を加算器に出力する。

加算器５５１は、ポテンショメータ２５からの角度の実測値と積分器５５５からの角度の推定値との偏差を算出して乗算器５５２に出力する。

乗算器５５２は、角度の実測値と推定値の偏差にゲインを乗じて、この偏差分のトルク値を算出して加算器５５３に出力する。
他の構成は第１実施例と同様であるので説明を省略する。
このように、アシストアクチュエータ９の電動モータ１５の電流値から速度を推定するようにしてもよい。

［推定速度の精度向上作用］
第５実施例の速度推定演算部５５は、モータ駆動電流検知ブロック５７からの駆動電流から得るトルク値とディテント力分のトルク値の差、つまりつり合いを超えて操作速度となる分のトルク値を、積分器５５４で変換し積分演算することにより速度を算出するが、さらにその速度を積分器５５５で積分した推定角度と実測角度の偏差を加算器５５１で算出してフィードバックすることにより、推定角度と実測角度の偏差を小さくする。推定角度が実測角度に近づくことは、推定角度の微分で求められる推定速度が実際の速度に近づくことになり、精度が向上する。

よって、第５実施例の速度推測演算部５５の構成により推定速度の精度が向上できる。

他の作用、構成は第１実施例、第４実施例と同じであるので説明を省略する。

（その他の実施の形態）
以上、本発明の実施の形態を第１実施例〜第５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これら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、第１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。
第１実施例では、セレクトレバー２と自動変速機１９の制御アーム２０をコントロールケーブル８，１８で連結する構成を示したが、セレクトレバー２の操作力を制御アーム２０に伝える操作力伝達手段は任意であり、ロッドやリンケージを用いた構成としてもよい。
セレクトレバー２の形状や大きさは任意であり、指先で操作可能なスイッチ形状としてもよい。また、目標操作反力特性も、セレクトレバー２の形状に応じて良好な操作特性が得られる特性に変更する。

第５実施例では、電動モータの駆動電流を直接検知しているが、電動モータへの印加電圧と内部抵抗値から算出するようにしてもよい。
実施例の速度検出手段には、速度センサを用いるもの、検出操作位置から算出するもの、電動モータの駆動電圧、駆動電流から算出するものを示したが、他の方法により速度を検出するものであってもよい。

第１実施例の自動変速機の構成を示す側面図である。 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。 コントロールユニットの制御ブロック図である。 自動変速機のディテントの構造を示す斜視図である。 コントロールユニットで実行されるセレクトレバーのアシスト制御処理の流れを示すフローチャートである。 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。 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。 第２実施例のコントロールユニットの制御ブロック図である。 第３実施例のコントロールユニットの制御ブロック図である。 第４実施例のコントロールユニットの制御ブロック図である。 第５実施例のコントロールユニットの制御ブロック図である。 第５実施例の速度推測演算部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 速度センサ
５１ 速度ゲイン乗算器
５２ ブレーキ適用位置テーブル
５３ スイッチ
５４ 微分器
５５ 速度推測演算部
５５１ 加算器
５５２ 乗算器
５５３ 加算器
５５４ 積分器
５５５ 積分器
５５６ ディテント力テーブル
５６ モータ駆動電圧検知ブロック
５７ モータ駆動電流検知ブロック

Claims (4)

1. 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、
   を有し、
   前記アシスト力制御手段は、
   ドライバによるセレクトレバーへの必要操作力となる目標操作反力特性を前記セレクトレバーの操作位置に対して設定する目標操作反力特性設定部と、
   前記目標操作反力特性により得られる目標操作反力と、前記入力操作力検出手段により検出された入力操作力との偏差に基づいて、フィードバック制御分であるフィードバックアシスト力を設定するフィードバック制御部と、
   設定されたフィードバックアシスト力を目標アシスト力とし、アシストアクチュエータに対し制御指令を出力するアシスト力制御部と、
   を備える自動変速機のセレクトアシスト装置であって、
   操作速度又は前記アシストアクチュエータのアシスト速度を検出する速度検出手段を設け、
   同速度検出手段で検出した速度に応じて減力分を算出する減力分算出部を設け、
   アシストアクチュエータへの制御指令から減力分を差し引くようにし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。
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、
   レンジ位置からのセレクトレバーの操作初動域では、前記減力分算出部で算出する減力分を軽減又はなくすようにした、
   ことを特徴とする自動変速機のセレクトアシスト装置。
3. 請求項１又は請求項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、
   前記速度検出手段が、
   前記操作位置検出手段で検出したセレクトレバーの操作位置を微分して速度を検出する、
   ことを特徴とする自動変速機のセレクトアシスト装置。
4. 請求項１または請求項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、
   アシストアクチュエータとして電動モータを用いるようにし、
   前記速度検出手段が、
   アシスト力制御部から前記電動モータへの制御指令から速度を検出するようにした、
   ことを特徴とする自動変速機のセレクトアシスト装置。

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