JP4209862B2

JP4209862B2 - Ｍｔシフトアクチュエータ

Info

Publication number: JP4209862B2
Application number: JP2005141296A
Authority: JP
Inventors: 秀和西村; 裕介會澤; 勇井上
Original assignee: Ono Sokki Co Ltd
Current assignee: Ono Sokki Co Ltd
Priority date: 2005-05-13
Filing date: 2005-05-13
Publication date: 2009-01-14
Anticipated expiration: 2025-05-13
Also published as: JP2006317337A

Description

本発明は、マニュアルトランスミッション（ＭＴ）のシフトレバーをシフトさせるＭＴシフトアクチュエータに関する。

自動車を屋外で実際に走行させることにより自動車の走行試験を行なうのは大変であり、このため従来より、ダイナモメータで自動車にかかる負荷を模擬するなどして実験室内で自動車の走行試験が行なわれている。

この実験室内での自動車の走行試験のなかでも、マニュアルトランスミッション（以下、マニュアルトランスミッションをＭＴと称す）を搭載した自動車の走行試験では、人間の代わりにシフトレバーをシフトするＭＴシフトアクチュエータが採用されて排気ガスの量や燃費等の測定が行なわれている。

特許文献１には、シフトレバーのシフトに加え、さらに、クラッチペダル、ブレーキペダルおよびアクセルペダルの操作を行なう実車自動車操作装置の一例が開示されている。

図１は、従来のＭＴシフトアクチュエータのブロック図である。

図１に示すＭＴシフトアクチュエータ１は、シフトレバー（Ｐｒ）１１、シフトレバーの実際の軌道を表すフィードバック軌道値とシフトレバーの目標軌道を表す目標軌道値（ｒｆ）とが入力されて差分がとられる差分オペレータ１２、差分オペレータか１２から入力された差分値に基づいてフィードバック制御入力を生成するフィードバックオペレータ（Ｋ）１３、および、目標とする力パターンであるフィードフォワード制御入力Ｕ_fscと、フィードバックオペレータ１３から出力されたフィードバック制御入力とが合成される加算オペレータ１４をその構成要素としている。

また、このＭＴシフトアクチュエータ１では、シフトレバー１１がシンクロナイザ機構に接触したときにシンクロナイザ機構に無理がかからないように、シンクロナイザ機構へのシフトレバーの接触状態を、シフトレバーへの荷重による歪みでもって検出する歪みゲージがシフトレバー１１に取りつけられており、シンクロナイザ機構へのシフトレバーの接触を検出した場合に加算オペレータ１４への入力をＵ_fscから値０へと切り替えるスイッチ１５もその構成要素としている。

このＭＴシフトアクチュエータ１では、シフトレバー１１のシフト途中でのシンクロナイザ機構への接触が検出されると、上述のようにスイッチを切り換えることで、加算オペレータ２１におけるフィードフォワードからの入力が弱め、シンクロナイザ機構に無理がかからないようにしている。

図２から図４は、図１に示すＭＴシフトアクチュエータによる、２速から３速へのシフト操作が行われた際に得られたデータを示すグラフ図である。

図２には、シフトレバー１１に取りつけられた歪みゲージからの出力結果が示されている。

ところで、シフトレバー１１への荷重の検出は、シフトレバー１１に歪みゲージを取りつけて行うことが一般的に考えられるが、これだと、シフトレバー１１に細工を施す必要があり、被検査対象が商品の場合には問題となる。

そこで、シフトレバーへの荷重の検出を、歪みゲージの代わりにシフトレバーの位置および速度情報に基づいて行うことが考えられる。

図３には、シフトレバーの実側速度と目標速度との間の速度差が示されており、また、図４には、シフトレバーの実側位置と目標位置との間の位置差が示されている。

ここで、図１に示すＭＴシフトアクチュエータ１では、シフトレバーへの荷重の制限を、歪みゲージからの出力が５０（Ｎ）になった時点としており、図２からは、歪みゲージからの出力が５０（Ｎ）を越えるのは０．２８（ｓ）の時点であることが読みとれる。

したがって、シンクロナイザ機構へのシフトレバーの接触を上記速度差から検出することを考えた場合、図３からは、誤検出を避けた上での閾値として−０．０３（ｍ／ｓ）程度を設定する他はなく、このように設定すると、閾値を越えるのは０．２８（ｓ）よりも若干遅れた０．２８５（ｓ）の時点であることが読みとれる。図２からは、０．２８５（ｓ）におけるシフトレバーへの荷重は、５０（Ｎ）を越えて５５（Ｎ）となってしまうことが読みとれる。

一方、シンクロナイザ機構へのシフトレバーの接触を上記位置差から検出することを考えた場合、図４からは、誤検出を避けた上での閾値として−２．５×１０−３程度を設定する他はなく、このように設定すると、閾値を越えるのは０．３２（ｓ）の時点であることが読みとれる。図２からは、０．３２（ｓ）におけるシフトレバーへの荷重はピークを越えてしまった後となってしまうことが読みとれる。
特許第３１２１９２３号公報

つまり、シフトレバーへの荷重の検出を、歪みゲージの代わりに上述の速度差や位置差に基づいて行おうとしても、上述した様に検出タイミングが遅れ、シンクロナイザ機構を痛めてしまうおそれがある。

本発明は、上記事情に鑑み、シフトレバーへの荷重の検出についての工夫が図られたＭＴシフトアクチュエータを提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明のＭＴシフトアクチュエータのうちの第１のＭＴシフトアクチュエータは、
マニュアルトランスミッションのシフトレバーを所定の初期状態から所定の終端状態にシフトさせるＭＴシフトアクチュエータにおいて、
上記シフトレバーに時間的に変化する力を加えることによりこのシフトレバーを上記初期状態から上記終端状態への切換え操作を行なう操作部と、
上記操作部に、時間的に変化する力パターンを表わす制御情報を与える制御部とを備え、
上記制御部は、
上記シフトレバーを上記初期状態から上記終端状態までシフトさせる間に上記操作部に与えるモデルとしての力パターンを表わす第１の制御情報を生成するモデル情報生成部と、
上記第１の制御情報に対応した、上記シフトレバーのモデルとしての時間的に変化する位置および速度を表わす第１の位置および速度情報を生成するシミュレーション部と、
上記シフトレバーの位置および速度を検出あるいは推定することによりこのシフトレバーの位置および速度を表わす第２の位置および速度情報を生成するセンシング部と、
上記第１の位置および速度情報により表わされる位置および速度と上記第２の位置および速度情報により表わされる位置および速度との間の差分の位置および速度に応じた力パターンを表わす第２の制御情報を生成するフィードバック情報生成部と、
上記第１の制御情報と上記第２の制御情報とを合成して、時間的に変化する力パターンを表わす第３の制御情報を生成する情報合成部と、
上記シフトレバーの加速度を取得しこの加速度に基づいてシンクロナイザ機構への接触を検出する接触検出部とを有し、
上記情報合成部は、上記第１の制御情報と上記第２の制御情報とを合成するにあたり、上記接触検出部により上記シンクロナイザ機構への接触が検出された場合に、この接触が検出されない場合と比べ、上記第１の制御情報の影響を抑えた合成を行うものであって、
上記操作部は、上記第３の制御情報の入力を受けて、上記シフトレバーに、この第３の制御情報に応じた時間的に変化する力を加えるものであることを特徴とする。

本発明は、シフトレバーのシンクロナイザ機構への接触を検出する手段として、シフトレバーの目標位置と実測位置との間の位置差、あるいは、シフトレバーの目標速度と実測速度との間の速度差を用いるよりも、シフトレバーの実際の加速度を用いる方がより精度が高い点に着目してなされたものである。図５は、図３および図４に示すデータが得られた際のシフトレバーの加速度の変化の様子を表すグラフ図である。図５からは、加速度の閾値として、誤検出防止のための限界値に対しに余裕をもった値である−１０（ｍ／ｓ２）程度を設定することで、歪みゲージと同等の時刻にシフトレバーに対する荷重５０（Ｎ）を検出できることが読みとれ、本発明の第１のＭＴシフトアクチュエータによれば、シフトレバーのシンクロナイザ機構への接触をシフトレバーの加速度に基づいて検出していることで、速度差や位置差に基づいて検出する場合に比べ検出精度を改善することができる。

上記目的を達成するための本発明のＭＴシフトアクチュエータのうちの第２のＭＴシフトアクチュエータは、
マニュアルトランスミッションのシフトレバーを所定の初期状態から所定の終端状態にシフトさせるＭＴシフトアクチュエータにおいて、
上記シフトレバーに時間的に変化する力を加えることによりこのシフトレバーを上記初期状態から上記終端状態への切換え操作を行なう操作部と、
上記操作部に、時間的に変化する力パターンを表わす制御情報を与える制御部とを備え、
上記制御部は、
上記シフトレバーを上記初期状態から上記終端状態までシフトさせる間に上記操作部に与えるモデルとしての力パターンを表わす第１の制御情報を生成するモデル情報生成部と、
上記第１の制御情報に対応した、上記シフトレバーのモデルとしての時間的に変化する位置および速度を表わす第１の位置および速度情報を生成するシミュレーション部と、
上記シフトレバーの位置および速度を検出あるいは推定することによりこのシフトレバーの位置および速度を表わす第２の位置および速度情報を生成するセンシング部と、
上記第１の位置および速度情報により表わされる位置および速度と上記第２の位置および速度情報により表わされる位置および速度との間の差分の位置および速度に応じた力パターンを表わす第２の制御情報を生成するフィードバック情報生成部と、
上記第１の制御情報と上記第２の制御情報とを合成して、時間的に変化する力パターンを表わす第３の制御情報を生成する情報合成部と、
上記シフトレバーの加速度を取得しこの加速度に基づいてシンクロナイザ機構への接触を検出する接触検出部とを有し、
上記情報合成部は、上記第１の制御情報と上記第２の制御情報とを合成するにあたり、上記接触検出部により上記シンクロナイザ機構への接触が検出された場合に、上記第１の制御情報の影響を遮断して上記第２の制御情報を上記第３の制御情報として上記操作部に与えるものであって、
上記操作部は、上記第３の制御情報の入力を受けて、上記シフトレバーに、この第３の制御情報に応じた時間的に変化する力を加えるものであることを特徴とする。

ここで、上記モデル情報生成部により生成される第１の制御情報により表わされる力パターンが上記終端状態に対応する終端の力まで変化したタイミングで、上記第１の位置及び速度情報を、この終端状態に対応する終端の位置及び速度を表わす情報に固定する情報固定部を有することが好ましい。

こうすることにより、シフトレバーが終端状態に達するまでに予定された時間よりも長い時間がかかったときに第１の制御情報が無くなることが回避され、終端近傍での操作が安定的に行なわれる。

また、上記操作部は、上記シフトレバーの、所定のシフト方向へのシフト操作を担当する第１のアクチュエータと、上記シフトレバーの、上記シフト方向に交わる所定のセレクト方向へのシフト操作を担当する第２のアクチュエータとを備え、
上記制御部は、上記第１のアクチュエータによる上記シフトレバーのシフト操作用の制御情報と、上記第２のアクチュエータによる上記シフトレバーのシフト操作用の制御情報とを生成するものであることも好ましい態様である。

シフトレバーは２次元的に移動するように操作されるが、上記のように第１のアクチュエータと第２のアクチュエータとを備え、それら２つのアクチュエータを別々の制御情報で別々に制御するとそれぞれは一次元的な制御で済み、全体の制御システムが簡単になる。

さらに、上記モデル情報生成部は、初期状態と終端状態とシフト完了時間との組合せに応じた力パターンを表わす第１の制御情報を生成するものであることが好ましい。

例えばニュートラルから一速へのシフト、一速から二速へのシフト等について別々に、さらにシフト完了時間ごとに別々に第１の制御情報（モデルとしての力パターン）を作成しておくことにより、あらゆるシフト操作に対処することができる。

本発明によれば、シフトレバーへの荷重の検出についての工夫が図られたＭＴシフトアクチュエータを提供することことができる。

以下、本発明の実施形態について説明する。

図６は、本発明の第１のＭＴシフトアクチュエータの一実施形態の構成を示すブロック図である。

図６に示すＭＴシフトアクチュエータ１０は、シフトレバー２０をシフト操作するものであり、制御部１００と操作部２００とで構成されている。制御部１００は、モデル情報生成部１１０、シミュレーション部１２０、情報固定部１３０、センシング部１４０、フィードバック情報生成部１５０、および情報合成部１６０により構成されている。

操作部２００は、シフトレバー２０に時間的に変化する力を加えることによりそのシフトレバー２０を初期状態から終端状態へ切り換える操作を行なうものであり、制御部１００は、操作部２００に、時間的に変化する力パターンを表わす制御情報Ｓ３を与えるものである。操作部２００は、制御部１００からの制御情報Ｓ３の入力を受けて、シフトレバー２０に、その制御情報Ｓ３に応じた力を加える。

ここで、制御部１００を構成するモデル情報生成部１１０は、シフトレバー２０を初期状態から終端状態までシフトさせる間に操作部２００に与えるモデルとしての力パターンを表わす制御情報Ｓ１を生成する。この生成された制御情報Ｓ１は、シミュレーション部１２０及び情報合成部１６０に入力される。

シミュレーション部１２０は、本実施形態では、モデル情報生成部１１０で生成された制御情報Ｓ１の入力を受けて、その制御情報Ｓ１に対応した、シフトレバー２０のモデルとしての時間的に変化する位置及び速度を表わす位置及び速度情報Ｓ１１を生成する。この位置及び速度情報Ｓ１１により表わされる位置及び速度は時間的に変化するが、情報固定部１３０では、モデル情報生成部１１０により生成される制御情報Ｓ１により表わされる力パターンが終端状態に対応する終端の力まで変化したタイミングで、第１の位置及び速度情報Ｓ１１がその終端状態に対応する終端の位置及び速度を表わす情報に固定される。

ここでは、終端状態に達する前はシミュレーション部１２０により生成された位置及び速度を表わす時間的に変化する値を持つとともに、終端状態に達したタイミング以降はその終端状態の位置及び速度を表わす値に固定された位置及び速度情報を、位置及び速度情報Ｓ１１´と表現する。

また、センシング部１４０はシフトレバー２０の位置及び速度をリアルタイムで検出あるいは推定することにより、シフトレバー２０の位置及び速度を表わす第２の位置及び速度情報Ｓ１２を生成する。

フィードバック情報生成部１５０では、情報固定部１３０から出力された位置及び速度情報Ｓ１１´により表わされる位置及び速度と、センシング部１４０により生成された第２の位置及び速度情報Ｓ１２により表される位置及び速度との間の差分の位置及び速度が求められ、差分の位置及び速度情報に応じた力パターンを表わす制御情報Ｓ２が生成される。

情報合成部１６０では、モデル情報生成部１１０で生成された制御情報Ｓ１とフィードバック生成部１５０で生成された制御情報Ｓ２とが合成されて、時間的に変化する力パターンを表わす制御情報Ｓ３が生成され、その制御情報Ｓ３が操作部２００に与えられる。

ここで、情報合成部１６０では、シフトレバー２０がマイナスの所定値以上の加速度で移動したと判定された場合、即ちシフトレバー２０がシンクロナイザ機構に接触した場合に、接触する前と比べ、制御情報Ｓ３における制御情報Ｓ１の影響を制御情報Ｓ２よりも抑えた合成が行なわれる。

具体的には、情報合成部１６０では、シフトレバーの加速度がマイナスの所定値以上になった場合にシンクロナイザ機構に接触したものとして、減衰によりフィードフォワード制御入力の影響が弱められ、相対的にフィードバック制御入力の影響の強い制御が行なわれる。

なお、ここでは、シフトレバーの位置情報の２階微分値からシフトレバーの加速度を求め、求めた加速度がマイナスの所定値以上になったことをもってシンクロナイザ機構への接触を検出しているが、位置及び速度情報のうちの速度情報の１階微分値が所定値以上になったことをもって加速度を得るものであってもよい。

以下、本実施形態をさらに具体的に説明する。

図７は、本実施形態で対象としているシフトレバーのシフトパターンを示す図である。

ここでは、シフトレバー２０は、前進における１速から５速までと、後退と、ニュートラルとの７つの切換状態があり、例えばニュートラルから１速までシフトするときは、ニュートラルの状態が初期状態、１速にシフトされた状態が終端状態となり、例えば１速から２速にシフトするときは、１速の状態が初期状態、２速の状態が終端状態となる。またここでは、図の上下方向、すなわち各シフト段にシフトする方向をシフト方向、それに直角な、シフトの各段を選ぶ方向をセレクト方向と称する。例えば３速から１速にシフトするときは、先ずシフト方向にシフトして３速から外し、さらにセレクト方向にシフトし、再度シフト方向にシフトすることにより１速に切り換えることになる。

図８は、図６の操作部の機構的な構成部分を示した図であり、図８（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ平面図および正面図である。

この操作部２００は、ロッド２１０と、ＡＣサーボモータ２２０及びそのＡＣサーボモータ２２０の回転駆動力をボールねじを用いて直線運動に変換してロッド２１０をシフト方向（図７参照）に移動させるアクチュエータ２３０と、もう１つのＡＣサーボモータ２４０及びそのＡＣサーボモータ２４０の回転駆動力をボールねじを用いて直線運動に変換して、ロッド２１０、ＡＣサーボモータ２２０、及びアクチュエータ２３０の全体をセレクト方向（図７参照）に移動させるもう１つのアクチュエータ２５０と、ロッド２１０の先端部に固定されて、そのロッド２１０の動きを、マニュアルトランスミッション３０の切換えを行なうためのシフトレバー２０先端のシフトノブ２１に伝えるカップリング２６０とにより構成されている。カップリング２６０は、中空円柱状のものであり、このカップリング２６０により、シフト操作に応じてシフトノブ２１の高さが変化するのを吸収している。このカップリング２６０の内側には、人間の手の剛性を表現するため、ゴムスポンジが貼り付けられている。

ここで、２つのＡＣサーボモータ２２０、２４０は、図６に示す制御部１００からの制御情報Ｓ３によりそのトルクあるいは回転が制御されるが、制御部１００では、それら２つのＡＣサーボモータ２２０、２４０それぞれを制御するための制御情報Ｓ３を独立に生成し、それら別々の制御情報によりのＡＣサーボモータ２２０、２４０が同期して制御される。

本実施形態では、図６に示すシミュレーション部１２０は、図６に示す操作部２００及びシフトレバー２０の全体の動特性を、シフト方向とセレクト方向とのそれぞれについてシミュレートするものであるが、ここでは、その全体の動特性を、シフト方向とセレクト方向とのそれぞれについて１自由度の振動系と見なして近似したノミナルモデルを作成してシミュレートしている。

図９は、シフト方向あるいはセレクト方向の一方の制御アルゴリズムを示す図である。

ここにはモデルとしての力パターンを表わす制御信号Ｕ_fscが入力され、この制御信号Ｕ_fscは、ノミナルモデル１２１に入力されるとともに第１スイッチングオペレータ１６１を経由して加算オペレータ１６２に入力される。またノミナルモデル１２１の出力信号はホールドオペレータ１３２を経由して差分オペレータ１５１に入力される。この差分オペレータ１５１には、操作部２００（図６参照）を含む制御対象２０１からシフトレバーの位置と速度を表わす信号も入力され、この差分オペレータ１５１では、それら２つの信号から差分の位置と速度を表わす差分信号を生成する。その差分信号は、位置及び速度から力パターンを求めるフィードバックオペレータ１５２に入力される。

ここで、データ抽出オペレータ（Ｃ）１４２には、制御対象２０１からシフトレバーの位置および速度を表わす信号が入力されており、このデータ抽出オペレータ１４２では、これら位置および速度を表わす信号から位置を表す信号のみを抽出する。２階微分オペレータ（Ｓ２）１４１には、データ抽出オペレータ（Ｃ）１４２で抽出された位置を表す信号が入力されており、この位置についての２階微分値を演算し、この演算値を表す信号をスイッチングオペレータ１６１に入力する。

また、このＭＴアクチュエータ１０には、アッテネータ（減衰器）１６３が備えられており、スイッチングオペレータ１６１には、制御信号Ｕ_fscがそのまま入力されるとともに、その制御信号Ｕ_fscがアッテネータ１６３で減衰を受けその減衰された制御信号Ｕ_fscモ入力される。スイッチングオペレータ１６１は、シフトレバーがシンクロナイザ機構に接触した場合に、減衰された制御信号を加算オペレータ１６２に入力するように切り換えを行う。この減衰によりフィードフォワード制御入力の影響が弱められ、相対的にフィードバック制御入力の影響の強い制御が行なわれる。

加算オペレータ１６２では、スイッチングオペレータ１６１およびフィードバックオペレータ１５２それぞれから入力されてきた２つの制御信号を加算することにより制御対象２０１を制御するための力パターンが生成される。

図９に示す制御アルゴリズムでは、シフトレバーがシンクロナイザ機構に接触したと判定すると、スイッチングオペレータ１６１をアッテネータ１６３側に切り替えることで、図６に示す制御信号Ｓ１を弱める。このため、加算オペレータ１６２から出力される力パターンを表す制御信号は、フィードバック制御入力の方が強くなり、制御対象２０１は、フィードバック制御入力の影響を強く受けて制御される。こうすると、小さめの制御入力により外乱が抑圧され、より正確な制御が可能となる。

図１０から図１３は、１速から２速へのギア変速を、加速度に基づいて行った場合と歪みゲージに基づいてそれぞれ行った場合の実験結果を示す図である。

図１０から図１３には、それぞれ、制御対象２０１（図９参照）への力パターンを表す制御信号の時間変化を表すグラフ図、速度の時間変化を表すグラフ図、位置の時間変化を表すグラフ図、シフトレバーに加えられた力の実測値を表すグラフ図が示されており、歪みゲージに基づく実験結果は、図６に示す本実施形態のＭＴアクチュエータ１０において、２階微分オペレータ１４１の代わりに歪みゲージを取りつけて行った結果である。

図１０からは、この実験が、異なるタイミングで行われているものの、同じ制御対象にほぼ同じ制御信号を入力して行われていることが読みとれ、また、図１１から図１３までからは、フィードバック制御入力とフィードフォワード制御入力の割合を加速度に基づいて切り換える本実施形態のＭＴアクチュエータ１０によれば、歪みゲージに基づいてフィードバック制御とフィードフォワード制御の割合を切り換える場合と同等の制御ができることが読みとれる。したがって、本実施形態のＭＴアクチュエータ１０によれば、歪みゲージに基づかなくても、歪みゲージと同等にシフトレバーへの荷重を検出することができる。

次に、本発明の第２のＭＴアクチュエータの一実施形態について説明する。

図１４は、第１のＭＴアクチュエータの図９に対応する、本実施形態のＭＴアクチュエータの制御アルゴリズムを表す図である。尚、図１４に示されている要素で、図９に示されている要素と同じ種類の要素には、図９において付されている符号と同じ符号が示されている。

図１４に示す制御アルゴリズムと図９に示す制御アルゴリズムの相違点は、図９に示す制御アルゴリズムの場合、シフトレバーがシンクロナイザ機構に接触すると、減衰によりフィードフォワード制御入力の影響が弱められ、相対的にフィードバック制御入力の影響の強い制御が行なわれるのに対し、本実施形態の制御アルゴリズムの場合、シフトレバーがシンクロナイザ機構に接触すると、フィードフォワード制御入力がゼロになる点のみであり、本実施形態ＭＴアクチュエータによる実験結果についての説明は、図９についてした説明と同じとなるので省略するが、このようにしても、歪みゲージの場合と同等にシフトレバーへの荷重を検出することができる。

また、以上に説明した実施形態では、図６に示すモデル情報生成部１１０に目標値としての力の時間変化パターンをあらかじめ記憶させておいて、実際の制御を行なう際にその力の目標値の時間変化パターン（制御情報Ｓ１、図９、図１４の制御信号Ｕ_fsc）を出力し、その力の目標値の時間変化パターンをシミュレーション部１２０（図９、図１４のノミナルモデル１２１）に入力して位置と速度の目標値の時間変化パターン（図６の位置及び速度情報Ｓ１１、図９、図１４のノミナルモデル１２１の出力値）を得る構成であるが、モデル情報生成部１１０で生成される力の目標値の時間変化パターン及びシミュレーション部１２０（図９、図１４のノミナルモデル１２１）でのシミュレーションアルゴリズムは、いずれも、このＭＴシフトアクチュエータを構成する際に例えば予備実験等により組み立てるものである。したがって、モデル情報生成部１１０で生成した力の目標値の時間変化パターン（制御情報Ｓ１）をシミュレーション部１２０に入力してそのシミュレーション部１２０で位置と速度の目標値の時間変化パターン（位置及び速度情報Ｓ１１）を生成するという構成は必ずしも必要ではなく、例えばシミュレーション部１２０で位置と速度の目標値の時間変化パターン（位置及び速度情報Ｓ１１）をあらかじめ決められたとおりに生成し、その位置と速度の目標値の時間変化パターン（位置及び速度情報Ｓ１１）をモデル情報生成部１１０に入力して、その入力された位置と速度の目標値の時間変化パターン（位置及び速度情報Ｓ１１）に応じた力の目標値の時間変化パターン（制御情報Ｓ１）を生成するように構成してもよく、あるいは力の目標値の時間変化パターン（制御情報Ｓ１）と位置と速度の目標値の時間変化パターン（位置及び速度情報Ｓ１１）との双方をあらかじめ決定しておいて、モデル情報生成部１１０とシミュレーション部１２０のそれぞれからそれら力の目標値の時間変化パターン（制御情報Ｓ１）と位置と速度の目標値の時間変化パターン（位置及び速度情報Ｓ１１）を相互に同期をとって生成するようにしてもよい。

従来のＭＴシフトアクチュエータのブロック図である。図１に示すＭＴシフトアクチュエータによる、２速から３速へのシフト操作が行われた際に得られたデータを示すグラフ図である。図１に示すＭＴシフトアクチュエータによる、２速から３速へのシフト操作が行われた際に得られたデータを示すグラフ図である。図１に示すＭＴシフトアクチュエータによる、２速から３速へのシフト操作が行われた際に得られたデータを示すグラフ図である。図３および図４に示すデータが得られた際のシフトレバーの加速度の変化の様子を表すグラフ図である。本発明の第１のＭＴシフトアクチュエータの一実施形態の構成を示すブロック図である。本実施形態で対象としているシフトレバーのシフトパターンを示す図である。図６の操作部の機構的な構成部分を示した図であり、図８（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ平面図および正面図である。シフト方向あるいはセレクト方向の一方の制御アルゴリズムを示す図である。１速から２速へのギア変速を、加速度に基づいて行った場合と歪みゲージに基づいてそれぞれ行った場合の実験結果を示す図である。１速から２速へのギア変速を、加速度に基づいて行った場合と歪みゲージに基づいてそれぞれ行った場合の実験結果を示す図である。１速から２速へのギア変速を、加速度に基づいて行った場合と歪みゲージに基づいてそれぞれ行った場合の実験結果を示す図である。１速から２速へのギア変速を、加速度に基づいて行った場合と歪みゲージに基づいてそれぞれ行った場合の実験結果を示す図である。第１のＭＴアクチュエータの図９に対応する、本実施形態のＭＴアクチュエータの制御アルゴリズムを表す図である。

符号の説明

１０ＭＴシフトアクチュエータ
２０シフトレバー
２１シフトノブ
１００制御部
１１０モデル情報生成部
１２０シミュレーション部
１２１ノミナルモデル
１３０情報固定部
１３２ホールドオペレータ
１４０センシング部
１４１２階微分オペレータ
１４２データ抽出オペレータ
１５０フィードバック情報生成部
１５１差分オペレータ
１５２フィードバックオペレータ
１６０情報合成部
１６１スイッチングオペレータ
１６２加算オペレータ
１６３アッテネータ
２００操作部
２０１制御対象
２１０ロッド
２２０、２４０ＡＣサーボモータ
２３０、２５０アクチュエータ
２６０カップリング

Claims

マニュアルトランスミッションのシフトレバーを所定の初期状態から所定の終端状態にシフトさせるＭＴシフトアクチュエータにおいて、
前記シフトレバーに時間的に変化する力を加えることにより該シフトレバーを前記初期状態から前記終端状態への切換え操作を行なう操作部と、
前記操作部に、時間的に変化する力パターンを表わす制御情報を与える制御部とを備え、
前記制御部は、
前記シフトレバーを前記初期状態から前記終端状態までシフトさせる間に前記操作部に与えるモデルとしての力パターンを表わす第１の制御情報を生成するモデル情報生成部と、
前記第１の制御情報に対応した、前記シフトレバーのモデルとしての時間的に変化する位置および速度を表わす第１の位置および速度情報を生成するシミュレーション部と、
前記シフトレバーの位置および速度を検出あるいは推定することにより該シフトレバーの位置および速度を表わす第２の位置および速度情報を生成するセンシング部と、
前記第１の位置および速度情報により表わされる位置および速度と前記第２の位置および速度情報により表わされる位置および速度との間の差分の位置および速度に応じた力パターンを表わす第２の制御情報を生成するフィードバック情報生成部と、
前記第１の制御情報と前記第２の制御情報とを合成して、時間的に変化する力パターンを表わす第３の制御情報を生成する情報合成部と、
前記シフトレバーの加速度を取得し該加速度に基づいてシンクロナイザ機構への接触を検出する接触検出部とを有し、
前記情報合成部は、前記第１の制御情報と前記第２の制御情報とを合成するにあたり、前記接触検出部により前記シンクロナイザ機構への接触が検出された場合に、該接触が検出されない場合と比べ、前記第１の制御情報の影響を抑えた合成を行うものであって、
前記操作部は、前記第３の制御情報の入力を受けて、前記シフトレバーに、該第３の制御情報に応じた時間的に変化する力を加えるものであることを特徴とするＭＴシフトアクチュエータ。
マニュアルトランスミッションのシフトレバーを所定の初期状態から所定の終端状態にシフトさせるＭＴシフトアクチュエータにおいて、
前記シフトレバーに時間的に変化する力を加えることにより該シフトレバーを前記初期状態から前記終端状態への切換え操作を行なう操作部と、
前記操作部に、時間的に変化する力パターンを表わす制御情報を与える制御部とを備え、
前記制御部は、
前記シフトレバーを前記初期状態から前記終端状態までシフトさせる間に前記操作部に与えるモデルとしての力パターンを表わす第１の制御情報を生成するモデル情報生成部と、
前記第１の制御情報に対応した、前記シフトレバーのモデルとしての時間的に変化する位置および速度を表わす第１の位置および速度情報を生成するシミュレーション部と、
前記シフトレバーの位置および速度を検出あるいは推定することにより該シフトレバーの位置および速度を表わす第２の位置および速度情報を生成するセンシング部と、
前記第１の位置および速度情報により表わされる位置および速度と前記第２の位置および速度情報により表わされる位置および速度との間の差分の位置および速度に応じた力パターンを表わす第２の制御情報を生成するフィードバック情報生成部と、
前記第１の制御情報と前記第２の制御情報とを合成して、時間的に変化する力パターンを表わす第３の制御情報を生成する情報合成部と、
前記シフトレバーの加速度を取得し該加速度に基づいてシンクロナイザ機構への接触を検出する接触検出部とを有し、
前記情報合成部は、前記第１の制御情報と前記第２の制御情報とを合成するにあたり、前記接触検出部により前記シンクロナイザ機構への接触が検出された場合に、前記第１の制御情報の影響を遮断して前記第２の制御情報を前記第３の制御情報として前記操作部に与えるものであって、
前記操作部は、前記第３の制御情報の入力を受けて、前記シフトレバーに、該第３の制御情報に応じた時間的に変化する力を加えるものであることを特徴とするＭＴシフトアクチュエータ。
前記モデル情報生成部により生成される第１の制御情報により表わされる力パターンが前記終端状態に対応する終端の力まで変化したタイミングで、前記第１の位置及び速度情報を、該終端状態に対応する終端の位置及び速度を表わす情報に固定する情報固定部を有することを特徴とする請求項１又は２記載のＭＴシフトアクチュエータ。
前記操作部は、前記シフトレバーの、所定のシフト方向へのシフト操作を担当する第１のアクチュエータと、前記シフトレバーの、前記シフト方向に交わる所定のセレクト方向へのシフト操作を担当する第２のアクチュエータとを備え、
前記制御部は、前記第１のアクチュエータによる前記シフトレバーのシフト操作用の制御情報と、前記第２のアクチュエータによる前記シフトレバーのシフト操作用の制御情報とを生成するものであることを特徴とする請求項１又は２記載のＭＴシフトアクチュエータ。
前記モデル情報生成部は、初期状態と終端状態とシフト完了時間との組合せに応じた力パターンを表わす第１の制御情報を生成するものであることを特徴とする請求項１又は２記載のＭＴシフトアクチュエータ。