JP4496785B2 - 自動変速機のセレクトアシスト装置 - Google Patents

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ことにある。

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、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ドライバの操作を検出する操作検出手段と、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、検出されたドライバの操作に基づいて、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、前記セレクトレバーの移動速度を算出する速度演算手段と、前記セレクトレバーのオーバーランを抑制するようアシスト力を低減するブレーキ制御手段と、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操作位置から、前記自動変速機のレンジ区間を判定するレンジ区間判定手段を設け、前記ブレーキ制御手段は、前記セレクトレバーの移動速度に、前記自動変速機のレンジ区間に応じたゲインを乗算して前記アシスト力を低減するためのブレーキ制御量を設定することを特徴とする。

本発明では、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、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。
さらに、ブレーキ制御手段によって、セレクトレバーの移動が行き過ぎてしまうオーバーランを防ぐことができる。

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は実施例１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。

実施例１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（操作検出手段）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。

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。

A/D変換器３４は、入力されたポテンショメータ２５からの検出信号をデジタル信号に変換する。

A/D変換器３５は、入力されたトルクセンサ２１からの検出信号をデジタル信号に変換する。

FB制御部３６では、トルクセンサ２１からの入力操作力に基づいて、入力操作力と目標操作反力の偏差に応じたアシスト力を決定し出力する。

操作速度計算部３７は、図８に示すように、加算器３７１、乗算器３７２、加算器３７３、制御要素３７４で構成している。
加算器３７１は、入力されたポテンショメータ２５からの入力値から、制御要素３７４の演算結果を減算して出力する。
乗算器３７２は、加算器３７１の出力に予め設定されている定数ａを乗じて演算結果を出力する。
加算器３７３は、乗算器３７２の演算結果と、制御要素３７４の演算結果を加算して出力する。
制御要素３７４は、加算器３７３の演算結果にサンプル時間の遅れ1/qを乗じる速度算出演算を行い演算結果の出力を行う。
この出力は加算器３７１に行ってメジャーループを構成し、さらに加算器３７３に出力を行ってマイナーループを構成して、操作速度計算部３７の出力結果を使用するブレーキ制御演算部３８がカスケード制御を行う構成にする。

ブレーキ制御演算部３８は、セレクトレバー２の操作速度に応じたブレーキ制御値を演算して出力する。

加算器３９は、FB制御部３６の出力からブレーキ制御演算部３８の出力を減算して、演算結果をアシスト出力としてアシストアクチュエータ９に出力する。

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、FB制御部３６により、目標となるアシスト力と入力された入力操作力の偏差に応じたアシスト力を演算し、ステップＳ３へ移行する。

ステップＳ３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Ｓ４へ移行する。

ステップＳ４では、操作速度計算部３７により、ポテンショメータ２５のストローク角度信号からセレクトレバー２の操作速度を演算し、ステップＳ５へ移行する。

ステップＳ５では、ブレーキ制御演算部３８により、セレクトレバー２の操作速度に応じたブレーキ制御量を演算し、ステップＳ６へ移行する。

ステップＳ６では、FB制御部３６の演算結果からブレーキ制御演算部３８の演算結果を差し引いてアシスト出力を演算し、演算結果を出力してステップＳ１へ移行する。

［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］
実施例１では、操作により入力される操作力が、図７に示す目標操作反力となるように、アシスト制御を行って、図６に示す操作反力が生成されるようにして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、外乱抑制性を高いレベルでできるようにして、良好な操作特性を実現できる。

［オーバーランについて］
ここで、オーバーランについて説明する。実施例１のセレクトレバー２のアシスト制御では、フィードバック制御により、目標のアシスト特性が得られるよう操作力にアシスト力が加わることになる。これにより、従来よりも短いセレクトレバー２で従来と同等の操作ができるのである。
セレクトレバー２の操作には、操作力とともに、操作速度が大きな要因である。操作速度が大きい場合、セレクトレバーの機構に慣性力が付きすぎると、セレクトレバー２の操作を止めるべきレンジ停止位置をセレクトレバー２が越えてしまうオーバーランを生じてしまう。

このようなことが生じるとなると、操作を慎重に行う必要が生じるなど操作フィーリングは著しく損なわれることになる。
これに対して実施例１ではブレーキ制御演算部３８を設けている。

［オーバーランの防止作用］
〈1〉操作速度が低速の場合
セレクトレバー２が低速で操作された際には、ブレーキ制御演算部３８でのブレーキ制御量は小さくなる。しかしながら低速の場合にはFB制御部３６によるアシスト制御が、充分なアシスト力の付与を行うとともに、慣性力が付かないことからメカディテントにより停止させるべきレンジ位置で確実に停止する。

〈2〉操作速度が高速の場合
セレクトレバー２が高速で操作された際には、その操作速度を、操作速度計算部３７で計算し、操作速度に応じたブレーキ制御量をブレーキ制御演算部３８で演算し、そのブレーキ制御量をFB制御部３６の制御結果から減算する。このため、操作速度が大きくなるのに従ってアシスト制御量から減算されるブレーキ制御量が大きくなるので、アシスト量が減ることによりブレーキをかけて、停止させるべきシフト位置でセレクトレバー２を停止させる。

また、このブレーキ制御では、ブレーキ制御量を演算するのに用いる操作速度計算部３７を図８に示す構成にすることで、カスケード制御を行うようにして、ブレーキ制御を安定化させている。

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る。
さらに、セレクトレバーのオーバーランを抑制するようアシスト力を低減するブレーキ制御演算部３８を設けるため、確実にオーバーランを防止することができる。

実施例２は、低速制御手段を設けた例である。
まず構成を説明する。
図９は実施例２の自動変速機のセレクトアシスト装置のコントロールユニット２２の制御ブロック図である。図１０は実施例２の自動変速機のセレクトアシスト装置のＰ→Ｒへのレンジ切換時のアシスト制御の状態を示す説明図である。

実施例２では、ブレーキ制御演算部４０（低速制御手段に相当する）を、不感帯設定部４０１、加算器４０２、乗算器４０３で構成している。
不感帯設定部４０１は、不感帯設定値Vth（閾値速度に相当する）を保持しており、加算器４０２に出力する。
加算器４０２は、入力された操作速度から不感帯設定値Vthを差し引く演算を行い、演算結果を乗算器４０３に出力する。
乗算器４０３は、入力された操作速度にゲイン値Kdを乗算し、演算結果を加算器３９に出力する。
次に作用を説明する。

図１１に示すのは、コントロールユニット２２で実行されるブレーキ演算処理における低速制御の処理の流れを示すフローチャート図である。
なお、この低速制御の処理は、実施例１の図５のブレーキ制御演算の処理に加えて行われるものとする。

ステップＳ２１では、操作速度の演算結果から不感帯設定値Vthを差し引く処理を行い、ゲイン値Kdを乗算してブレーキ演算結果を演算する。

ステップＳ２２では、ブレーキ演算結果がマイナス値になるかどうかを判断し、マイナスならばステップＳ２３に移行し、マイナスでないならば処理を終了する。

ステップＳ２３では、ブレーキ演算結果を０にし、処理を終了する。

［ブレーキ制御とセレクトレバーの低速操作について］
ここで、ブレーキ制御とセレクトレバーの低速操作について説明する。
自動変速機のセレクトアシスト装置において、ブレーキ制御は上記のようにシステム必須のものとなっており、セレクトレバー操作のオーバーラン防止に非常に効果があるものである。しかしながら、ブレーキ制御を行った状態で、セレクトレバーの操作が低速で行われる場合、セレクトレバーの速度計算値における量子化誤差が全体の制御量に対して占める割合が多くなり、操作フィーリングにザラザラ感を作り出してしまう。
実施例２では、これに対して低速制御を行っている。

［操作速度が低速の際の操作フィーリングの向上］
実施例２では、ステップＳ２２，Ｓ２３の処理により不感帯設定値Vthより操作速度が低い場合にブレーキ演算結果を０にする。このブレーキ演算結果を０にする操作速度領域を不感帯と呼ぶ。
セレクトレバー２の操作速度が低く、不感帯設定値Vthより小さい場合にはブレーキ制御が行われないので、ブレーキ制御の量子化誤差の影響が操作フィーリングに出ることがない。
よって、操作フィーリング上、ザラザラ感をドライバが感じることがなくなる。

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)の効果に加えて次の効果を有する。

(2)セレクトレバー２の移動速度を算出する操作速度計算部３７と、セレクトレバー２の移動速度が不感帯設定値Vthより低速である際に、ブレーキ制御を排除する不感帯設定部４０１、加算器４０２、乗算器４０３でブレーキ制御演算部４０を構成したため、不感帯未満の低速操作時にはブレーキ制御が行われなくなるため、操作フィーリング上のザラザラ感を発生させない。

実施例３は、高速制御手段を設けた例である。
まず構成を説明する。
図１２は実施例３の自動変速機のセレクトアシスト装置のコントロールユニット２２の制御ブロック図である。図１３は実施例３の自動変速機のセレクトアシスト装置のＰ→Ｒへのレンジ切換時のアシスト制御の状態を示す説明図である。
実施例３では、図１２に示すように、ブレーキ制御演算部４１を、低速制御を行う不感帯設定部４０１、加算器４０２、乗算器４０３に加えて、上限リミッタ部４１１で構成する。
上限リミッタ部４１１は、閾値速度であるリミッタ値Vhlより大きい操作速度の場合に出力値をリミッタ値に留める。
次に作用を説明する。

図１４に示すのは、コントロールユニット２２で実行されるブレーキ演算処理における高速制御の処理の流れを示すフローチャート図である。
なお、この高速制御の処理は、実施例１の図５のブレーキ制御の処理に加えて行われるものとする。

ステップＳ３１では、操作速度がリミッタ値Vhlより大きいかどうかを判断し、大きいならばステップＳ３３に移行し、大きくないならばステップＳ３２に移行する。

ステップＳ３２では、操作速度の演算値を入力された操作速度にし、処理を終了する。

ステップＳ３３では、操作速度の演算値をリミッタ値Vhlにし、処理を終了する。

［ブレーキ制御とセレクトレバーの高速操作、連続操作について］
ここで、ブレーキ制御とセレクトレバーの高速操作、連続操作について説明する。
ブレーキ制御は、上記のようにシステム必須のものであり、セレクトレバーのオーバーランを防止できる。しかしながら、セレクトレバーを高速で操作する、あるいはレンジを越える連続操作を行うと、ブレーキ制御はセレクトレバーの操作速度に応じて制御量抑制を行うので、操作フィーリングに重量感（重さ）が出てしまっていた。
実施例３では、これに対して上限リミッタ部４１１を設けている。

［操作速度が高速又は連続の際の操作フィーリングの向上］
実施例３では、セレクトレバー２の操作速度がリミッタ値Vhlより大きい場合にステップＳ３１、Ｓ３３の処理により、上限リミッタ部４１１で、出力値が図１３(a),(b)に示すように上限値となるようにし、上限値以上のブレーキ制御が行われないようにする。
これにより、ドライバが高速でセレクトレバー２を操作した際、又はレンジを越える連続操作の際に、軽い操作感を作ることができる。

実施例３の自動変速機のセレクトアシスト装置では、上記(1),(2)に加えて以下の効果を有する。

(3)セレクトレバー２の移動速度を算出する操作速度計算部３７と、セレクトレバー２の移動速度がリミッタ値Vhlより高速である際、又は連続操作の際に、ブレーキ制御を排除する不感帯設定部４０１、加算器４０２、乗算器４０３、ブレーキ制御量を上限値に抑える上限リミッタ部４１１でブレーキ制御演算部４１を構成したため、セレクトレバー２を高速又は連続で操作した際に、軽い操作感にでき、必要なブレーキ制御を行いつつ、操作フィーリングを向上させることができる。

実施例４は、自動変速機のレンジ位置に応じて、ブレーキ制御のゲインと、低速制御の閾値速度と、高速制御の閾値速度とを変更する例である。
図１５は実施例４の自動変速機のセレクトアシスト装置のコントロールユニット２２の制御ブロック図である。
実施例４では、ブレーキ制御演算部４２を、低速制御を行う不感帯設定部４０１、加算器４０２、乗算器４０３、高速制御を行う上限リミッタ部４１１に加えて、ゲイン・閾値決定部４２１で構成し、レンジ区間判定器４３を設けている。

ゲイン・閾値決定部４２１は、入力されるレンジ区間に応じて、低速制御の不感帯設定値Vth、高速制御のリミッタ値Vhl、乗算器４０３のゲイン値Kdを決定し、上限リミッタ部４１１、不感帯設定部４０１、乗算器４０３にそれぞれ出力する。
レンジ区間判定器４３は、A/D変換器３４から出力されるデジタル信号でのセレクトレバー２のストローク角度からレンジ区間を判定して、レンジ区間を示す信号をゲイン・閾値決定部４２１に出力する。

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１６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Ｓ４１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Ｓ４２へ移行する。

ステップＳ４２では、FB制御部３６により、目標となるアシスト力と入力された入力操作力の偏差に応じたアシスト力を演算し、ステップＳ４３へ移行する。

ステップＳ４３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Ｓ４４へ移行する。

ステップＳ４４では、セレクトレバー２の操作区間を判定し、ステップＳ４５に移行する。

ステップＳ４５では、操作速度計算部３７により、ポテンショメータ２５のストローク角度信号からセレクトレバー２の操作速度を演算し、ステップＳ４６へ移行する。

ステップＳ４６では、ブレーキ制御演算部３８により、セレクトレバー２の操作速度に応じたブレーキ制御量を演算し、ステップＳ４７へ移行する。

ステップＳ４７では、FB制御部３６の演算結果からブレーキ制御演算部３８の演算結果を差し引いてアシスト出力を演算し、演算結果を出力してステップＳ４１へ移行する。

［レンジ区間判定処理］
図１７に示すのは、コントロールユニット２２で実行されるステップＳ４４のレンジ区間判定処理を示すフローチャート図である。

なお、レンジ区間の配置は、奥から手前に向かってＰ→Ｒ→Ｎ→Ｄ→Ｌとなっており、その位置関係（演算上の大小関係）がＰ<Ｒ<Ｎ<Ｄ<Ｌとなるものとする。

ステップＳ４４１では、セレクトレバー位置(PotentioADval)がＲポジションよりも小さいかどうかを判断し、小さいならばステップＳ４４５に移行し、小さくないならばステップＳ４４２に移行する。

ステップＳ４４２では、セレクトレバー位置がＲポジション以上で、かつＮポジションよりも小さいかどうかを判断し、この範囲内ならばステップＳ４４６に移行し、範囲外ならばステップＳ４４３に移行する。

ステップＳ４４３では、セレクトレバー位置がＮポジション以上で、かつＤポジションよりも小さいかどうかを判断し、この範囲内ならばステップＳ４４７に移行し、範囲外ならばステップＳ４４４に移行する。

ステップＳ４４４では、セレクトレバー位置がＤポジション以上で、かつＬポジションよりも小さいかどうかを判断し、この範囲内ならばステップＳ４４８に移行し、範囲外ならばステップＳ４４９に移行する。

ステップＳ４４５では、シフト区間をＰポジションとし、処理を終了する。

ステップＳ４４６では、シフト区間をＲポジションとし、処理を終了する。

ステップＳ４４７では、シフト区間をＮポジションとし、処理を終了する。

ステップＳ４４８では、シフト区間をＤポジションとし、処理を終了する。

ステップＳ４４９では、シフト区間をＬポジションとし、処理を終了する。

［ブレーキ制御演算処理］
図１８に示すのは、コントロールユニット２２で実行されるステップＳ４６のブレーキ制御演算処理を示すフローチャート図で、以下、各ステップについて説明する。

ステップＳ４６１では、シフト区間がＰポジションかどうかを判断し、ＰポジションであるならばステップＳ４６６に移行し、ＰポジションでないならばステップＳ４６２に移行する。

ステップＳ４６２では、シフト区間がＲポジションかどうかを判断し、ＲポジションであるならばステップＳ４６７に移行し、ＲポジションでないならばステップＳ４６３に移行する。

ステップＳ４６３では、シフト区間がＮポジションかどうかを判断し、ＮポジションであるならばステップＳ４６８に移行し、ＮポジションでないならばステップＳ４６４に移行する。

ステップＳ４６４では、シフト区間がＤポジションかどうかを判断し、ＤポジションであるならばステップＳ４６９に移行し、ＤポジションでないならばステップＳ４６５に移行する。

ステップＳ４６５では、シフト区間がＬポジションかどうかを判断し、ＬポジションであるならばステップＳ４７０に移行し、ＬポジションでないならばステップＳ４７１に移行する。

ステップＳ４６６では、予めＰポジション用に用意したVthP,VhlP,KdPを使用するように、不感帯設定値Vth＝VthP、高速制御のリミッタ値Vhl=VhlP、乗算器４０３のゲイン値Kd=KdPとする処理を行う。

ステップＳ４６７では、予めＲポジション用に用意したVthR,VhlR,KdRを使用するように、不感帯設定値Vth＝VthR、高速制御のリミッタ値Vhl=VhlR、乗算器４０３のゲイン値Kd=KdRとする処理を行う。

ステップＳ４６８では、予めＮポジション用に用意したVthN,VhlN,KdNを使用するように、不感帯設定値Vth＝VthN、高速制御のリミッタ値Vhl=VhlN、乗算器４０３のゲイン値Kd=KdNとする処理を行う。

ステップＳ４６９では、予めＤポジション用に用意したVthD,VhlD,KdDを使用するように、不感帯設定値Vth＝VthD、高速制御のリミッタ値Vhl=VhlD、乗算器４０３のゲイン値Kd=KdDとする処理を行う。

ステップＳ４７０では、予めＬポジション用に用意したVthL,VhlL,KdLを使用するように、不感帯設定値Vth＝VthL、高速制御のリミッタ値Vhl=VhlL、乗算器４０３のゲイン値Kd=KdLとする処理を行う。

ステップＳ４７１では、セレクトレバー２の操作速度がリミット値Vhlより大きいかどうかを判断し、大きいならばステップＳ４７２に移行し、大きくないならばステップＳ４７３に移行する。

ステップＳ４７２では、セレクトレバー２の操作速度をリミッタ値Vhlにし、ステップＳ４７４に移行する。

ステップＳ４７３では、セレクトレバー２の操作速度を、その操作速度にし、変更せず、ステップＳ４７４に移行する。

ステップＳ４７４では、セレクトレバー２の操作速度から不感帯設定値Vthを差し引いて、ゲイン値Kdを乗算して、ブレーキ演算結果を演算する。

ステップＳ４７５では、ブレーキ演算結果がマイナスとなったかどうかを判断し、マイナスであるならばステップＳ４７６に移行し、マイナスでないならば処理を終了する。

ステップＳ４７６では、ブレーキ演算結果を０にして、処理を終了する。

［レンジ区間に対するオーバーランの傾向］
ここで、レンジ区間に対するオーバーランの傾向について説明する。
セレクトレバー２のディテント特性については、上記のようにディテントプレート２７のカム山２７ａの形状により影響を受ける。そのため、各レンジ区間に対応するディテントプレート２７の形状が異なる場合には、レンジ区間でディテント特性が異なることになる。そのため、レンジ区間によってオーバーランの発生しやすさの傾向が異なってくる。

さらに、レンジ区間には、ＰポジションとＤポジションのように、ＲポジションとＮポジションを越えて操作され、かつ走行の際に必ず操作されるものもあり、この場合もオーバーランの発生しやすさの傾向が異なってくる。
また、レンジ区間は、通常、手前側から奥側に並べて配置されているので、位置の違いによって、操作する力の加減が変わる場合もあり、このことからもオーバーランの発生しやすさの傾向が異なってくる。
これらに対して実施例４では、ゲイン・閾値決定部４２１とレンジ区間判定器４３を設けている。

［レンジ区間ごとのゲイン・閾値の変更］
実施例４では、図１６のステップＳ４４、詳細には、図１７のステップＳ４４１〜Ｓ４４９の処理によりレンジ区間判定器４３でレンジ区間を判定し、ゲイン・閾値決定部４２１が、図１６のステップＳ４６、詳細には、図１８のステップＳ４６１〜Ｓ４７０の処理により、それぞれのレンジ区間に応じたゲインKd、不感帯設定値Vth、リミッタ値Vhlに変更する。
そのため、レンジ区間によりオーバーランの傾向が異なっても、それぞれのレンジ区間に応じた、ブレーキ制御が行われ、より確実にオーバーランが防止される。

実施例４の自動変速機のセレクトアシスト装置では、上記(1),(2),(3)の効果に加えて、次の効果を有する。
(4)ブレーキ制御演算部４２が、セレクトレバー２の操作速度にゲインを乗じてブレーキ制御量を演算するものであり、セレクトレバー２の操作位置から、自動変速機のレンジ区間を判定するレンジ区間判定器４３を設け、自動変速機のレンジ位置に応じて、乗算器４０３のゲインKdと、不感帯設定部４０１の不感帯設定値Vthと、上限リミッタ部４１１のリミッタ値Vhlとを変更するゲイン・閾値決定部４２１を設けたため、シフトポジションによるオーバーランの傾向の差に対応して、より確実にオーバーランを防止する。

実施例５の自動変速機のセレクトアシスト装置は、操作前半の領域において、ブレーキ制御を排除した例である。
構成を説明する。
図１９は実施例５の自動変速機のセレクトアシスト装置のコントロールユニットの制御ブロック図である。図２０は実施例５の自動変速機のセレクトアシスト装置のセレクトレバーの反力特性及びブレーキ制御特性を示す説明図である。

実施例５では、ブレーキ制御演算部４５１を、ゲイン決定部４５１と乗算器４０３で構成するとともに、ブレーキ領域判定器４４を設けている。
ブレーキ領域判定器４４は、図２０(a)に示すように、操作開始から、操作反力がディテントプレート２７のカム山２７ａの頂点部分に達するまでの操作前半を、図２０(b)に示すようにブレーキ無効領域と、判断する。この判断は、ポテンショメータ２５で検知したセレクトレバー２のストローク角度により行う。
さらに、この判断結果、つまりブレーキ無効領域か、ブレーキ有効領域かをブレーキ制御演算部４５のゲイン決定部４５１に出力する。

ゲイン決定部４５１では、図２０に示すように、操作前半ではブレーキ制御が無効になるように、ブレーキ領域判定器４４から入力されたブレーキ有効領域かブレーキ無効領域かに応じて、ゲインを変更して乗算器４０３に出力する。

次に作用を説明する。
［ブレーキ制御とセレクトレバーの操作領域について］
ここで、ブレーキ制御とセレクトレバーの操作領域について説明する。
自動変速機のセレクトアシスト装置において、ブレーキ制御は上記のようにシステム必須のものとなっており、セレクトレバー操作のオーバーラン防止に非常に効果があるものである。しかしながら、ブレーキ制御を行った状態で、セレクトレバー２の操作がディテントプレート２７のカム山２７ａを越えるまでの領域では、充分なアシストが必要なため、ブレーキ制御量は小さくなる。すると、セレクトレバーの速度計算値における量子化誤差が全体の制御量に対して占める割合が多くなり、操作フィーリングにザラザラ感を作り出してしまっていた。
実施例５では、これに対して、ブレーキ領域判定器４４とゲイン決定部４５１を設けている。

［操作フィーリングの向上］
実施例５では、ポテンショメータ２５で検出するセレクトレバー２のストローク角度信号から、ブレーキ領域判定器４４でブレーキ無効領域とブレーキ有効領域を判断する。
そのため、操作開始から前半となる領域では、ブレーキ無効領域と判断され、ブレーキ制御が排除されるゲインがゲイン決定部４５１から乗算器４０３に出力される。よって、操作速度に応じて乗算器４０３で演算により求められるブレーキ制御量が０となるように演算されることになり、操作開始から前半では、ブレーキ制御が行われない。

よって、操作開始から前半までの操作により、ブレーキ制御量が小さいことに起因する操作フィーリングのザラザラ感は発生しないことになり、操作フィーリングが向上する。
実施例５の自動変速機のセレクトアシスト装置では、上記(1)に加えて、次の効果を有する。
(5)セレクトレバー２の操作位置が操作反力の山を越える前の操作前半の領域である際に、ブレーキ制御演算部４５によるブレーキ制御を排除するブレーキ領域判定器４４とゲイン決定部４５１を設けたため、操作領域前半のザラザラ感をなくし、操作フィーリングを向上させることができる。

（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〜実施例５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。

実施例では、ブレーキ制御を用いたもの（実施例１）、ブレーキ制御に低速制御を組み合わせたもの（実施例２）、ブレーキ制御に低速制御と高速制御を組み合わせたもの（実施例３）、ブレーキ制御に低速制御と高速制御、レンジ区間制御を組み合わせたもの（実施例４）、ブレーキ制御に操作領域制御を組み合わせたもの（実施例５）を示したが、他の組合せにしたものであってもよい。

実施例１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。 操作速度計算部のブロック図である。 実施例２の自動変速機のセレクトアシスト装置のコントロールユニット２２の制御ブロック図である。 実施例２の自動変速機のセレクトアシスト装置のＰ→Ｒへのレンジ切換時のアシスト制御の状態を示す説明図である。 実施例２の自動変速機のセレクトアシスト装置のコントロールユニット２２で実行されるブレーキ演算処理における低速制御の処理の流れを示すフローチャート図である。 実施例３の自動変速機のセレクトアシスト装置のコントロールユニット２２の制御ブロック図である。 実施例３の自動変速機のセレクトアシスト装置のＰ→Ｒへのレンジ切換時のアシスト制御の状態を示す説明図である。 実施例３の自動変速機のセレクトアシスト装置のコントロールユニット２２で実行されるブレーキ演算処理における高速処理の流れを示すフローチャート図である。 実施例４の自動変速機のセレクトアシスト装置のコントロールユニット２２の制御ブロック図である。 実施例４の自動変速機のセレクトアシスト装置の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。 実施例４の自動変速機のセレクトアシスト装置のコントロールユニット２２で実行されるステップＳ４４のレンジ区間判定処理を示すフローチャート図である。 実施例４の自動変速機のセレクトアシスト装置のコントロールユニット２２で実行されるステップＳ４６のブレーキ制御演算処理を示すフローチャート図である。 実施例５の自動変速機のセレクトアシスト装置のコントロールユニットの制御ブロック図である。 実施例５の自動変速機のセレクトアシスト装置のセレクトレバーの反力特性及びブレーキ制御特性を示す説明図である。

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
３４ A/D変換器
３５ A/D変換器
３６ FB制御部
３７ 操作速度計算部
３７１ 加算器
３７２ 乗算器
３７３ 加算器
３７４ 制御要素
３８ ブレーキ制御演算部
３９ 加算器
４０ ブレーキ制御演算部
４０１ 不感帯設定部
４０２ 加算器
４０３ 乗算器
４１ ブレーキ制御演算部
４１１ 上限リミッタ部
４２ ブレーキ制御演算部
４２１ ゲイン・閾値決定部
４３ レンジ区間判定器
４４ ブレーキ領域判定器
４５ ブレーキ制御演算部
４５１ ゲイン決定部
Kd ゲイン値
Vth 不感帯設定値
Vhl リミッタ値

Claims (5)

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ドライバの操作を検出する操作検出手段と、
   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、
   検出されたドライバの操作に基づいて、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、
   前記セレクトレバーの移動速度を算出する速度演算手段と、
   前記セレクトレバーのオーバーランを抑制するようアシスト力を低減するブレーキ制御手段と、
   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操作位置から、前記自動変速機のレンジ区間を判定するレンジ区間判定手段を設け、
   前記ブレーキ制御手段は、前記セレクトレバーの移動速度に、前記自動変速機のレンジ区間に応じたゲインを乗算して前記アシスト力を低減するためのブレーキ制御量を設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。
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、
   セレクトレバーの移動速度が閾値速度より低速である際に、前記ブレーキ制御手段によるブレーキ制御量を小さくする低速制御手段を、
   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。
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、
   セレクトレバーの移動速度が閾値速度より高速である際に、前記ブレーキ制御手段によるブレーキ制御量を上限値にする高速制御手段を、
   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。
4. 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、
   ブレーキ制御手段が、セレクトレバーの操作速度にゲインを乗算してブレーキ制御量を演算するものであり、
   自動変速機のレンジ位置に応じて、
   前記ブレーキ制御手段のゲインと、
   前記低速制御手段の閾値速度と、
   前記高速制御手段の閾値速度と、
   を変更するゲイン・閾値変更手段を設けた、
   ことを特徴とする自動変速機のセレクトアシスト装置。
5. 請求項１〜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、
   セレクトレバーの操作位置が操作反力の山を越える前の操作前半の領域である際に、前記ブレーキ制御手段によるブレーキ制御を排除する反力領域制御手段を備える、
   ことを特徴とする自動変速機のセレクトアシスト装置。

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