CN102365480B - 车辆换档控制装置 - Google Patents

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Abstract

一种电子控制换档形式的车辆换档控制装置，具有电气地检测驾驶者的换档操作的换档操作检测单元、响应于该驾驶者的换档操作切换换档范围的范围切换单元、检测由所述换档操作检测单元执行的换档操作检测中的故障的故障检测单元以及检测车辆状态的车辆状态检测单元，在检测到所述换档操作检测中的故障时，使所述范围切换单元切换到故障安全模式，该换档控制装置的特征在于：当所述换档操作检测从故障状态恢复到正常状态时将所述范围切换单元从所述故障安全模式切换到正常控制模式时，根据所述车辆状态改变用于判定所述故障安全模式到该正常控制模式的切换的恢复条件。

Description

车辆换档控制装置
技术领域
本发明涉及一种电子控制换档(线控换档，shift-by-wire)形式的车辆的换档控制装置，更特别地涉及一种在换档控制装置从故障状态恢复到正常状态时执行的控制。 
背景技术
目前公知的电子控制换档形式的车辆的换档控制装置包括：电气地检测驾驶者的换档操作的换档操作检测单元；响应于该驾驶者的换档操作切换换档范围的范围切换单元；检测所述换档操作检测单元中的故障的故障检测单元；和检测车辆状态的车辆状态检测单元。在检测到换档操作检测中的故障时，所述范围切换单元将换档范围切换到故障安全模式。例如在名为“车辆控制系统”的专利公报1(日本专利No.2006-336717公报)中公开了这种换档控制装置的一个示例。专利公报1公开了这样一种技术，其中如果在电子控制换档系统中发生了故障，则通过将换档范围切换到空档范围来执行故障安全控制，但在车辆停止得到确认时或在驾驶者的范围恢复意图得到确认时解除所述故障安全控制。 
发明内容
同时，专利公报1中公开的车辆控制系统将车辆保持在停止状态下的情况作为解除故障安全控制的条件之一。因此，例如，如果在车辆运行期间在换档传感器中发生故障并且故障状态恢复到正常状态，那会造成车辆停止一次，此后故障安全控制被解除。也就是说，当故障安全控制切换到正常控制时，阻止车辆继续运行。此外，当驾驶者的范围恢复意图得到确认时，故障安全控制在由驾驶者设定的任意定时解除，从而会违背驾驶者的意图产生驱动力。
本发明是基于上述观点完成的，其目的是提供一种车辆的换档控制装置，该换档控制装置构造成在与换档操作检测相关的故障状态恢复到正常状态时在抑制违背驾驶者意图的驱动力产生的情况下能够切换到正常运行模式而不中断车辆的运行。 
为了实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种电子控制换档形式的车辆换档控制装置，具有电气地检测驾驶者的换档操作的换档操作检测单元、响应于该驾驶者的换档操作切换换档范围的范围切换单元、检测由所述换档操作检测单元执行的换档操作检测中的故障的故障检测单元以及检测车辆状态的车辆状态检测单元，在检测到所述换档操作检测中的故障时，使所述范围切换单元切换到故障安全模式。该换档控制装置的特征在于，当所述换档操作检测从故障状态恢复到正常状态且将所述范围切换单元从所述故障安全模式切换到正常控制模式时，根据所述车辆状态改变用于判定所述故障安全模式到该正常控制模式的切换的恢复条件。 
本发明的第二方面的特征在于，在第一方面中，由所述车辆状态检测单元检测到的车辆状态包括驱动力、车速或加速度。 
本发明的第三方面的特征在于，在第二方面中，预先确定切换到所述正常控制模式时所述驱动力的变化变得大于预定值的预定的车速区域，并且在所述车速处于所述预定的车速区域中的情况下，所述恢复条件相比在切换到所述正常控制模式时所述车速不处于所述预定的车速区域中的情况下更严格。 
本发明的第四方面的特征在于，在第三方面中，在所述预定的车速区域之外执行向正常控制模式的切换，并且在所述预定的车速区域内，在包括加速器踏板的断开(关断)操作和制动器踏板的接通(开通)操作中的至少一个的恢复条件下执行向正常控制模式的切换。 
本发明的第五方面的特征在于，在第三或第四方面中，预先确定切换到所述正常控制模式时所述驱动力的变化大的预定的车速区域，在所述预定的车速区域之外执行向正常控制模式的切换，并且在所述预定的车速区 域内，在车辆停止的恢复条件下执行向正常控制模式的切换。 
本发明的第六方面的特征在于，在第四或第五方面中，当所述车速高于预先确定的上限车速时，禁止向正常控制模式的切换。 
本发明的第七方面的特征在于，在第四至第六方面中，当所述加速度大于预先确定的加速度时，禁止向正常控制模式的切换。 
本发明的第八方面的特征在于，在第二至第七方面中，基于包括车速和加速器开度的驱动力映射计算所述驱动力。 
本发明的第九方面的特征在于，在第一至第八方面中，通过至少两个传感器执行所述换档操作检测，并且当响应于来自于这些传感器的检测信号电压判定为所述换档操作检测从故障状态恢复到正常状态时，与驾驶者的换档操作同步将范围切换单元从所述故障安全模式切换到正常控制模式。 
本发明的第十方面的特征在于，在第一至第九方面中，换档操作检测的故障时的故障安全模式是将换档范围切换到空档范围。 
本发明的第十一方面的特征在于，在第一至第十方面中，由驾驶者可操作地变换的换档杆是瞬时型杆。 
本发明的第十二方面的特征在于，在第十一方面中，当压下操作所述换档杆时，禁止切换到所述正常控制模式。 
根据第一方面的车辆换档控制装置，当换档操作检测从故障状态恢复到正常状态且范围切换单元从故障安全模式切换到正常控制模式时，根据车辆状态改变用于判定故障安全模式到正常控制模式的切换的恢复条件。这使得能基于所述恢复条件在抑制切换期间的驱动力变化的情况下在车辆的运行状态下执行向正常控制模式的切换。 
根据第二方面的车辆换档控制装置，由所述车辆状态检测单元检测到的车辆状态包括驱动力、车速或加速度。因此，检测所述驱动力、车速或加速度允许恢复条件适当地改变。这样，在切换期间在抑制驱动力变化的情况下在车辆的运行状态下执行向正常控制模式的切换。 
根据第三方面的车辆换档控制装置，在所述车速处于所述预定的车速区域中的情况下，所述恢复条件相比在切换到所述正常控制模式时所述车 速不处于所述预定的车速区域中的情况下更严格。当车速处于所述预定的车速区域中时，正常控制模式的恢复条件严格。这样，故障安全模式不太可能切换到正常控制模式，从而防止了在向正常控制模式切换时会发生的违背驾驶者意图的驱动力变化。此外，当车速不处于所述预定的车速区域中时，可容易地将故障安全模式切换到正常控制模式。这样，可在抑制违背驾驶者意图产生的驱动力变化的情况下在车辆的运行状态下切换正常控制模式。 
根据第四方面的车辆换档控制装置，预先确定切换到所述正常控制模式时所述驱动力的变化变大的预定的车速区域，在所述预定的车速区域之外执行向正常控制模式的切换，并且在所述预定的车速区域内，在包括加速器踏板的断开操作和制动器踏板的接通操作中的至少一个的恢复条件下执行向正常控制模式的切换。 
利用这种操作，当车辆状态在预定的车速区域之外时，在向正常控制模式切换时产生的驱动力的变化没有相关的增大，从而在车辆的运行状态下执行向正常控制模式的切换。相比而言，当车辆状态在预定的车速区域之内时，不执行向正常控制模式的切换并且继续执行故障安全模式，除非建立了包括加速器踏板的断开操作和制动器踏板的接通操作中的至少一个的恢复条件。这样，在抑制在向正常控制模式切换时产生的驱动力变化的情况下在车辆的运行状态下执行向正常控制模式的切换。 
根据第五方面的车辆换档控制装置，预先确定切换到所述正常控制模式时所述驱动力的变化大的预定的车速区域，在所述预定的车速区域之外执行向正常控制模式的切换，并且在所述预定的车速区域内，在车辆停止的恢复条件下执行向正常控制模式的切换。利用这种恢复条件，当车辆状态在所述预定的车速区域之外时，在向正常控制模式切换时产生的驱动力的变化没有相关的增大，从而在车辆的运行状态下执行向正常控制模式的切换。相比而言，当车辆状态落在所述预定的车速区域之内时，不执行向正常控制模式的切换并且继续执行故障安全模式，除非车辆停止。这样，可抑制在向正常控制模式切换时产生的驱动力的变化。 
根据第六方面的车辆换档控制装置，当所述车速高于预先确定的上限车速时，禁止向正常控制模式的切换。因此，可防止由向正常控制模式切换时发生的发动机制动造成的快速减速。 
根据第七方面的车辆换档控制装置，当所述加速度大于预先确定的加速度时，禁止向正常控制模式的切换。这使得在车辆状态的状态条件下能执行向正常控制模式的切换。 
根据第八方面的车辆换档控制装置，基于包括车速和加速器开度的驱动力映射计算所述驱动力。这使得能根据计算时获得的驱动力以增大的精度推定向正常控制模式切换时产生的驱动力的变化。这样，可在抑制向正常控制模式切换时产生的驱动力变化的情况下在车辆运行期间执行向正常控制模式的切换。 
根据第九方面的车辆换档控制装置，通过至少两个传感器执行所述换档操作检测，并且当响应于来自于这些传感器的检测信号电压判定为所述换档操作检测从故障状态恢复到正常状态时，与驾驶者的换档操作同步地将范围切换单元从所述故障安全模式切换到正常控制模式。利用这种判定，可彼此同步地执行驾驶者的换档操作和向正常控制模式的切换，从而防止了车辆违背驾驶者意图地运行。 
根据第十方面的车辆换档控制装置，换档操作检测的故障时的故障安全模式是将换档范围切换到空档范围。这防止了在故障状态下车辆违背驾驶者意图地运行，从而使车辆安全地停止。 
根据第十一方面的车辆换档控制装置，由驾驶者可操作地变换的换档杆是瞬时型杆。这使得驾驶者不可能根据换档范围来判定换档范围。因此，建立空档范围作为故障安全防止了车辆违背驾驶者意图地运行。 
根据第十二方面的车辆换档控制装置，当压下操作所述换档杆时，禁止切换到所述正常控制模式。因此，在换档杆被压下的状态下，继续故障安全模式并且不执行向正常控制模式的切换，除非换档杆32回到瞬时原位置一次。因此，可防止车辆违背驾驶者意图地运行。 
附图说明
图1是示出应用了本发明的车辆换档控制装置的概略结构的视图。 
图2是示出换档操作装置的一个示例的图示，所述换档操作装置的形式为设置成通过手动操作在变速器中切换多种换档范围的切换装置。 
图3是示出换档操作装置的纵向延伸换档位置与结合在该换档操作装置中的换档传感器的检测信号电压之间的关系的视图。 
图4是示出图2所示的换档操作装置的横向延伸换档位置与结合在该换档操作装置中的选择传感器的检测信号电压之间的关系的视图。 
图5是示出所述换档传感器和选择传感器的检测信号电压的组合与所述换档位置之间的相互关系的视图。 
图6是示出图1所示的电子控制部的控制功能的主要部分的功能框图。 
图7是示出要由电子控制部执行的控制操作、即在由于位置传感器的故障检测而处于故障安全模式的车辆运行期间在位置传感器恢复到正常状态时执行向正常控制模式的切换而不中断车辆运行的控制操作的主要部分的流程图。 
图8是示出要由电子控制部执行的控制操作、即在由于位置传感器的故障检测而处于故障安全模式的车辆运行期间在位置传感器恢复到正常状态时执行向正常控制模式的切换而不中断车辆运行的控制操作的主要部分的另一个流程图。 
图9是示出要由电子控制部执行的控制操作、即在由于位置传感器的故障检测而处于故障安全模式的车辆运行期间在位置传感器恢复到正常状态时执行向正常控制模式的切换而不中断车辆运行的控制操作的主要部分的又一个流程图。 
图10是示出要由电子控制部执行的控制操作、即由于在位置传感器中检测到故障时处于故障安全模式的车辆运行期间在位置传感器恢复到正常状态时执行向正常控制模式的切换而不中断车辆运行的控制操作的主要部分的再一个流程图。 
图11是示出驱动力映射的一个示例的视图。 
图12是示出要由电子控制部执行的控制操作、即在由于位置传感器的故障检测而处于故障安全模式的车辆运行期间在位置传感器恢复到正常状态时执行向正常控制模式的切换而不中断车辆运行的控制操作的主要部分的另一个流程图。 
具体实施方式
如本文所用，优选地，表述“恢复条件是严格的”对应于这样的附加条件，在该附加条件下在向正常控制模式切换期间，除非建立了包括例如加速器踏板的断开操作和制动器踏板的接通操作中的至少一个的条件，否则不切换到正常控制模式。 
此外，优选地，驱动力的变化超过预先确定的预定值的区域属于低车速区域，并且驱动力的变化变得小于预定值的车速区域属于中和高车速区域。也就是，对于低车速区域，驱动力的变化相对于加速器踏板的压下行程变大。因此，为低车速区域将故障安全模式切换到正常控制模式的恢复条件设定得严格防止了违背驾驶者意图的驱动力变化的产生。 
此外，优选地，在瞬时杆沿一条轴线变换的类型中，需要至少两个传感器，包括主传感器和具有监视所述主传感器的功能的副传感器。此外，在构造成二维地切换的另一种瞬时杆中，需要用于检测在竖直方向和横向上定向的换档操作的主换档传感器和主选择传感器。这使得有必要准备具有监视各个主传感器的功能的副换档传感器和副选择传感器，从而导致需要准备至少四个传感器。 
此外，优选地，表述“加速器踏板的断开操作”被定义成表示加速器踏板不被压下的操作，而表述“制动器踏板的接通操作”被定义成表示制动器踏板被压下的操作。 
此外，更优选地，变速器可具有下述的任一种结构。第一，所述变速器可以是各种行星齿轮式多级变速器，具有例如前进驱动的四速档位、前进驱动的五速档位、前进驱动的六速档位和更多的档位。在这些变速器中，多组行星齿轮装置的旋转元件通过接合装置选择性地接合，以使得交替地 建立多个档位(变速位置)。所述变速器还可以是同步啮合式并行双轴变速器，包括安装在两个轴上的多对恒啮合式变换齿轮，其中通过同步装置的作用使所述多对变换齿轮中的任一对交替地进入动力传递状态。所述同步啮合式并行双轴变速器可包括液压致动器以驱动所述同步装置，使得档位被自动切换。所述变速器还可包括所谓的带传动式无级变速器，其具有用作动力传递部件的动力传递带，该动力传递带张紧地卷绕在一对可变带轮之间，所述带轮具有可变的有效直径以便以无级变速方式改变速比。 
第二，所述变速器可以是所谓的牵引式无级变速器，其具有设置成绕共同的轴线转动的一对锥体，以及可操作成绕与所述共同的轴线相交的转动中心转动的多个滚子。所述滚子夹在所述一对锥体之间，并且改变所述滚子的转动中心与所述共同的轴线之间的交角以改变速比。 
第三，所述变速器可以是自动变速器，其包括例如由布置成将来自于发动机的驱动力分配给第一电动机和输出轴的行星齿轮单元构造而成的差动机构，和在其输出轴安装在所述差动机构上的第二电动机。对于这种自动变速器，所述差动机构具有差动作用，其将发动机的驱动力的主要部分机械地传递给驱动轮。来自于发动机的其余驱动力沿电气路径通过第一电动机电气地传递给第二电动机，从而电气地改变速比。在另一种替换形式中，所述变速器可为安装在所谓的并行轴式混合动力车辆上的包括电动机的自动变速器，所述电动机能够将驱动力传递到发动机轴和输出轴。 
现在，将在下面参照附图所示的各个实施例详细描述本发明。下述的实施例在结构上被适当地简化或修改，各个组成部分都没有一定按尺寸比例和形状等以精确的方式绘制。 
[实施例1] 
图1是示出应用了本发明的车辆换档控制装置(下文中称作“换档控制装置”)10的概略结构的视图。换档控制装置10包括电子控制部20、换档操作装置30、驱动装置40和驻车锁止装置50等，并且用作电子控制换档系统的换档控制装置以通过电气控制来切换驱动装置40的换档位置(变速位置或换档范围)。在下文中，将提供以将本发明的换档控制装置 10应用到优选地用于混合动力车辆的驱动装置40为例的描述，所述混合动力车辆包括由发动机和电动机构成的驱动力源。但是，应用本发明的换档控制装置10的车辆可以是各种类型的车辆，比如通常的由发动机推进的车辆、混合动力车辆和电动车辆等等。 
电子控制部20具有包括由CPU、ROM、RAM和输入与输出接口等构成的所谓微计算机的结构。利用RAM的临时存储功能根据预先存储在ROM中的程序执行的信号处理执行诸如与发动机(未示出)和结合在驱动装置40中的电动机有关的混合动力驱动控制等之类的驱动控制，和利用电子控制换档系统切换驱动装置40中的换档范围的切换控制。 
电子控制部20被施加以各种信号，包括：从换档传感器36和37以及选择传感器38和39(用作用于检测例如换档杆32的操作位置(换档位置)PSH的位置传感器)传送的根据换档杆32的换档位置PSH的位置信号；P-切换信号，其代表可由驾驶者操作的用于在驻车范围(P-范围)和除了P-范围之外的非P-范围之间切换驱动装置40的换档范围的P-开关34的切换操作；和P-位置信号，其代表在操作或解除驻车锁止时被致动的用于在P-范围和非P-范围之间切换驱动装置40的换档范围的驻车锁止装置50中的驻车锁止的操作状态。 
电子控制部20还被施加以其它信号，包括：电力切换信号，其代表可由驾驶者操作的用于在接通状态(车辆电源接通，点火)和关断状态(车辆电源关断，熄火)切换车辆电源的车辆电源开关80的切换操作；车辆信号，其代表从车速传感器82传送并对应于驱动装置40的输出转速的车速V；来自于制动器开关84的表示脚踏制动器踏板85的脚踏制动操作BON的制动操作信号；从加速器开度传感器86传送的代表对应于加速器踏板87的操作量(压下量)的加速器开度ACC的加速器开度信号；和从车辆加速度传感器88传送的代表车辆加速度g的加速度信号，等等。 
此外，电子控制部20输出各种输出信号，包括：用于控制例如发动机输出的发动机输出控制指令信号；用于命令驱动装置40中的电动机操作的混合动力电机控制指令信号；用于切换驱动装置40中的换档范围的换档范 围切换控制指令信号；操作成激活指示器(换档范围显示装置)90以显示驱动装置40中换档范围的切换状态的换档范围显示控制指令信号，以及用于显示驻车锁止状态的驻车锁止显示控制指令信号，等等。 
更具体地，电子控制部20包括电源控制计算机(下文中称作“PM-ECU”)22、混合动力控制计算机(下文中称作“HV-ECU”)24和驻车控制计算机(下文中称作“P-ECU”)26等。 
PM-ECU 22例如响应于从由使用者操作的车辆电源开关80传送的电力切换信号使车辆电源在车辆电源接通和车辆电源关断之间切换。在车辆电源关断的情况下检测到电力切换信号输入时，PM-ECU 22例如接通可操作成切换车辆电源接通和车辆电源关断的继电器(未示出)，由此建立起车辆电源接通。此外，在车辆电源接通的情况下车速V下降到不高于给定的车速V’且电力切换信号输入时，PM-ECU 22关断所述继电器，由此建立起车辆电源关断。此外，当在车辆电源关断的情况下从P-ECU 26传送的P锁止状态信号是表示驻车锁止装置50的驻车锁止保持为解除状态时，PM-ECU 22向P-ECU 26输出信号，用于迫使在驻车锁止装置50中激活驻车锁止以将换档范围切换到P-范围(这种连续操作被称作“自动-P操作”)。 
HV-ECU 24例如执行驱动装置40的操作的总体控制。例如，HV-ECU24检测表示在PM-ECU 22将车辆电源关断切换到车辆电源接通时输入的脚踏制动器操作BON的制动器操作信号。然后，HV-ECU 24发动用于车辆运行的混合动力系统，并且将与车辆运行相关的混合动力电动机控制指令输出给驱动装置40用于控制车辆运行。此外，HV-ECU 24响应于根据从换档传感器36和选择传感器38传送到驱动装置40的换档位置PSH的位置信号而输出换档范围切换控制指令，由此用于切换换档范围。此外，HV-ECU 24向P-ECU 26输出P-切换信号，用于响应于从P-开关34传送的P-切换信号在驱动装置40中使换档范围在P-范围与非P范围之间切换。此外，HV-ECU 24向指示器90输出用于显示换档范围状态的显示信号，指示器90基于从HV-ECU 24输出的指示信号指示换档范围状态。 
为了响应于从例如HV-ECU 24传送的P-切换信号在P-范围与非P-范围之间切换换挡范围，P-ECU 26可控制地驱动驻车锁止装置50，用以操作或解除驻车锁止。此外，P-ECU 26响应于从驻车锁止装置50传送的并表示驻车锁止激活状态的P-位置信号来判定驱动装置40的换挡范围是处在P-位置还是非P-位置。判定的结果作为P-锁止状态信号输出给PM-ECU 22。 
图2是示出用作用于通过手动操作切换驱动装置40中的多种换档范围的切换装置的换档操作装置30的一个示例的视图。安装在紧邻例如驾驶者座椅的区域内的换档操作装置30包括以可操作地移动到多个换档位置PSH的瞬时型即自动回位型的形式构造的换档杆32作为在操作力解除的情况下自动返回到原始位置(初始位置)的操作杆。此外，本实施例的换档操作装置30包括P-开关34，其作为独立的开关安装在紧邻换档杆32的区域中，用于将驱动装置40的换档范围切换到用于驻车锁止的驻车范围(P-范围)。 
换档杆32具有可操作到三个换档位置PSH——所述三个换档位置布置在前后方向或竖直方向、即如图2中所示的车辆的纵向上，包括位置“R”(R-位置)、位置“N”(N-位置)和位置“D”(D-位置)——以及与前述三个位置的布局并行排布的位置“M”(M-位置)和位置“B”(B-位置)的布置。这样，位置信号根据换档位置PSH输出到HV-ECU 24。此外，换档杆32可在纵向上操作到R-位置、N-位置和D-位置之一，可在纵向上在M-位置与B-位置之间操作，并且可在与车辆的纵向交叉的车辆的横向上操作以具有N-位置和B-位置之一。 
P-开关34是例如瞬时型的按钮开关，其在驾驶者的每次按压下向HV-ECU 24输出P-切换信号。如果在驱动装置40的换档范围在例如非P-范围内切换且脚踏制动器被压下的情况下压下P-开关34，则P-ECU 26响应于从HV-ECU 24传送的P-切换信号使换档范围切换到P-范围，前提是满足诸如车辆保持为停止状态的预定条件。P-范围代表驻车范围，其中通过在驱动装置40中中断动力传递路径而执行驻车锁止，并且驻车锁止装置 50机械地阻止驱动轮转动。 
换档操作装置30的M-位置代表换档杆32的初始位置(原位置)。即使将换档杆32切换到除M-位置之外的其它换档位置PSH(位置“R”，“N”，“D”和“B”)，当使用者松开换档杆32时，即当作用在换档杆32上的外力移除时，通过诸如弹簧等的机械机构的作用，其回到M-位置。在换档操作装置30可操作地切换到各个换档位置PSH的情况下，HV-ECU 24允许换档范围响应于换档位置PSH(位置信号)切换到与换档操作之后的换档位置PSH相关的换档范围。此外，指示器90显示当前的换档位置PSH，即驱动装置40中的换档范围的状态。 
将提供对各种换档范围的描述。当换档杆32操作到位置“R”时所选择的R-范围表示后退驱动运行范围，其中驱动力传递到驱动轮以沿后退方向驱动车辆。此外，当换档杆32操作到位置“N”时所选择的空档范围(N-范围)表示空档范围以建立空档状态，在该状态下驱动装置40中的动力传递路径中断。此外，当换档杆32操作到位置“D”时所选择的D-范围表示前进驱动运行范围，其中驱动力传递到驱动轮38以沿前进方向驱动车辆。如果将换档范围切换到例如P-范围，则HV-ECU 24判定执行向用于解除车辆的停止运动(驻车锁止中)的预定换档位置PSH(特别地，位置“R”，位置“N”或位置“D”)的换档操作。然后，HV-ECU 24向P-ECU 26输出P-切换信号，用于解除驻车锁止。P-切换控制指令信号响应于从HV-ECU 24传送的用于解除驻车锁止的P-切换信号从P-ECU 26向驻车锁止装置50输出。然后，HV-ECU 24允许换档范围切换到与这样的换档操作之后的换档位置PSH相关的换档范围。 
此外，当换档杆32操作到位置“B”时所选择的B-范围表示减速前进驱动运行范围(发动机制动范围)，例如通过使电动机在D范围中产生再生转矩，来提供用于减慢驱动轮转动的发动机制动效果。因此，即使换档杆32从除D-范围之外的当前换档范围可操作地切换到位置“B”，HV-ECU 24也使这样的换档操作失效。仅在当前换档范围为D-范围时才使到位置“B”的换档操作有效。例如，即使驾驶者执行从P-范围到位置“B”的换档操作， 换档范围也保持在P-范围。 
在本实施例的换档操作装置30中，换档杆32在作用于其上的外力移除时返回到位置“M”。这样，仅与换档杆32的换档位置PSH的视觉上的接触不能识别所选定的换档范围。因此，指示器90设在驾驶者容易看到的位置以显示这种包括所选择的换档范围为P-范围在内的信息。 
本实施例的换档操作装置30采用了在包括与纵向对齐的第一方向和与横向一致的第二方向的二维方向上操作的所谓电子控制换档，所述横向与第一方向交叉(在图2中为垂直)。因此，对于要作为位置传感器的检测信号输出到电子控制部20的换档位置PSH，设有用作用于检测第一方向上的换档操作的第一检测部的主换档传感器36和副换档传感器37，以及用作用于检测第二方向上的换档操作的第二检测部的主选择传感器38和副选择传感器39。 
作为检测信号(位置信号)的电压根据换档位置PSH从主换档传感器36和主选择传感器38两者输出到电子控制部20。然后，电子控制部20基于这些检测信号电压识别(判定)换档位置PSH。也就是，可以说第一检测部(主换档传感器36)和第二检测部(主选择传感器38)整体上构成检测换档操作装置30的换档位置PSH的换档位置检测部。用作主换档传感器36和主选择传感器38的监视器的副换档传感器37和副选择传感器3向电子控制部20输出作为与换档位置PSH对应的检测信号(位置信号)的电压。电子控制部20可基于所述检测信号识别(判定)换档位置PSH。 
为了描述换档位置PSH的识别的一个示例，主换档传感器36提供如图3中的实线所示的检测信号电压VSFM。检测信号电压VSFM采用各种电压，包括：在切换到位置“B”或“D”的纵向(第一方向)换档位置PSH存在的情况下处于低范围内的电压；在位置“M”或“N”存在的情况下处于比低范围高的中范围内的电压；和在位置“R”存在的情况下处于比中范围高的高范围内的电压。副换档传感器37提供如图3中的单点划线所示的检测信号电压VSFS。检测信号电压VSFS采用各种电压，包括：在切换到位置“B”或“D”的纵向(第一方向)换档位置PSH存在的情况下处于低范围内的电压；在 位置“M”或“N”存在的情况下处于比低范围高的中范围内的电压；和在位置“R”存在的情况下处于比中范围高的高范围内的电压。 
此外，如图4中的实线所示，主选择传感器38的检测信号电压VSLM采用各种电压，其包括：在切换到位置“M”或“B”的与横向(第二方向)相关的换档位置PSH存在的情况下处于低范围内的电压；和在位置“R”，“N”或“D”存在的情况下处于比低范围高的高范围内的电压。副选择传感器39的检测信号电压VSLS如单点划线所示地采用各种电压，其包括：在切换到位置“M”或“B”的与横向(第二方向)相关的换档位置PSH存在的情况下处于低范围内的电压；和在位置“R”，“N”或“D”存在的情况下处于比低范围高的高范围内的电压。 
HV-ECU 24检测变化的检测信号电压VSFM和VSFS(表达为VSF，除非要另外将它们彼此区分)以及变化的检测信号电压VSLM和VSLS(表达为VSL，除非要另外将它们彼此区分)。如图5中示出的图表所示，HV-ECU24识别出：如果“VSF＝中且VSL＝高”，则换档位置PSH切换到位置“N”；如果“VSF＝高且VSL＝高”，则换档位置PSH切换到位置“R”；如果“VSF＝低且VSL＝高”，则换档位置PSH切换到位置“D”；如果“VSF＝中且VSL＝低”，则换档位置PSH切换到位置“M”；以及如果“VSF＝低且VSL＝低”，则换档位置PSH切换到位置“B”。此外，在图3中，尽管诸如范围“低”、范围“中”和范围“高”之类的各种范围是连续的，但这些范围可能具有不能进行确定的死区。此外，选择传感器38的检测信号电压VSF的特性，即与横向上的换档位置PSH相关的从“低”到“高”的特性可相反地从“高”到“低”变化。 
这样，HV-ECU 24识别换档位置PSH。但是，为了防止发生错误操作和错误识别(判定)等，即使在换档操作建立这种换档位置PSH时换档范围也不立即切换到与换档操作之后的换档位置PSH相关的换档范围。对于各个换档位置PSH或各个换档范围预先设定预定的范围确定时间(换档操作确定时间)。例如，如果换档杆32在换档操作之后的换档位置PSH上保持一段时间，即超过预定的范围确定时间的停留时间，则HV-ECU 24允许确定这种换档操作，用于切换到与换档操作之后的换档位置PSH相关的 换档范围。将提供一示例性情形的描述，其中换档范围从P-范围切换到N-范围。当在换档范围保持在位置“P”的情况下位置“M”被切换到位置“N”时，换档杆32在位置“N”的停留时间超过代表用于确定向位置“N”的换档操作的预定范围确定时间的空档范围确定时间。于是，HV-ECU 24确定(判定)换档操作之后的换档位置PSH为位置“N”，从而在驱动装置40中将P-范围切换到N-范围。 
当换档传感器36和37(将称作“换档传感器36和37”，除非另外具体写成“主换档传感器36和副换档传感器37”)以及选择传感器38和39(将称作“选择传感器38和39”，除非另外具体写成“主选择传感器38和副选择传感器39”)都正常时，换档范围以上述方式切换。也就是，响应于从换档传感器36和37以及选择传感器38和39传送的检测信号电压执行向与换档位置PSH相关的另一个换档范围的切换。对比而言，如果换档传感器36和37以及选择传感器38和39之一发生故障，则换档范围可能违背驾驶者的意图而切换到另一个换档范围。为了防止该问题，顺次地检测各个位置传感器(换档传感器36和37以及选择传感器38和39)的故障。 
例如，检测由换档传感器36和37以及选择传感器38和39的断路或短路等引起的故障或异常(问题、失效等)。为此，分别在与换档传感器36和37以及选择传感器38和39有关的实验测试中预先设定对于所有的换档位置PSH在检测信号电压VSF和VSL的各个范围内包含的电压变化范围RVSF和RVSL(见图3和4)。如果检测信号电压VSF和VSL偏离了电压变化范围RVSF和RVSL，则电子控制部20(HV-ECU 245)判定在相关的位置传感器(换档传感器36和37以及选择传感器38和39中的任一个)中发生了故障。 
除了从换档传感器36和37传送的检测信号电压VSF偏离电压变化范围RVSF的位置传感器故障之外，还对另一种故障进行判定。也就是，即使检测信号电压VSF落在电压变化范围RVSF内，在例如主换档传感器36的检测信号电压VSFM与副换档传感器37的检测信号电压VSFS之间也可能存在电压差ΔVSF。如果这种电压差超过了预先确定的预定值，则判定为在 主换档传感器36或副换档传感器37中发生了故障。在图3中，例如，当主换档传感器36的检测信号电压VSFM暂时呈状态A，并且电压差ΔVSF变得大于预定值α时，判定为发生了故障。如上所述，当电压差ΔVSF超过预定值α时，检测信号电压VSFM和VSFS之一不具有与驾驶者的换档操作相关的电压值。这样，判定为主换档传感器36和副换档传感器37之一发生了故障。因而，如上所述，即使在主换档传感器36保持正常而副换档传感器37发生故障时，也判定为发生了故障。 
此外，同样地，除了从选择传感器38和39传送的检测信号电压VSL偏离电压变化范围RVSL的位置传感器故障之外，还对另一种故障进行判定。也就是，即使检测信号电压VSL落在电压变化范围RVSL内，在例如主选择传感器38的检测信号电压VSLM与副选择传感器39的检测信号电压VSLS之间也可能存在电压差ΔVSL。如果这种电压差超过了预定值β，则判定为在主选择传感器38或副选择传感器39中发生了故障。此外，即使在主选择传感器38保持正常而副选择传感器39发生故障时，也判定为发生了故障。 
在检测到位置传感器(换档传感器36和37以及选择传感器38和39中的任一个)中的故障时，电子控制部20将运行模式切换到故障安全模式。如果例如在车辆运行期间检测到位置传感器的故障，则电子控制部20将驱动装置40的换档范围切换到“N”范围作为故障安全模式。如果在位置传感器中发生故障，则不能辨别驾驶者的换档操作，从而换档范围可能切换到违背驾驶者意图的另一个换档范围。为了防止该问题，为安全起见可优选地将换档范围切换到“N”范围以使车辆停止。 
同时，如图3所示，当主换档传感器36的检测信号电压VSFM与副换档传感器37的检测信号电压VSFS之间的电压差ΔVSF超过预定值α时判定为故障发生。在这种情况下，存在故障为暂时的状态并立即恢复到正常状态的可能性。也就是，在检测信号电压VSFM与VSFS之间的电压差ΔVSF变得小于预定值α的情况下恢复正常状态。在换档传感器36和37中发生的故障是由于例如干涉、逻辑上的冲突以及暂时电力故障等造成的情况下， 即使短暂检测到故障，也立即恢复为正常状态。此外，同样地，在主选择传感器38和副选择传感器39的任一个中发生的故障是由于干涉和逻辑上的冲突等造成的情况下，立即恢复为正常状态。此外，某些换档传感器也可能在车辆运行期间从检测信号电压VSF和VSL偏离电压变化范围RVSF和RVSL的故障状态恢复到检测信号电压VSF和VSL落在电压变化范围RVSF和RVSL内的正常状态。在这种可能性下，位置传感器在故障安全模式(在“N”范围中)下恢复到正常状态。在传统技术中，使运行状态下的车辆停止一次，此后将故障安全模式切换到正常控制模式。 
对于本实施例，如果在车辆运行期间(在故障安全模式下的“N”范围中)位置传感器(换档传感器36和37以及选择传感器38和39)的故障恢复到正常状态，则电子控制部20即使在车辆运行期间也将故障安全模式切换到正常控制模式。存在这样的可能性，即在车辆运行期间、例如在“D”范围(前进驱动运行范围)中发生故障，结果切换到故障安全模式(在“N”范围中)，在故障安全模式下故障状态在车辆运行期间再次恢复到正常状态。在这种可能性下，如果换档范围自动切换到“D”范围，则可能违背驾驶者的意图产生驱动力而使车辆快速加速。因此，在判定为检测换档操作中的故障状态在处于故障安全模式的车辆运行期间恢复到正常状态时，与驾驶者的换档操作同步地将换档范围切换到正常控制模式。这防止了违背驾驶者的意图产生驱动力。 
在例如处于故障安全模式的车辆运行期间使故障状态恢复到正常状态的情况下，驾驶者可能将换档杆32操作到“D”范围。此时，驱动力变化可根据车辆的状态变大或增大，从而违背驾驶者的意图产生驱动力。在这种可能性下，电子控制部20不执行向正常控制模式的切换。例如，当车辆的车速V处在低车速区域内时，对于相同的加速器开度Acc，驱动力变化变得比在中车速和高车速区域时发生的变化大。此外，如果在高车速区域内将换档范围切换到“D”范围，则可能产生快速发动机制动，使得驱动力变化沿减速方向增大。对于本实施例，故障安全模式考虑车辆状态而切换到正常控制模式以便抑制在向正常控制模式切换期间发生的驱动力变化。 
图6是示出换档控制装置10(电子控制部20)的控制功能的主要部分的功能框图。换档操作检测单元100检测从主换档传感器36和主选择传感器38传送的检测信号电压VSFM和VSLM，从而电气地检测由驾驶者执行的换档操作。也就是，基于检测信号电压VSFM和VSLM中至少一个的电压变化来检测由驾驶者执行的换档操作。此外，换档操作检测单元100基于响应于由主换档传感器36和主选择传感器38检测出的检测信号电压VSFM和VSLM执行的操作来判定换档范围PSH。除了该操作之外，换档操作检测单元100检测从副换档传感器37和副选择传感器39传送的检测信号电压VSLM和VSLS，由此基于所述检测信号电压VSLM和VSLS检测换档操作。 
此外，换档操作检测单元100检测从P开关34传送的P切换信号，由此基于所得到的P切换信号检测向“P”位置的换档操作。此外，换档操作检测单元100判定换档杆32是否在预定的换档位置保持被压下，这对应于这样一种状态，在该状态下换档杆32保持固定在该预定的换档位置上一段长的时间。 
范围切换单元102响应于由换档操作检测单元100检测到的换档位置PSH，即由驾驶者为了切换换档范围而执行的换档操作，向驱动装置40输出换档范围切换控制指令。此外，在检测到P切换信号时，范围切换单元102允许P锁止电机致动结合在驱动装置40中的驻车锁止机构(未示出)，由此可与驱动轮结合操作的输出转动构件(未示出)被机械地锁止。 
故障检测单元104检测例如由各个传感器(换档传感器36和37以及选择传感器38和39)的断路或短路等引起的故障或异常(比如问题和失效)，用于判定检测信号电压VSF和VSL是否落在电压变化范围RVSF和RVSL(见图3和4)的区域内。如果检测信号电压VSF和VSL偏离电压变化范围RVSF和RVSL，则判定为这些位置传感器(换档传感器36和37以及选择传感器38和39)出现故障。 
此外，故障检测单元104计算主换档传感器36的检测信号电压VSFM与副换档传感器37的检测信号电压VSFS之间的电压差ΔVSF，用于判定所得到的电压差ΔVSF是否超过预定值α。如果电压差ΔVSF超过预定值α，则 判定为主换档传感器36和副换档传感器37中任一个发生了故障。此外，预定值α是通过实验测试和计算预先获得的，并且被设定成表示被认为会引起故障的电压差的阈值。同样地，故障检测单元104计算主选择传感器38的检测信号电压VSLM与副选择传感器39的检测信号电压VSLS之间的电压差ΔVSL来判定所得到的电压差ΔVSL是否超过预定值β。如果电压差ΔVSL超过预定值β，则判定为主选择传感器38和副选择传感器39中任一个发生了故障。此外，预定值β是通过实验测试和计算预先获得的，并且被设定成表示被认为会引起故障的电压差的阈值。 
在如上所述地响应于位置传感器的检测信号电压VSF和VSL检测到故障时，故障检测单元104向范围切换单元102输出用于将驱动装置40的换档范围切换到故障安全模式以建立“N”范围(空档范围)的指令。在向故障安全模式切换时，范围切换单元102将换档范围切换到“N”范围以使得车辆安全地停止而不管驾驶者的换档操作。 
此外，故障检测单元104逐次监视所检测到的故障状态以基于位置传感器的检测信号电压判定故障状态是否恢复到正常状态，由此向恢复控制单元106输出信号以通知位置传感器向正常状态恢复。如本文所用，表述“位置传感器从故障状态恢复到正常模式”对应于这些情形，包括：(i)电压差ΔVSF超过预定值α的状态变成电压差ΔVSF变得小于预定值α而使得检测信号电压VSFM和VSFS彼此遵循的另一状态的情形；(ii)电压差ΔVSL超过预定值β的状态变成电压差ΔVSL变得小于预定值β而使得检测信号电压VSLM和VSLS彼此遵循的另一状态的情形；和(iii)检测信号电压VSF和VSL从偏离电压变化范围RVSF和RVSL的区域的状态恢复为落在上述区域内且电压差ΔVSF和ΔVSL分别落在预定值α和β之内的情形。 
如上所述，当向恢复控制单元106输入了表示故障状态恢复到正常状态的信号时，恢复控制单元106响应于由车辆状态检测单元108检测到的车辆状态将范围切换单元102的故障安全模式切换到正常控制模式(正常控制)。 
车辆状态检测单元108检测在范围切换单元102从故障安全模式切换 到正常控制模式时所需的车辆状态。车辆状态检测单元108检测如下参数中的至少一个：基于从车速传感器输出的车速信号的车速V；基于从加速器开度传感器86输出的加速器踏板87的加速器开度信号的加速器开度Acc；基于制动器踏板85的制动操作信号从制动器开关84输出的脚踏制动器操作BON；基于加速度信号从加速度传感器88输出的加速度“g”。然后，车辆状态检测单元108将检测到的车辆状态(比如车速V、加速器开度Acc、脚踏制动器操作BON和车辆加速度“g”)输出给恢复控制单元106。 
在接收到来自于车辆状态检测单元108的车辆状态时，恢复控制单元106基于相关的车辆状态将故障安全模式切换到正常控制模式。在接收到来自于故障检测单元104的用于建立正常状态的恢复信号时，恢复控制单元106基于换档操作检测单元100判定驾驶者是否已执行向任意换档位置PSH的换档操作。如果即使在恢复到正常模式时也尚未执行任何换档操作，则恢复控制单元106继续故障安全模式下的操作(以“N”范围运行)。因此，驾驶者的换档操作构成用于将故障安全模式切换到正常控制模式的恢复条件之一。此外，当执行向正常控制模式的切换时，可将换档范围切换到由驾驶者选择的任意换档位置。 
此外，当位置传感器从故障状态恢复到正常状态时在将故障安全模式切换到正常控制模式时，恢复控制单元106根据车辆的状态改变恢复条件以判定是否将故障安全模式切换到正常控制模式。更具体地，恢复控制单元106判定车速V是否小于已与车辆状态相关地预先设定的预定速度VL。如果车速小于预定速度VL，则使正常控制模式的恢复条件严格。如果车速V处于或落在比预定速度VL小的车速区域内，则判定加速器开度Acc是否为零，即加速器踏板38是否保持为未压下(处于断开操作)。此外，判定是否执行脚踏制动操作(处于接通操作)。仅当加速器踏板38未压下且制动器踏板85被压下时，为故障安全模式切换到正常控制模式(在正常控制下)追加恢复条件才使恢复条件严格。 
在加速器踏板38未压下且制动器踏板85被压下的状态下，即使向正 常控制模式切换，驱动力变化也减小或变得减弱，从而驱动力变化不小于违背驾驶者意图的程度。因此，在这种情况下，恢复控制单元106即使在车辆运行期间也向范围切换单元102输出用于将故障安全模式切换到正常控制模式的指令。此外，术语“预定车速VL”表示这样的值，该值通过实验测试被预先设定为车速区域内的阈值，以使得即使未执行制动操作BON且加速器踏板87被保持压下驱动力变化也小于预定值。也就是，如果车速V超过预定速度VL，则驱动力的变化变得小于或低于预定值。此外，“驱动力变化的预定值”通过实验测试被预先设定为这样的程度，使得驾驶者不会由于在切换时产生的驱动力变化而具有不舒适的感觉。如上所述，在向正常控制模式切换时可能出现驱动力变化增大(车速V落在小于预定速度VL的预定车速区域内)的车辆状态。在这种可能性下，使恢复条件比在驱动力变化更小的车辆状态(车速V落在预定车速区域之外的区域内)下建立的恢复条件更严格(追加了加速器踏板87的断开操作和制动器踏板85的接通操作)。 
此外，向正常控制模式切换的恢复条件可包括在判定为车速VL小于预定速度VL(落在预定车速区域内)时车辆的停止，而不管加速器踏板87和制动器踏板85的操作状态。 
同时，在车速VL保持为小于预定速度VL的状态(落在预定车速区域内)且加速器开度ACC不为零的状态下，即在加速器踏板87保持压下(处于接通操作)或者不执行制动操作BON(处于断开操作)时，在向正常控制模式切换时驱动力的变化变大或增大。这样，恢复控制单元106向范围切换单元102输出用于禁止向正常控制模式的切换并继续故障安全模式的指令。 
此外，如果车速VL超过预定车速VL(落在预定车速区域之外的值内)，则在从故障安全模式向正常控制模式切换时驱动力的变化变得比预定值小。这样，恢复控制单元106向范围切换单元102输出用于执行向正常控制模式的切换的指令而不考虑与加速器踏板87和制动器踏板85的操作相关的恢复条件。因此，在车辆运行期间执行向正常控制模式的切换， 并且在相关的切换期间产生的驱动力变化抑制为落在预定值内。此外，当换档杆32保持被压下时，恢复控制单元106基于换档操作检测单元100禁止向正常控制模式的切换。 
图7是示出要由电子控制部20执行的控制操作的主要部分、即在由于检测到的位置传感器故障而处于故障安全模式的车辆运行期间在位置传感器恢复到正常状态时用于执行向正常控制模式的切换而不使车辆停止的控制操作的基本程序的流程图。这种基本程序以例如数毫秒至数十毫秒量级的极短的时间周期重复执行。 
首先，在对应于故障检测单元104的步骤SA0(下文中将省去术语“步骤)，检测到位置传感器(换档传感器36和37以及选择传感器38和39中的任一个)的故障，此时判定为在车辆运行期间在切换到故障安全模式的状态下，位置传感器从故障状态恢复到正常状态。然后，在对应于换档操作检测单元100和恢复控制单元106的SA1，判定驾驶者是否执行向任意换档位置PSH的换档操作。如果SA1的回答是否定的，则在对应于范围切换单元102的SA6，以故障安全模式继续执行。此外，在换档杆32保持被压下的情况下，同样地，程序转到SA6，其中禁止向正常控制模式的切换并继续执行故障安全模式。 
如果SA1的回答是肯定的，则在对应于车辆状态检测单元108和恢复控制单元106的SA2，判定车速V是否小于预定速度VL(在预定车速区域内)。如果SA2的回答是肯定的，则在对应于车辆状态检测单元108和恢复控制单元106的SA3，判定加速器踏板87是否在断开操作中保持未被压下，即是否加速器开度Acc为零。如果SA3的回答是否定的，则车速V小于预定速度VL(在预定车速区域内)且加速器踏板87保持被压下(处于接通操作)。这样，判定为在向正常控制模式切换时驱动力的变化超过预定值，由此在SA6以故障安全模式继续执行。相反，如果SA3的回答是肯定的，则在对应于车辆状态检测单元108和恢复控制单元106的SA4，判定是否执行制动操作BON(处于接通操作)。如果SA4的回答是否定的，则判定为在向正常控制模式切换时驱动力的变化超过预定值，由此在SA6 以故障安全模式继续执行。 
相比而言，如果SA4的回答是肯定的，则即使在车速V小于预定速度VL时，也响应于加速器踏板87的断开操作和制动器踏板85的接通操作判定为在向正常控制模式切换时驱动力的变化变小。因此，在对应于范围切换单元102的SA5，执行向正常控制模式的切换。另一方面，如果SA2的回答是否定的，则车速V超过预定速度VL(为预定车速区域之外的值)。这判定为在向正常控制模式切换时驱动力的变化变小，由此执行向正常控制模式的切换。 
此外，在上述流程图中，代替步骤SA3和SA4，可基于例如车速V执行判定车辆是否停止的步骤。在车辆运行期间，在SA6，以故障安全模式继续执行，并且当车辆停止时，在SA5，执行向正常控制模式的切换。 
如上所述，根据第一实施例，当换档操作检测从故障状态恢复到正常状态且范围切换单元102从故障安全模式切换到正常控制模式时，根据车辆状态改变用于判定故障安全模式到正常控制模式的切换的恢复条件。这使得能基于所述恢复条件在抑制切换期间的驱动力变化的情况下在车辆的运行状态下执行向正常控制模式的切换。 
根据第一实施例，由车辆状态检测单元108检测到的车辆状态是车速V。因此，检测车速V允许恢复条件适当地改变。这样，在切换期间在抑制驱动力变化的情况下在车辆的运行状态下执行向正常控制模式的切换。 
根据第一实施例，在切换到正常控制模式时，在驱动力的变化大的车辆状态下，恢复条件相比驱动力的变化小的车辆状态下更严格。在例如驱动力的变化大的车辆状态下，正常控制模式的恢复条件严格。这样，故障安全模式不太可能切换到正常控制模式，从而防止了在向正常控制模式切换时会发生的违背驾驶者意图的驱动力变化。此外，在驱动力的变化小的车辆状态下，可容易地将故障安全模式切换到正常控制模式。这样，可在抑制违背驾驶者意图产生的驱动力变化的情况下在车辆运行状态下切换正常控制模式。 
根据第一实施例，预先设定切换到正常控制模式时驱动力的变化变大 的预定的车速区域。在所述预定的车速区域之外执行向正常控制模式的切换，并且在所述预定的车速区域内，在包括加速器踏板87的断开操作和制动器踏板85的接通操作的恢复条件下执行向正常控制模式的切换。利用这种操作，当车辆状态在预定的车速VL区域之外时，在向正常控制模式切换时产生的驱动力的变化没有相关的增大，从而在车辆的运行状态下执行向正常控制模式的切换。相比而言，当车辆状态在预定的车速VL区域之内时，不执行向正常控制模式的切换并且继续执行故障安全模式，除非建立了包括加速器踏板87的断开操作和制动器踏板85的接通操作中的至少一个的恢复条件。这样，在抑制在向正常控制模式切换时产生的驱动力变化的情况下在车辆的运行状态下执行向正常控制模式的切换。 
根据第一实施例，预先设定在切换到正常控制模式时驱动力的变化大的预定的车速区域(小于车速VL的车速区域)。在所述预定的车速区域之外执行向正常控制模式的切换，并且在所述预定的车速区域内，在车辆停止的恢复条件下执行向正常控制模式的切换。利用这种恢复条件，当车辆状态在所述预定的车速区域之外时，在向正常控制模式切换时产生的驱动力的变化没有相关的增大，从而在车辆的运行状态下执行向正常控制模式的切换。相比而言，当车辆状态落在所述预定的车速区域之内时，不执行向正常控制模式的切换并且继续执行故障安全模式，除非车辆停止。这样，可抑制在向正常控制模式切换时产生的驱动力的变化。 
根据第一实施例，换档操作检测单元100具有用于换档杆32的各个操作方向(纵向和横向)的两个位置传感器。当响应于来自于这些传感器的检测信号电压判定为换档操作检测从故障状态恢复到正常状态时，与驾驶者的换档操作同步地将范围切换单元102从故障安全模式切换到正常控制模式。利用这种判定，可彼此同步地执行驾驶者的换档操作和向正常控制模式的切换，从而防止了车辆违背驾驶者意图地运行。 
根据第一实施例，换档操作检测的故障中的故障安全模式是将换档范围切换到空档范围。这防止了在故障状态下车辆违背驾驶者意图地运行，从而使车辆安全地停止。 
根据第一实施例，由驾驶者可操作地切换的换档杆32是瞬时型杆。这使得驾驶者不可能根据换档范围来判定换档范围。因此，建立空档范围作为故障安全防止了车辆违背驾驶者意图地运行。 
根据第一实施例，当压下换档杆32时，禁止切换到正常控制模式。因此，在换档杆32被压下的状态下，继续故障安全模式并且不执行向正常控制模式的切换，除非换档杆32回到瞬时原位置一次。因此，可防止车辆违背驾驶者意图地运行。 
接下来，将在下面描述本发明的另一个实施例。在下面的描述中，与前述实施例共同的组成部分被添加相同的附图标记以省略冗余的说明。 
[实施例2] 
图8是示出要由电子控制部20执行的控制操作的主要部分、即在由于位置传感器的故障检测而处于故障安全模式的车辆运行期间在位置传感器恢复到正常状态时用于执行向正常控制模式的切换而不停止车辆的控制操作的基本程序的另一个流程图。此外，本实施例基本上具有与前述实施例相同的机械结构和控制单元功能，因而这里将省略相关的说明。 
首先，在对应于故障检测单元104的步骤SB0(下文中将省去术语“步骤)，检测到位置传感器(换档传感器36和37以及选择传感器38和39中的任一个)的故障，此时判定为在切换到故障安全模式的状态下在车辆运行期间，位置传感器从故障状态恢复到正常状态。然后，在对应于换档操作检测单元100和恢复控制单元106的SB1，判定驾驶者是否执行向任意换档位置PSH的换档操作。如果SB1的回答是否定的，则在对应于范围切换单元102的SB7，以故障安全模式继续执行。 
如果SB1的回答是肯定的，则在对应于车辆状态检测单元108和恢复控制单元106的SB2，判定车速V是否小于已预先设定的预定速度VL。如果SB2的回答是肯定的，则在对应于车辆状态检测单元108和恢复控制单元106的SB4，判定加速器踏板87是否保持为断开操作。如果SB4的回答是否定的，则由于车速V小于预定速度VL且加速器踏板87保持被压下(处于接通操作)，判定为在向正常控制模式切换时驱动力的变化变 大，由此在SB7以故障安全模式继续执行。相反，如果SB4的回答是肯定的，则在对应于车辆状态检测单元108和恢复控制单元106的SB5，判定制动器85是否被压下。如果SB5的回答是否定的，则判定为在向正常控制模式切换时驱动力的变化变大，由此在SB7以故障安全模式继续执行。 
相比而言，如果SB5的回答是肯定的，则响应于加速器踏板87的断开操作和制动器踏板85的接通操作判定为在向正常控制模式切换时驱动力的变化变大。在对应于范围切换单元102的SB6，执行向正常控制模式(在换档正常控制中)的切换。 
如果SB2的回答是否定的，则在对应于车辆状态检测单元108和恢复控制单元106的SB3，判定车速V是否超过或大于上限车速VH。这里，上限车速VH表示落在已预先设定的高车速区域内的车速，并被设定为一阈值速度，在该阈值速度在切换到例如“D”范围时产生大的发动机制动以产生快速减速。如果SB3的回答是肯定的，则由于车速V超过上限车速VH，所以因在向“D”范围切换时产生的快速减速力而可能产生快速减速。这样，在SB7，禁止向正常控制模式的切换并且继续执行故障安全模式，从而防止了快速减速的发生。相比而言，如果SB3的回答是否定的，则由于车速V处在预定车速VL和上限车速VH之间的速度，所以判定为在向正常控制模式切换时驱动力的变化变小，由此执行向正常控制模式的切换。 
如上所述，实施例2具有与前述实施例相同的有利效果。此外，如果车速V高于已预先确定的上限车速VH，则禁止向正常控制模式的切换。这防止了由在向正常控制模式切换时产生的发动机制动造成的快速减速的发生。 
图9是示出要由电子控制部20执行的控制操作的主要部分、即在由于位置传感器的故障检测而处于故障安全模式的车辆运行期间在位置传感器恢复到正常状态时用于执行向正常控制模式的切换而不停止车辆的控制操作的基本程序的另一个流程图。图9的流程图除增加了步骤SA7之外基本上与图7的相同，因此将省去对其它步骤的说明。 
如果SA2的回答是否定的，即当车速V超过上限车速VH时，程序转 到对应于车辆状态检测单元108和恢复控制单元106的SA7。在SA7，判定表示加速器踏板87的操作行程的加速器开度Acc是否超过预定值γ。这里，预定值γ表示通过实验测试预先设定的这样一个值，其是在假设即使车速V处在被认为具有小的驱动力变化的车速区域内、驱动力的变化也会根据加速器开度Acc而变大的情况下设定的。因此，预定值γ被确定成在加速器开度Acc小于预定值γ的区域下抑制驱动力的变化。此外，对于相同的加速器开度Acc，驱动力根据车速V以不同的速率变化，预定值γ可优选地根据车速V而变化。 
如果SA7的回答是肯定的，则判定为在向正常控制模式切换时驱动力的变化将变大，并且在SA6以故障安全模式继续执行。相反，如果SA7的回答是否定的，则判定为在向正常控制模式切换时驱动力的变化被抑制，并且在SA5执行向正常控制模式的切换。 
如上所述，实施例3具有与前述实施例1相同的有利效果。另外，根据加速器开度Acc追加恢复条件能以提高的精度抑制在向正常控制模式切换时驱动力的变化。 
图10是示出要由电子控制部20执行的控制操作的主要部分、即在由于位置传感器的故障检测而处于故障安全模式的车辆运行期间在位置传感器恢复到正常状态时用于执行向正常控制模式的切换而不停止车辆的控制操作的基本程序的另一个流程图。此外，本实施例基本上具有与前述实施例相同的机械结构和控制单元功能，因而这里将省略相关的说明。 
首先，在对应于故障检测单元104的步骤SC0(下文中将省去术语“步骤)，检测到位置传感器(换档传感器36和37以及选择传感器38和39中的任一个)中的故障，此时判定为在切换到故障安全模式的状态下在车辆运行期间，位置传感器从故障状态恢复到正常状态。然后，在对应于换档操作检测单元100和恢复控制单元106的SC1，判定驾驶者是否执行向任意换档位置PSH的换档操作。如果SC1的回答是否定的，则在对应于范围切换单元102的SC5，以故障安全模式继续执行。 
如果SC1的回答是肯定的，则在对应于车辆状态检测单元108和恢复 控制单元106的SC2，判定在向正常控制模式切换时产生的驱动力变化是否超过预定值。这里，与本实施例的车辆状态相关的驱动力是通过参照例如如图11所示地被预先设定的已知的驱动力映射(脉谱图)来计算的。对于图11所示的驱动力映射，驱动力T绘制在纵轴上，车速V绘制在横轴上，驱动力曲线根据加速器开度Acc绘制。如从图11中可清楚看到，通过检测车速V和加速器开度Acc，可计算出此时的驱动力。然后判定所得到的驱动力是否超过预定值Ta。这里，术语“驱动力Ta”是指一预先设定的值并被设定为落在可抑制在向正常控制模式切换时产生的驱动力变化的驱动力范围内的阈值。 
如果SC2的回答是肯定的，则判定制动器踏板85是否被压下。如果SC3的回答是否定的，则判定为在向正常控制模式切换时驱动力的变化变大，由此在对应于范围切换单元102的SC5以故障安全模式继续执行。相反，如果SC3的回答是肯定的，则响应于制动器踏板85的压下操作判定为在向正常控制模式切换时驱动力的变化变大，由此在对应于范围切换单元102的SC4执行向正常控制模式(在换档正常控制中)的切换。 
如果SC2的回答是否定的，则判定为在向正常控制模式切换时驱动力的变化被抑制，由此在SC4执行向正常控制模式(在换档正常控制中)的切换。 
对于本实施例4，如上所述，由车辆状态检测单元108检测到的车辆状态是驱动力，因而可响应于所述驱动力改变恢复条件。因此，计算驱动力可优选地改变恢复条件。这可抑制在向正常控制模式切换时产生的驱动力的变化，并在车辆运行状态下执行向正常控制模式的切换。 
图12是示出要由电子控制部20执行的控制操作的主要部分、即在由于位置传感器的故障检测而处于故障安全模式的车辆运行期间在位置传感器恢复到正常状态时用于执行向正常控制模式的切换而不停止车辆的控制操作的基本程序的另一个流程图。图12的流程图除增加了步骤SA8之外基本上与图7的相同，因此将省去对其它步骤的说明。 
如果SA2的回答是否定的，即当车速超过预定车速VL时，程序转到 SA8。在对应于检测单元108和恢复控制单元106的SA8，判定由加速度传感器88检测到的车辆加速度“g”是否大于预定值“ga”。这里，车辆加速度“g”的预定值“ga”是通过实验测试被预先设定的值，并且被设定为车辆加速度“g”的这样的阈值，在该阈值在加速状态或减速状态期间向正常控制模式的切换使车辆不稳定。 
如果SA8的回答是肯定的，则判定为在向正常控制模式切换时车辆变得不稳定，并且在SA6以故障安全模式继续执行。相比而言，如果SA8的回答是否定的，则判定为在向正常控制模式切换时车辆变得稳定，并且在SA5执行向正常控制模式的切换。 
如上所述，本实施例5具有与上述实施例1相同的有利效果。此外，如果加速度“g”大于预定值“ga”，则禁止向正常控制模式的切换，这意味着可在稳定的车辆状态下执行向正常控制模式的切换。 
在上文中，尽管上面已参照附图所示的各个实施例对本发明进行了描述，但本发明也能以各种其它方式实施。 
在所示的实施例中，如上所述，在车速小于预定车速VL的区域内，响应于加速器踏板87的断开操作和制动器踏板85的接通操作执行向正常控制模式的切换。但是，也可基于从加速器踏板87的断开操作和制动器踏板85的接通操作中的任一个得到的判定来执行向正常控制模式的切换。 
此外，在所示的实施例中，由于换档杆32能以二维模式(在竖直方向和横向)操作的结构，需要四个位置传感器。但是，具有一维操作能力的这种换档杆32的使用使得本发明能使用两个位置传感器来实施。 
此外，在所示的实施例中，在关于车速的判定之后，判定加速器踏板87是否保持断开。但是，也可在加速器踏板87的断开判定时进行关于车速的判定。也就是，在图7所示的流程图中，例如，步骤SA2和SA3能以互换的顺序执行。 
上述多个实施例能以例如优先顺序改变的方式彼此组合地适当实施。 
所描述的本发明仅应被认为是对一个实施例的例述，基于本领域技术人员的知识能以各种修改和改进来实施本发明。 

Claims (11)

1.一种电子控制换档形式的车辆换档控制装置，具有电气地检测驾驶者的换档操作的换档操作检测单元、响应于该驾驶者的换档操作切换换档范围的范围切换单元、检测由所述换档操作检测单元执行的换档操作检测中的故障的故障检测单元以及检测车辆状态的车辆状态检测单元，在检测到所述换档操作检测中的故障时，使所述范围切换单元切换到故障安全模式，该换档控制装置的特征在于：
当所述换档操作检测从故障状态恢复到正常状态时将所述范围切换单元从所述故障安全模式切换到正常控制模式时，根据所述车辆状态改变用于判定所述故障安全模式到该正常控制模式的切换的恢复条件。
2.根据权利要求1所述的车辆换档控制装置，其中，由所述车辆状态检测单元检测到的车辆状态包括驱动力、车速或加速度。
3.根据权利要求2所述的车辆换档控制装置，其中，
预先确定切换到所述正常控制模式时所述驱动力的变化变得大于预定值的预定的车速区域；
在所述预定的车速区域之外执行向正常控制模式的切换；并且
在所述预定的车速区域内，在包括加速器踏板的断开操作和制动器踏板的接通操作中的至少一个的恢复条件下执行向正常控制模式的切换。
4.根据权利要求3所述的车辆换档控制装置，其中：
在所述预定的车速区域之外执行向正常控制模式的切换；
在所述预定的车速区域内，在车辆停止的恢复条件下执行向正常控制模式的切换。
5.根据权利要求3或4所述的车辆换档控制装置，其中，当所述车速高于预先确定的上限车速时，禁止向正常控制模式的切换。
6.根据权利要求3或4所述的车辆换档控制装置，其中当所述加速度大于预先确定的加速度时，禁止向正常控制模式的切换。
7.根据权利要求2-4中任一项所述的车辆换档控制装置，其中，基于包括车速和加速器开度的驱动力映射计算所述驱动力。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的车辆换档控制装置，其中：
通过至少两个传感器执行所述换档操作检测；
当响应于来自于这些传感器的检测信号电压判定为所述换档操作检测从故障状态恢复到正常状态时，与驾驶者的换档操作同步将范围切换单元从所述故障安全模式切换到正常控制模式。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的车辆换档控制装置，其中，换档操作检测的故障时的故障安全模式是将换档范围切换到空档范围。
10.根据权利要求1-4中任一项所述的车辆换档控制装置，其中，由驾驶者可操作地变换的换档杆是瞬时型杆。
11.根据权利要求10所述的车辆换档控制装置，其中当压下操作所述换档杆时，禁止切换到所述正常控制模式。
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