CN102943874A - 换挡切换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种换挡切换装置，其中，HV-ECU执行包含如下步骤的程序，即若选挡传感器异常(S100中，是)，则将故障保护许可标志设为ON的步骤(S102)；以及若替换读取后的换挡杆位置为N挡位(S104中，是)，并且经过了预先决定的时间Tn(2)(S106中，是)，则将非P要求信号发送给P-ECU的步骤(S108)。

Description

换挡切换装置
本申请是申请日为2008年5月23日、申请号为200880017026.X、发明名称为“换档切换装置”的母案的分案。
技术领域
本发明涉及换挡切换机构的控制，特别是涉及即便在检测换挡杆位置的传感器发生异常时也可以根据驾驶者的意图解除驻车锁止的控制。
背景技术
以往，在按照驾驶者所进行的换挡杆操作通过致动器（actuator）来切换自动变速器的换挡挡位的换挡切换机构中，已知有具备作为换挡挡位切换用的动力源的电动机(例如直流电机)的换挡切换机构。
根据这样的换挡切换机构，如利用驾驶者的换挡杆的操作力来直接切换自动变速器的换挡挡位的一般切换机构那样，不需要将换挡杆和换挡切换机构以机械方式进行连接。因此，就没有将这些各部件搭载于车辆之际的总体布置上的制限，而能够提高设计的自由度。另外，还有能够简单地进行针对车辆的组装作业之类的优点。
作为这种换挡切换机构中的换挡杆，有时候采用瞬时类型的换挡杆。在瞬时类型的换挡杆中，通过以基准位置为起点的换挡杆的操作，来进行向R、N、D、B行驶挡位的切换以及从P挡位的切换。在换挡杆上设有探测纵向操作的动作的换挡传感器和探测横向操作的动作的选挡传感器，并基于来自这些传感器的输出来确定换挡挡位。
作为这样的换挡杆，例如日本特开2005-7993号公报公开了具有瞬时功能的换挡操作装置中的适当地响应驾驶者的要求的变速器的换挡操作装置。此变速器的换挡操作装置是一种变速器的换挡操作装置，具备到达多个换挡挡位的路径；和由驾驶者以在路径上进行移动的方式所操作的瞬时式可动部。可动部在驾驶者不操作时被保持于预先决定的基准位置。换挡操作装置包括：用于根据可动部在预先决定的识别时间期间被保持于换挡挡位来识别驾驶者要求的换挡挡位的识别部件；和用于输出针对变速器的控制信号以便成为与所识别出的换挡挡位相对应的动力传递状态的输出部件。路径具备基准位置、作为多个换挡挡位之一的第1换挡挡位、和作为多个换挡挡位之一的被设置在基准位置与第1换挡挡位之间的第2换挡挡位。若识别为处于第1换挡挡位，则将基于变速器的动力传递状态设定成第1状态。若识别为处于第2换挡挡位，则将基于变速器的动力传递状态设定成与第1状态不同的第2状态。换挡操作装置进而包括用于根据路径上的可动部的移动方向来设定识别时间的设定部件。
根据此变速器的换挡操作装置，能够分别地设定如下的时间：对驾驶者根据将基于变速器的动力传递状态设为第2状态的要求进行操作来使可动部位于第2换挡位置的第1情况下的第2换挡位置进行识别的时间；和对返回到基准位置之时可动部位于第2换挡位置的第2情况下的第2换挡位置进行识别的时间。因此，就能够基于可动部被保持于第2换挡位置的时间，适当地识别驾驶者的要求。
但是，存在如下的问题：在利用选挡传感器以及换挡传感器进行换挡杆位置检测时若传感器发生了异常，则不能根据异常的情况不同来解除驻车锁止。例如，在选挡传感器检测出基准位置与空挡挡位之间的换挡杆的移动方向上的位置的情况下，当在选挡传感器中发生了异常时，若向空挡挡位的切换不明，则有无法解除驻车挡位的可能性。
这是因为在选挡传感器异常时，若在向驻车挡位的切换后不能进行利用选挡传感器的位置检测、或者向空挡挡位的切换不明，则向前进行驶挡位或者倒退行驶挡位的切换也变得不明的缘故。因此，就有在选挡传感器异常时无法根据驾驶者的意图解除驻车挡位之类的问题。
若无法根据驾驶者的意图解除驻车挡位则无法解除驻车锁止。因此，例如就无法通过手推或者拖车等使故障车辆移动。在上述的公报中没有对这样的问题点进行任何考虑，所以无法解决。
发明内容
本发明的目的就是提供一种即便在检测换挡杆位置的传感器发生了异常时也可以根据驾驶者的意图解除驻车锁止的换挡切换装置。
本发明的一个技术方案所涉及的换挡切换装置，具备对沿着换挡槽移动的换挡杆的第1方向的位置进行检测的第1检测部和对沿着换挡槽移动的换挡杆的第2方向的位置进行检测的第2检测部，并基于第1方向的位置和第2方向的位置来切换车辆上所搭载的变速器的换挡挡位。其中，换挡挡位至少包含驻车挡位。此换挡切换装置还具备被连接到第1检测部和第2检测部的运算处理部。运算处理部，判定第1检测部是否异常，在判定为第1检测部异常的情况下，将与换挡杆的位置相对应的换挡挡位变更成解除驻车挡位的换挡挡位。
根据此发明，在判定为第1检测部异常的情况下，无法检测出第1方向上的换挡杆位置。在此情况下，将与换挡杆的位置相对应的换挡挡位变更成解除驻车挡位的换挡挡位(例如空挡挡位)。例如将通过使用第2检测部检测出第2方向上的位置所确定的换挡挡位变更成解除驻车挡位的换挡挡位。由此，就能够通过换挡杆的操作可靠地解除驻车挡位，所以能够根据驾驶者的意图解除驻车锁止。其结果就能够通过手推或者利用拖车等使车辆移动。从而，就能够提供一种即便在检测换挡杆位置的传感器中发生了异常也可根据驾驶者的意图解除驻车锁止的换挡切换装置。
优选，若第1检测部异常，并且换挡挡位是驻车挡位，则运算处理部将与换挡杆的位置相对应的换挡挡位变更成解除驻车挡位的换挡挡位。
根据此发明，若换挡挡位为驻车挡位则成为驻车锁止已作动的状态。此时，若第1检测部异常则无法检测出第1方向上的换挡杆位置。若第1检测部异常，并换挡挡位为驻车挡位，则将与换挡杆的位置相对应的换挡挡位变更成解除驻车挡位的换挡挡位(例如空挡挡位)。例如将通过使用第2检测部检测出第2方向上的位置所确定的换挡挡位变更成解除驻车挡位的换挡挡位。由此，就能够通过换挡杆的操作可靠地解除驻车挡位，所以能够根据驾驶者的意图解除驻车锁止。
进而，优选，对换挡槽设定了作为换挡杆的操作起点的基准位置，若第1检测部异常，并且直到经过预先决定的时间为止换挡杆的位置一直被维持于基准位置，则运算处理部将与换挡杆的位置相对应的换挡挡位变更成解除驻车挡位的换挡挡位。
根据此发明，在直到经过预先决定的时间为止换挡杆的位置一直被维持于基准位置的情况下，能够判定不是换挡杆被误操作的状态。在此情况下，将与换挡杆的位置相对应的换挡挡位变更成解除驻车挡位的换挡挡位(例如空挡挡位)。由此，就能够通过换挡杆的操作可靠地解除驻车挡位，所以能够根据驾驶者的意图解除驻车锁止。
进而，优选，换挡挡位还包含空挡挡位和与车辆行驶相关的多个换挡挡位。若第1检测部异常，则运算处理部将与第1检测部异常时根据第2方向上的位置所确定的换挡杆的位置相对应的、多个换挡挡位中的至少任意一个换挡挡位变更成空挡挡位。
根据此发明，若第1检测部异常，则运算处理部将多个换挡挡位之中的至少任意一个变更成空挡挡位。若第1检测部异常，则无法检测出第1方向上的换挡杆位置。因此，将通过检测第2方向上的换挡杆位置而确定的、与车辆行驶相关的多个换挡挡位(例如前进行驶挡位或者倒退行驶挡位等)之中的至少任意一个变更成空挡挡位。由此，就能够通过换挡杆的操作将换挡挡位可靠地切换成空挡挡位。亦即、即便在第1检测部中发生了异常时也能够从驻车挡位切换成空挡挡位。因此，能够根据驾驶者的意图解除驻车锁止。
进而，优选，空挡挡位与换挡杆在第1方向上可以移动的范围的一方的端部位置相对应。
根据此发明，若第1检测部异常，则无法检测第1方向上的换挡杆位置。因此，就无法判定换挡挡位是否已移动到空挡挡位。因此，若例如将通过检测第2方向上的换挡杆位置而确定的与车辆行驶相关的多个换挡挡位之中的至少任意一个变更成空挡挡位，则能够通过换挡杆的操作将换挡挡位可靠地切换成空挡挡位。因此，就能够根据驾驶者的意图解除驻车锁止。
进而，优选，运算处理部基于第1检测部的检测结果来判定第1检测部是否异常。
根据此发明，就能够高精度地判定第1检测部是否异常。
进而，优选，第1检测部输出与换挡杆在第1方向上的位置相对应的电压。运算处理部基于所输出电压的情况来判定第1检测部是否异常。
根据此发明，运算处理部基于由第1检测部输出的电压的情况(例如输出电压的Lo侧固定、Hi侧固定或者来自两个系统的传感器的输出电压值的差异等)来判定第1检测部是否异常。由此，就能够高精度地判定第1检测部是否异常。
进而，优选，若根据第1方向上的位置所确定的换挡杆的位置不是在与第2方向上的位置的关系中与变速器的换挡挡位相对应的位置，则运算处理部判定为第1检测部异常。
根据此发明，若根据第1方向上的位置所确定的换挡杆的位置不是在与第2方向上的位置之关系中与变速器的换挡挡位相对应的位置，则运算处理部判定第1检测部异常。由此，就能够高精度地判定第1检测部的检测结果中是否发生了异常。
进而，优选，换挡挡位还包含空挡挡位，若根据第1方向上的位置所确定的换挡杆的位置不是在与第2方向上的位置的关系中与变速器的换挡挡位相对应的位置，则运算处理部将与换挡杆的位置相对应的换挡挡位变更成空挡挡位。
根据此发明，若根据第1方向上的位置所确定的换挡杆的位置不是在与第2方向上的位置之关系中与变速器的换挡挡位相对应的位置，则运算处理部将换挡挡位变更成空挡挡位。由此，即便在第1检测部异常时也能够通过驾驶者的换挡杆操作将换挡挡位可靠地切换成空挡挡位。因此，就能够根据驾驶者的意图解除驻车锁止。
进而，优选，换挡切换装置，在直到经过预先决定的第1时间为止换挡杆的位置一直被维持时，将变速器的换挡挡位切换成与换挡杆的位置相对应的换挡挡位，若第1检测部异常，则在直到经过比第1时间长的预先决定的第2时间为止换挡杆的位置一直被维持时，将变速器的换挡挡位切换成与换挡杆的位置相对应的换挡挡位。
根据此发明，若第1检测部异常，则在直到经过比第1时间长的第2时间为止换挡杆的位置一直被维持时，将变速器的换挡挡位切换成与换挡杆的位置相对应的换挡挡位。由此，就能够可靠地防止基于换挡杆位置的换挡挡位的误判定。
进而，优选，换挡杆是瞬时类型的换挡杆。
根据此发明，通过对瞬时类型的换挡杆应用本发明，即便在第1检测部发生了异常时也能够根据驾驶者的意图解除驻车锁止。
附图说明
图1是表示本实施例所涉及的换挡控制系统10之构成的图。
图2是表示图1的换挡切换机构之构成的图。
图3是表示换挡杆机构之构成的图。
图4是表示换挡挡位的判定区域的图(其1)。
图5是表示选挡传感器的异常情况的图。
图6是表示在异常时被替换读取的换挡挡位的图。
图7是表示换挡挡位的判定区域的图(其2)。
图8是表示换挡挡位的判定区域的图(其3)。
图9是第1实施例所涉及的换挡切换装置的HV-ECU之功能框图。
图10是表示在第1实施例所涉及的换挡切换装置的HV-ECU中所执行的程序之控制结构的流程图。
图11是表示第1实施例所涉及的换挡切换装置的HV-ECU之动作的时序图。
图12是表示左座驾驶车辆上的换挡挡位的判定区域的图(其1)。
图13是表示左座驾驶车辆上的换挡挡位的判定区域的图(其2)。
图14是表示在异常时替换读取的换挡挡位的多个组合的图。
图15是表示在第2实施例所涉及的换挡切换装置的HV-ECU中所执行的程序的控制结构的流程图。
图16是表示第2实施例所涉及的换挡切换装置的HV-ECU之动作的时序图。
具体实施方式
下面，参照附图就本发明的实施例进行说明。在以下的说明中对相同部件附加相同标记。它们的名称以及功能亦相同。从而，关于它们的详细说明就不再重复。
<第1实施例>
图1表示作为本实施例所涉及的换挡切换装置的换挡控制系统10的构成。本实施例所涉及的换挡控制系统10被用于切换车辆的换挡挡位。虽然在本实施例中，作为搭载换挡控制系统10的车辆，以混合动力车作为一例进行说明，但是，只要是至少搭载有利用致动器的驱动力来切换变速器的换挡挡位的(特别是切换驻车锁止的作动和解除)换挡控制系统10的车辆，则并不特别限定于混合动力车。
换挡控制系统10包括：P开关20、换挡杆机构26、HV(HybridVehicle)-ECU(Electronic Control Unit)30、驻车控制装置(以下记为“P-ECU”)40、致动器42、编码器46、换挡切换机构48、仪表ECU50和仪表52。换挡控制系统10作为通过电气控制来切换换挡挡位的电子控制换挡系统而发挥功能。具体而言，就是换挡切换机构48由致动器42驱动来进行换挡挡位的切换。
P开关20是用于对换挡挡位的驻车挡位(以下称之为“P挡位”)和驻车以外的挡位(以下称之为“非P挡位”)进行切换的开关。驾驶者通过P开关20输入用于将换挡挡位切换成P挡位的指示。P开关20还可以是瞬时开关。P开关20所接受的表示来自驾驶者的指示的P指令信号被发送给HV-ECU30。此外，还可以通过这种P开关20以外的手段将换挡挡位从非P挡位切换成P挡位。
换挡杆机构26由换挡杆(未图示)、换挡槽(未图示)、选挡传感器22和换挡传感器24所构成。换挡杆沿着在换挡槽中所形成的通路而移动。在换挡槽上预先设定有与前进行驶挡位(以下称之为D挡位)、后退行驶挡位(以下称之为R挡位)、空挡挡位(以下称之为N挡位)以及制动挡位(以下称之为B挡位)等换挡挡位相对应的位置。选挡传感器22对换挡杆在选挡方向上的位置进行检测。选挡传感器22将表示所检测到的选挡方向上的位置的信号发送给HV-ECU30。换挡传感器24对换挡杆在换挡方向上的位置进行检测。换挡传感器24将表示所检测到的换挡方向上的位置的信号发送给HV-ECU30。此外，关于选挡方向以及换挡方向在后叙述。
HV-ECU 30对换挡控制系统10的动作进行统一管理。具体而言，当接收到来自P开关20的P指令信号时，HV-ECU 30则对P-ECU40发送P要求信号。另外，HV-ECU30基于来自选挡传感器22以及换挡传感器24的检测结果，确定与换挡杆的位置相对应的换挡挡位。当确定了换挡挡位时，HV-ECU 30则进行切换成已确定了变速器(未图示)中的换挡挡位而得到的换挡挡位的控制，并且将表示目前的换挡挡位状态的显示控制信号发送给仪表ECU50。此外，虽然在本实施例中，变速器是由无级变速机构所构成的变速器，但是，也可以是由有级变速机构所构成。
另外，例如在换挡挡位为驻车挡位时，若根据换挡杆的位置所确定的换挡挡位为D挡位、N挡位以及R挡位之中的任意一个，则HV-ECU30对P-ECU40发送非P要求信号。HV-ECU30以可相互通信的方式(例如CAN(Controller Area Network))与P-ECU40以及仪表ECU50连接。
仪表ECU50将HV-ECU30所发出的针对驾驶者的指示及警告等显示控制信号发送给仪表52。仪表52显示车辆机器的状态及换挡挡位的状态等。
当接收到来自HV-ECU 30的P要求信号或者非P要求信号时，P-ECU40则为了将换挡挡位从P挡位和非P挡位之中的任意一方切换成另一方，而对用于驱动换挡切换机构48的致动器42的动作进行控制，并将表示目前的换挡挡位是P挡位还是非P挡位的信号发送给HV-ECU30。
在换挡挡位为非P挡位时，若驾驶者在P开关20中进行了与P指令信号的发送相对应的操作(例如若按下按钮)，P-ECU40则接收来自HV-ECU30的P要求信号，并将换挡挡位从非P挡位切换成P挡位。另外，P-ECU40将表示目前的换挡挡位为P挡位的信号发送给HV-ECU30。HV-ECU30基于接收到的信号经由仪表ECU50对仪表52发送进行与P挡位相对应的显示的显示控制信号。仪表52基于所接收到的显示控制信号显示表示目前的换挡挡位为P挡位的信息。此外，还可以从P-ECU40对仪表ECU50发送使仪表52进行与P挡位相对应的显示的显示控制信号。
致动器42由开关磁阻电机(以下记为“SR电机”)所构成，接收来自P-ECU40的致动器控制信号并驱动换挡切换机构48。此外，虽然在本发明中设为致动器42由电机构成来进行说明，但是，也可以设为通过油压进行动作。编码器46与致动器42一体地进行旋转，对SR电机的旋转状况进行检测。本实施例的编码器46是输出A相、B相以及Z相的信号的旋转编码器。P-ECU40取得从编码器46输出的信号来把握SR电机的旋转状况，并进行用于驱动SR电机的通电控制。
图2表示换挡切换机构48之构成。虽然下面设换挡挡位意味着P挡位、非P挡位，不包含非P挡位中的R、N、D各挡位进行说明，但是，也可以包含R、N、D各挡位。亦即，虽然在本实施例中就P挡位和非P挡位两个挡位的构成进行说明，但是，也可以是P挡位和包含R、N、D各挡位的非P挡位的4个挡位的构成。
换挡切换机构48包括：由致动器42旋转的轴102、伴随于轴102的旋转而旋转的定位板100、伴随于定位板100的旋转而动作的连杆104、被固定于未图示的变速器的输出轴上的驻车锁止齿轮108、用于对驻车锁止齿轮108进行锁定的驻车锁止杆106、对定位板100的旋转进行制限并固定换挡挡位的定位弹簧110以及滚柱112。定位板100由致动器42驱动来切换换挡挡位。另外，编码器46作为取得与致动器42的旋转量相应的计数值的计数部件而发挥功能。
图2表示换挡挡位为非P挡位时的状态。在此状态下，由于驻车锁止杆106尚未锁定驻车锁止齿轮108，所以车辆驱动轴的旋转不受妨碍。若从此状态由致动器42使轴102在顺时针方向上旋转，则经由定位板100使连杆104向图2所示的箭头A的方向推动，通过设置在连杆104前端的锥形部使驻车锁止杆106向图2所示的箭头B的方向推上去。伴随于定位板100的旋转，处于被设置在定位板100顶部的两个谷底之中的一方、亦即非P挡位位置120的定位弹簧110的滚柱112越过峰顶122移到另一谷底、亦即P挡位位置124。滚柱112以可以在其轴向上旋转的方式被设置于定位弹簧110。在定位板100进行旋转直到滚柱112到达P挡位位置124为止时，驻车锁止杆106被向上推直到驻车锁止杆106的突起部分嵌合于驻车锁止齿轮108的齿部间的位置为止。由此，车辆的驱动轴在机械上被固定，换挡挡位被切换成P挡位。
在本实施例所涉及的换挡控制系统10中，为了在换挡挡位切换时降低与定位板100、定位弹簧110以及轴102等换挡切换机构的构成部件有关的负载，P-ECU40对致动器42的旋转量进行控制以使得定位弹簧110的滚柱112越过峰顶122并落下时的冲击少。
致动器42使在手动轴102上设置的定位板100进行旋转。通过在定位板100上形成的P壁200以及非P壁210来分别限制预先决定的方向的旋转。
如图3所示那样，换挡杆机构26包括换挡槽262和换挡杆264。在本实施例中，换挡杆264是瞬时类型的换挡杆。亦即，以图3的M挡位作为基准位置，驾驶者能够使换挡杆264沿着在换挡槽262上形成的路径进行移动。在本实施例中，换挡槽262与右座驾驶车辆的换挡槽相对应。
在驾驶者没有对换挡杆264赋予操作力的情况下，借助于在换挡杆264上设置的利用了弹簧等的机械机构，换挡杆264自动地返回到基准位置即M挡位。此外，关于瞬时类型的换挡杆的结构以及动作，由于是众所周知的技术所以不再进行其详细说明。
在换挡槽262上除M挡位外还设有R挡位、N挡位、D挡位以及B挡位。在本实施例中，设图3的纸面上下方向为换挡方向。在换挡槽262上，R挡位以及D挡位与沿着换挡方向所形成的换挡通路(1)266两端的位置相对应。N挡位与换挡通路(1)266途中的位置相对应。
另外，在本实施例中，设图3的纸面左右方向为选挡方向。在换挡槽262中沿着选挡方向进一步形成一方的端部连接到换挡通路(1)266的N挡位的位置的选挡通路268。M挡位与选挡通路268的另一方的端部的位置相对应。
另外，在换挡槽262中沿着换挡方向进一步形成一方的端部连接到选挡通路268的M挡位的位置的换挡通路(2)270。B挡位与换挡通路(2)270的图3纸面下方向的另一方的端部相对应。
若换挡杆264被驾驶者从M挡位移动到特定的换挡挡位、且直到经过预先规定的时间Tn(1)为止换挡杆264的位置一直被维持于移动后的位置，则HV-ECU30确定与移动后的位置相对应的换挡挡位。在本实施例中，选挡方向与第1方向相对应，换挡方向与第2方向相对应。
选挡传感器22将与换挡杆264在选挡方向上的位置相对应的电压信号发送给HV-ECU30。在本实施例中，选挡传感器22输出与换挡杆264在选挡方向上可以移动的范围的边界相对应的从下限值V_Lo(1)到上限值V_Hi(1)的范围内的电压。下限值V_Lo(1)以及上限值V_Hi(1)均至少是0V～10V范围内的输出电压值。
换挡杆264在选挡方向上的位置与电压之间的关系例如具有线性关系。此外，如果能够基于选挡传感器22的输出电压值来运算换挡杆264在选挡方向上的位置，则也可以不具有线性关系。
换挡传感器24将与换挡杆264在换挡方向上的位置相对应的电压信号发送给HV-ECU30。在本实施例中，换挡传感器24输出与换挡杆264在换挡方向上可以移动的范围的边界相对应的从下限值V_Lo(2)到上限值V_Hi(2)的范围内的电压。下限值V_Lo(2)以及上限值V_Hi(2)均至少是0V～10V范围内的输出电压值。
换挡杆264在换挡方向上的位置与电压之间的关系例如具有线性关系。此外，如果能够基于换挡传感器24的输出电压值来运算换挡杆264在换挡方向上的位置，则也可以不具有线性关系。
HV-ECU30基于从选挡传感器22以及换挡传感器24接收的与选挡方向上的位置相对应的输出电压和与换挡方向上的位置相对应的输出电压，来判定换挡槽262中的换挡杆264的位置。
若换挡杆264的位置被移动到换挡槽262中的M挡位以外的换挡挡位、并且直到经过预先决定的时间Tn(1)为止换挡杆264一直被维持在移动目的地的位置，则HV-ECU30确定与移动目的地的位置相对应的换挡挡位。
在HV-ECU30的存储器中例如预先存储有表示选挡传感器22的输出电压值和换挡传感器24的输出电压值与换挡挡位之间的关系的如图4所示那样的映射。
如图4所示那样，对选挡方向上可以移动的范围的边界设定输出电压的上限值V_Hi(1)以及下限值V_Lo(1)。上限值V_Hi(1)以及下限值V_Lo(1)为预先决定的输出电压值，并不是特别限定的值，而是在设计上或者实验上合适的值。
进而，在上限值V_Hi(1)以及下限值V_Lo(1)之间设定阈值V_Mi d(1)。图4的纸面右方向为0V侧。在0V～10V之间的范围内设定上限值V_Hi(1)、阈值V_Mid(1)以及下限值V_Lo(1)。
同样地，对换挡方向上可以移动的范围的边界设定输出电压的上限值V_Hi(2)以及下限值V_Lo(2)。图4的纸面上方向为0V侧。上限值V_Hi(2)以及下限值VLo(2)为预先决定的输出电压值，并不是特别限定的值，而是在设计上或者实验上合适的值。
进而，在上限值V_Hi(2)以及下限值V_Lo(2)之间设定阈值V_Mid(2)以及大于V_Mid(2)的V_Mid(3)。图4的纸面上方向为0V侧。在0V～10V之间的范围内设定上限值V_Hi(2)、阈值V_Mid(2),V_Mid(3)以及下限值V_Lo(2)。
此外，例如还可以将下限值V_Lo(1)、V_Lo(2)设为0V，将上限值V_Hi(1)、V_Hi(2)设为10V。另外，阈值V_Mid(1)～V_Mid(3)为预先决定的输出电压值，并不是特别限定的值，而是在设计上或者实验上合适的值。
如图4所示那样，设定由选挡方向的V_Hi(1)、V_Mid(1)以及V_Lo(1)和换挡方向的V_Hi(2)、V_Mid(2)、V_Mid(3)以及V_Lo(2)划分成六个的区域。换挡挡位以与换挡槽262的形状相一致的方式与所划分的6个区域相对应。亦即，R挡位、N挡位、D挡位、M'挡位、M挡位以及B挡位与所划分的6个区域相对应。此外，图4的斜线区域所示的M'挡位是与变速器的多个换挡挡位的任意换挡挡位都不对应的区域。
在本实施例中，R挡位与在选挡方向上的V_Lo(1)与V_Mid(1)之间并且在换挡方向上的V_Lo(2)与V_Mid(2)之间的区域相对应。
进而，N挡位与在选挡方向上的V_Lo(1)与V_Mi d(1)之间、并且在换挡方向上的V_Mid(2)与V_Mid(3)之间的区域相对应。
进而，D挡位与在选挡方向上的V_Lo(1)与V_Mid(1)之间、并且在换挡方向上的V_Mid(3)与V_Hi(2)之间的区域相对应。
另外，M'挡位与在选挡方向上的V_Mid(1)与V_Hi(1)之间、并且在换挡方向上的V_Lo(2)与V_Mid(2)之间的区域相对应。
进而，M挡位与在选挡方向上的V_Mid(1)与V_Hi(1)之间、并且在换挡方向上的V_Mid(2)与V_Mid(3)之间的区域相对应。
进而，B挡位与在选挡方向上的V_Mid(1)与V_Hi(1)之间、并且在换挡方向上的V_Mid(3)与V_Hi(2)之间的区域相对应。
HV-ECU30基于从选挡传感器22以及换挡传感器24输出的电压信号如上述那样确定与换挡杆264的位置相对应的换挡挡位，并对变速器进行控制以切换成所确定的换挡挡位。
在具有以上那样的结构的车辆中，本发明具有如下的特征点，即HV-ECU30判定选挡传感器22是否异常，并在判定为选挡传感器22异常的情况下，将与换挡杆264的位置相对应的换挡挡位变更成解除驻车挡位的换挡挡位。
HV-ECU30基于选挡传感器22的检测结果来判定选挡传感器22是否异常。在本实施例中，HV-ECU30基于从选挡传感器22输出的电压的情况来判定选挡传感器22是否异常。在本实施例中，设换挡传感器24包含两个系统传感器，分别从其中向HV-ECU30输出输出电压值V_a、V_b。进而，设选挡传感器22包含两个系统传感器，分别从其中向HV-ECU30输出输出电压值V_c、V_d。
如图5所示那样，若选挡传感器22的输出电压值V_c、V_d均低于V_Lo(1)，则HV-ECU30判定因选挡传感器22的断线或者接地短路(GND短路)而发生输出电压在Lo侧固定的异常。
进而，若选挡传感器22的输出电压值V_c、V_d均高于V_Hi(1)，则HV-ECU30判断因选挡传感器22内部的短路而发生输出电压在Hi侧固定的异常。
进而，若选挡传感器22的输出电压值V_c、V_d是输出了互不相同的电压值，则HV-ECU30判定发生逻辑矛盾的异常。
或者，还可以是，若根据选挡方向上的位置所确定的换挡杆264的位置不是在与换挡方向上的位置的关系中与变速器的换挡挡位相对应的位置，则HV-ECU30判定选挡传感器22异常。
例如，HV-ECU30在基于选挡传感器22以及换挡传感器24的输出电压值判定为换挡杆264在M'挡位的区域内时，判定选挡传感器22异常。
虽然在本实施例中，设为，根据Lo侧固定、Hi侧固定、逻辑矛盾以及M'挡位的检测来判定选挡传感器22异常，但是，既可以通过上述任一方法来判定选挡传感器22的异常，也可以是2个以上组合起来进行判定。
HV-ECU30若判定了选挡传感器22异常，则变更与选挡传感器22正常时的换挡杆264的位置相对应的换挡挡位。
例如，图6所示那样，在选挡传感器22正常时与M挡位以及N挡位相对应的换挡杆264的位置，在选挡传感器22异常时均被替换读取成M挡位。
进而，在选挡传感器正常时对应于与车辆行驶相关的换挡挡位(例如R挡位、D挡位以及B挡位)的换挡杆264的位置，在选挡传感器22异常时均被替换读取成N挡位。另外，优选，希望M'挡位被替换读取成N挡位。
这样一来，例如若选挡传感器22的输出电压固定于Lo侧，则仅能够检测出图7的斜线所示的路径，所以HV-ECU30无法判定R挡位、N挡位以及D挡位以外的换挡挡位。在此情况下，通过使用图6所示的映射替换读取换挡挡位，正常时的N挡位的位置被替换读取成M挡位。此时，若换挡杆264被移动到正常时的D挡位或者R挡位，则由于被替换读取成N挡位，所以能够进行驻车挡位的解除。
或者，若选挡传感器22的输出电压固定于Hi侧，则仅能够检测出图8的斜线所示的路径，所以HV-ECU30无法判定M'挡位、M挡位以及B挡位以外的换挡挡位。在此情况下，通过使用图6所示的映射替换读取换挡挡位，M'挡位以及正常时的B挡位的位置被替换读取成N挡位。此时，若换挡杆264被移动到正常时的B挡位，则被替换读取成N挡位，所以能够解除驻车挡位。或者，即便换挡杆264被移动到R挡位并被误判定成M'挡位，也被替换读取成N挡位，所以能够解除驻车挡位。
图9中表示与本实施例涉及的换挡切换装置的HV-ECU30的功能框图。HV-ECU30包括：输入接口(以下记载为输入I/F)300、运算处理部400、存储部500和输出接口(以下记载为输出I/F)600。
输入I/F300接收来自选挡传感器22的选挡方向位置检测信号、和来自换挡传感器24的换挡方向位置检测信号。
运算处理部400包括：选挡传感器异常判定部402、故障保护处理部404、定时器部406、换挡判定部408、要求信号输出部410和仪表控制部412。
选挡传感器异常判定部402基于选挡传感器22的检测结果来判定选挡传感器22是否异常。此外，关于选挡传感器22的异常判定方法如上述那样，所以其详细说明不再重复。此外，若选挡传感器异常判定部402判定了选挡传感器22异常，则将选挡传感器异常判定标志设为ON。
若判定为选挡传感器22异常，故障保护处理部404则实施故障保护处理。具体而言，故障保护处理部404，在选挡传感器异常判定标志被设为ON的同时，将故障保护许可标志设为ON。此时，故障保护处理部404如图6所示那样变更与选挡传感器22正常时的换挡杆264的位置相对应的换挡挡位。此外，还可以是，若选挡传感器异常判定标志为ON，故障保护处理部404则实施故障保护处理。
定时器部406对从换挡杆264的位置停止开始起算的经过时间进行计量。在本实施例中，例如，定时器部406对N挡位和M挡位上的停止时间进行计时。此外，基于选挡传感器22以及换挡传感器24的输出电压值来判定换挡杆264的位置停止即可。例如，还可以是，每当选挡传感器22或者换挡传感器24的输出电压值变化时，定时器部406将计时值复位成初始值。若开始了经过时间的计量，定时器部406则在每个计算周期按预先决定的值相应地增加计时值。
换挡判定部408判定使用选挡传感器22以及换挡传感器24的检测结果和图6所示的映射所替换读取的换挡挡位是否为N挡位。具体而言，若从换挡杆264的位置在与替换读取后的N挡位相对应的位置停止开始起算的经过时间大于等于预先决定的待机时间Tn(2)，则换挡判定部408判定为换挡挡位为N挡位。
此外，在选挡传感器22异常的情况下，若换挡杆264的位置在与N挡位相对应的位置停止，然后直到经过比正常时的待机时间Tn(1)长的预先决定的待机时间Tn(2)为止一直被维持，则换挡判定部408判定换挡挡位为N挡位。此外，还可以是，例如若故障保护许可标志为ON，则换挡判定部408将待机时间Tn(1)变更成待机时间Tn(2)。
若判定换挡挡位为N挡位，则要求信号输出部410生成非P要求信号，并经由输出I/F600发送给P-ECU40。若接收到了非P要求信号，如果基于由编码器46检测出的轴102的旋转量的滚柱112的位置为P挡位位置124，P-ECU40则对致动器42发送控制信号以移动到非P挡位位置120。
仪表控制部412生成与所判定的换挡挡位相对应的显示控制信号，并经由输出I/F600发送给仪表ECU50。仪表ECU50将与接收到的显示控制信号相对应的内容显示在仪表52上。或者，仪表ECU50使仪表52所希望的显示灯亮灯。
另外，在本实施例中，选挡传感器异常判定部402、故障保护处理部404、定时器部406、换挡判定部408和要求信号输出部410均是通过作为运算处理部400的CPU执行在存储部500中所存储的程序来实现。虽然设其作为软件而发挥功能进行说明，但是，也可以使其通过硬件来实现。此外，这样的程序被记录于存储介质中而搭载在车辆上。
在存储部500中存储着各种信息、程序、阈值、映射等，并根据需要从运算处理部400中读出数据或者进行保存等。
以下，参照图10对由本实施例所涉及的换挡切换装置的HV-ECU30执行的程序的控制结构进行说明。
在步骤(以下将步骤记载为S)100中，HV-ECU30判定选挡传感器22是否异常。若选挡传感器22异常(S100中，是)，处理转移到S102。若不是那样(S100中，否)，处理则返回到S100。
在S102中，HV-ECU30将故障保护许可标志设为ON。在S104中，HV-ECU30判定在选挡传感器22异常时使用图6所示的映射而替换读取的换挡挡位是否为N挡位。若替换读取后的换挡挡位为N挡位(S104中，是)，处理则转移到S106。若不是那样(S104中，否)，处理则返回到S104。
在S106中，HV-ECU30判定是否直到经过预先决定的时间Tn(2)为止换挡杆264的位置一直被维持。若直到经过预先决定的时间Tn(2)为止换挡杆264的位置一直被维持(S106中，是)，处理则转移到S108。若不是那样(S106中，否)，处理则返回到S104。
在S108中，HV-ECU30对P-ECU40输出非P要求信号。
参照图11对基于以上那样的结构以及流程图的本实施例所涉及的换挡切换装置的HV-ECU30的动作进行说明。
若在时间T(0)在选挡传感器22的检测结果中产生了异常，则在时间T(1)判定选挡传感器22异常(S100中，是)，并将选挡传感器异常判定标志设为ON。此时，在故障保护许可标志被设为ON，并且实施故障保护处理(S102)。
若在时间T(2)通过驾驶者的操作使换挡杆264移动到与R挡位、D挡位以及B挡位之中的任一换挡挡位相对应的位置，则换挡挡位被替换读取并被判定为是N挡位(S104中，是)。
在判定为换挡挡位为N挡位起经过了预先决定的时间Tn(2)的时间T(3)，确定换挡挡位为N挡位。此时，HV-ECU30对P-ECU40输出非P要求信号。若接收到了非P要求信号，P-ECU40则借助于致动器42的旋转力使滚柱112的位置移动到非P挡位位置124。因此，驻车锁止杆106的突起部以从驻车锁止齿轮108的齿部离开的方式进行移动，从而驻车锁止被解除。
若在时间T(4)驾驶者停止了对换挡杆264赋予操作力，换挡杆264则返回到与M挡位相对应的位置。
如以上那样，根据本实施例所涉及的换挡切换装置，将通过检测换挡方向上的换挡杆的位置而确定的多个换挡挡位之中的至少任意一个变更成空挡挡位，由此，能够通过换挡杆的操作将换挡挡位可靠地切换成解除驻车挡位的换挡挡位即空挡挡位。据此，即便在选挡传感器中发生了异常也能够从驻车挡位切换成空挡挡位。因此，能够根据驾驶者的意图解除驻车锁止。其结果，能够通过手推或者拖车等使车辆移动。从而，能够提供一种即使在换挡杆的位置检测时在传感器中发生了异常也能够根据驾驶者的意图解除驻车锁止的换挡切换装置。
进而，HV-ECU基于从选挡传感器输出的电压的情况(例如电压的Lo侧固定、Hi侧固定或者两系统传感器的输出电压值的差异等)，来判定选挡传感器是否异常。由此，能够高精度地判定选挡传感器是否异常。
进而，若选挡传感器异常，则在直到经过比待机时间Tn(1)长的待机时间Tn(2)为止换挡杆的位置一直被维持时，切换换挡挡位，这样，就能够可靠地防止基于换挡杆的位置的换挡挡位的误判定。此外，也可以将待机时间Tn(1)与待机时间Tn(2)设为相同的时间。这样，就能够抑制使驾驶者感到不协调的情况。
此外，也可以是，若选挡传感器异常，并且换挡挡位为驻车挡位，则HV-ECU变更与换挡杆的位置相对应的换挡挡位。这样，即使在选挡传感器中发生了异常，也能够通过换挡杆的操作将换挡挡位可靠地切换到空挡挡位。因此，能够根据驾驶者的意图解除驻车锁止。
此外，虽然在本实施例中，以在右座驾驶的车辆中的应用为一例进行了说明，但是，并不特别地限定于此，例如还可以应用于左座驾驶的车辆。
例如，在左座驾驶的车辆中，换挡槽的形状成为与右座驾驶的车辆的换挡槽262左右对称的形状。
因此，例如，若选挡传感器22的输出电压固定于Lo侧，则由于仅能够检测出图12斜线的路径，所以HV-ECU30无法判定M'挡位、M挡位以及B挡位以外的换挡挡位。在此情况下，通过使用图6所示的映射替换读取换挡挡位，M'挡位以及正常时的B挡位的位置被替换读取成N挡位。此时，若换挡杆264被移动到正常时的B挡位，则由于被替换读取成N挡位，所以能够解除驻车挡位。或者，即使设换挡杆被移动到R挡位并被误判定成M'挡位，由于也被替换读取成N挡位，所以能够解除驻车挡位。
另外，若选挡传感器22的输出电压固定于Hi侧，则仅能够检测出图13斜线的路径，所以HV-ECU30无法判定R挡位、N挡位以及D挡位以外的换挡挡位。在此情况下，通过使用图6所示的映射替换读取换挡挡位，正常时的N挡位的位置就被替换读取成M挡位。此时，若换挡杆264被移动到正常时的D挡位或者R挡位，则由于被替换读取成N挡位，所以能够进行驻车挡位的解除。
从而，能够通过驾驶者的换挡杆264操作可靠地切换成N挡位，所以能够解除驻车锁止。
进而，虽然在本实施例中，设如图6所示那样将N挡位替换读取成M挡位，并将其他与车辆行驶相关的多个换挡挡位替换读取成N挡位进行了说明，但是，并非特别限定于这样的替换读取方式。
例如也可以如图14所示那样，使用模式(A)～模式(E)之中的任意一种模式来变更换挡挡位。或者，还可以根据选挡传感器22的异常情况(例如Hi侧固定、Lo侧固定或者逻辑矛盾)来选择模式(A)～模式(E)之中的任意一种模式。这样，能够根据异常情况不同来设定替换读取的范围。
模式(A)是仅将M'挡位替换读取成N挡位的模式。模式(B)是将D挡位以及B挡位替换读取成N挡位的模式。模式(C)是仅将R挡位替换读取成N挡位的模式。
进而，模式(D)是将R挡位、D挡位、B挡位以及M'挡位替换读取成N挡位的模式。此外，模式(D)与图6相比较，不同点是，未变更N挡位的换挡挡位。
模式(E)是将R挡位、D挡位以及B挡位替换读取成N挡位的模式。使用模式(A)～模式(E)之中的任意一种模式并利用换挡挡位也可获得与上述同样的效果。
<第2实施例>
下面，对第2实施例所涉及的换挡切换装置进行说明。本实施例所涉及的换挡切换装置与上述第1实施例所涉及的换挡切换装置之构成相比较，由HV-ECU30执行的程序的控制结构不同。除此以外的构成，为与上述第1实施例所涉及的换挡切换装置的构成相同的构成。对它们附加相同的参照标记。它们的功能亦相同。从而，这里不再重复关于它们的详细说明。
在本实施例中，具有如下的特征点，即，若选挡传感器22异常，并且直到经过预先决定的时间Tm为止换挡杆264的位置一直被维持于基准位置，则HV-ECU30变更与换挡杆的位置相对应的换挡挡位。具体而言，就是HV-ECU30，在选挡传感器异常判定标志被设为ON以后，对直到经过预先决定的时间Tm为止换挡杆264的位置是否一直被维持进行判定。若直到经过预先决定的时间Tm为止换挡杆264的位置一直被维持于作为基准位置的M挡位，HV-ECU30则将故障保护许可标志设为ON。
下面，参照图15对由本实施例所涉及的换挡切换装置的HV-ECU30执行的程序的控制结构进行说明。
此外，在图15所示的流程图之中，对与上述图10所示的流程图相同的处理附加相同的步骤编号。它们的处理亦相同。从而，在这里不再重复关于它们的详细说明。
若判定为选挡传感器22异常(S100中，是)，在S200中HV-ECU30判定直到经过预先决定的时间Tm为止换挡杆264是否一直被维持于基准位置。若直到经过预先决定的时间Tm为止换挡杆264一直被维持于基准位置(S200中，是)，处理则转移到S102。若不是那样(S200中，否)处理则返回到S200。
参照图16对基于以上那样的结构以及流程图的本实施例所涉及的换挡切换装置的HV-ECU30的动作进行说明。
若在时间T(0)在选挡传感器22的检测结果中发生了异常，则在时间T(1)判定为选挡传感器22异常(S100中，是)，并将选挡传感器异常判定标志设为ON。判定从选挡传感器异常判定标志被设为ON的时间点起，直到经过预先决定的时间Tm为止，换挡杆264的位置是否一直被维持在M挡位(S200)。
在从时间T(1)起经过了预先决定的Tm的时间T'(1)，由于判定为直到经过预先决定的时间Tm为止换挡杆264的位置一直被维持在M挡位(S200中，是)，所以故障保护许可标志被设为ON，并且实施故障保护处理(S102)。
此外，由于时间T(2)～时间T(4)及其以后的换挡切换装置的动作，与使用图11说明过的换挡切换装置在时间T(2)～时间T(4)及其以后的换挡切换装置的动作同样，所以不再重复其详细说明。
如以上那样，根据本实施例所涉及的换挡切换装置，在被判定为选挡传感器异常起，直到经过预先决定的时间为止换挡杆的位置一直被维持于基准位置的情况下，能够判定为不是换挡杆被误操作的状态(例如在换挡杆上悬挂着东西的状态等)。在此情况下，通过将与换挡杆的位置相对应的换挡挡位变更成解除驻车挡位的换挡挡位(例如空挡挡位)，就能够通过换挡杆的操作将换挡挡位可靠地切换成空挡挡位。因此，能够根据驾驶者的意图解除驻车锁止。其结果，能够通过手推或者拖车等使车辆移动。从而，能够提供即使在换挡杆的位置检测时在传感器中发生了异常也能够根据驾驶者的意图解除驻车锁止的换挡切换装置。
应该认为本次公开的实施例的所有方面都是例示而并非制限性的内容。本发明的范围由权利要求所示而并非上述所说明的，并意图包含与权利要求等同的含义以及范围内的所有变更。

Claims (2)

1.一种换挡切换装置，具备检测换挡杆的第1方向的位置的第1检测单元和检测所述换挡杆的第2方向的位置的第2检测单元，并基于第1方向的位置和第2方向的位置来切换车辆上所搭载的变速器的换挡挡位，其中，
所述换挡挡位至少包括驻车挡位，
在所述第1检测单元异常的情况下，所述换挡切换装置在所述换挡杆被向所述第2方向操作了时解除所述驻车挡位，在所述换挡杆未被向所述第2方向操作时维持所述驻车挡位。
2.根据权利要求1所述的换挡切换装置，其中，
所述换挡杆是在未被赋予操作力的情况下自动地返回基准位置的瞬时类型的换挡杆，
若直到经过预先决定的时间为止所述换挡杆一直被维持在从所述基准位置移动的移动目的地的位置，则确定与所述移动目的地的位置相对应的换挡挡位。
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