CN105650261B - 用于车辆的换挡杆位置判定装置 - Google Patents

Abstract

一种换挡杆位置判定装置，其用于车辆并且包括电子控制装置。该电子控制装置构造成在来自多个位置传感器的信号中的一半以上的信号对应于同一操作位置的情形下执行多数判定，并且构造成在多数判定未满足的情形下基于信号的大小关系判定换挡杆的操作位置是处于M操作位置侧还是N操作位置侧。该电子控制装置构造成在多数判定中判定对应于所述信号中的一半以上的信号的操作位置是换挡杆的操作位置。

Description

用于车辆的换挡杆位置判定装置

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的换挡杆位置判定装置，并且更具体地，涉及一种用于实现准确的位置判定的改进，其在多数判定的使用期间即便在换挡杆移动操作未完成而停止的情形下也不会对驾驶员方面造成不适。

背景技术

已知一种换挡杆位置判定装置，其根据来自位置传感器的信号判定换挡杆操作位置。其实例包括日本专利申请公开号2013-224693、日本专利申请公开号2008-002561以及日本专利申请公开号2009-216215所公开的换挡杆位置判定装置。根据这些技术，对应于特定位置的电压值的范围和对应于相邻位置的电压值的范围被提前限定，并且随后能够基于判定各范围中的哪一个范围覆盖了来自位置传感器的信号的电压值来判定换挡杆操作位置。

该换挡杆从在未操作状态下机械地返回的M操作位置朝向N操作位置、B操作位置、D操作位置和R操作位置中的任意一个选择性地被操作，该N操作位置被布置在与该M操作位置在选择方向上相邻的位置处，该B操作位置被布置在与该M操作位置在与该选择方向正交的换挡方向上相邻的位置处，该D操作位置和该R操作位置被布置在与该N操作位置在换挡方向上的两侧上相邻的位置处。该换挡杆位置判定装置基于来自传感器的、根据换挡杆操作位置而改变的信号的大小与提前设定的位置判定值之间的比较来检测换挡杆操作位置。

该位置传感器构造成具有位置固定的电路板和磁性传感器，该磁性传感器固定至换挡杆的基底侧的端部的一侧、检测由固定至另一侧的磁铁所产生的磁性强度，并且输出根据换挡杆操作位置连续变化的电压值。该换挡杆操作位置基于该电压值与提前设定的阈值之间的比较结果来判定。然而，来自位置传感器的信号的大小由于安装在换挡杆上的磁铁的特性的变动、位置传感器的特性的变动、固定至基底的位置传感器的位置的变动等而变化。于是，降低了操作位置判定的准确性而导致不便。例如，当换挡杆操作位置定位在预定操作位置和与其相邻的操作位置之间时，来自位置传感器的信号的大小示出与各个操作位置对应的信号的中间值，并因此，由于上述变动而输出了朝向任意一个操作位置偏置的值，从而导致了不便。

对此，可想到的是，根据从多个位置传感器分别输出的信号并行地分别判定预定换挡杆操作位置并且基于对判定结果的多数判定来判定操作位置。在这种情况下，即便当任意位置传感器故障或异常并且换挡杆操作位置定位在预定操作位置和与其相邻的操作位置之间时，也能通过该多数判定来实施高度可靠的位置判定。

不过，针对上述基于多数判定的操作位置判定仍存在改进的空间。在换挡杆操作位置被定位在如上所述的相邻操作位置之间的情况下，例如，即便当位置传感器正常时，来自位置传感器的信号的变动可能引起对应于来自各个位置传感器的信号的各操作位置之间的差异。于是，例如当基于四个位置传感器中的两个的判定结果与基于四个位置传感器中的另外两个的判定结果彼此不同时，可能无法满足将多数判定作为结果。

在如上所述的多数判定未满足期间的统一M位置判定的情形下，R档在以下情形下维持，例如，在R档状态下驾驶员将换挡杆从M操作位置朝向D操作位置操作期间，多数判定未满足而同时换挡杆停止在D操作位置和N操作位置之间。因此，当驾驶员要基于通过朝向D操作位置的操作满足D档而执行前向行驶时，R档会维持，可能产生沿着与驾驶员的意图相反的方向的驱动力。即便在多数判定未满足且同时在D档状态下在驾驶员将换挡杆从M操作位置朝向R操作位置操作期间换挡杆停止在R操作位置和N操作位置之间的情形下，D档会维持，因此当驾驶员执行反向行驶时D档会维持。于是，可能产生沿着与驾驶员的意图相反的方向的驱动力。

在如上所述的多数判定未满足期间的统一N位置判定的情形下，尽管例如在多数判定未满足且同时在D档状态下驾驶员将换挡杆从M操作位置朝向B操作位置期间换挡杆停止在M操作位置和B操作位置之间的情形下，驾驶员要基于B档的满足而要使发动机制动器起效，操作位置也被会切换到N档。因此，发动机制动器不能如驾驶员意图起效。

换句话说，当多数判定未满足时不太可能辨明换挡杆停止在M操作位置侧还是N操作位置侧。因此，统一的N操作位置或M操作位置判定在这种情形下引起了相反驱动力的产生，这是由于R档被维持而不管驾驶员基于D档的前向行驶的意图，或有助于切换至N档的发动机制动器的不可用而不管驾驶员基于B档的实质要进行发动机制动的意图，这进而以在驾驶员方面的不适的方式导致显著的不便。

发明内容

本发明提供了一种换挡杆位置判定装置，其能够实现准确的换挡杆操作位置判定并且即便在换挡杆移动操作未完成而停止的情形下也不会在驾驶员方面造成不适，同时基于来自多个位置传感器的信号执行换挡杆操作位置的多数判定。

涉及本发明的一种换挡杆位置判定装置用于车辆。换挡杆被从M操作位置朝向N操作位置、B操作位置、D操作位置和R操作位置中任一个选择性地被操作。该换挡杆构造成当未被操作时机械地返回到M操作位置。N操作位置被布置在与M操作位置在选择方向上相邻的位置处。B操作位置被布置在与M操作位置在换挡方向上相邻的位置处。D操作位置被布置在与N操作位置在换挡方向的一侧上相邻的位置处。R操作位置被布置在与N操作位置在换挡方向的另一侧上相邻的位置处。选择方向和换挡方向彼此正交。换挡杆位置判定装置包括多个位置传感器和电子控制装置。多个位置传感器构造成输出与各个操作位置对应的信号。信号响应于换挡杆在各个操作位置之间的移动而连续性地变化。信号的大小关系由于换挡杆在M操作位置和N操作位置之间的移动而被反转。该电子控制装置构造成在来自多个位置传感器的信号中的一半以上的信号对应于同一操作位置的情形下执行多数判定，并且构造成在多数判定未满足的情形下基于信号的大小关系判定换挡杆的操作位置处于M操作位置侧还是N操作位置侧。该电子控制装置构造成在多数判定中判定对应于信号中的一半以上的信号的操作位置是换挡杆的操作位置。

根据本发明，多个位置传感器输出响应于换挡杆在各个操作位置之间的移动而连续性地变化并且对应于各个操作位置的信号，来自多个位置传感器的信号的大小关系由于换挡杆在M操作位置和N操作位置之间的移动而被反转。因此，换挡操作位置判定单元在来自多个位置传感器的信号的一半以上的信号对应于同一操作位置的情形下执行多数判定，用于判定对应于该信号的操作位置是换挡杆的操作位置，并且在未满足多数判定的情形下，基于来自多个位置传感器的信号的大小关系判定换挡杆的操作位置处于M操作位置侧还是N操作位置侧。因此，换挡杆操作位置能够被准确地判定并且能够以符合驾驶员意图的方式恰当地切换行驶档。

附图说明

下面将参照附图详细描述本发明的示例性实施例的特征、优势以及技术和工业重要性，其中相同参考标号表示相同元件，并且其中：

图1是示出本发明所优选应用至的动力传递装置的示意性构造并且示出布置在动力传递装置中的控制系统的主要部分的框图；

图2是示出设置在图1中所图示的动力传递装置中的换挡操作装置中的换挡杆操作位置的实例的示意图；

图3是示意性地图示出根据本发明的实施例的换挡杆位置判定装置的构造的实例的示意图；

图4是示出与设置在图3中所图示的换挡杆位置判定装置中的多个位置传感器关联的电气构造的实例的电路图；

图5是示出图3中所图示的换挡杆位置判定装置的电子控制装置的控制功能的实例的主要部分的原理框图；

图6是通过图3中所图示的换挡杆位置判定装置中的换挡杆操作位置图示出位置传感器与磁铁之间的相对位置关系的实例的平面图；

图7是通过图3中所图示的换挡杆位置判定装置中的换挡杆操作位置图示出位置传感器的输出特性的实例的示意图；

图8是通过图3中所图示的换挡杆位置判定装置中的换挡杆操作位置图示出位置传感器的输出特性的实例的示意图；

图9是通过图3中所图示的换挡杆位置判定装置中的换挡杆操作位置图示出位置传感器的输出特性的实例的示意图；

图10A是示意性地示出根据这个实施例的换挡杆位置判定控制的效果的示意图；

图10B是示意性地示出根据这个实施例的换挡杆位置判定控制的效果的示意图；以及

图11是示出作为根据这个实施例的换挡杆操作位置判定控制操作的主要部分的N操作位置判定的实例的流程图。

具体实施方式

下面，将参照附图详细描述本发明的优选实施例。用于后面描述的附图中的零件可能未以精确尺寸比进行绘制。

图1是示出从发动机12至构成本发明所优选应用至的动力传递装置10的驱动轮14的动力传递路径的示意性构造并且示出布置在动力传递装置10中的控制系统的主要部分的框图。该动力传递装置10是优选应用至例如FF型车辆的驱动机构。如图1中所图示的，该动力传递装置10设置有切换机构16、自动变速器18等。该动力传递装置10采用线控换挡(SBW)系统，其通过电气控制来切换自动变速器18的档位(即，行驶档)。该自动变速器18将例如从发动机12输出的动力从动力输出齿轮22顺序经由反转齿轮对20、末端传动齿轮对24、差速齿轮26、一对驱动轴28等传递至一对驱动轴14，发动机12是作为用于行驶的驱动力源的内燃机，动力输出齿轮22作为自动变速器18的输出旋转构件并构成反转齿轮对20的一侧。自动变速器18、反转齿轮对20、末端传动齿轮对24、差速齿轮26等构成作为动力传递装置的驱动桥。

该动力传递装置10设置有电子控制装置50，其控制切换机构16的操作状态的切换和自动变速器18的换挡位置等。该电子控制装置50构造成包括所谓的微计算机，其设置有例如CPU、RAM、ROM和I/O接口。通过根据预贮存在ROM中的程序而同时使用RAM的暂时贮存功能来执行信号处理，该CPU执行涉及动力传递装置10的操作的多种类型的控制。例如，该电子控制装置50执行车辆控制，诸如针对发动机12的输出控制、针对自动变速器18的换挡控制、使用线控换挡系统针对自动变速器18的档位切换控制，以及针对切换机构16的操作状态切换控制。如果必要的话，电子控制装置50可以构造为划分成例如用于针对发动机12的输出控制的一个电子控制装置和用于针对自动变速器18的换挡控制的另一个电子控制装置。该电子控制装置50根据从供自图3中所图示的位置传感器52a、52b、52c、52d(此后，当未特别地区分时简单地称作位置传感器52)的信号等执行用于判定换挡杆32的操作位置的换挡操作位置判定控制。换句话说，电子控制装置50在这个实施例中与位置传感器52一起构成换挡杆位置判定装置60的一部分。

不仅来自位置传感器52的信号还有通过布置在动力传递装置10中的多种传感器感测到的多种信号被供给至电子控制装置50。后者的实例包括来自P开关34的P切换信号Spsw、来自车速传感器54的车速信号以及来自制动器开关56的制动操作信号Sbra，该P切换信号Spsw作为对应于由P开关34的操作产生的操作位置(P开关ON位置)Psw的操作信号，车速信号示出了对应于自动变速器18的输出转速的车速V，制动操作信号Sbra示出了作为常用制动器的脚制动器踏板36被操作时的制动器ON状态。用于控制布置在动力传递装置10中的不同装置的操作的多种信号从电子控制装置50输出。这些信号的实例包括用于针对发动机12的输出控制的发动机输出控制指令信号Seng、用于针对切换机构16的切换控制的P切换控制指令信号Splock、用于针对自动变速器18的换挡控制的换挡控制指令信号Sshift、用于切换自动变速器18的档位的档位切换控制指令信号Spos以及用于通过操作指示器40显示自动变速器18的档位(包括P位置)的档位显示信号Sindi。

该动力传递装置10例如在驾驶员座椅附近设置有换挡操作装置30。该换挡操作装置30例如设置有换挡杆32和P开关34。换挡杆32和P开关34是由驾驶员根据对应于自动变速器18的多个档位的多个操作位置(操纵杆位置Plev和P开关ON位置Psw)选择性地操作的操作器。换挡杆32和P开关34均是在无外力施加的非操作状态下返回到其原始位置(初始位置)的瞬时操作器，即，当未由驾驶员操作时返回到初始位置的操作器(即，当操作力被移除时自动地返回到初始位置的自动返回式操作器)。换挡杆32由驾驶员朝向多个操作杆位置Plev可选地操作，以便自动变速器18的档位从在未操作状态下机械地返回的M位置改变到期望的转换位置(R、N、D位置)而非驻车位置(P位置)。作为设置为换挡杆32的附近的另外的开关的操作器的P开关34由驾驶员操作以便自动变速器18的档位改变至P位置并且实现驻车锁止。

图2是示出换挡操作装置30的换挡杆32的操作位置(槽图案)的实例的示意图。如图2中所图示的，例如，R操作位置(R操作位置)、N操作位置(N操作位置)和D位置(D操作位置)被限定为换挡杆32在换挡操作装置30中的操作位置，这三个位置是布置在车辆的前后方向或上下方向(此后，被称作换挡方向)上的三个操纵杆位置Plev。在后面的描述中，这些操作位置将被称作选择侧操作位置。该M操作位置(M操作位置)和B操作位置(B操作位置)被限定为平行地布置到选择侧操作位置。在后面的描述中，这些操作位置将被称为原位侧操作位置。换挡杆32能够沿着换挡方向在R操作位置、N操作位置和D操作位置之间操作。换挡杆32能够沿着换挡方向在M操作位置和B操作位置之间操作。换挡杆32能够沿着与换挡方向正交的车辆的选择方向(此后，被称作选择方向)在M操作位置和N操作位置之间操作。该M操作位置是换挡杆32的初始位置(原位位置)。即便是在向操纵杆位置Plev(R操作位置、N操纵位置、D操作位置、B操作位置)而非M操作位置的换挡操作时，换挡杆32被允许在驾驶员释放换挡杆32时(即，当作用在换挡杆32上的外力被移除时)通过诸如弹簧的机械机构返回到M操作位置。

在这个实施例所述的换挡操作装置30中，换挡杆32朝向五个操作位置中的任意一个操作位置操作，这五个操作位置即为图2中所图示的M操作位置、B操作位置、R操作位置、N操作位置以及D操作位置。然而，本发明还优选地应用至其他类型的换挡操作装置。例如，本发明还优选地应用至换挡杆32具有另外的操作位置以及五个操作位置(即，M操作位置、B操作位置、R操作位置、N操作位置以及D操作位置)的换挡操作装置。本发明被广泛地应用至设置有含原位位置(用于维持先前值的位置)的换挡图案的换挡操作装置而非被限制到设置有如上所述的瞬时操作器的换挡操作装置30。例如，本发明还优选地应用至这样的换挡操作装置，其中，即便在应用至换挡杆的作用力释放之后，换挡杆并不返回到预定操作位置。

例如，P开关34是一种瞬时按钮开关。无论驾驶员何时将P开关34推动到作为P开关ON位置Psw的P操作位置(P操作位置)，该P开关信号Spsw都被输出到电子控制装置50。该P开关34是处于P开关34未被推动时的状态的初始位置(原位位置)。即便当P开关34被推动到P开关ON位置Psw时，该P开关34也被允许在P开关34被驾驶员释放时通过诸如弹簧的机械机构返回到初始位置。

当换挡杆32或P开关34被操作到换挡操作装置30中的各操作位置时，电子控制装置50允许自动变速器18的档位基于对应于该操作位置的操作信号进行切换，并且将当前操作位置(即，自动变速器18的档位的状态)显示在图1中所图示的指示器40上。在根据这个实施例的换挡操作装置30中，换挡杆32和P开关34在作用在换挡杆32和P开关34上的外力消失时返回到初始位置，并因此不可能仅通过换挡杆32和P开关34的视觉确认来识别所选择的档位。因此，指示器40被布置在容易被驾驶员所看到的位置处并且在该指示器40上的显示包含所选择的档位为P位置的情形。

下面，将描述自动变速器18的各个档位(P位置、R位置、N位置、D位置)。当P开关34被推动到P开关ON位置Psw时所选择的P位置是自动变速器18中的动力传递路径断开并且借助切换机构16执行用于机械地阻碍驱动轮14的旋转的驻车锁止(P锁止)时的驻车位置。当换挡杆32被切换操作至R操作位置时所选择的R位置(即，R档)是反向行驶位置，在此，用于使车辆反向行驶的驱动力被传递至驱动轮14，即，用于使车辆反向行驶的反向行驶档。当换挡杆32被换挡操作至N操作位置时所选择的空档位置(即，N位置)是用于自动变速器18中的动力传递路径断开的空档状态的空档位置。当换挡杆32被换挡操作至D操作位置时所选择的D位置(即，D档)是用于使车辆前向行驶的驱动力被传递至驱动轮14时的前向行驶位置，即，用于使车辆前向行驶的前向行驶档。当换挡杆32被换挡操作至B操作位置时所选择的B位置为减速前向行驶位置(发动机制动器档)，在此，驱动轮14的旋转在前向行驶期间在发动机制动器起效的情况下减速。

图3是示意性地图示出设置在换挡操作装置30中的换挡杆位置判定装置60(此后，简单地被称作位置判定装置60)的构造的实例的示意图。在图3中，x轴表示选择方向并且y轴表示换挡方向。如上所述，换挡操作装置30的换挡杆32在如图3中y轴所示的换挡方向上和正交于换档方向并且如图3中x轴所示的选择方向上二维地换挡操作。在根据这个实施例的位置判定装置60中，多个(图3中为四个)位置传感器52a、52b、52c、52d以大致相等的间隔沿着如图3中y轴所示的换挡方向布置在基底62上，以便判定换挡杆32的操作位置。基底62布置成在换挡操作装置30的框架(未示出)中具有固定位置。换句话说，多个位置传感器52沿着换挡杆32的R操作位置、N操作位置和D操作位置所布置的方向布置。尽管将在下面描述设置有这种类型的位置传感器52的位置判定装置60，还可想到其他类型的位置传感器用于本发明的换挡杆位置判定装置。例如，可以设置检测涉及换挡杆32在换挡方向上的移动的传感器和检测涉及换挡杆32在选择方向上的移动的传感器并且将在下面详细描述的换挡杆位置判定控制可以根据这些传感器的组合来执行。可以设置与换挡方向相关的两组传感器并且在两组传感器作出相同判定的情形下可以判定换挡杆32的操作位置。

永磁铁(此后，被称作磁铁)64被安装在换挡杆32的位于基底62侧的端部上。这个磁铁64未与布置在基底62上的多个位置传感器52接触，并且磁铁64具有允许磁场围绕着位置传感器52产生的位置关系。优选地，磁铁64是均形成有矩形形状(细长形状)的四个永磁铁的组合并且构造为使得磁铁64的纵向方向对应于如图3中y轴所示的换挡方向。例如，如图3中所图示的，磁铁64安装在换挡杆32的位于基底62侧的端部上，以便四个磁铁块64a、64b、64c、64d中的每个的纵向方向对应于如图3中y轴所示的换挡方向。优选地，在平面图中，换挡杆32大致安装在磁铁64的中心。换句话说，换挡杆32安装在磁铁64的在换挡方向上的中心上和磁铁64的在选择方向上的中心上。在组合的磁铁64中，磁铁块64a的S极处于R操作位置侧(N极处于D操作位置侧)。磁铁块64b相对于磁铁块64a被合并在基底62侧上。磁铁块64b的N极处于R操作位置侧(S极处于D操作位置侧)。磁铁块64c相对于磁铁块64a合并在选择方向侧。磁铁块64c的N极处于R操作位置侧(S极处于D操作位置侧)。磁铁块64d相对于磁铁块64c合并在基底62侧，即，相对于磁铁块64b合并在选择方向上的选择侧。磁铁块64d的S极位于R操作位置侧(N极处于D操作位置侧)。上述构造致使磁铁64随着换挡杆32的移动(即，操作位置的改变)而移动，这引起相对于布置在基底62上的多个位置传感器在换挡方向和选择方向上改变相对位置。

图4是示出涉及多个位置传感器52的电气构造的实例的电路图。优选地，位置传感器52是通过使用霍尔效应检测磁场的强度(磁力)的霍尔元件(霍尔IC)并且根据周围磁场的方向和强度输出为例如0至5.0V电压的信号。例如，响应于具有对应于第一磁极方向的至少预定值的强度的磁场，位置传感器52输出为5.0V电压的信号(其为最大信号)或大约4.5V电压的信号(其低于最大信号)。另外，响应于具有对应于与第一磁极方向相反的第二磁极方向(即，S极和N极相反)的至少预定值的强度的磁场，位置传感器52输出为0V电压的信号(其为最小信号)或大约0.5V电压的信号(其超过最小信号)。另外，在无磁场存在(磁场强度为0)的情形下，位置传感器52输出为大约2.5V电压的信号(其为中间信号)。然后，位置传感器52输出作为介于最大信号和中间信号之间的电压和随着磁场强度根据对应于第一磁极方向的磁场强度增加而增加的电压的信号。位置传感器52输出作为介于中间信号和最小信号之间的电压和随着磁场强度根据对应于第二磁极方向的磁场强度增加而减小的电压的信号。作为从位置传感器52输出的信号的电压被输入到电子控制装置50。从位置传感器52输入到电子控制装置52的信号被转变成数字信号、被供给到电子控制装置50的CPU并且在下面详细描述的换挡杆操作位置判定控制中使用。

图5是示出电子控制装置50的控制原理的实例的主要部分的原理框图。优选地，图5中所示的多数判定单元70、换挡操作位置判定单元72以及信号比较判定单元74中的每个均功能性地设置在电子控制装置50中。多数判定单元70、换挡操作位置判定单元72以及信号比较判定单元74中的一个或多个可以设置为与电子控制装置50分离的控制单元，以便将在下面详细描述的控制通过交互信息传输和接收而实现。

图6是通过换挡杆32的操作位置图示出多个位置传感器52与磁铁64之间的相对位置关系的实例的平面图。在图6中，如图3中，x轴表示选择方向而y轴表示换挡方向。M操作位置被示出为“M”，B操作位置被示出为“B”，N操作位置被示出为“N”，R操作位置被示出为“R”且D操作位置被示出为“D”。安装在换挡杆32上的磁铁64与多个位置传感器52之间的相对位置关系在换挡杆32的操作位置如上所述在换挡操作装置30中改变时改变。于是，围绕着多个位置传感器52的磁场改变并且作为从每个位置传感器52输出的信号的电压改变。换句话说，通过判定提前确定并且对应于各个操作位置的图案中的哪个图案对应于从多个位置传感器52中的每个输出的电压的图案，根据这个实施例的位置判定装置60能够判定换挡杆32的操作位置。

具体地，多个位置传感器52具有如下的相对位置关系，其中，在换挡杆32处于与如图6中的x轴所示的选择位置相关的原位侧操作位置处的情形下，多个位置传感器52布置在于平面图中对应于磁铁块64a(64b)的位置处。在换挡杆32处于M操作位置的情形下，位置传感器52a、52b位于磁铁块64a的S极侧(64b的N极侧)并且位置传感器52c、52d位于磁铁块64a的N极侧(64b的S极侧)。在换挡杆32处于B操作位置的情形下，位置传感器52a、52b、52c位于磁铁块64a的S极侧(64b的N极侧)并且位置传感器52d位于磁铁块64a的N极侧(64b的S极侧)。多个位置传感器52具有如下的相对位置关系，其中，在换挡杆32处于选择侧操作位置时的情形下，多个位置传感器52布置在于平面图中对应于磁铁块64c(64d)的位置处。在换挡杆32处于R操作位置的情形下，位置传感器52a位于磁铁块64c的N极侧(64d的S极侧)并且位置传感器52b、52c、52d位于磁铁块64c的S极侧(64d的N极侧)。在换挡杆32处于N操作位置的情形下，位置传感器52a、52b位于磁铁块64c的N极侧(64d的S极侧)并且位置传感器52c、52d位于磁铁块64c的S极侧(64d的N极侧)。在换挡杆32处于D操作位置的情形下，位置传感器52a、52b、52c位于磁铁块64c的N极侧(64d的S极侧)并且位置传感器52d位于磁铁块64c的S极侧(64d的N极侧)。

如上所述，优选的是，多个位置传感器52中的每一个均是霍尔元件，其根据周围磁场的强度和方向输出电压并且当与磁铁64相关的相对位置响应于换挡杆32的移动而改变时输出作为示出换挡杆32的每个操作位置的信号的电压。换句话说，优选的是多个位置传感器52中的每个均用作冗余传感器，其能够检测换挡杆32自身在根据这个实施例的位置判定装置60中的每个操作位置。换句话说，根据这个实施例的位置判定装置60设置有至少三个检测换挡杆32的各个操作位置的冗余传感器(在这个实施例中为四个)。

图5中所图示的多数判定单元70响应于来自多个位置传感器52的信号判定对应于来自最大数量的位置传感器52的信号的操作位置。换句话说，图5中所图示的多数判定单元70判定对应于来自一半以上的位置传感器52(即，在这个实施例中为至少三个位置传感器52)的信号的操作位置。可选地，用于判定对应于来自最大数量的位置传感器52的信号的操作位置的多数判定可以在来自至少两个位置传感器52的信号对应于任一种操作位置(同一操作位置)的情形下执行。优选地，操作位置的判定基于对应于来自每一个位置传感器52的信号的操作位置的一致性进行。换句话说，多数判定单元70在不存在对应于来自至少两个位置传感器52的信号的操作位置的情形下不执行多数判定，包括例如多个位置传感器72输出各对应不同的操作位置的信号。换句话说，在这种情形下不满足多数判定。

图7和图8是图示出多个位置传感器52根据换挡杆32在换挡方向上的操作的输出特性(示出图案)的实例的示意图。实线表示来自位置传感器52a的信号，虚线表示来自位置传感器52b的信号，单点划线表示来自位置传感器52c的信号，并且双点划线表示来自位置传感器52d的信号。M操作位置被示出为“M”，B操作位置被示出为“B”，N操作位置被示出为“N”，R操作位置被示出为“R”，并且D操作位置被示出为“D”(与下面要描述的图9中一样)。多数判定单元70基于图7和图8中所图示的输出特性以及例如实验性地获得并提前限定的判定阈值来执行多数判定。关于N操作位置，例如，判定来自位置传感器52a、52b、52c、52d的信号是否分别是位于提前设定的用于N操作位置的判定的判定阈值的上限值和下限值的范围内的围绕4.0V、3.0V、2.0V和1.0V的值。在与一半以上的位置传感器52(即，在这个实施例中的位置传感器52中的至少三个)有关的判定在这个判定中为正的情形下，判定N操作位置是对应于来自大多数位置传感器52的信号的操作位置。在与所有位置传感器有关的判定为正的情形下，判定N位置是对应于来自最大数量的位置传感器52的信号的操作位置。多数判定单元70针对D操作位置、R操作位置以及B操作位置作出相似的多数判定。换句话说，多数判定单元70基于来自位置传感器52a、52b、52c、52d的信号是否是位于提前设定的分别用于D操作位置、R操作位置和B操作位置的判定的判定阈值的上限值和下限值的范围内的值作出多数判定。

换挡位置判定单元72根据来自多个位置传感器52的信号判定换挡杆32的操作位置。基本上，由多数判定单元70进行多数判定得出的操作位置被判定为换挡杆32的操作位置。换句话说，换挡操作位置判定单元72判定由多数判定单元70判定为对应于来自一半以上的位置传感器52的信号的操作位置的操作位置是换挡杆32的操作位置。可选地，当来自所有位置传感器52的信号对应于相同的操作位置时，换挡操作位置判定单元72判定该操作位置为换挡杆32的操作位置。

在未满足由多数判定单元70进行多数判定的情形下，信号比较判定单元74将来自位置传感器52中的一个或两个的、彼此具有由换挡杆32的移动产生的不同信号改变特性的信号进行比较并且判定换挡杆32处于选择方向上的M操作位置侧还是N操作位置侧。图9是图示出在属于换挡杆32在选择方向上移动的情形(即，换挡杆32在M操作位置和N操作位置之间移动)下图示出多个位置传感器52的输出特性的实例的示意图。如图9中所图示的，设置在这个实施例的位置判定装置60中的位置传感器52a、52d具有由于换挡杆32在选择方向上的移动而反转(翻转)的信号大小关系(电压大小关系)并且这种反转例如在M操作位置和N操作位置之间发生。类似地，位置传感器52b、52c具有由于换挡杆32在选择方向上的移动而反转的信号大小关系。这是因为磁铁64具有上面参照图3所述的构造，换挡杆32在选择方向上的移动致使磁铁64的对应于位置传感器52的位置变成对应于位于原位侧操作位置的磁铁块64a、64b的位置并变成对应于位于选择侧操作位置的磁铁块64c、64d的位置，并且围绕位置传感器52的磁场的方向反转。信号这样的大小关系也在图7和图8中维持。因此，在未满足由多数判定单元70进行多数判定的情形下，信号比较判定单元74将来自位置传感器52a、52d的信号的大小(或来自位置传感器52b、52c的信号的大小)根据图7、图8和图9中所图示的输出特性进行相互比较，并且例如当来自由实线所示的位置传感器52a的信号的大小超过由如图7中所图示的双点划线所示的位置传感器52d的信号的大小时判定换挡杆32处于M操作位置侧，并且例如当来自由实线所示的位置传感器52a的信号的大小超过由如图8中所图示的双点划线所示的位置传感器52d的信号的大小时判定换挡杆32处于N操作位置侧。

针对换挡杆32的操作位置处于M操作位置侧还是N操作位置侧的判定，当由多数判定单元70判定并未作出关于对应于来自位置传感器52的信号的操作位置的多数判定时，换挡操作位置判定单元72并非必须执行这种判定。相反，基于来自由图9中所图示的实线所示的位置传感器52a的信号和由双点划线所示的位置传感器52d的信号的关系在换挡杆32从M操作位置通过至N操作位置的过程期间的反转，换挡操作位置判定单元72可以提前判定换挡杆32的操作位置处于M操作位置还是N操作位置并且执行暂存直到由所判定的换挡杆32的操作位置满足行驶档。

例如，在以下情形下，换挡操作位置判定单元72基于来自位置传感器52的各个信号的大小关系判定换挡杆32的选择方向位置处于M操作位置C侧还是N操作位置侧：基于在满足B档的状态下车辆的发动机制动器的释放，在驾驶员操作换挡杆32从M操作位置至N操作位置用于使车辆惰力滑行期间，不满足N操作位置的多数判定且换挡杆32停在M操作位置和N操作位置之间。当判定换挡杆32的选择方向操作处于N操作位置侧时，则换挡操作位置判定单元72基于该判定来判定换挡杆32的操作位置处于N操作位置。当由换挡操作位置判定单元72判定该换挡杆32的操作位置处于如上所述的N操作位置时电子控制装置50允许满足空档。

例如，在以下情形下，换挡操作位置判定单元72基于来自位置传感器52的各个信号的大小关系判定换挡杆32的选择方向位置处于M操作位置侧还是N操作位置侧：在R档满足的状态下，在驾驶员操作换挡杆32从M操作位置至D操作位置用于向前行驶期间，不满足D操作位置的多数判定且换挡杆32停在D操作位置和N操作位置之间。当判定换挡杆32的选择方向操作处于N操作位置侧时，换挡操作位置判定单元72基于该判定来判定换挡杆32的操作位置处于N操作位置。在由换挡操作位置判定单元72判定该换挡杆32的操作位置处于如上所述的N操作位置时该电子控制装置50允许满足N档。

例如，在以下情形下，换挡操作位置判定单元72基于来自位置传感器52的各个信号的大小关系判定换挡杆32的选择方向位置处于M操作位置侧还是N操作位置侧：在D档满足的状态下，在驾驶员操作换挡杆32从M操作位置至R操作位置用于向反向行驶期间，不满足多数判定且换挡杆32停在R操作位置和N操作位置之间。当判定换挡杆32的选择方向操作处于N操作位置侧时，换挡操作位置判定单元72基于该判定来判定换挡杆32的操作位置处于N操作位置。在由换挡操作位置判定单元72判定该换挡杆32的操作位置处于如上所述的N操作位置时该电子控制装置50允许满足N档。

例如，在以下情形下，换挡操作位置判定单元72基于来自位置传感器52的各个信号的大小关系判定换挡杆32的选择方向位置处于M操作位置侧还是N操作位置侧：在车辆以满足例如D档的行驶档行驶时的状态下，在驾驶员操作换挡杆32从M操作位置至B操作位置用于发动机制动期间，不满足多数判定且换挡杆32停在M操作位置和B操作位置之间。当判定换挡杆32的选择方向操作处于M操作位置侧时，换挡操作位置判定单元72基于该判定来判定换挡杆32的操作位置处于M操作位置。在由换挡操作位置判定单元72判定该换挡杆32的操作位置处于如上所述的M操作位置时电子控制装置50维持D档。

图10A和图10B示意性地图示出了根据这个实施例的换挡杆位置判定控制的效果。图10A图示出了根据背景技术的换挡杆位置判定控制并且图10B图示出了根据这个实施例的换挡杆位置判定控制。多数判定未满足并且换挡杆32的操作位置的判定在根据现有技术的换挡杆位置判定控制中是困难的区域由图10A中的向上倾斜的斜线的范围图示出。在根据现有技术的换挡杆位置判定控制中，多数判定未满足并且换挡杆32的操作位置的判定困难的区域存在于图10A中所图示的M操作位置和N操作位置之间、M操作位置和B操作位置之间、N操作位置和D操作位置之间，以及N操作位置和R操作位置之间。换句话说，在换挡杆32的操作位置位于彼此相邻的操作位置之间的情形下，诸如在D操作位置或R操作位置与N操作位置之间，以及B操作位置与M操作位置之间，来自位置传感器52的信号接近对应于各个操作位置的信号的中间值，并因此多数判定趋于不满足并且操作位置判定困难的区域由于来自位置传感器52的信号的变动而扩展。

在来自多个位置传感器52的信号的一半以上的信号对应于同一操作位置并且进行用于判定那些信号对应的信号操作位置是换挡杆32的操作位置的多数判定的情形下，尽管位置传感器52是正常的，对应于来自各个位置传感器52的信号的操作位置也可能变动并且多数判定因此可能是不可能的，这是由于在换挡杆32的操作位置位于如上所述的彼此相邻的操作位置之间的情形下，来自位置传感器52的信号的变动。在换挡杆32于各个操作位置之间移动期间而不能准确地判定换挡杆32的操作位置是处于M操作位置还是N操作位置的情形下，反映驾驶员的意图的行驶档的切换可能不太可能。在以下情形下，电子控制装置50不能辨明换挡杆32移动至的操作位置并且反映驾驶员的意图的方向的驱动力的切换可能不太可能：在切换过程期间，当换挡杆32停止在M操作位置和N操作位置之间时，满足D档并且执行了用于将换挡杆32的操作位置切换至R操作位置的操作但是未满足对于换挡杆32的操作位置处于M操作位置还是N操作位置的多数判定。另外，当驾驶员在D档中朝向B操作位置操作期间，在换挡杆32停在M操作位置和B操作位置之间并且未满足多数判定时，电子控制装置50不能辨别换挡杆32移动至的操作位置并且反映驾驶员的意图的发动机制动行驶可能不太可能。在根据执行常规控制的现有技术的电子控制装置中，来自位置传感器的信号以预定间隔进行检测，并因此过渡状态中的信号改变可能无法根据驾驶员对换挡杆32的操作的速度和正时进行检测。为了抑制这种不便，可以想到缩短电子控制装置的处理循环、添加新的位置传感器等作为措施。然而，这些并非是优选的，因为这些毫无疑问地引起了额外的成本。

然而，在根据这个实施例的换挡杆位置判定控制中，在多数判定在根据现有技术的换挡杆位置判定控制中未满足的区域中，换挡杆32的操作位置通过来自位置传感器52的两个或更多传感器的、由换挡杆32的移动引起的不同信号特性的信号的使用进行判定。在多数判定未满足的情形中，具体地，基于来自多个位置传感器52的信号的大小关系的改变(反转)，判定换挡杆32的操作位置处于M操作位置还是N操作位置。因此，换挡杆32的操作位置能够合适地判定为如图10B中所图示的，即便是在换挡杆32的操作位置的判定在根据现有技术的换挡杆位置判定控制中是困难的区域中。例如，在用于将换挡杆32的操作位置切换至R操作位置的操作过程期间，换挡杆32在M操作位置和N操作位置之间移动。当换挡杆32到达未作出多数判定的、介于N操作位置和R操作之间的区域时，换挡杆32存在的位置不清楚。然而，当能够在这种情形下基于来自多个位置传感器52的信号的大小关系准确地判定换挡杆32的操作位置处于N操作位置时，反映驾驶员的意图的行驶档的切换在判定换挡杆32的操作位置处于M操作位置侧的情形下能够更好地实现。另外，在根据这个实施例的换挡杆位置判定控制中，在根据现有技术的换挡杆位置判定控制中未满足多数判定的区域中对换挡杆32的操作位置的判定能够恰当地执行，而不管驾驶员对换挡杆32的操作的速度和正时。成本的增加能够得以被抑制，这是因为电子控制装置的处理循环不必缩短并且不需要额外的位置传感器。

图11是示出根据这个实施例的、通过电子控制装置50重复执行的换挡杆操作位置判定控制操作的主要部分的流程图。图11中所图示的控制涉及在换挡杆32从M操作位置朝向N操作位置的操作期间未满足多数判定的情形下、基于换挡杆32的选择方向位置处于M操作位置侧还是N操作位置侧而判定的换挡杆32的N操作位置。

在图11中所图示的第一步骤的步骤(此后，步骤将被省略)S1中，针对来自多个位置传感器52的信号通过使用用于N操作位置判定的阈值来判定是否满足多数判定。例如，来自两个或多个位置传感器52的信号是否对应于任意操作位置。在S1中判定为正的情形下，在S2中判定与来自最大数量的位置传感器52的信号对应的操作位置(即，换挡杆32的N操作位置)并且这个程序结束。在S1中判定为负的情形下，在S3中通过使用来自两个或多个位置传感器52的、具有源于换挡杆32的移动的不同信号改变特性的信号判定换挡杆32的操作位置是否处于原位位置，即，M位置侧。例如，基于来自两个位置传感器52a、52d的信号的大小关系判定换挡杆32的操作位置是否处于M操作位置侧。在S3中判定为正的情形下，在S4中判定换挡杆32的操作位置是否处于M位置侧。然后，这个程序结束。在S3中判定为负的情形下，在S5中判定换挡杆32的操作位置是否处于N操作位置。在图11中所图示的控制中，S1对应于多数判定单元70的控制操作，S3对应于信号比较判定单元74的控制操作，并且S2、S4和S5对应于换挡操作位置判定单元72的控制操作。

根据这个实施例，换挡操作位置判定单元72在来自多个位置传感器52的信号中一半以上的信号对应于同一操作位置时执行用于判定与这些信号对应的操作位置是换挡杆32的操作位置的多数判定，并且能够在多数判定未满足的情形下基于来自多个位置传感器52的信号的大小关系的改变判定换挡杆32的操作位置处于M操作位置侧还是N操作位置侧。因此，电子控制装置50能够准确地判定换挡杆32的操作位置并且允许对应于换挡杆32的操作位置的行驶档得以满足，并因此能够实现恰当地反映驾驶员的意图的行驶。

本发明的优选实施例已经参照附图进行了详细地描述。然而，本发明并不局限于该实施例。本发明还能够在对其添加多种修改的情况下实施而不偏离本发明的范围。

例如，布置多个位置传感器52a、52b、52c、52d的基底62可以安装在换挡杆32的端部上并且磁铁64可以具有位于换挡操作装置30的框架(未图示出)中的固定位置，尽管在上述实施例中多个位置传感器52a、52b、52c、52d布置在于换挡操作装置30的框架(未图示出)中具有固定位置的基底62上并且磁铁64安装在换挡杆32的位于基底62侧上的端部上。

Claims (1)

1.一种用于车辆的换挡杆位置判定装置，换挡杆从M操作位置朝向N操作位置、B操作位置、D操作位置和R操作位置中的任意一个选择性地被操作，所述换挡杆构造成当未被操作时机械地返回到所述M操作位置，所述N操作位置被布置在与所述M操作位置在选择方向上相邻的位置处，所述B操作位置被布置在与所述M操作位置在换挡方向上相邻的位置处，所述D操作位置被布置在与所述N操作位置在所述换挡方向的一侧上相邻的位置处，所述R操作位置被布置在与所述N操作位置在所述换挡方向的另一侧上相邻的位置处，并且所述选择方向和所述换挡方向彼此正交，所述换挡杆位置判定装置的特征在于包括：

多个位置传感器，它们构造成输出与各个操作位置对应的信号，所述信号响应于所述换挡杆在各个操作位置之间的移动而连续地变化，并且所述信号的大小关系由于所述换挡杆在所述M操作位置和所述N操作位置之间的移动而被反转，以及

电子控制装置，其构造成在来自所述多个位置传感器的所述信号中的一半以上的信号对应于同一操作位置的情况下执行多数判定，并且构造成在所述多数判定未满足的情况下基于所述信号的所述大小关系判定所述换挡杆的操作位置处于所述选择方向上的所述M操作位置侧还是所述N操作位置侧，所述电子控制装置被构造成在所述多数判定中判定对应于所述信号中的一半以上的信号的操作位置是所述换挡杆的所述操作位置。