JP2004360892A - 車両用変速システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の車両用変速システムは、エンジンから駆動力の伝達を受けて所定の変速比を実現するもので、選択された変速レンジに対応して駆動されるインヒビタスイッチを備えた変速機と、運転者によって選択された変速レンジに対応する目標変速レンジ信号を生成する運転者インターフェースモジュールと、リアルタイム通信バスを通じて前記運転者インターフェースモジュールに連結され、そこから受信される目標変速レンジ信号および前記インヒビタスイッチの現在位置に基づいて、前記インヒビタスイッチを駆動させるインヒビタスイッチ駆動モジュールとを含む。
【選択図】図1
Description
また、最近では、電気的な信号によって変速が行なえるシフトバイワイヤーシステム(shift−by−wire system)が開発されている。シフトバイワイヤーシステムは、従来の自動変速機の変速リンクを、電気的な信号を伝達するワイヤーに代替することによって、車両の室内空間のより効率的な利用及び車両の軽量化の実現など多様な長所を有するようになる。
しかし、このような従来のシフトバイワイヤーシステムは、自動変速機の構造を全体的に変更しなければならない問題点があった。
また、フェイルセイフ機能(例えば、システムの故障時に変速レバーの選択位置を制限)だけを提供するので、フェイルに対して受動的に対応するため、車両のバイワイヤーシステムの核心要素であるフェイルに対する対処機能が足りないという問題点があった。
また、本発明の実施例による変速システムは、フォールトトレラントユニットを通じたリアルタイム通信を行なうことにより、フォールト発生時にもシステムの作動を保障することができる。
さらに、本発明の実施例による変速システムは、各々のフォールトトレラントユニットがフェイルサイレントユニットから構成されることにより、フェイルの発生に効果的に対処することができる。
また、本発明の実施例による変速システムは、自動変速機のインヒビタスイッチをそのまま維持することにより、自動変速機の構造及び制御ロジックの大きな変化なくシフトバイワイヤーシステムを実現することができる。
自動変速機11は、車両を駆動するための動力を生成する動力発生源13に連結軸15を通じて連結され、連結軸15を通じて入力される所定の回転速度を有する回転力を、所望の回転速度に変速して出力する。
動力発生源13は、車両に適用されて動力の生成が可能な任意の装置とすることができ、例えば、エンジンやモータとすることができる。
インヒビタスイッチ17が作動すると、自動変速機11の油圧回路のマニュアルバルブ(図示せず)が駆動される。マニュアルバルブの駆動によって油圧が制御されることにより、自動変速機11の摩擦要素が選択的に作動し、所望の変速比を実現するようになる。
運転者インターフェースモジュール21は、運転者から所望の変速レンジの入力を受けるように構成され、入力された変速レンジに対応する目標変速レンジ信号を生成するように構成される。
運転者インターフェースモジュール21は、変速レンジ選択部25、一つ以上の変速レンジセンサー27a、27b、27c、及び第1フォールトトレラントユニット29を含む。
変速レンジセンサー27a、27b、27cは、変速レンジ選択部25を通じて運転者が選択した変速レンジを検出し、検出された変速レンジに該当する信号(検出変速レンジ信号)を生成するように構成される。
本発明の好ましい実施例による変速システムは、フォールトトレラントシステムを実現するために、三個の変速レンジセンサー27a、27b、27cを備える。しかし、変速レンジセンサーの個数はこれに限られるわけではない。
第1フォールトトレラントユニット29は、変速レンジセンサー27a、27b、27cに各々連結される複数のフェイルサイレントユニット31、33を含む。この実施例では、二つのフェイルサイレントユニットが備えられる。
第1メインフェイルサイレントユニット31は、二つのマイクロコントローラー35a、35b及び一つのコミュニケーションコントローラー37を含む。
また、第1メインフェイルサイレントユニット31は、インプットインターフェース、アウトプットインターフェース、メモリ、その他の関連ハードウェア及びソフトウェアを含み、以下で記述する信号処理方法を遂行するようにプログラムされる。
また、マイクロコントローラー35a、35bは、互いに連結され、他のマイクロコントローラーで生成される信号を認識可能に構成される。
マイクロコントローラー35a、35bは、三個の変速レンジセンサー27a、27b、27cから検出変速レンジ信号を各々受信し、受信された三個の検出変速レンジ信号に基づいて、目標変速レンジ信号を生成する。
しかし、受信された三個の検出変速レンジ信号が 全て異なる変速レンジを示す信号である場合には、マイクロコントローラー35a、35bは、目標変速レンジ信号を生成しないように構成することが好ましい。
比較の結果、二つのマイクロコントローラーの信号が同一である場合には、その同一な信号をコミュニケーションコントローラー37に出力し、二つのマイクロコントローラーの信号が互いに相異する場合には、マイクロコントローラー35a、35bは信号を出力しない(フェイルサイレント)。
前記方式で、第1メインフェイルサイレントユニット31は、フェイルサイレントの方式で出力値を生成する。
第1補助フェイルサイレントユニット33は、第1メインフェイルサイレントユニット31から信号が出力されるかをモニタリングし、第1メインフェイルサイレントユニット31から信号が出力されない場合には、自身が信号を生成してこれを出力する(フォールトトレラント)。
つまり、インヒビタスイッチ駆動モジュール23は、インヒビタスイッチ17の現在位置と目標変速レンジに該当するインヒビタスイッチ17の位置とを比較し、インヒビタスイッチ17が目標変速レンジに該当する位置に駆動されるようにするインヒビタスイッチ駆動信号を生成する。
インヒビタスイッチ駆動モジュール23は、インヒビタスイッチポジションセンサー39a、39b、39c、第2フォールトトレラントユニット41、及び一つ以上のアクチュエーター19a、19bを含む。
アクチュエーター19a、19bがいずれも正常に作動する場合には、各アクチュエーター19a、19bが50%ずつパワーを負担するように制御され、いずれか一つのアクチュエーターが故障した場合には、他の一つが100%のパワーを負担するように制御されることが好ましい。
本実施例では、システムのより安定した作動を保障するために、三個のインヒビタスイッチポジションセンサー39a、39b、39cが備えられる。しかし、インヒビタスイッチの個数はこれに限られるわけではない。
図1に示すように、第2メインフェイルサイレントユニット45及び第2補助フェイルサイレントユニット47が、三個のインヒビタスイッチポジションセンサー39a、39b、39c)に各々連結される。
第2メインフェイルサイレントユニット45は、二つのマイクロコントローラー51a、51b及び一つのコミュニケーションコントローラー53を含む。
また、第2メインフェイルサイレントユニット45は、インプットインターフェース、アウトプットインターフェース、メモリ、その他の関連ハードウェア及びソフトウェアを含み、以下で記述する信号処理方法を遂行するようにプログラムされる。
また、マイクロコントローラー51a、51b各々は、三個のインヒビタスイッチポジションセンサー39a、39b、39cに各々連結されてインヒビタスイッチポジション信号を受信する。
マイクロコントローラー51a、51b各々は、三個のインヒビタスイッチポジションセンサー39a、39b、39cから受信されるインヒビタスイッチポジション信号、及び第1フォールトトレラントユニット29から受信される目標変速レンジ信号に基づいて、インヒビタスイッチ駆動信号を生成する。
前記方式で、第2メインフェイルサイレントユニット45は、フェイルサイレントの方式で出力値を生成する。
そして、第2補助フェイルサイレントユニット47は、第2メインフェイルサイレントユニット45から信号が出力されるかをモニタリングし、第2メインフェイルサイレントユニット45から信号が出力されない場合には、自身が信号を生成してこれをアクチュエーター19a、19bに出力する(フォールトトレラント)。
13 動力発生源
15 連結軸
17 インヒビタスイッチ
21 運転者インターフェースモジュール
23 インヒビタスイッチ駆動モジュールは、
19a、19b アクチュエーター
27a、27b、27c 変速レンジセンサー
29 第1フォールトトレラントユニット
31 第1メインフェイルサイレントユニット
33 第1補助フェイルサイレントユニット
39a、39b、39c インヒビタスイッチポジションセンサー
41 第2フォールトトレラントユニット
45 第2メインフェイルサイレントユニット
47 第2補助フェイルサイレントユニット
49a、49b リアルタイム通信バス
51a、51b マイクロコントローラー
55 CANバス
57 エンジン制御ユニット
59 変速器制御ユニット
Claims (13)
- エンジンから駆動力の伝達を受けて所定の変速比を実現するように構成され、選択された変速レンジに対応して駆動されるように構成されるインヒビタスイッチを備えた変速機と、
運転者によって選択された変速レンジに対応する目標変速レンジ信号を生成する運転者インターフェースモジュールと、
リアルタイム通信バスを通じて前記運転者インターフェースモジュールに連結され、前記インヒビタスイッチの現在位置、及び前記運転者インターフェースモジュールから受信される目標変速レンジ信号に基づいて、前記インヒビタスイッチを駆動させるインヒビタスイッチ駆動モジュールとを含むことを特徴とする車両用変速システム。 - 前記インヒビタスイッチ駆動モジュールは、インヒビタスイッチを駆動する一つ以上のアクチュエーターを含むことを特徴とする、請求項1に記載の車両用変速システム。
- 前記アクチュエーターはモータであることを特徴とする、請求項2に記載の車両用変速システム。
- 前記運転者インターフェースモジュールは、
所望の変速レンジが入力されるように構成される変速レンジ選択部と、
前記変速レンジ選択部を通じて選択された変速レンジを各々検出し、検出された変速レンジに該当する検出変速レンジ信号を各々生成する複数の変速レンジセンサーと、
前記複数の変速レンジセンサーから受信される複数の検出変速レンジ信号に基づいて、目標変速レンジ信号を生成するように構成される一つ以上のフェイルサイレントユニットを含む第1フォールトトレラントユニットとを含み、
前記インヒビタスイッチ駆動モジュールは、
前記インヒビタスイッチの現在位置を各々検出し、検出された現在位置に該当するインヒビタスイッチポジション信号を各々生成する複数のインヒビタスイッチポジションセンサーと、
前記第1フォールトトレラントユニットから受信される目標変速レンジ信号、及び前記複数のインヒビタスイッチポジションセンサーから各々受信される複数のインヒビタスイッチポジション信号に基づいて、前記インヒビタスイッチを目標変速レンジに対応する位置に駆動するためのインヒビタスイッチ駆動信号を生成するように構成される一つ以上のフェイルサイレントユニットを含む第2フォールトトレラントユニットと、
前記第2フォールトトレラントユニットから受信されるインヒビタスイッチ駆動信号に基づいて、前記インヒビタスイッチを駆動する一つ以上のアクチュエーターとを含むことを特徴とする請求項1に記載の車両用変速システム。 - 前記第1フォールトトレラントユニットは、第1メインフェイルサイレントユニット及び第1補助フェイルサイレントユニットを含み、
前記第2フォールトトレラントユニットは、第2メインフェイルサイレントユニット及び第2補助フェイルサイレントユニットを含み、
前記第1メインフェイルサイレントユニット、前記第1補助フェイルサイレントユニット、前記第2メインフェイルサイレントユニット、及び前記第2補助フェイルサイレントユニットは、一つ以上のリアルタイム通信バスを通じて他のフェイルサイレントユニットに各々連結されることを特徴とする請求項4に記載の車両用変速システム。 - 前記第1メインフェイルサイレントユニット及び前記第1補助フェイルサイレントユニットは、
前記複数の変速レンジセンサーから各々受信される複数の検出変速レンジ信号に基づいて、目標変速レンジ信号を各々生成して出力する複数のマイクロコントローラーと、
前記マイクロコントローラーで生成された目標変速レンジ信号の前記第2フォールトトレラントユニットへの送信を制御するコミュニケーションコントローラーとを各々含むことを特徴とする請求項5に記載の車両用変速システム。 - 前記第1メインフェイルサイレントユニット及び前記第1補助フェイルサイレントユニットは、
前記複数のマイクロコントローラーで生成される信号が互いに相異する場合には、信号を出力しないように各々構成されることを特徴とする請求項6に記載の車両用変速システム。 - 前記第2メインフェイルサイレントユニット及び前記第2補助フェイルサイレントユニットは、
前記第1フォールトトレラントユニットからの信号の受信を制御するコミュニケーションコントローラーと、
前記複数のインヒビタスイッチポジションセンサーから各々受信される複数のインヒビタスイッチポジション信号、及び前記第1フォールトトレラントユニットから受信される目標変速レンジ信号に基づいて、インヒビタスイッチ駆動信号を各々生成する複数のマイクロコントローラーとを含むことを特徴とする請求項5に記載に車両用変速システム。 - 前記第2メインフェイルサイレントユニット及び前記第2補助フェイルサイレントユニットは、
前記複数のマイクロコントローラーで生成される信号が互いに相異する場合には、信号を出力しないように各々構成されることを特徴とする請求項8に記載の車両用変速システム。 - 前記第1フォールトトレラントユニットは、
前記第1メインフェイルサイレントユニットが目標変速レンジ信号を出力しない場合に、前記第1補助フェイルサイレントユニットが目標変速レンジ信号を生成して出力するように構成されることを特徴とする請求項5に記載の車両用変速システム。 - 前記第2フォールトトレラントユニットは、
前記第2メインフェイルサイレントユニットがインヒビタスイッチ駆動信号を出力しない場合に、前記第2補助フェイルサイレントユニットが目標変速レンジを生成して出力するように構成されることを特徴とする請求項5に記載の車両用変速システム。 - 前記変速レンジセンサーは三個であり、
前記第1メインフェイルサイレントユニット及び前記第1補助フェイルサイレントユニットのマイクロコントローラーは、前記三個の変速レンジセンサーから各々受信される三個の検出変速レンジ信号のうち、二つ以上の同一な信号に基づいて目標変速レンジ信号を生成することを特徴とする請求項6に記載の車両用変速システム。 - 前記インヒビタスイッチポジションセンサーは三個であり、
前記第2メインフェイルサイレントユニット及び前記第2補助フェイルサイレントユニットのマイクロコントローラーは、前記三個のインヒビタスイッチポジションセンサーから各々受信される三個のインヒビタスイッチポジション信号のうち、二つ以上の同一な信号に基づいてインヒビタスイッチ駆動信号を生成することを特徴とする請求項8に記載の車両用変速システム。
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