JP2005172119A - レンジ位置検出スイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】 自動変速機のレンジ位置検出スイッチの信頼性を向上させる。
【解決手段】 レンジ位置検出スイッチ１２の４個のスイッチ体Ｓ１〜Ｓ４を、３個のスイッチ体Ｓ１〜Ｓ３からなる第１グループと、１個のスイッチ体Ｓ４からなる第２グループに区分し、第１グループの３個のスイッチ体Ｓ１〜Ｓ３から出力される２値信号の組み合わせによって、Ｐ、Ｒ、Ｎ、Ｄの４つのレンジ位置と、それらの中間状態位置（Ｐ−Ｒ、Ｒ−Ｎ、Ｎ−Ｄ）を表現する３ビットコードを構成する。第１グループの３個のスイッチ体Ｓ１〜Ｓ３は、４つのレンジ位置と３つの中間状態位置において、隣り合う２つの位置間で１つのスイッチ体の信号値のみが切り換えられるように構成する。第２グループのスイッチ体Ｓ４は、エンジン始動を許可するＰとＮを検出するものであり、ＰとＮのみでそれ以外の位置とは異なる信号を出力するように構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動変速機のシフトレバーの操作によって選択されるレンジ位置を検出するためのレンジ位置検出スイッチに関する発明である。

自動変速機のレンジ位置検出装置においては、例えば特許文献１（特開２００３−２９４１３４号公報）に記載されているように、運転者が操作するシフトレバーの動きに応動してオン・オフする４個の接点Ｓ１〜Ｓ４を持つインヒビタスイッチを搭載し、４個の接点Ｓ１〜Ｓ４のオン・オフの組み合わせパターンを、パーキングレンジ（Ｐ）、リバースレンジ（Ｒ）、ニュートラルレンジ（Ｎ）、ドライブレンジ（Ｄ）の各レンジ位置毎に変化させるように構成することで、４個の接点Ｓ１〜Ｓ４のオン・オフの組み合わせパターンに基づいてレンジ位置を検出するようにしたものがある。

このようなインヒビタスイッチは、個々の接点Ｓ１〜Ｓ４の故障やワイヤハーネスの断線等の異常が発生した場合に、本来のレンジ位置とは異なる誤信号を出力する可能性がある。

そこで、上記特許文献１（特開２００３−２９４１３４号公報）では、インヒビタスイッチが故障して本来のレンジ位置とは異なる誤信号を出力する場合に、ＮレンジとＰレンジの誤判定を防止することを目的として、Ｎレンジにおいて、いずれか１つの接点が本来のレンジ位置とは異なる誤信号を出力しても、そのＮレンジにおける４個の接点Ｓ１〜Ｓ４のオン・オフの組み合わせパターンがＰレンジにおける４個の接点Ｓ１〜Ｓ４のオン・オフの組み合わせパターンと一致しないように４個の接点Ｓ１〜Ｓ４のオン・オフの組み合わせパターンを設定するようにしている。更に、４個の接点Ｓ１〜Ｓ４のオン・オフの組み合わせパターンがいずれのレンジ位置のパターンにも一致しないときに、故障と判定するようにしている。
特開２００３−２９４１３４号公報号公報（第１頁〜第４頁等）

しかし、上記特許文献１の技術では、インヒビタスイッチの４個の接点Ｓ１〜Ｓ４のオン・オフの組み合わせパターンがいずれのレンジ位置のパターンにも一致しないときに故障と判定するようにしているが、４個の接点Ｓ１〜Ｓ４のオン・オフの組み合わせパターンが実際とは異なるレンジ位置のパターンに一致するときには、故障を検出できないだけでなく、別のレンジ位置と誤判定してしまうという欠点がある。

そこで、本発明の目的は、故障に対する信頼性を向上させたレンジ位置検出スイッチを提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、自動変速機のシフトレバーの操作位置に応じて複数の２値信号発生手段の状態を各２値信号発生手段毎に設定されたパターンで切り換えて複数の２値信号を出力するレンジ位置検出スイッチにおいて、前記複数の２値信号発生手段を２つのグループに分けて各グループの２値信号によって各グループ毎に前記シフトレバーの操作位置に関する情報を表現するようにしたものである。このようにすれば、レンジ位置検出スイッチの２つのグループの２値信号の組み合わせに基づいてシフトレバーの操作位置の判定及び／又は故障診断を行うことができるため、シフトレバーの操作位置を従来よりも精度良く判定できると共に、従来よりも多くの故障を検出することができる。

この場合、請求項２のように、レンジ位置検出スイッチの少なくとも一方のグループの２値信号の組み合わせは、シフトレバーの操作位置として少なくともパーキングレンジ、リバースレンジ、ニュートラルレンジ、ドライブレンジの各レンジ位置とその中間状態位置を識別できるように設定すると良い。これにより、運転者の使用頻度が高い全ての位置を検出することができる。

また、請求項３のように、レンジ位置検出スイッチの少なくとも一方のグループの２値信号発生手段は、前記各レンジ位置とその中間状態位置において、隣り合う２つの位置間で１つの２値信号発生手段のみが切り換えられるように構成すると良い。このようにすれば、いずれか１つの２値信号発生手段が故障（断線・短絡）した場合に、レンジ位置の誤判定を確実に防止することができる。

また、請求項４のように、レンジ位置検出スイッチの少なくとも一方のグループの２値信号発生手段は、前記各レンジ位置とその中間状態位置のいずれの位置においても、少なくとも１つの２値信号発生手段からアクティブな信号（能動信号）が出力されるように構成すると良い。要するに、各レンジ位置とその中間状態位置のいずれかの位置で全ての２値信号発生手段が非アクティブ状態（非能動状態）になる構成にすると、断線時と正常時とを識別できなくなるが、いずれの位置においても、少なくとも１つの２値信号発生手段がアクティブ状態（能動状態）となるように構成すれば、断線時と正常時とを識別することができる。

また、請求項５のように、レンジ位置検出スイッチの少なくとも一方のグループの２値信号発生手段は、ドライブレンジで全ての信号がアクティブな信号に切り換えられるように構成すると良い。このようにすれば、故障発生時に、ニュートラルレンジとドライブレンジとの間の中間状態位置において、リバースレンジと誤判定してバックアップランプが誤点灯することを回避できる。

本発明の好ましい実施態様としては、請求項６のように、レンジ位置検出スイッチの一方のグループ（以下「第１グループ」という）の２値信号の組み合わせは、前記シフトレバーの操作位置として少なくともパーキングレンジ、リバースレンジ、ニュートラルレンジ、ドライブレンジの各レンジ位置とその中間状態位置を識別できるように設定され、他方のグループ（以下「第２グループ」という）の２値信号発生手段は、前記パーキングレンジ及び前記ニュートラルレンジのみでそれ以外の位置とは異なる信号が出力されるように構成され、前記制御部は、前記第１グループの２値信号の組み合わせに基づいて前記シフトレバーの操作位置を判定し、その判定結果と前記第２グループの２値信号とに基づいて前記レンジ位置検出スイッチの故障診断を行うようにすると良い。このようにすれば、運転者の使用頻度が高い全ての位置を精度良く検出しながら、従来よりも多くの故障を検出することができる。

より具体的には、請求項７のように、レンジ位置検出スイッチの第１グループを３個の２値信号発生手段で構成し、前記中間状態位置において２個の２値信号発生手段からアクティブな信号が出力されるように構成すると良い。この構成は、パーキングレンジ、リバースレンジ、ニュートラルレンジ、ドライブレンジの４つのレンジ位置とその中間状態位置を識別するのに最適な構成となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を具体化した実施例を説明する。まず、図１に基づいてシステム全体の構成を説明する。

本実施例の自動変速機は、シフトレバー１１の操作によってパーキングレンジ（Ｐ）、リバースレンジ（Ｒ）、ニュートラルレンジ（Ｎ）、ドライブレンジ（Ｄ）の４つのレンジ位置に切り換えられる。この自動変速機のシフトレバー１１の近傍にレンジ位置検出スイッチ１２が設けられ、このレンジ位置検出スイッチ１２の摺動レバー１３がリンク１０を介してシフトレバー１１に連結されている。これにより、シフトレバー１１の操作に連動して摺動レバー１３が摺動するようになっている。

本実施例のレンジ位置検出スイッチ１２は、４個のスイッチ体Ｓ１〜Ｓ４（２値信号発生手段）から構成され、これら４個のスイッチ体Ｓ１〜Ｓ４は、摺動レバー１３に設けられた４個の摺動子１５と、絶縁体１４上に後述するパターンで配置された導体１６とから構成され、シフトレバー１１の操作によって摺動レバー１３と一体的に摺動子１５が絶縁体１４上を摺動して、所定の位置で摺動子１５が導体１６と接触するようになっている。４個のスイッチ体Ｓ１〜Ｓ４の摺動子１５は、それぞれ信号線Ｌs1〜Ｌs4によって制御部１７の４つの入力ポートに接続され、また、各導体１６は、ＧＮＤ配線Ｌgnd によって制御部１７のＧＮＤ端子に接続されている。

制御部１７は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェース回路等から構成され、摺動子１５が導体１６と接触した時の信号値が論理１（以下単に「１」と表記する）となり、摺動子１５が導体１６と接触していない時の信号値が論理０（以下単に「０」と表記する）となるように入力インターフェース回路で信号処理される。制御部１７は、レンジ位置検出スイッチ１２の出力信号を読み込んで、後述する方法で、シフトレバー１１の操作位置を判定すると共に、レンジ位置検出スイッチ１２の故障診断を行う。

次に、レンジ位置検出スイッチ１２の構成を図１乃至図４を用いて詳細に説明する。本実施例の自動変速機は、シフトレバー１１の操作によってＰレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジの４つのレンジ位置に順番に切り換える構成であるため、レンジ位置検出スイッチ１２で検出すべき位置は、Ｐレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジの４つのレンジ位置と、Ｐ−Ｒレンジ（ＰレンジとＲレンジとの間の中間状態位置）、Ｒ−Ｎレンジ（ＲレンジとＮレンジとの間の中間状態位置）、Ｎ−Ｄレンジ（ＮレンジとＤレンジとの間の中間状態位置）の３つの中間状態位置があり、従って、レンジ位置検出スイッチ１２は、７つの位置を検出する必要がある。

そこで、本実施例では、これら７つの位置を３ビットコードで表現するものとし、そのために、レンジ位置検出スイッチ１２の４個のスイッチ体Ｓ１〜Ｓ４を、３個のスイッチ体Ｓ１〜Ｓ３からなる第１グループと、１個のスイッチ体Ｓ４からなる第２グループに区分し、第１グループの３個のスイッチ体Ｓ１〜Ｓ３から出力される２値信号（「０」，「１」）の組み合わせによって、上記７つの位置を表現する３ビットコードを構成するようにしている。

３ビットコードでは、２³ ＝８パターンを表現できるが、第１グループの３個のスイッチ体Ｓ１〜Ｓ３の出力信号の組み合わせで検出すべき位置は７個であることから、３ビットコードの８パターンのうちの１パターンは使用しない。本実施例では、断線検出を可能にするために、３個のスイッチ体Ｓ１〜Ｓ３の信号値が全て非アクティブな信号値「０」になるパターンを使用しないものとし、それ以外の７パターンを使用するものとする。これにより、各レンジ位置とその中間状態位置のいずれの位置においても、少なくとも１つのスイッチ体からアクティブな信号「１」が出力されるように構成する。これにより、断線検出が可能となる。

更に、ただ一つのスイッチ体の故障（断線・短絡）が発生した場合に、Ｐレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジの４つのレンジ位置のパターンが他のレンジ位置のパターンと一致してレンジ位置を誤判定しないようにするために、前記７つの位置のパターンをグレイコードで構成する。具体的には、３個のスイッチ体Ｓ１〜Ｓ３は、４つのレンジ位置と３つの中間状態位置において、隣り合う２つの位置間で１つのスイッチ体の信号値のみが切り換えられるように構成する。

この場合、１ビットのみが「１」となるパターンが３個、２ビットが「１」となるパターンが３個、３ビット全てが「１」となるパターンが１個であり、これらを前記７つの位置に割り付けることになる。グレイコードの制約により、３つの中間状態位置には、全て２ビットが「１」となるパターンが割り付けられる。従って、Ｐレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジの４つのレンジ位置には、１ビットのみが「１」となる３つのパターンと、３ビット全てが「１」となる１つのパターンが割り付けられる。この場合、３ビット全てが「１」となるパターンをＰレンジ又はＮレンジに割り付けると、スイッチ体Ｓ１〜Ｓ３の短絡時に中間状態位置でしか故障が検出できなくなり、故障検出可能なパターン数が減少する。

また、３ビット全てが「１」となるパターンをＲレンジに割り付けると、Ｎ−ＤレンジをＲレンジと誤判定して、バックアップランプが誤点灯することが避けられない。
これらの観点から、３ビット全てが「１」となるパターンは、Ｒレンジに割り付けられるのが最適である。

一方、第２グループのスイッチ体Ｓ４は、エンジン始動を許可するレンジ位置であるＰレンジとＮレンジを検出するものであり、ＰレンジとＮレンジのみでそれ以外の位置とは異なる信号が出力されるように構成されている。本実施例では、図３（ａ）に示すように、第２グループのスイッチ体Ｓ４は、ＰレンジとＮレンジのみで信号値が「１」となり、それ以外の位置で信号値が「０」となるように設定されているが、これとは反対の論理にしても良いことは言うまでもない。

以上のような方法で、レンジ位置検出スイッチ１２で検出すべき７つの位置について、図３（ａ）に示すように、４個のスイッチ体Ｓ１〜Ｓ４の信号値が割り付けられている。図２に示すように、各スイッチ体Ｓ１〜Ｓ４の導体１６は、「１」に割り付けられた位置で摺動子１５と接触するように構成されている。

図３（ａ）に示すように、第１グループの３個のスイッチ体Ｓ１〜Ｓ３の出力信号の組み合わせで表現される３ビットコードは、正常時には、Ｐレンジが「１００」、Ｐ−Ｒレンジが「１１０」、Ｒレンジが「０１０」、Ｒ−Ｎレンジが「０１１」、Ｎレンジが「００１」、Ｎ−Ｄレンジが「１０１」、Ｄレンジが「１１１」となる。

次に、図３及び図４を用いてレンジ位置検出スイッチ１２が故障した時のコードパターンを検討する。故障は、４個のスイッチ体Ｓ１〜Ｓ４のうちのいずれか１個が断線・短絡した場合について検討する。図３及び図４において、最下段の「判別」の欄は、第１グループのスイッチ体Ｓ１〜Ｓ３の信号値による判別結果を示し、「Ｘ」は第１グループのスイッチ体Ｓ１〜Ｓ３の信号値が全て「０」となるパターンを表し、添字（Ｓ）はエンジン始動許可、すなわちスイッチ体Ｓ４の信号値が「１」であることを表し、添字（Ｉ）はエンジン始動禁止、すなわちスイッチ体Ｓ４の信号値が「０」であることを表している。

［スイッチ体Ｓ１の断線時］
図３（ｂ）に示すように、第１グループのスイッチ体Ｓ１の断線時には、全ての位置でスイッチ体Ｓ１の信号値が「０」となる。

その結果、Ｐレンジでは、第１グループのスイッチ体Ｓ１〜Ｓ３の信号値が「０００」となるが、第２グループのスイッチ体Ｓ４の信号値が「１」となることから、故障と判定される。この場合は、スイッチ体Ｓ４の信号値が「１」であるため、エンジン始動は許可される。

Ｐ−Ｒレンジでは、第１グループのスイッチ体Ｓ１〜Ｓ３の信号値が「０１０」となるため、「Ｒレンジ」と誤判定される（この場合の故障検出方法は後述する）。
Ｎ−Ｄレンジでは、第１グループのスイッチ体Ｓ１〜Ｓ３の信号値がＮレンジと同じ「００１」となるが、第２グループのスイッチ体Ｓ４の信号値が「０」であることから、故障と判定され、エンジン始動が禁止される。
Ｄレンジでは、第１グループのスイッチ体Ｓ１〜Ｓ３の信号値が「０１１」となるため、「Ｒ−Ｎレンジ」と誤判定される。

［スイッチ体Ｓ２の断線時］
図３（ｃ）に示すように、第１グループのスイッチ体Ｓ２の断線時には、全ての位置でスイッチ体Ｓ２の信号値が「０」となる。

その結果、Ｐ−Ｒレンジでは、第１グループのスイッチ体Ｓ１〜Ｓ３の信号値がＰレンジと同じ「１００」となるが、第２グループのスイッチ体Ｓ４の信号値が「０」であることから、故障と判定され、エンジン始動が禁止される。

Ｒレンジでは、第１グループのスイッチ体Ｓ１〜Ｓ３の信号値が「０００」となり、更に、第２グループのスイッチ体Ｓ４の信号値も「０」であることから、故障と判定され、エンジン始動が禁止される。

Ｒ−Ｎレンジでは、第１グループのスイッチ体Ｓ１〜Ｓ３の信号値がＮレンジと同じ「００１」となるが、第２グループのスイッチ体Ｓ４の信号値が「０」であることから、故障と判定され、エンジン始動が禁止される。
Ｄレンジでは、スイッチ体Ｓ１〜Ｓ３の信号値が「１０１」となるため、「Ｎ−Ｄレンジ」と誤判定される。

［スイッチ体Ｓ３の断線時］
図３（ｄ）に示すように、第１グループのスイッチ体Ｓ３の断線時には、全ての位置でスイッチ体Ｓ３の信号値が「０」となる。
その結果、Ｒ−Ｎレンジでは、第１グループのスイッチ体Ｓ１〜Ｓ３の信号値が「０１０」となるため、「Ｒレンジ」と誤判定される。

Ｎレンジでは、第１グループのスイッチ体Ｓ１〜Ｓ３の信号値が「０００」となるが、第２グループのスイッチ体Ｓ４の信号値が「１」となることから、故障と判定される。この場合は、スイッチ体Ｓ４の信号値が「１」であるため、エンジン始動は許可される。

Ｎ−Ｄレンジでは、第１グループのスイッチ体Ｓ１〜Ｓ３の信号値がＰレンジと同じ「１００」となるが、第２グループのスイッチ体Ｓ４の信号値が「０」であることから、故障と判定され、エンジン始動が禁止される。
Ｄレンジでは、スイッチ体Ｓ１〜Ｓ３の信号値が「１１０」となるため、「Ｐ−Ｒレンジ」と誤判定される。

［スイッチ体Ｓ４の断線時］
図３（ｅ）に示すように、第２グループのスイッチ体Ｓ４の断線時には、全ての位置でスイッチ体Ｓ４の信号値が「０」となる。この場合は、第１グループのスイッチ体Ｓ１〜Ｓ３は正常であるため、それらの信号値に基づいて全ての位置を正しく判定できる。但し、「Ｐレンジ」、「Ｎレンジ」と判定されても、そのレンジ位置でスイッチ体Ｓ４の信号値が「１」とならないため、エンジン始動が禁止されると共に、故障（スイッチ体Ｓ４の断線）と判定される。

［スイッチ体Ｓ１の短絡時］
図４（ｂ）に示すように、第１グループのスイッチ体Ｓ１の短絡時には、全ての位置でスイッチ体Ｓ１の信号値が「１」となる。

その結果、Ｒレンジでは、第１グループのスイッチ体Ｓ１〜Ｓ３の信号値が「１１０」となるため、「Ｐ−Ｒレンジ」と誤判定される。
Ｒ−Ｎレンジでは、第１グループのスイッチ体Ｓ１〜Ｓ３の信号値が「１１１」となるため、「Ｄレンジ」と誤判定される（この場合の故障検出方法は後述する）。

Ｎレンジでは、第１グループのスイッチ体Ｓ１〜Ｓ３の信号値がＮ−Ｄレンジと同じ「１０１」となるが、第２グループのスイッチ体Ｓ４の信号値が「１」であることから、故障と判定され、エンジン始動は許可される。

［スイッチ体Ｓ２の短絡時］
図４（ｃ）に示すように、第１グループのスイッチ体Ｓ２の短絡時には、全ての位置でスイッチ体Ｓ２の信号値が「１」となる。

その結果、Ｐレンジでは、第１グループのスイッチ体Ｓ１〜Ｓ３の信号値が「１１０」となるため、「Ｐ−Ｒレンジ」と誤判定されるが、第２グループのスイッチ体Ｓ４の信号値が「１」であることから、故障と判定され、エンジン始動は許可される。

Ｎレンジでは、第１グループのスイッチ体Ｓ１〜Ｓ３の信号値が「０１１」となるため、「Ｒ−Ｎレンジ」と誤判定されるが、第２グループのスイッチ体Ｓ４の信号値が「１」であることから、故障と判定され、エンジン始動は許可される。
Ｎ−Ｄレンジでは、第１グループのスイッチ体Ｓ１〜Ｓ３の信号値が「１１１」となるため、「Ｄレンジ」と誤判定される。

［スイッチ体Ｓ３の短絡時］
図４（ｄ）に示すように、第１グループのスイッチ体Ｓ３の短絡時には、全ての位置でスイッチ体Ｓ３の信号値が「１」となる。

その結果、Ｐレンジでは、第１グループのスイッチ体Ｓ１〜Ｓ３の信号値が「１０１」となるため、「Ｎ−Ｄレンジ」と誤判定されるが、第２グループのスイッチ体Ｓ４の信号値が「１」であることから、故障と判定され、エンジン始動は許可される。

Ｐ−Ｒレンジでは、第１グループのスイッチ体Ｓ１〜Ｓ３の信号値が「１１１」となるため、「Ｄレンジ」と誤判定される。
Ｒレンジでは、第１グループのスイッチ体Ｓ１〜Ｓ３の信号値が「０１１」となるため、「Ｒ−Ｎレンジ」と誤判定される。

［スイッチ体Ｓ４の短絡時］
図４（ｅ）に示すように、第２グループのスイッチ体Ｓ４の短絡時には、全ての位置でスイッチ体Ｓ４の信号値が「１」となる。この場合は、第１グループのスイッチ体Ｓ１〜Ｓ３は正常であるため、それらの信号値に基づいて全ての位置を正しく判定できる。但し、「Ｐレンジ」、「Ｎレンジ」以外の位置でもスイッチ体Ｓ４の信号値が「１」となるため、エンジン始動が許可されるが、それらの位置では故障（スイッチ体Ｓ４の短絡）と判定される。

以上説明したように、４個のスイッチ体Ｓ１〜Ｓ４の信号値の組み合わせのみでは、誤判定を回避できない場合がある。そこで、本実施例では、第１グループのスイッチ体Ｓ１〜Ｓ３のいずれかの信号値が変化する毎にその変化後の信号値の組み合わせ（変化後の検出位置）が変化前の信号値の組み合わせ（変化前の検出位置）と隣り合う位置の信号値の組み合わせであるか否かを判定し、もし、隣り合う位置の信号値の組み合わせでなければ、故障と判定する。

例えば、図３（ｂ）に示すスイッチ体Ｓ１の断線時には、シフトレバー１１をＰレンジ→Ｐ−Ｒレンジ→Ｒレンジに操作する過程で、レンジ判別結果が「Ｘ（不明）」→「Ｒレンジ」となり、Ｐ−Ｒレンジを飛び越す検出位置の飛び（抜け）が発生する。この現象を検出することで、故障を検出することができる。

ところで、第１グループのスイッチ体Ｓ１〜Ｓ３の信号値を一定のサンプリング周期で制御部１７に読み込ませるように構成した場合、運転者のシフトレバー１１の操作速度が速くなると、スイッチ体Ｓ１〜Ｓ３の信号値の変化の間隔が信号値のサンプリング間隔よりも短くなる可能性があり、それによって、信号値を取りこぼして検出位置の飛び（抜け）が発生する可能性がある。

そこで、本実施例では、第１グループのスイッチ体Ｓ１〜Ｓ３のいずれかの信号値が変化する毎に割り込み処理により該第１グループのスイッチ体Ｓ１〜Ｓ３の信号値を制御部１７に読み込ませるようにしている。これにより、運転者のシフトレバー１１の操作速度が速い場合でも、シフトレバー１１の操作によって変化する全ての信号値を操作順に読み込むことができて、検出位置の飛び（抜け）が発生することを確実に防止することができる。

一方、第２グループのスイッチ体Ｓ４の信号値は、エンジン始動を許可するＰレンジとＮレンジのみで「１」となり、それ以外の位置では「０」となるため、運転者のシフトレバー１１の操作速度が速い場合でも、スイッチ体Ｓ４の信号値の取りこぼしが発生するほど信号値が速く変化することはない。そこで、本実施例では、第２グループのスイッチ体Ｓ４の信号値は、所定のサンプリング周期（例えば１０ｍｓｅｃ周期）で制御部１７に読み込ませるようにしている。

以上説明した本実施例のレンジ位置判定・故障診断は、図５乃至図７の各プログラムによって実行される。以下の説明では、スイッチ体Ｓ１の信号値を「Ｓ１」と表記し、スイッチ体Ｓ２の信号値を「Ｓ２」と表記し、スイッチ体Ｓ３の信号値を「Ｓ３」と表記し、スイッチ体Ｓ４の信号値を「Ｓ４」と表記する。

イグニッションスイッチのオン操作により制御部１７に電源が投入されると、制御部１７は、図５のメインルーチンを起動する。本ルーチンが起動されると、まずステップ１０１で、所定の初期化処理を実行して後述する各フラグや記憶値等を初期値にリセットした後、ステップ１０２に進み、第２グループのスイッチ体Ｓ４の信号値の前回記憶値ＳＳ４０と今回記憶値ＳＳ４を更新する。具体的には、前回処理時の今回記憶値ＳＳ４を前回記憶値ＳＳ４０として記憶し、今回読み込んだ信号値「Ｓ４」を今回記憶値ＳＳ４として記憶する。

この後、ステップ１０３に進み、今回記憶値ＳＳ４が前回記憶値ＳＳ４０と一致しているか否かを判定し、一致していなければ、ステップ１０４に進み、Ｓ４信号変化フラグＦｌａｇを信号値「Ｓ４」の変化ありを意味する“１”にセットして、ステップ１０９に進み、信号値「Ｓ４」のサンプリング周期である例えば１０ｍｓｅｃが経過するまで待機する。その後、１０ｍｓｅｃが経過した時点で、ステップ１０２に戻り、信号値「Ｓ４」を読み込んで前回記憶値ＳＳ４０と今回記憶値ＳＳ４を更新する。この後、ステップ１０３に進み、今回記憶値ＳＳ４が前回記憶値ＳＳ４０と一致しているか否かを判定し、一致していれば、ステップ１０５に進み、Ｓ４信号変化フラグＦｌａｇが信号値「Ｓ４」の変化ありを意味する“１”にセットされているか否かを判定し、「Ｙｅｓ」と判定された場合のみ、ステップ１０６に進み、Ｓ４信号検出値ＦＳ４に前回記憶値ＳＳ４０をセットし、次のステップ１０７で、Ｓ４信号変化フラグＦｌａｇを“０”にリセットしてステップ１０８に進む。尚、上記ステップ１０５で、「Ｎｏ」と判定された場合には、ステップ１０６とステップ１０７を飛び越してステップ１０８に進む。

要するに、ステップ１０２〜１０７の処理を信号値「Ｓ４」のサンプリング周期（例えば１０ｍｓｅｃ）で繰り返すことで、信号値「Ｓ４」の変化を検出する毎に、Ｓ４信号検出値ＦＳ４を更新する。

そして、信号値「Ｓ４」が変化した時を除いて、信号値「Ｓ４」のサンプリング周期（例えば１０ｍｓｅｃ）で、後述する図７のレンジ位置判定ルーチンが実行され、レンジ位置判定・故障診断が行われる。

図６の割り込み処理ルーチンは、第１グループのスイッチ体Ｓ１〜Ｓ３のいずれかの信号値が変化する毎に起動される。本ルーチンが起動されると、まずステップ２０１で、第１グループのスイッチ体Ｓ１〜Ｓ３の信号値を読み込み、その信号値で構成する３ビットコードの前回記憶値ＳＳ１３と今回記憶値ＳＳ１３０を更新する。具体的には、前回処理時の今回記憶値ＳＳ１３を前回記憶値ＳＳ１３０として記憶し、今回読み込んだ３ビットコード「Ｓ１３」を今回記憶値ＳＳ１３として記憶する。

この後、ステップ２０２に進み、今回記憶値ＳＳ１３（変化後の検出位置）と前回記憶値ＳＳ１３０（変化前の検出位置）とを比較し、両者が隣り合う遷移であるか否かを判定する。その結果、隣り合う遷移でないと判定されれば、ステップ２０３に進み、故障判定フラグＦｌａｇＳを故障ありを意味する“１”にセットして、本ルーチンを終了する。

一方、ステップ２０２で、今回記憶値ＳＳ１３と前回記憶値ＳＳ１３０とが隣り合う遷移であると判定されれば、ステップ２０４に進み、コード検出値ＦＳ１３に今回記憶値ＳＳ１３をセットする。この後、ステップ２０５に進み、故障判定フラグＦｌａｇＳを正常（故障なし）を意味する“０”に維持又はリセットして、本ルーチンを終了する。

図７のレンジ位置判定ルーチンは、図５のメインルーチンのステップ１０８で、信号値「Ｓ４」が変化した時を除いて、信号値「Ｓ４」のサンプリング周期（例えば１０ｍｓｅｃ）で実行される。本ルーチンが起動されると、まずステップ３０１で、故障判定フラグＦｌａｇＳが正常（故障なし）を意味する“０”にセットされているか否かを判定し、故障判定フラグＦｌａｇＳが故障ありを意味する“１”にセットされていれば、ステップ３０８に進み、故障と判定して、本ルーチンを終了する。

これに対して、故障判定フラグＦｌａｇＳが正常（故障なし）を意味する“０”にセットされていれば、ステップ３０２に進み、Ｓ４信号検出値ＦＳ４がＰレンジ又はＮレンジを意味する「１」であるか否かを判定し、「Ｙｅｓ」と判定されれば、ステップ３０３に進み、コード検出値ＦＳ１３がＰレンジを意味する「１００」であるか否かを判定する。その結果、コード検出値ＦＳ１３がＰレンジを意味する「１００」であると判定されれば、ステップ３０４に進み、現在のレンジ位置がＰレンジであると判定して、本ルーチンを終了する。

また、上記ステップ３０２で、Ｓ４信号検出値ＦＳ４がＰレンジ又はＮレンジを意味する「１」でないと判定されれば、ステップ３０５に進み、コード検出値ＦＳ１３がＰレンジを意味する「１００」又はＮレンジを意味する「００１」であるか否かを判定する。このステップ３０５で、「Ｙｅｓ」と判定されれば、ステップ３０８に進み、故障と判定して、本ルーチンを終了する。要するに、Ｓ４信号検出値ＦＳ４からは、Ｐレンジ又はＮレンジのいずれでもないと判定されるにも拘らず、コード検出値ＦＳ１３からは、Ｐレンジ又はＮレンジと判定され、両者の判定が矛盾するため、故障と判定するものである。

また、ステップ３０５で「Ｎｏ」と判定された場合は、Ｓ４信号検出値ＦＳ４とコード検出値ＦＳ１３とが矛盾しないため、ステップ３０９に進み、コード検出値ＦＳ１３によってレンジ位置又は中間状態位置を判定する。具体的には、コード検出値ＦＳ１３が「１１０」であればＰ−Ｒレンジと判定し、「０１０」であればＲレンジと判定し、「０１１」であればＲ−Ｎレンジと判定し、「１０１」であればＮ−Ｄレンジと判定し、「１１１」であればＤレンジと判定する。

また、ステップ３０３で、コード検出値ＦＳ１３がＰレンジを意味する「１００」でないと判定されれば、ステップ３０６に進み、コード検出値ＦＳ１３がＮレンジを意味する「００１」であるか否かを判定し、「Ｙｅｓ」と判定されれば、ステップ３０７に進み、現在のレンジ位置がＮレンジであると判定して、本ルーチンを終了する。

これに対して、ステップ３０６で「Ｎｏ」と判定された場合、つまり、Ｓ４信号検出値ＦＳ４からは、Ｐレンジ又はＮレンジと判定されるにも拘らず、コード検出値ＦＳ１３からは、Ｐレンジ又はＮレンジのいずれでもないと判定される場合は、両者の判定が矛盾するため、ステップ３０８に進み、故障と判定して、本ルーチンを終了する。

以上説明した本実施例では、レンジ位置検出スイッチ１２の４個のスイッチ体Ｓ１〜Ｓ４を、３個のスイッチ体Ｓ１〜Ｓ３からなる第１グループと、１個のスイッチ体Ｓ４からなる第２グループに区分し、第１グループの３個のスイッチ体Ｓ１〜Ｓ３から出力される２値信号（「０」，「１」）の組み合わせによって、上記７つの位置を表現する３ビットコードを構成し、第２グループのスイッチ体Ｓ４は、エンジン始動を許可するＰレンジとＮレンジのみでそれ以外の位置とは異なる信号が出力されるように構成したので、シフトレバー１１の操作位置を従来よりも精度良く判定できると共に、従来よりも多くの故障を検出することができる。

しかも、本実施例では、第１グループの３個のスイッチ体Ｓ１〜Ｓ３は、４つのレンジ位置と３つの中間状態位置において、隣り合う２つの位置間で１つのスイッチ体の信号値のみが切り換えられるように構成したので、ただ一つのスイッチ体の故障（断線・短絡）が発生した場合に、Ｐレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジの４つのレンジ位置のパターンが他のレンジ位置のパターンと一致することを防止でき、レンジ位置の誤判定を防止することができる。

また、本実施例では、各レンジ位置とその中間状態位置のいずれの位置においても、少なくとも１つのスイッチ体からアクティブな信号「１」が出力されるように構成したので、断線時に故障と判定することができる。

しかも、３ビット全てが「１」となるパターンは、Ｒレンジに割り付けるようにしたので、故障検出可能なパターン数を多くすることができると共に、Ｎ−ＤレンジをＲレンジと誤判定してバックアップランプが誤点灯されることを防止できる。

また、本実施例では、第１グループのスイッチ体Ｓ１〜Ｓ３のいずれかの信号値が変化する毎に割り込み処理により該第１グループのスイッチ体Ｓ１〜Ｓ３の信号値を制御部１７に読み込ませるようにしたので、運転者のシフトレバー１１の操作速度が速い場合でも、シフトレバー１１の操作によって変化する全ての信号値を操作順に読み込むことができて、検出位置の飛び（抜け）が発生することを確実に防止することができる。

尚、本実施例の自動変速機は、シフトレバー１１の操作によってＰレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジの４つのレンジ位置に切り換えられるようになっているが、切り換え可能なレンジ位置が５つ以上の自動変速機に本発明を適用する場合は、スイッチ体の数を５個に増加して、例えば、４個のスイッチ体からなる第１グループと、１個のスイッチ体からなる第２グループに区分し、第１グループの４個のスイッチ体から出力される２値信号（「０」，「１」）の組み合わせによって４ビットコードを構成するようにしても良い。また、第２グループを複数のスイッチ体から構成しても良い。この場合は、第２グループで、ＰレンジとＮレンジを区別して検出したり、これ以外のレンジ位置を検出するようにしても良い。

また、本実施例では、レンジ位置検出スイッチ１２のスイッチ体Ｓ１〜Ｓ４（２値信号発生手段）を接触式スイッチで構成したが、非接触式のスイッチ（センサ）で構成しても良い。非接触式のスイッチ（センサ）としては、例えば、ホール素子等の磁気センサや光センサを用いれば良い。具体的には、摺動子１５の代わりに磁気センサを摺動レバー１３に取り付け、導体１６の代わりに磁性体を設けて、シフトレバー１１の操作によって摺動レバー１３と一体的に移動する磁気センサが磁性体に対向した時に磁気センサの出力が変化する構成としても良い。或は、摺動子１５の代わりに光センサを摺動レバー１３に取り付け、導体１６の代わりにスリット等を設けて、シフトレバー１１の操作によって摺動レバー１３と一体的に移動する光センサがスリット等に対向した時に光センサの出力が変化する構成としても良い。非接触式のスイッチ（センサ）を用いれば、レンジ位置検出スイッチ１２の耐久性を向上できる利点がある。

本発明の一実施例を示す自動変速機のレンジ位置検出装置の概略構成図である。 レンジ位置検出スイッチの各スイッチ体Ｓ１〜Ｓ４の導体の配置パターンを示す図である。 （ａ）は正常時の各レンジ位置とスイッチ体Ｓ１〜Ｓ４の信号値との関係を説明する図、（ｂ）はスイッチ体Ｓ１の断線時の各レンジ位置とスイッチ体Ｓ１〜Ｓ４の信号値との関係を説明する図、（ｃ）はスイッチ体Ｓ２の断線時の各レンジ位置とスイッチ体Ｓ１〜Ｓ４の信号値との関係を説明する図、（ｄ）はスイッチ体Ｓ３の断線時の各レンジ位置とスイッチ体Ｓ１〜Ｓ４の信号値との関係を説明する図、（ｅ）はスイッチ体Ｓ４の断線時の各レンジ位置とスイッチ体Ｓ１〜Ｓ４の信号値との関係を説明する図である。 （ａ）は正常時の各レンジ位置とスイッチ体Ｓ１〜Ｓ４の信号値との関係を説明する図、（ｂ）はスイッチ体Ｓ１の短絡時の各レンジ位置とスイッチ体Ｓ１〜Ｓ４の信号値との関係を説明する図、（ｃ）はスイッチ体Ｓ２の短絡時の各レンジ位置とスイッチ体Ｓ１〜Ｓ４の信号値との関係を説明する図、（ｄ）はスイッチ体Ｓ３の短絡時の各レンジ位置とスイッチ体Ｓ１〜Ｓ４の信号値との関係を説明する図、（ｅ）はスイッチ体Ｓ４の短絡時の各レンジ位置とスイッチ体Ｓ１〜Ｓ４の信号値との関係を説明する図である。 メインルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 割り込み処理ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 レンジ位置判定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１０…リンク、１１…シフトレバー、１２…レンジ位置検出スイッチ、１３…摺動レバー、１４…絶縁体、１５…摺動子、１６…導体、１７…制御部、Ｓ１〜Ｓ４…スイッチ体（２値信号発生手段）

Claims (7)

1. 自動変速機のシフトレバーの操作位置に応じて複数の２値信号発生手段の状態を各２値信号発生手段毎に設定されたパターンで切り換えて複数の２値信号を出力するレンジ位置検出スイッチにおいて、
   前記複数の２値信号発生手段を２つのグループに分けて各グループの２値信号によって各グループ毎に前記シフトレバーの操作位置に関する情報を表現することを特徴とするレンジ位置検出スイッチ。
2. 少なくとも一方のグループの２値信号の組み合わせは、前記シフトレバーの操作位置として少なくともパーキングレンジ、リバースレンジ、ニュートラルレンジ、ドライブレンジの各レンジ位置とその中間状態位置を識別できるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載のレンジ位置検出スイッチ。
3. 前記少なくとも一方のグループの２値信号発生手段は、前記各レンジ位置とその中間状態位置において、隣り合う２つの位置間で１つの２値信号発生手段のみが切り換えられるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載のレンジ位置検出スイッチ。
4. 前記少なくとも一方のグループの２値信号発生手段は、前記各レンジ位置とその中間状態位置において、少なくとも１つの２値信号発生手段からアクティブな信号が出力されるように構成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載のレンジ位置検出スイッチ。
5. 前記少なくとも一方のグループの２値信号発生手段は、前記ドライブレンジで全ての信号がアクティブな信号に切り換えられるように構成されていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載のレンジ位置検出スイッチ。
6. 一方のグループの２値信号の組み合わせは、前記シフトレバーの操作位置として少なくともパーキングレンジ、リバースレンジ、ニュートラルレンジ、ドライブレンジの各レンジ位置とその中間状態位置を識別できるように設定され、
   他方のグループの２値信号発生手段は、前記パーキングレンジ及び前記ニュートラルレンジのみでそれ以外の位置とは異なる信号が出力されるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のレンジ位置検出スイッチ。
7. 前記一方のグループを３個の２値信号発生手段で構成し、前記中間状態位置において２個の２値信号発生手段からアクティブな信号が出力されるように構成されていることを特徴とする請求項６に記載のレンジ位置検出スイッチ。

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