JP2008051258A - 自動変速機のシフト切換装置、切換方法、その方法を実現するプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】動力の出力方向が変化するシフト切換時における異常に早期に対応する。
【解決手段】ＳＢＷ−ＥＣＵは、ＤポジションからＲポジションへのシフト切換またはＲポジションからＤポジションへのシフト切換のように動力の出力方向が変化するシフト切換操作を検出すると（Ｓ１０００にてＹＥＳ、Ｓ１０１０にてＹＥＳ）、これら以外のシフト切換操作で用いられる時間ｔ（２）よりも短い時間ｔ（１）を異常判定時間に代入するステップ（Ｓ１０２０、Ｓ１０８０）と、アクチュエータへ作動指令を出力してもエンコーダのカウントが無変化の時間が異常判定時間を超えると（Ｓ１０４０にてＮＯ、Ｓ１１００にてＮＯ）異常処理を実行するステップ（Ｓ１０６０、Ｓ１１２０）と、動力の出力方向が変化するシフト切換操作の場合には目標位置をＮポジションに変更するステップ（Ｓ１０７０）とを含む、プログラムを実行する。
【選択図】図５

Description

本発明は、自動変速機のシフトポジション（シフトレンジ）をモータ等からなるアクチュエータを介して切換える自動変速機のシフト切換に関し、特に動力の伝達方向が逆になるシフト操作（ＤポジションからＲポジション、ＲポジションからＤポジション）について異常が発生しても適切に対処できる、自動変速機のシフト切換に関する。

車両に搭載される自動変速機の中には、トルクコンバータなどの流体継手と歯車式変速機構とから構成される有段式の自動変速機や、油圧によって有効径を変化させる２つのプーリとそれらプーリに巻き掛けられた金属ベルトとから構成される無段式の自動変速機がある。

有段式の自動変速機は、エンジンと、トルクコンバータ等の流体継手を介して接続される。有段式の自動変速機は、複数の動力伝達経路を有してなる変速機構（歯車式変速機構）から構成され、たとえば、アクセル開度および車速に基づいて自動的に動力伝達経路の切換えを行なう、すなわち自動的に変速比（走行速度段）の切換えを行なうように構成される。有段式の自動変速機においては、摩擦要素である、クラッチ要素やブレーキ要素やワンウェイクラッチ要素が、所定の状態に係合および解放されることにより、ギヤ段が決定される。

無段式の自動変速機も、エンジンとトルクコンバータ等の流体継手を介して接続される。たとえばベルト式無段変速機は、金属ベルトと一対のプーリとを用いて、油圧によってプーリの有効径を変化させることで連続的に無段の変速を実現する。詳しくは、無端金属ベルトが、入力軸に取付けられた入力側プーリおよび出力軸に取付けられた出力側プーリに巻き掛けられて使用される。入力側プーリおよび出力側プーリは、溝幅を無段階に変えられる１対のシーブをそれぞれ備え、溝幅を変えることで、無端金属ベルトの入力側プーリおよび出力側プーリに対する巻付け半径が変わり、これにより入力軸と出力軸との間の回転数比、すなわち変速比を連続的に無段階に変化させることができる。

このようないずれのタイプの自動変速機においても、従来においては、一般的に、自動変速機を有した車両には運転者（以下、運転者をドライバと記載する場合がある）により操作されるスライド式のシフトレバーが設けられ、シフトレバーのスライド操作に基づいて変速ポジション（たとえば、パーキングポジション（Ｐポジション）後進走行ポジション（Ｒポジション）、ニュートラルポジション（Ｎポジション）、前進走行ポジション（Ｄポジション））が設定されている。したがって、シフトレバーの位置により（シフトレバーがスライド溝のどの位置にあるのかを目視することにより）、現在の自動変速機のシフトポジションを運転者が認識できる。

なお、シフトレンジとは、複数の前進変速ギヤ段（たとえば６速）を有する（後進変速ギヤ段を１段しか有しないとする）自動変速機における前進走行時に使用する変速ギヤ段の範囲を示すものである。たとえば、１レンジであると１速のみを使用し、２レンジであると１速および２速を使用し、３レンジであると１速、２速および３速を使用し、Ｄレンジであると１速から６速を使用することになる。

最近では、こうしたスライド式のシフトレバーによるシフト操作装置のみならず、いわゆるシフト・バイ・ワイア方式のシフト操作装置も知られている。こうした方式のシフト操作装置では、運転者のシフト操作をセンサやスイッチ（センサ類）によって検出し、その検出信号に応じて複数のポジションの中の１つのポジションを選択する構成となっている。さらに、このようなシフト・バイ・ワイア方式の場合には、シフトレバーはスライド式に限定されるものではなく、いわゆるジョイスティック方式の操作子やプッシュボタン方式の操作子の採用も提案されている。このジョイスティック方式の操作子では、運転者が前後左右にレバーを傾動させることでシフト操作が行なわれるようになっている。

このようなシフト・バイ・ワイア方式を採用したシフト操作装置に関して、特開２００４−１２５０６１号公報（特許文献１）は、マニュアルシャフトを動作させるアクチュエータの障害の発生に対して自動変速機を適切に制御することにより、運転者の意図に反する車両の挙動を効果的に防ぐ自動変速機の制御装置を開示する。この自動変速機の制御装置は、自動変速機の複数の変速ポジションに対応した複数の変速ポジション位置を有し、運転者の切換操作により複数の変速ポジション位置の内の一つを目標ポジション位置として選択し、目標ポジション位置を電気信号に変換して目標ポジション位置信号として出力する目標ポジション位置指令部と、目標ポジション位置信号に応じて自動変速機の実ポジション切換を行なう実ポジション切換部と、自動変速機の実ポジション位置を電気信号に変換して実ポジション位置信号として検出する実ポジション位置検出部と、目標ポジション位置信号と実ポジション位置信号とが異なるときに異常と判断する変速異常判断部と、変速異常判断部が異常と判断したときに、エンジンの出力軸から自動変速機を介して駆動輪へと至るまでの間の動力伝達経路を切断する動力伝達経路切断部とを備える。

この自動変速機の制御装置によると、自動変速機の実ポジション位置を検出して、運転者のシフト選択スイッチ操作による変速ポジション位置（目標ポジション位置）と比較し、両者が不一致となった場合にマニュアルシャフトを動作させるアクチュエータに障害が生じる等の自動変速機に異常が発生したと判断し、異常が発生した場合には、エンジンからの回転を自動変速機を通して駆動輪に伝達する動力伝達経路を切断し、エンジンの回転が駆動輪まで伝わらないようにしている。それによって、目標ポジション位置と実ポジション位置とが一致しない場合に、運転者の意図に反して車両が急発進したり後進するといった事態を防ぐことが可能となる。また、運転者のシフト選択スイッチ操作等によって不一致が解消した場合には、動力伝達経路を再度接続することにより、運転者の意図した変速ポジションと変速機側の変速ポジションとが一致する変速ポジションを用いて車両を移動させることが可能となる。
特開２００４−１２５０６１号公報

しかしながら、上述の特許文献１においては、運転者のシフト選択スイッチ操作による変速ポジション位置（目標ポジション位置）と比較し、両者が不一致となった場合にマニュアルシャフトを動作させるアクチュエータに障害が生じる等の自動変速機に異常が発生したと判断しているに過ぎない。すなわち、たとえば、ＤポジションからＲポジションやＲポジションからＤポジションのように動力の出力方向が変化するシフト切換の場合においても、これらの２つのシフト切換以外の場合と同じように判断される。より具体的には、狭い曲路において車両を切返す場合には、ＤポジションからＲポジションへシフトポジションを切換えたり、ＲポジションからＤポジションへシフトポジションを切換えたりする（以下、このようなシフトポジションの切換を、動力の出力方向が変化するシフト切換と記載する場合がある）ことが繰返される。このときに、動力の出力方向が変化する切換を他のシフト切換と同じように判定していたのでは、故障の種類を判別できないので、一律的な復帰になり、たとえば電源を再投入する等の面倒なものとなり、切返し時間が長くなる。特に、単にマニュアルシャフトの回転が遅れた場合であっても（このような場合には電源再投入による復帰は不要）、エンコーダのカウント値をリセットする等のために電源再投入して復帰させなければならないために、復帰に時間がかかった。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、運転者による操作に従った電気的信号に基づいて、アクチュエータにより機械要素を動かして複数のシフトポジションの中から操作に対応する１つのシフトポジションに切換えるシフト・バイ・ワイア方式のシフト制御システムにおいて、動力の出力方向が変化するシフト切換時における異常に早期に対応できる、シフト切換装置、切換方法、その方法を実現するプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体を提供することである。

第１の発明に係る自動変速機のシフト切換装置は、運転者による操作に従った電気信号に基づいて、アクチュエータにより機械要素を動かして複数のシフトポジションの中から操作に対応する１つのシフトポジションに切換えるためのシフト切換手段と、シフト切換手段の作動状態を検出するための検出手段と、判定時間における作動状態に基づいて、シフト切換装置に異常が発生したことを判定するための判定手段と、判定時間を、動力の出力方向が変化するシフト切換時は、動力の出力方向が変化しないシフト切換時よりも短く設定するための設定手段とを含む。第４の発明に係るシフト切換方法は、第１の発明に係るシフト切換装置と同様の要件を備える。

第１または第４の発明によると、自動変速機は、運転者による操作に従った電気的信号に基づいて、アクチュエータにより機械要素を動かして複数のシフトポジションの中から操作に対応する１つのシフトポジションに切換えるシフト・バイ・ワイア方式によりシフト切換が制御される。このとき、動力の出力方向が変化するシフト切換（ＤポジションからＲポジションへのシフト切換やＲポジションからＤポジションへのシフト切換）の時には、そうではないシフト切換よりも判定時間を短く設定する。このため、動力の出力方向が変化するシフト切換の場合には、より早く異常を検出できる。このため、電源再投入による復帰を回避して、速やかかつ容易な操作で、異常から復帰させることができる。その結果、シフト・バイ・ワイア方式のシフト制御システムにおいて、動力の出力方向が変化するシフト切換時における異常に早期に対応できる、シフト切換装置やシフト切換方法を提供することができる。

第２の発明に係る自動変速機のシフト切換装置は、第１の発明の構成に加えて、自動変速機の作動油の温度を検知するための手段をさらに含む。設定手段は、温度が低いと判定時間を短く設定するための手段を含む。第５の発明に係るシフト切換方法は、第２の発明に係るシフト切換装置と同様の要件を備える。

第２または第５の発明によると、異常発生時に自動変速機の摩擦係合要素を係合させたり解放させたりして、たとえばＮポジションを形成する。しかしながら、自動変速機の作動油の温度が低いと、このようなＮポジションへ退避させる異常処理により長い時間を必要とする。このため、このように自動変速機の作動油の温度が低いと判定時間を短く設定しておいて異常をより早く判定して異常処理を行なうことができる。

第３の発明に係る自動変速機のシフト切換装置は、第１または２の発明の構成に加えて、動力の出力方向が変化するシフト切換時に異常が発生したと判定されると、自動変速機の目標シフトポジションをニュートラルポジションに設定するための手段をさらに含む。第５の発明に係るシフト切換方法は、第２の発明に係るシフト切換装置と同様の要件を備える。

第３または第６の発明によると、動力の出力方向が変化するシフト切換時に異常が発生した場合には目標シフトポジションがニュートラルポジションに設定される。このため、シフト切換装置のハードウェアが復帰不能な異常でない限り（すなわち、アクチュエータで動かされる機械要素の動きが遅かった時）、運転者が再度ＤポジションやＲポジションへのシフト操作を実行するだけで（再シフト操作するだけで）、所望のシフトポジションへシフト切換でき、容易かつ早期に異常から復帰できる。

第７の発明に係るプログラムは、第４〜第６のいずれかの発明に係るシフト切換方法をコンピュータで実現するプログラムであって、第８の発明に係る記録媒体は、第４〜６のいずれかの発明に係るシフト切換方法をコンピュータで実現するプログラムを記録した媒体である。

第７または第８の発明によると、コンピュータ（汎用でも専用でもよい）を用いて、第４〜６のいずれかの発明に係るシフト切換方法を実現することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

図１に、本実施の形態に係る自動変速機のシフト切換装置を備えたシフト制御システム１０の構成を示す。本実施の形態においては、動力の出力方向が変化するシフト切換時（ＤポジションからＲポジション、ＲポジションからＤポジション）における異常に、早期かつ適切に対応できるように、シフト制御システム１０が制御される。

このシフト制御システム１０は、車両のシフトポジションを切換えるために用いられる。シフト制御システム１０は、Ｐスイッチ２０、シフトスイッチ２６、車両電源スイッチ２８、車両制御装置（以下、「ＥＦＩ−ＥＣＵ」と表記する）３０、パーキング制御装置（以下、「ＳＢＷ（Shift By Wire）−ＥＣＵ」と表記する）４０、アクチュエータ（モータ）４２、エンコーダ４６、シフト制御機構４８、表示部５０、メータ５２および駆動機構６０を含む。シフト制御システム１０は、電気制御によりシフトポジションを切換えるシフトバイワイヤシステムとして機能する。具体的にはシフト制御機構４８がアクチュエータ４２により駆動されてシフトポジションの切換えを行なう。

車両電源スイッチ２８は、車両電源のオン・オフを切換えるためのスイッチである。車両電源スイッチ２８は、特に限定されるものではないが、たとえば、イグニッションスイッチである。車両電源スイッチ２８がドライバなどのユーザから受付けた指示はＥＦＩ−ＥＣＵ３０に伝達される。たとえば、車両電源スイッチ２８がオンされることにより、図示しない補機バッテリから電力が供給されて、シフト制御システム１０が起動される。

Ｐスイッチ２０は、シフトポジションをパーキングポジション（以下、「Ｐポジション」と呼ぶ）とパーキング以外のＲポジション、ＮポジションおよびＤポジション（以下、これらの３つのポジションを「非Ｐポジション」と呼ぶ）との間で切換えるためのスイッチであり、スイッチの状態をドライバに示すためのインジケータ２２、およびドライバからの指示を受付ける入力部２４を含む。ドライバは、入力部２４を通じて、シフトポジションをＰポジションに入れる指示を入力する。入力部２４はモーメンタリスイッチであってもよい。入力部２４が受付けたドライバからの指示は、ＥＦＩ−ＥＣＵ３０、およびＥＦＩ−ＥＣＵ３０を通じＳＢＷ−ＥＣＵ４０に伝達される。なお、このようなＰスイッチ２０以外により、非ＰポジションからＰポジションにシフトポジションを切換えるものであってもよい。

ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、シフトポジションをＰポジションと非Ｐポジションとの間で切換えるために、シフト制御機構４８を駆動するアクチュエータ４２の動作を制御し、現在のシフトポジションの状態をインジケータ２２に提示する。シフトポジションが非Ｐポジションであるときにドライバは入力部２４を押下すると、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０はシフトポジションをＰポジションに切換えて、インジケータ２２に現在のシフトポジションがＰポジションである旨を提示する。

アクチュエータ４２は、スイッチドリラクタンスモータ（以下、「ＳＲモータ」と表記する）により構成され、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０からの指示を受けてシフト制御機構４８を駆動する。エンコーダ４６は、アクチュエータ４２と一体的に回転し、ＳＲモータの回転状況を検知する。本実施の形態のエンコーダ４６は、Ａ相、Ｂ相およびＺ相の信号を出力するロータリーエンコーダである。ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、エンコーダ４６から出力される信号を取得してＳＲモータの回転状況を把握し、ＳＲモータを駆動するための通電の制御を行なう。

シフトスイッチ２６は、シフトポジションをドライブポジション（Ｄ）、リバースポジション（Ｒ）、ニュートラルポジション（Ｎ）、ブレーキポジション（Ｂ）などのポジションに切換えたり、またＰポジションに入れられているときには、Ｐポジションを解除したりするためのスイッチである。シフトスイッチ２６が受付けたドライバからの指示はＥＦＩ−ＥＣＵ３０に伝達される。ＥＦＩ−ＥＣＵ３０は、ドライバからの指示に基づき、駆動機構６０におけるシフトポジションを切換える制御を行なうとともに、現在のシフトポジションの状態をメータ５２に提示する。駆動機構６０は、無段変速機構から構成されているが、有段変速機構から構成されてもよい。

ＥＦＩ−ＥＣＵ３０は、シフト制御システム１０の動作を統括的に管理する。表示部５０は、ＥＦＩ−ＥＣＵ３０またはＳＢＷ−ＥＣＵ４０が発したドライバに対する指示や警告（後述する異常発生の報知を含む）などを表示する。メータ５２は、車両の機器の状態やシフトポジションの状態などを提示する。

さらに、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０には、エンコーダ４６自体が故障した場合、エンコーダからＳＢＷ−ＥＣＵ４０への信号線にノイズが重畳した場合、エンコーダ４６のコイル電流遮断時においても、マニュアルシャフトの回転を検出することができるように、出力軸回転検出部（出力軸センサ）１０００が接続されている。また、自動変速機の作動油の温度（作動油温）により作動油の粘性が異なる（温度が低いと粘度が高く流動性が悪くなる）。このため、異常を検知した後に自動変速機の油圧回路を作動させる異常処理を実行しても（たとえば、Ｎポジションに退避）、自動変速機のクラッチやブレーキなどの摩擦係合要素の係合および解放を速やかに行なうことができない。このため、作動油温が低いほど、後述する異常判定時間を短く設定する。このため、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０には、自動変速機の作動油温を検出する自動変速機作動油温検出部（ＡＴ油温センサ）１１００が接続されている。

図２に示すように、シフトスイッチ２６は、たとえば、シフトレバー１１０２と、シフトレバー１１０２が摺動される第１の溝１１０４と、シフトレバー１１０２が摺動される第２の溝１１０６と、シフトレバー１１０２が摺動される第３の溝１１０８と、シフトレバー１１０２が摺動される第４の溝１１１０とから構成される。

第１の溝１１０４に沿ってシフトレバー１１０２がその終端（下端）まで到達して、予め定められた時間以上、シフトレバー１１０２が運転者により保持されることによりブレーキポジションに設定される。このとき、シフトレバー１１０２は、矢印１１２６で示すように移動される。

第２の溝１１０６に沿ってシフトレバー１１０２がその終端（右端）まで到達して、予め定められた時間以上、シフトレバー１１０２が運転者により保持されることによりニュートラルポジションに設定される。このとき、シフトレバー１１０２は、矢印１１２０で示すように移動される。

第２の溝１１０６に沿ってシフトレバー１１０２がその終端（右端）まで到達して、さらに第３の溝１１０８に沿ってシフトレバー１１０２がその終端（上端）まで到達して、予め定められた時間以上、シフトレバー１１０２が運転者により保持されることにより後進走行ポジションに設定される。このとき、シフトレバー１１０２は、矢印１１２２で示すように移動される。

第２の溝１１０６に沿ってシフトレバー１１０２がその終端（右端）まで到達して、さらに第４の溝１１１０に沿ってシフトレバー１１０２がその終端（下端）まで到達して、予め定められた時間以上、シフトレバー１１０２が運転者により保持されることにより前進走行ポジションに設定される。このとき、シフトレバー１１０２は、矢印１１２４で示すように移動される。

図２に示すシフト切換装置１１１０のシフトレバー１１０２は、運転者がシフトレバー１１０２から手を離している状態の中立位置にあることを示す。すなわち、図２に示すように、中立位置にあるシフトレバー１１０２を、矢印１１２０のように動かすことにより自動変速機がニュートラル状態となるニュートラルポジションに、矢印１１２２のように動かすことにより自動変速機が後進走行状態となる後進走行ポジションに、矢印１１２４のように動かすことにより前進走行ポジションに、矢印１１２６のように動かすことにより自動変速機が前進走行状態となる前進走行ポジションであってエンジンブレーキ作動状態となるブレーキポジションに設定される。なお、以下の説明においては、ブレーキポジション（Ｂポジション）についての説明は割愛する。

図３に、シフト制御機構４８の構成を示す。シフトポジションは、Ｐポジション、非Ｐポジション（Ｒ、Ｎ、Ｄの各ポジションを含み、さらにＤポジションに加えて１速固定のＤ１ポジションや１、２速固定（２速固定でも良い）のＤ２ポジション（２レンジ）を含んでも良い）である。シフト制御機構４８は、アクチュエータ４２により回転されるマニュアルシャフト１０２、マニュアルシャフト１０２の回転に伴って回転するディテントプレート１００、ディテントプレート１００の回転に伴って動作するロッド１０４、図示しない変速機の出力軸に固定されたパーキングギア１０８、パーキングギア１０８をロックするためのパーキングロックポール１０６、ディテントプレート１００の回転を制限してシフトポジションを固定するディテントスプリング１１０およびころ１１２を含む。ディテントプレート１００は、アクチュエータ４２により駆動されてシフトポジションを切換えるシフト手段として機能する。マニュアルシャフト１０２、ディテントプレート１００、ロッド１０４、ディテントスプリング１１０およびころ１１２は、シフト切換機構の役割を果たす。また、エンコーダ４６は、アクチュエータ４２の回転量に応じた計数値を取得する。

なお、図３の斜視図においては、ディテントプレート１００の谷（Ｐポジション位置）しか示していないが、実際には図３の拡大平面図に示すように、ディテントプレート１００には、Ｄ、Ｎ、Ｒ、Ｐの４つのポジションに対応する４つの谷が存在する。

図３は、シフトポジションが非Ｐポジションであるときの状態を示している。この状態では、パーキングロックポール１０６がパーキングギア１０８をロックしていないので、車両の駆動軸の回転は妨げられない。この状態からアクチュエータ４２によりマニュアルシャフト１０２を時計回り方向に回転させると、ディテントプレート１００を介してロッド１０４が図３に示す矢印Ａの方向に押され、ロッド１０４の先端に設けられたテーパ部によりパーキングロックポール１０６が図３に示す矢印Ｂの方向に押し上げられる。ディテントプレート１００の回転に伴ってディテントプレート１００の頂部に設けられた４つの谷のうちの一方、すなわち非Ｐポジション位置１２０にあったディテントスプリング１１０のころ１１２は、山１２２を乗り越えて他方の谷、すなわちＰポジション位置１２４へ移る。ころ１１２は、その軸方向に回転可能にディテントスプリング１１０に設けられている。ころ１１２がＰポジション位置１２４に来るまでディテントプレート１００が回転したとき、パーキングロックポール１０６は、パーキングギア１０８と嵌合する位置まで押し上げられる。これにより、車両の駆動軸が機械的に固定され、シフトポジションがＰポジションに切換わる。

シフト制御システム１０においては、シフトポジション切換時にディテントプレート１００、ディテントスプリング１１０およびマニュアルシャフト１０２などのシフト切換機構に係る負荷を低減するために、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０が、ディテントスプリング１１０のころ１１２が山１２２を乗り越えて落ちるときの衝撃を少なくするように、アクチュエータ４２の回転量を制御する。

図４を参照して、本実施の形態に係るシフト切換装置の機能ブロック図について説明する。図４に示すように、このシフト切換装置は、運転者がシフト操作を行なう変速操作部１００００（たとえば、シフトスイッチ２６に対応）と、変速操作部１００００に接続され運転者による変速操作を検出する変速操作検出部１１０００と、変速操作検出部１１０００により動力の出力方向が変化するシフト切換（ＤポジションからＲポジション、ＲポジションからＤポジション）が検出されたときとそうではないときとで異なる判定時間を設定する判定時間設定部１２０００と、要求された変速動作を実行するとともに、その判定時間に基づいてその変速動作に異常が発生したか否かを判断する変速判定部３００００と、変速判定部３００００により制御される変速実行部６００００とを含む。

さらに、変速判定部３００００には、自動変速機の作動油温を検出するＡＴ油温検出部５００００が接続され、変速判定部３００００は、自動変速機の作動油温に基づいて判定時間を補正する。変速判定部３００００は、マニュアルシャフト回転量検出部２００００（エンコーダ４６や出力軸センサ１０００）が接続され、これらからの信号が判定時間以上にわたって変化しない場合、異常が発生したと判定する。

変速判定部３００００は、動力の出力方向が変化するシフト切換において異常が発生すると、シフトポジションをＮポジションに退避させる異常処理部４００００に接続されている。なお、異常処理部４００００は、シフト切換において異常が発生したことをダイアグとして記憶するようにしても良い。

このような機能ブロックを有する本実施の形態に係るシフト切換装置は、デジタル回路やアナログ回路の構成を主体としたハードウェアでも、ＥＣＵに含まれるＣＰＵ（Central Processing Unit)およびメモリとメモリから読み出されてＣＰＵで実行されるプログラムとを主体としたソフトウェアでも実現することが可能である。一般的に、ハードウェアで実現した場合には動作速度の点で有利で、ソフトウェアで実現した場合には設計変更の点で有利であると言われている。以下においては、ソフトウェアとして制御装置を実現した場合を説明する。なお、このようなプログラムを記録した記録媒体についても本発明の一態様である。

図５を参照して、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０で実行されるプログラムの制御構造について説明する。なお、このプログラムは、予め定められたサイクルタイムで繰返し実行される。

ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１０００にて、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、シフト切換操作を検出したか否かを判断する。このとき、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、シフトスイッチ２６から入力された信号に基づいて判断する。シフト切換操作を検出すると（Ｓ１０００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０１０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１０００にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ１０１０にて、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、検出したシフト切換操作がＤポジションからＲポジションまたはＲポジションからＤポジションであるか否かを判断する。シフト切換操作がＤポジションからＲポジションまたはＲポジションからＤポジションであると（Ｓ１０１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２０へ移される。シフト切換操作がＤポジションからＲポジションでもなくかつＲポジションからＤポジションでもないと（Ｓ１０１０にてＮＯ）、処理はＳ１０８０へ移される。

Ｓ１０２０にて、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、異常判定時間に時間ｔ（１）を代入する。この時間ｔ（１）は後述する時間ｔ（２）よりも小さい。Ｓ１０３０にて、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、ＤポジションからＲポジションまたはＲポジションからＤポジションへシフト切換するように、シフト制御機構４８を駆動するアクチュエータ４２に作動指令信号を出力する。

Ｓ１０４０にて、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、エンコーダ４６や出力軸センサ１０００から入力された信号に基づいて、マニュアルシャフト１０２の回転量をカウントするカウンタが無変化である時間が異常判定時間以下であるか否かを判断する。カウンタ無変化時間が異常判定時間以下であると（Ｓ１０４０にてＹＥＳ）、処理はＳ１０５０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１０４０にてＮＯ）、処理はＳ１０６０へ移される。

Ｓ１０５０にて、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、エンコーダ４６や出力軸センサ１０００から入力された信号に基づいて、マニュアルシャフト１０２がＤポジションに対応する目標位置やＲポジションに対応する目標位置まで到達してシフト切換が完了したか否かを判断する。目標位置まで回転してシフト切換が完了すると（Ｓ１０５０にてＹＥＳ）、この処理は終了する。もしそうでないと（Ｓ１０５０にてＮＯ）、処理はＳ１０３０へ戻される。

Ｓ１０６０にて、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、自動変速機の摩擦係合要素であるクラッチやブレーキを係合や解放する等の異常処理を実行する。このとき、自動変速機の作動油温が高いと速やかに摩擦係合要素が係合や解放されるが、作動油温が低いと摩擦係合要素が係合や解放されるのに時間がかかる。このため、自動変速機の作動油温が低い時の方が高い時よりも異常処理に時間がかかる。そのため、自動変速機の作動油温が低い時の方が高い時よりも異常判定時間が短くなるように補正されている。

Ｓ１０７０にて、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、目標位置をＮポジションに変更する。これにより、このプログラムとは別のプログラムでシフトポジションがＮポジションに変更される。このようにすると、ハードウェアの異常ではなくマニュアルシャフト１０２の回転が遅れた場合には、運転者が再度シフトスイッチ２６をＤポジションやＲポジションに操作することで異常復帰できる。なお、アクチュエータ４２が作動不可能な場合には、Ｎポジションに変更できないので、現在のシフトポジションを維持する。

Ｓ１０８０にて、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、異常判定時間にｔ（２）を代入する。この時間ｔ（２）は前述の時間ｔ（１）よりも大きい。Ｓ１０９０にて、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、ＤポジションからＲポジションへのシフト切換以外およびＲポジションからＤポジションへのシフト切換以外のシフト切換するように、シフト制御機構４８を駆動するアクチュエータ４２に作動指令信号を出力する。

Ｓ１１００にて、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、エンコーダ４６や出力軸センサ１０００から入力された信号に基づいて、マニュアルシャフト１０２の回転量をカウントするカウンタが無変化である時間が異常判定時間以下であるか否かを判断する。カウンタ無変化時間が異常判定時間以下であると（Ｓ１１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１１１０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１１００にてＮＯ）、処理はＳ１１２０へ移される。

Ｓ１１１０にて、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、エンコーダ４６や出力軸センサ１０００から入力された信号に基づいて、マニュアルシャフト１０２が運転者が要求したシフトポジションに対応する目標位置まで到達してシフト切換が完了したか否かを判断する。目標位置まで回転してシフト切換が完了すると（Ｓ１１１０にてＹＥＳ）、この処理は終了する。もしそうでないと（Ｓ１１１０にてＮＯ）、処理はＳ１０９０へ戻される。

Ｓ１１２０にて、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、異常処理を実行する。
なお、時間ｔ（１）や時間ｔ（２）が代入された異常判定時間は、自動変速機の作動油温に基づいて補正される。このとき、作動油温が低いほど異常判定時間がより短く補正される。

以上のような構造を有する本実施の形態に係る自動変速機のシフト切換装置を備えたシフト制御システム１０の動作について、説明する。

運転者が動力の出力方向が変化するシフト切換操作されると（ＤポジションからＲポジションへのシフト切換操作、またはＲポジションからＤポジションへのシフト切換操作）（Ｓ１０１０にてＹＥＳ）、異常判定時間に、動力の出力方向が変化しないシフト切換操作に適用される時間ｔ（２）より短い時間ｔ（１）が代入される。

アクチュエータ４２に作動指令（目標位置はＲポジションまたはＤポジション）が出力され（Ｓ１０３０）、エンコーダ４６のカウンタ値は無変化の時間または／および出力軸センサ１０００のセンシング値は無変化の時間が判定時間ｔ（１）より長くなると（Ｓ１０４０にてＮＯ）、シフト制御システム１０に何らかの異常が発生したと判断されて、異常処理が実行される（Ｓ１０６０）。さらに、目標位置がＮポジションに変更される（Ｓ１０７０）。

このようにすると、動力の出力方向が変化するシフト切換操作される場合における異常をより早く検出することができる。さらにこのときにＮポジションに目標位置が変更されるので、運転者は異常発生後に電源再投入により復帰する必要なく、シフトスイッチ２６を再度ＲポジションやＤポジションに操作すればよいだけで復帰できる。

以上のようにして、本実施の形態に係るシフト切換装置によると、シフト・バイ・ワイア方式のシフト制御システムにおいて、動力の出力方向が変化するシフト切換時における異常を早期に検出して、電源再投入による復帰を回避して、速やかかつ容易な操作で、異常から復帰させることができる。

なお、Ｓ１０４０およびＳ１１００における処理においては、カウント値が無変化である時間を異常判定時間と比較するのではなく、カウント値がしきい値未満である時間を異常判定時間と比較するようにしても構わない。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態に係るシフト制御システム１０の構成を示す図である。 図１のシフトスイッチ２６の構成を示す図である。 図１のシフト制御機構４８の構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係るシフト切換装置の機能ブロック図である。 本発明の実施の形態に係るシフト切換装置であるＳＢＷ−ＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ シフト制御システム、２０ Ｐスイッチ、２２ インジケータ、２４ 入力部、２６ シフトスイッチ、２８ 車両電源スイッチ、３０ ＥＦＩ−ＥＣＵ、４０ ＳＢＷ−ＥＣＵ、４２ アクチュエータ、４６ エンコーダ、４８ シフト制御機構、５０ 表示部、５２ メータ、６０ 駆動機構、７０ シフト系統電源異常検出部、１００ ディテントプレート、１０２ マニュアルシャフト、１０４ ロッド、１０６ パーキングロックポール、１０８ パーキングギア、１１０ ディテントスプリング、１１２ ころ、１２０ 非Ｐポジション位置、１２２ 山、１２４ Ｐポジション位置、１０００ 出力軸回転検出部（出力軸センサ）、１１００ 自動変速機作動油温検出部（ＡＴ油温センサ）。

Claims (8)

1. 車両に搭載された自動変速機のシフト切換装置であって、
   運転者による操作に従った電気信号に基づいて、アクチュエータにより機械要素を動かして複数のシフトポジションの中から前記操作に対応する１つのシフトポジションに切換えるためのシフト切換手段と、
   前記シフト切換手段の作動状態を検出するための検出手段と、
   判定時間における前記作動状態に基づいて、前記シフト切換装置に異常が発生したことを判定するための判定手段と、
   前記判定時間を、動力の出力方向が変化するシフト切換時は、動力の出力方向が変化しないシフト切換時よりも短く設定するための設定手段とを含む、自動変速機のシフト切換装置。
2. 前記自動変速機のシフト切換装置は、前記自動変速機の作動油の温度を検知するための手段をさらに含み、
   前記設定手段は、前記温度が低いと前記判定時間を短く設定するための手段を含む、請求項１に記載の自動変速機のシフト切換装置。
3. 前記自動変速機のシフト切換装置は、前記動力の出力方向が変化するシフト切換時に異常が発生したと判定されると、前記自動変速機の目標シフトポジションをニュートラルポジションに設定するための手段をさらに含む、請求項１または２に記載の自動変速機のシフト切換装置。
4. 車両に搭載された自動変速機のシフト切換方法であって、
   運転者による操作に従った電気信号に基づいて、アクチュエータにより機械要素を動かして複数のシフトポジションの中から前記操作に対応する１つのシフトポジションに切換えるためのシフト切換ステップと、
   前記シフト切換ステップの作動状態を検出する検出ステップと、
   判定時間における前記作動状態に基づいて、前記シフト切換方法に異常が発生したことを判定する判定ステップと、
   前記判定時間を、動力の出力方向が変化するシフト切換時は、動力の出力方向が変化しないシフト切換時よりも短く設定する設定ステップとを含む、自動変速機のシフト切換方法。
5. 前記自動変速機のシフト切換方法は、前記自動変速機の作動油の温度を検知するステップをさらに含み、
   前記設定ステップは、前記温度が低いと前記判定時間を短く設定するステップを含む、請求項４に記載の自動変速機のシフト切換方法。
6. 前記自動変速機のシフト切換方法は、前記動力の出力方向が変化するシフト切換時に異常が発生したと判定されると、前記自動変速機の目標シフトポジションをニュートラルポジションに設定するステップをさらに含む、請求項４または５に記載の自動変速機のシフト切換方法。
7. 請求項４〜６のいずれかのシフト切換方法をコンピュータに実現させるプログラム。
8. 請求項４〜６のいずれかのシフト切換方法をコンピュータに実現させるプログラムを記録した記録媒体。

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