JP2009024826A - シフト制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シフト機構の機械的変位の絶対的位置情報に基づいてシフト位置を判断するシフト制御装置において、外乱や経時変化に拘らずそのシフト位置を正確に判断できるようにする。
【解決手段】相対的位置情報であるパルスカウント数ＣＰの変化幅に対して絶対的位置情報であるポジション電圧ＰＶの変化幅が変動許容範囲より大きいか否かを判断し、変動許容範囲より大きい状態が判定時間Ｔ以上継続した場合には、そのポジション電圧ＰＶに持続的な外乱が含まれると判断するとともに、そのポジション電圧ＰＶとマニュアルバルブ４６のシフト位置「Ｐ」、「Ｒ」、「Ｎ」、「Ｄ」との相関関係を学習補正する。これにより、例えば外乱磁界や環境温度の変化、ホール素子７８の検出特性の経時変化などによってポジション電圧ＰＶが変化しても、相関関係が補正されることにより、ポジション電圧ＰＶに基づいて常に高い精度で上記シフト位置を判断できるようになる。
【選択図】図１０

Description

本発明はシフト制御装置に係り、特に、シフト機構の機械的変位の絶対的位置情報に基づいてシフト位置を判断するシフト制御装置の改良に関するものである。

(a) 運転者のシフト意思を電気的に検出するシフト意思検出手段と、(b) その運転者のシフト意思に基づいて電気的に制御されるシフト駆動手段により、複数のシフト位置へ機械的に変位させられるシフト機構と、(c) そのシフト機構の機械的変位の位置情報を検出する位置情報検出手段と、(d) その位置情報に基づいて前記シフト位置を判断するシフト位置判断手段と、を備える所謂シフトバイワイヤ方式のシフト制御装置が知られている。特許文献１に記載の車両用のシフト制御装置はその一例で、規制手段によりシフト駆動手段の移動端（例えばパーキング位置）を機械的に規制し、その移動端を基準位置として学習することにより、位置情報検出手段によって相対的位置情報（エンコーダのパルス数など）を検出する場合でも、その相対的位置情報に基づいてシフト位置を判断できるようになっている。また、特許文献２には、シフト機構の機械的変位の絶対的位置情報をホール素子等により非接触で検出するとともに、その絶対的位置情報（ホール素子の出力電圧など）と前記複数のシフト位置とに関して予め定められた相関関係に従って、その絶対的位置情報に基づいてそのシフト位置を判断する技術が提案されている。
特開２００４−３０８８４７号公報 特開２００４−１０８３８２号公報

しかしながら、前者においては、パーキング位置（Ｐレンジ）を突き当て位置として学習しているが、パーキングロックが掛かっている時と掛かっていない時とで突き当たり位置が異なるため、シフト位置の判断に際して必ずしも高い精度が得られないという問題があった。一方、後者によれば、絶対的位置情報に基づいてシフト位置を判断するため、パーキングロックの有無に拘らずシフト位置を正確に判断することができるが、例えば外乱磁界や環境温度の変化、経時変化などによってホール素子の出力電圧等の絶対的位置情報が変化すると、シフト位置を正確に判断できなくなり、例えばそのシフト位置に基づいてシフト機構を制御すると、シフト位置が正しい位置からずれる可能性がある。

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、シフト機構の機械的変位の絶対的位置情報に基づいてシフト位置を判断するシフト制御装置において、外乱や経時変化等に拘らずそのシフト位置を常に正確に判断できるようにすることにある。

かかる目的を達成するために、第１発明は、(a) 運転者のシフト意思を電気的に検出するシフト意思検出手段と、(b) その運転者のシフト意思に基づいて電気的に制御されるシフト駆動手段により、複数のシフト位置へ機械的に変位させられるシフト機構と、(c) そのシフト機構の機械的変位の絶対的位置情報を検出する非接触式の第１位置情報検出手段と、(d) その絶対的位置情報と前記複数のシフト位置とに関して予め定められた相関関係に従って、その絶対的位置情報に基づいてそのシフト位置を判断するシフト位置判断手段と、を備えるシフト制御装置において、(e) 前記絶対的位置情報に持続的な誤差が含まれることを判別する誤差判別手段と、(f) その持続的な誤差が含まれると判別された場合に、前記絶対的位置情報と前記複数のシフト位置とに関して予め定められた前記相関関係、およびその絶対的位置情報の何れかを補正する補正手段と、を有することを特徴とする。

第２発明は、第１発明のシフト制御装置において、(a) 前記シフト機構の機械的変位の相対的位置情報を検出する第２位置情報検出手段を備え、(b) 前記誤差判別手段は、前記絶対的位置情報の変化と前記相対的位置情報の変化とを比較して判別を行なうことを特徴とする。

第３発明は、第２発明のシフト制御装置において、前記誤差判別手段は、前記相対的位置情報の変化幅に対して前記絶対的位置情報の変化幅が所定基準より大きい状態が所定時間以上継続した場合に前記持続的な誤差が含まれると判別することを特徴とする。

第４発明は、第２発明または第３発明のシフト制御装置において、前記絶対的位置情報および前記相対的位置情報は何れも回転角度で、前記第１位置情報検出手段はその回転角度に応じて変化する磁力を検出する非接触式回転角センサで、前記第２位置情報検出手段は、その回転角度に応じてパルスを出力するロータリエンコーダであることを特徴とする。

このようなシフト制御装置においては、絶対的位置情報に持続的な誤差が含まれることを判別する誤差判別手段を備えており、その誤差判別手段により持続的な誤差が含まれると判別された場合には、絶対的位置情報と複数のシフト位置とに関して予め定められた相関関係および絶対的位置情報の何れかを補正するため、例えば外乱磁界や環境温度の変化、経時変化などによって持続的な誤差が含まれるようになっても、絶対的位置情報に基づいて常に高い精度でシフト位置を判断できるようになる。

第２発明は、シフト機構の機械的変位の相対的位置情報を検出する第２位置情報検出手段を備えているため、前記絶対的位置情報の変化とその相対的位置情報の変化とを比較することにより、絶対的位置情報に持続的な誤差が含まれているか否かを高い精度で判別することができる。特に第３発明では、相対的位置情報の変化幅に対して絶対的位置情報の変化幅が所定基準より大きい状態が所定時間以上継続した場合に持続的な誤差が含まれると判別するため、その持続的な誤差が含まれるか否かを一層高い精度で判別できる。

第４発明は、第１位置情報検出手段が回転角度に応じて変化する磁力を検出する非接触式回転角センサで、第２位置情報検出手段が回転角度に応じてパルスを出力するロータリエンコーダである場合で、第２発明或いは第３発明が好適に適用される。

本発明のシフト制御装置は、車両の駆動状態を運転者のシフト意思に応じて切り換える車両用シフト制御装置に好適に適用されるが、車両以外のシフト制御装置にも適用され得る。車両用シフト制御装置の場合、シフト機構は、例えば(a) 複数のシフト位置として動力伝達を遮断する遮断位置（Ｎ、Ｐ位置など）や、前進駆動用の前進駆動位置（Ｄ位置など）、後進駆動用の後進駆動位置（Ｒ位置など）等の複数の油路切換位置を有する駆動切換バルブと、(b) その駆動切換バルブの弁体（スプール）を直線往復移動させて上記複数の油路切換位置へ移動させるためにシフト駆動手段により軸心まわりに回転駆動される切換シャフトとを有し、(c) 前進駆動位置では前進用油圧を出力し、後進駆動位置では後進用油圧を出力するように構成される。前進駆動および後進駆動が可能な駆動位置および遮断位置の２つの油路切換位置を有するだけでも良いし、弁体が軸心まわりに回転させられることによって油路を切り換えるものでも良いなど、種々の態様が可能である。

シフト意思検出手段は、運転者のシフト意思を電気的信号に変換するものであれば良く、例えばシフトレバーの操作位置を検出するレバーポジションセンサや押釦式スイッチ、中立位置等の原位置へ自動復帰する操作レバーの操作位置を検出して記憶するモーメンタリータイプの検出装置など、種々の態様が可能である。

第１位置情報検出手段は、例えば回転角度に応じて変化する磁力を検出するホール素子や磁気抵抗素子等を有する非接触式回転角センサにて構成されるが、前記特許文献２に記載のように直線移動させられる部材の複数のシフト位置を非接触で検出するギャップセンサなど、種々の態様が可能である。第２位置情報検出手段は、例えば回転角度に応じてパルスを出力するロータリエンコーダで、一対の発光素子および受光素子等を有して構成されるが、直線移動させられる部材の移動に応じてパルスを出力するマグネスケールなど、接触式か非接触式かを問わず種々の態様が可能である。第１位置情報検出手段は、直線移動させられる部材の複数のシフト位置を検出し、第２位置情報検出手段は、回転角度に応じてパルスを出力するものでも良いなど、必ずしも検出対象が同じである必要はない。

第２発明では、シフト機構の機械的変位の相対的位置情報を検出する第２位置情報検出手段を備えており、絶対的位置情報の変化と相対的位置情報の変化とを比較して判別を行なうようになっているが、第１発明の実施に際しては、第１位置情報検出手段とは異なる原理で絶対的位置情報を検出する接触式或いは非接触式の第２位置情報検出手段を設け、２つの絶対的位置情報を比較して判別を行なうようにすることもできるなど、種々の態様が可能である。

持続的な誤差とは、第１位置情報検出手段の検出精度に影響する磁場や環境温度等の外乱による誤差の他、検出手段そのものの検出特性等の経時変化による誤差も含むもので、誤差判別手段は、それ等の外乱および経時変化による持続的な誤差が含まれることを判別できることが望ましいが、外乱による誤差と経時変化による誤差とを区別できる場合には、それ等の何れか一方のみが含まれることを判断するものでも良い。

補正手段は、絶対的位置情報と複数のシフト位置とに関して予め定められた相関関係を補正するものでも、絶対的位置情報そのものを補正するものでも良く、実質的に同様の作用効果が得られる。

本発明は、燃料の燃焼によって動力を発生するエンジン駆動車両や、電動モータによって走行する電気自動車、或いは複数の動力源を備えているハイブリッド車両など、種々の車両用のシフト制御装置に好適に適用される。また、前後進を切り換える前後進切換装置や、変速比が異なる複数のギヤ段を有する有段の自動変速機、或いは変速比を連続的に変化させる無段変速機などを有し、シフト機構により駆動状態を変更することができる種々の車両に好適に適用される。

以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）車両などの横置き型の車両用駆動装置８の骨子図であり、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関によって構成されているエンジン１０の出力は、トルクコンバータ１２、自動変速機１４を経て、図示しない差動歯車装置から駆動輪（前輪）へ伝達されるようになっている。上記エンジン１０は車両走行用の動力源（原動機）で、トルクコンバータ１２は流体継手である。

自動変速機１４は、シングルピニオン型の第１遊星歯車装置２０を主体として構成されている第１変速部２２と、シングルピニオン型の第２遊星歯車装置２６およびダブルピニオン型の第３遊星歯車装置２８を主体として構成されている第２変速部３０とを同軸線上に有し、入力軸３２の回転を変速して出力歯車３４から出力する。入力軸３２は入力部材に相当するもので、本実施例ではトルクコンバータ１２のタービン軸であり、出力歯車３４は出力部材に相当するもので、差動歯車装置を介して左右の駆動輪を回転駆動する。なお、自動変速機１４は中心線に対して略対称的に構成されており、図１では中心線の下半分が省略されている。

上記第１変速部２２を構成している第１遊星歯車装置２０は、サンギヤＳ１、キャリアＣＡ１、およびリングギヤＲ１の３つの回転要素を備えており、サンギヤＳ１が入力軸３２に連結されて回転駆動されるとともに、リングギヤＲ１が第３ブレーキＢ３を介して回転不能にケース３６に固定されることにより、キャリアＣＡ１が中間出力部材として入力軸３２に対して減速回転させられて出力する。また、第２変速部３０を構成している第２遊星歯車装置２６および第３遊星歯車装置２８は、一部が互いに連結されることによって４つの回転要素ＲＭ１〜ＲＭ４が構成されており、具体的には、第３遊星歯車装置２８のサンギヤＳ３によって第１回転要素ＲＭ１が構成され、第２遊星歯車装置２６のリングギヤＲ２および第３遊星歯車装置２８のリングギヤＲ３が互いに連結されて第２回転要素ＲＭ２が構成され、第２遊星歯車装置２６のキャリアＣＡ２および第３遊星歯車装置２８のキャリアＣＡ３が互いに連結されて第３回転要素ＲＭ３が構成され、第２遊星歯車装置２６のサンギヤＳ２によって第４回転要素ＲＭ４が構成されている。上記第２遊星歯車装置２６および第３遊星歯車装置２８は、キャリアＣＡ２およびＣＡ３が共通の部材にて構成されているとともに、リングギヤＲ２およびＲ３が共通の部材にて構成されており、且つ第２遊星歯車装置２６のピニオンギヤが第３遊星歯車装置２８の第２ピニオンギヤを兼ねているラビニヨ型の遊星歯車列とされている。

上記第１回転要素ＲＭ１（サンギヤＳ３）は第１ブレーキＢ１によって選択的にケース３６に連結されて回転停止させられ、第２回転要素ＲＭ２（リングギヤＲ２、Ｒ３）は第２ブレーキＢ２によって選択的にケース３６に連結されて回転停止させられ、第４回転要素ＲＭ４（サンギヤＳ２）は第１クラッチＣ１を介して選択的に前記入力軸３２に連結され、第２回転要素ＲＭ２（リングギヤＲ２、Ｒ３）は第２クラッチＣ２を介して選択的に入力軸３２に連結され、第１回転要素ＲＭ１（サンギヤＳ３）は中間出力部材である前記第１遊星歯車装置２０のキャリアＣＡ１に一体的に連結され、第３回転要素ＲＭ３（キャリアＣＡ２、ＣＡ３）は前記出力歯車３４に一体的に連結されて回転を出力するようになっている。

上記クラッチＣ１、Ｃ２およびブレーキＢ１、Ｂ２、Ｂ３（以下、特に区別しない場合は単にクラッチＣ、ブレーキＢという）は、多板式のクラッチやブレーキなど油圧アクチュエータによって係合制御される油圧式摩擦係合装置であり、図３に示す油圧制御回路４０によってそれぞれ係合解放制御されることにより、シフト操作装置５０（図４参照）のシフト操作位置Ｐ_SHに応じて図２に示すように前進６段、後進１段の各ギヤ段が成立させられる。図２の「１ｓｔ」〜「６ｔｈ」は前進の第１速ギヤ段〜第６速ギヤ段を意味しており、「Ｒｅｖ」は後進ギヤ段であり、それ等の変速比（＝入力軸回転速度Ｎ_IN／出力軸回転速度Ｎ_OUT ）は、前記第１遊星歯車装置２０、第２遊星歯車装置２６、および第３遊星歯車装置２８の各ギヤ比ρ１、ρ２、ρ３によって適宜定められる。図２の「○」は係合、空欄は解放を意味している。

図３において、油圧制御回路４０は、エンジン１０によって回転駆動される機械式のオイルポンプ４２、プライマリレギュレータバルブ４４、マニュアルバルブ４６、リニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ４、およびＢ２コントロールバルブ４８等を備えており、オイルポンプ４２によって汲み上げられた作動油は、図示しないリニアソレノイドバルブＳＬＴから信号圧が供給されるプライマリレギュレータバルブ４４により、アクセル操作量（運転者の出力要求量）等に応じて所定のライン圧ＰＬに調圧される。そして、第３ブレーキＢ３は、ライン圧ＰＬがそのまま供給されるリニアソレノイドバルブＳＬ４によって係合油圧が制御され、係合解放制御される。

マニュアルバルブ４６は、シフト操作装置５０の操作に応じて油路を切り換えることにより、前記クラッチＣ１、Ｃ２、第１ブレーキＢ１に対応して配設されたリニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ３、およびＢ２コントロールバルブ４８に前進用油圧Ｐ_D を供給したり、Ｂ２コントロールバルブ４８に後進用油圧Ｐ_R を供給したり、それ等のバルブに対する油圧供給を停止したりする。シフト操作装置５０は、運転者のシフト意思に応じて操作されるもので、図４に示すように後進走行用の「Ｒ（リバース）」、動力伝達を遮断する「Ｎ（ニュートラル）」、前進走行用の「Ｄ（ドライブ）」、およびエンジンブレーキ用の「Ｂ（ブレーキ）」の４位置へ移動操作されるシフトレバー５２と、駐車する際に押圧操作される押釦式のＰスイッチ５４とを備えている。シフトレバー５２は、常には図に示す中立位置に自動的に復帰させられるモーメンタリータイプで、上記各操作位置「Ｒ」、「Ｎ」、「Ｄ」、「Ｂ」へ操作されたことを検出するシフト操作検出装置６０を備えており、Ｐスイッチ５４のＯＮ操作（操作位置「Ｐ」）を含めて、それ等のシフト操作位置Ｐ_SH、すなわち運転者のシフト意思が電気的に検出される。そして、そのシフト操作位置Ｐ_SHに応じて電子制御装置（ＥＣＵ）６２によりＳＢＷ（シフトバイワイヤ）アクチュエータ６４が制御され、切換シャフト６６が軸心まわりに回転させられることにより、レバー６８を介してマニュアルバルブ４６のスプール（弁体）４７が機械的に一直線方向へ移動させられ、４箇所のシフト位置「Ｐ」、「Ｒ」、「Ｎ」、「Ｄ」に位置決めされて油路を切り換えるようになっている。なお、シフト操作位置Ｐ_SHが「Ｂ」の場合は、「Ｄ」による前進走行を前提としており、マニュアルバルブ４６はシフト位置「Ｄ」のままで、電気的に変速制御が実行されることによりエンジンブレーキが増大させられる。

上記マニュアルバルブ４６のシフト位置「Ｄ」は、前進走行するための前進駆動位置で、図３から明らかなように、マニュアルバルブ４６はライン圧ＰＬが供給される供給油路５６と前進用油路５７とを連通する状態となり、その前進用油路５７にライン圧ＰＬと等しい前進用油圧Ｐ_D を出力する。前進用油路５７は、リニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ３、およびＢ２コントロールバルブ４８に接続されており、前進用油圧Ｐ_D がそれ等によって調圧制御されることにより、クラッチＣ１、Ｃ２、ブレーキＢ１、Ｂ２がそれぞれ係合解放制御され、前記第３ブレーキＢ３の係合解放制御と合わせて、前記第１速ギヤ段「１ｓｔ」〜第６速ギヤ段「６ｔｈ」の何れかの前進ギヤ段が成立させられる。Ｂ２コントロールバルブ４８には、図示しないソレノイドバルブＳＬＵおよびＳＬから信号油圧が供給されるようになっており、ソレノイドバルブＳＬＵの信号油圧に基づいて第２ブレーキＢ２の係合油圧が制御される。

マニュアルバルブ４６のシフト位置「Ｒ」は、後進走行するための後進駆動位置で、マニュアルバルブ４６はライン圧ＰＬが供給される供給油路５６と後進用油路５８とを連通する状態となり、その後進用油路５８にライン圧ＰＬと等しい後進用油圧Ｐ_R を出力する。後進用油路５８は、Ｂ２コントロールバルブ４８に接続されており、後進用油圧Ｐ_D がそのＢ２コントロールバルブ４８を経て第２ブレーキＢ２に供給されることにより、その第２ブレーキＢ２が係合させられ、前記第３ブレーキＢ３が係合させられることにより、前記後進ギヤ段「Ｒｅｖ」が成立させられる。

マニュアルバルブ４６のシフト位置「Ｐ」は、駆動力源からの動力伝達を遮断するとともに図示しないパーキングロック装置により機械的に駆動輪の回転を阻止するパーキング位置で、マニュアルバルブ４６はライン圧ＰＬが供給される供給油路５６と前進用油路５７、後進用油路５８との連通を何れも遮断するとともに、それ等の前進用油路５７、後進用油路５８をＥＸポートに連通し、作動油をドレーンする。また、シフト位置「Ｎ」は、駆動力源からの動力伝達を遮断する遮断位置であり、マニュアルバルブ４６はライン圧ＰＬが供給される供給油路５６と前進用油路５７、後進用油路５８との連通を何れも遮断するとともに、後進用油路５８をＥＸポートに連通して作動油をドレーンする。図３のマニュアルバルブ４６は、このシフト位置「Ｎ」の状態である。マニュアルバルブ４６は駆動切換バルブに相当し、スプール４７は弁体に相当する。

本実施例では、マニュアルバルブ４６および前記切換シャフト６６を含んで車両の駆動状態を切り換えるシフト機構７０が構成されており、ＳＢＷアクチュエータ６４はシフト駆動手段に相当する。このＳＢＷアクチュエータ６４は、本実施例ではＳＲモータ（Switched Reluctance Motor ）にて構成されており、前記切換シャフト６６に減速機等を介して連結されて回転駆動するとともに、一体的に設けられたロータリエンコーダ７２から出力されるパルス信号ＳＰが電子制御装置６２に供給されるようになっている。ロータリエンコーダ７２は、一対の発光素子および受光素子を有する非接触式の光学式回転センサで、ＳＢＷアクチュエータ６４の所定回転毎にパルス信号ＳＰを出力するものであり、シフト機構７０の機械的変位、ここでは切換シャフト６６の回転変位の相対的位置情報を検出する第２位置情報検出手段としても機能している。パルス信号ＳＰは相対的位置情報に相当する。

上記切換シャフト６６にはまた、非接触式ポジションセンサ７４が配設されている。この非接触式ポジションセンサ７４は、シフト機構７０の機械的変位、ここでは切換シャフト６６の回転変位の絶対的位置情報を検出する非接触式回転角センサで、第１位置情報検出手段として機能するものであり、図５に示すように、切換シャフト６６の周囲であって軸心Ｏに対して対称位置に配設された一対の磁石７６と、切換シャフト６６に一体的に配設されて一体的に軸心Ｏまわりに回転させられるホール素子７８とを備えている。ホール素子７８は、磁力の強さに応じて変化するポジション電圧ＰＶを出力するもので、切換シャフト６６の回転に伴ってホール素子７８に作用する磁力が変化することにより、その回転角度に応じてポジション電圧ＰＶは連続的に変化する。したがって、このポジション電圧ＰＶの大きさに基づいて切換シャフト６６の回転角度、更にはマニュアルバルブ４６のシフト位置「Ｐ」、「Ｒ」、「Ｎ」、「Ｄ」を検出することができる。ポジション電圧ＰＶは絶対的位置情報に相当する。

前記電子制御装置６２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を有するマイクロコンピュータを備えて構成されており、予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行なうことにより、各種の機能を実行するようになっている。図６は、前記シフト操作装置５０のシフト操作_SHに応じてマニュアルバルブ４６を切り換えるために前記ＳＢＷアクチュエータ６４を制御する際に、この電子制御装置６２によって実行されるシフト制御手段８０の機能を説明するブロック線図で、基準値記憶手段８２、シフト位置判断手段８４、駆動制御手段８６、およびモータデータ記憶手段８８を備えている。

基準値記憶手段８２は、前記非接触式ポジションセンサ７４から出力されるポジション電圧ＰＶと、前記マニュアルバルブ４６の４つのシフト位置「Ｐ」、「Ｒ」、「Ｎ」、「Ｄ」、すなわち切換シャフト６６の軸心Ｏまわりの回転角度とに関して、予め工場出荷時等に求められた相関関係を記憶しているものである。図７の実線は、この相関関係の基準値の一例で、切換シャフト６６の回転角度に対してポジション電圧ＰＶが略直線的に変化するように、非接触式ポジションセンサ７４は構成されている。また、非接触式ポジションセンサ７４の検出精度のばらつき（個体差）や温度変化等の一時的な外乱によるポジション電圧ＰＶの変化等を考慮して、破線で示すように基準値の上下に所定の上側許容範囲および下側許容範囲が定められている。上側許容範囲および下側許容範囲は、例えば基準値に対して同じ値ずつ上下に離間して設定されるが、これ等を別々に設定することも可能である。なお、図７に示すようなグラフは必ずしも必要でなく、シフト位置「Ｐ」、「Ｒ」、「Ｎ」、「Ｄ」毎にポジション電圧ＰＶの許容範囲や基準値を相関関係として設定しても良い。

シフト位置判断手段８４は、上記基準値記憶手段８２に記憶された上側許容範囲、下側許容範囲に基づいて、現在のシフト位置が「Ｐ」、「Ｒ」、「Ｎ」、「Ｄ」の何れかを判断する。すなわち、ポジション電圧ＰＶがＰＶＰ１〜ＰＶＰ２の範囲内であればマニュアルバルブ４６のシフト位置を「Ｐ」と判断し、ポジション電圧ＰＶがＰＶＲ１〜ＰＶＲ２の範囲内であればマニュアルバルブ４６のシフト位置を「Ｒ」と判断し、ポジション電圧ＰＶがＰＶＮ１〜ＰＶＮ２の範囲内であればマニュアルバルブ４６のシフト位置を「Ｎ」と判断し、ポジション電圧ＰＶがＰＶＤ１〜ＰＶＤ２の範囲内であればマニュアルバルブ４６のシフト位置を「Ｄ」と判断する。

そして、駆動制御手段８６は、上記シフト位置判断手段８４によって判断されたマニュアルバルブ４６のシフト位置と、シフト操作検出装置６０によって検出されるシフト操作位置Ｐ_SHとを比較し、マニュアルバルブ４６のシフト位置がシフト操作位置Ｐ_SHと一致するように、モータデータ記憶手段８８に記憶されているモータデータに基づいてＳＢＷアクチュエータ６４を制御する。モータデータ記憶手段８８に記憶されているモータデータは、前記ロータリエンコーダ７２から出力されるパルス信号ＳＰのカウント数ＣＰと、前記マニュアルバルブ４６の４つのシフト位置「Ｐ」、「Ｒ」、「Ｎ」、「Ｄ」、すなわち切換シャフト６６の軸心Ｏまわりの回転角度とに関して、例えばイグニッションスイッチがＯＮ操作された時のシフト位置である「Ｐ」位置を基準位置として予め工場出荷時等に求められた相関関係で、図８はその一例である。したがって、現在のシフト位置からシフト操作位置Ｐ_SHに対応するシフト位置までのパルスカウント数ＣＰを求め、そのパルスカウント数ＣＰだけパルス信号ＳＰが供給されるようにＳＢＷアクチュエータ６４を正逆両方向へ回転駆動すれば良い。例えば、現在のシフト位置が「Ｐ」である場合に、シフト操作位置Ｐ_SHが「Ｐ」から「Ｄ」まで変化した時には、パルス信号ＳＰがパルスカウント数ＣＰＤだけ供給されるようにＳＢＷアクチュエータ６４を回転駆動すれば良い。逆に、現在のシフト位置が「Ｄ」である場合に、シフト操作位置Ｐ_SHが「Ｄ」から「Ｎ」或いは「Ｒ」まで変化した時には、パルス信号ＳＰがパルスカウント数（ＣＰＤ−ＣＰＮ）、或いは（ＣＰＤ−ＣＰＲ）だけ供給されるように、ＳＢＷアクチュエータ６４を逆方向へ回転駆動すれば良い。上記モータデータは、前記ポジション電圧ＰＶの基準値に基づいてマニュアルバルブ４６がシフト位置「Ｐ」、「Ｒ」、「Ｎ」、「Ｄ」にそれぞれ移動させられる場合を想定して設定される。なお、図８に示すようなグラフは必ずしも必要でなく、現在のシフト位置とシフト操作位置Ｐ_SHとの関係であるシフトの種類に応じて、それぞれパルスカウント数ＣＰを相関関係として設定しても良い。

ここで、上記のように非接触式ポジションセンサ７４から出力されるポジション電圧ＰＶに基づいてマニュアルバルブ４６のシフト位置「Ｐ」、「Ｒ」、「Ｎ」、「Ｄ」を判断する場合、車両に搭載される各種の電気部品等による外乱磁界や環境温度の変化、或いは経時変化などでホール素子７８のポジション電圧ＰＶが変化すると、図７に示すシフト位置「Ｐ」、「Ｒ」、「Ｎ」、「Ｄ」との相関関係がずれて、それ等のシフト位置を正確に判断することができなくなる。このため、例えばその誤ったシフト位置情報に基づいてＳＢＷアクチュエータ６４が制御されることにより、マニュアルバルブ４６の実際のシフト位置「Ｐ」、「Ｒ」、「Ｎ」、「Ｄ」が、運転者のシフト意思であるシフト操作位置Ｐ_SHと異なる位置へ駆動させられる可能性がある。また、走行中等にポジション電圧ＰＶが変化した場合に、マニュアルバルブ４６の実際のシフト位置「Ｐ」、「Ｒ」、「Ｎ」、または「Ｄ」が正規の位置からずれたと判断して、ポジション電圧ＰＶが例えばシフト位置「Ｐ」、「Ｒ」、「Ｎ」、または「Ｄ」における基準値と一致するようにＳＢＷアクチュエータ６４を制御してマニュアルバルブ４６のスプール４７の位置を補正する機能を有する場合には、その補正により逆にスプール４７が正規の位置からずれる可能性がある。

これに対し、本実施例のシフト制御手段８０は、更に外乱判別手段９０および補正手段９２を備えており、上記外乱磁界や環境温度の変化、経時変化などでホール素子７８のポジション電圧ＰＶが変化しても、マニュアルバルブ４６のシフト位置「Ｐ」、「Ｒ」、「Ｎ」、「Ｄ」を正確に判断できるようになっている。図９は、上記外乱判別手段９０による信号処理を具体的に説明するフローチャートで、図１０および図１１は、それぞれ図９のフローチャートに従って信号処理が行なわれる際のパルスカウント数ＣＰおよびポジション電圧ＰＶの変化の一例を示すタイムチャートで、図１０はシフト操作位置Ｐ_SHが一定に保持されてマニュアルバルブ４６のシフト位置が一定に維持されている場合、図１１はシフト操作に従ってマニュアルバルブ４６のシフト位置が例えば「Ｎ」から「Ｄ」へ変化した場合である。上記外乱判別手段９０は誤差判別手段に相当し、磁界の変化によるポジション電圧ＰＶの変化だけでなく、ホール素子７８の出力特性の経時変化によるポジション電圧ＰＶの変化や、環境温度の変化によるポジション電圧ＰＶの変化も外乱として判別される。

図９において、ステップＳ１では、ロータリエンコーダ７２から供給されるパルス信号ＳＰのカウント数であるパルスカウント数ＣＰが変化したか否か、すなわちシフト操作装置５０のシフト操作に従って前記駆動制御手段８６によりシフト機構７０が制御され、切換シャフト６６が軸心Ｏまわりに回転変位したか否かを判断する。そして、パルスカウント数ＣＰが変化しなければそのままステップＳ３以下を実行するが、パルスカウント数ＣＰが変化した場合にはステップＳ２を実行し、変動許容範囲を修正する。この変動許容範囲は、前記図７の下側許容範囲と上側許容範囲との間の範囲で、その修正量は、例えば図１２に示すようにパルスカウント数ＣＰの変化量に応じて予め設定されたマップや演算式等に従って求められる。これ等のマップや演算式は、図７のポジション電圧ＰＶの出力特性および図８のロータリエンコーダ７２のパルス信号ＳＰの出力特性に基づいて、切換シャフト６６の回転角度に応じて図７の許容範囲と同じ範囲が設定されるように定められる。図１１の時間ｔ１〜ｔ３は、パルスカウント数ＣＰが連続的に増加してステップＳ１の判断がＹＥＳ（肯定）となり、ステップＳ２で許容範囲が連続的に増大させられた時間で、基準値もパルスカウント数ＣＰの変化に応じて変化している。なお、パルスカウント数ＣＰの変化に応じて基準値を変化させ、その基準値に追従して変動許容範囲が変更されるようにしても良い。

ステップＳ３では、ポジション電圧ＰＶが変動許容範囲内か否かを判断する。図１０および図１１のポジション電圧ＰＶの欄に二点鎖線で示すグラフは、変動許容範囲を表しており、実線や破線で示すポジション電圧ＰＶがその変動許容範囲内か否かを判断する。そして、変動許容範囲内であれば、ステップＳ９で外乱フラグＦを「０」とした後そのまま終了するが、変動許容範囲から逸脱した場合にはステップＳ４以下を実行する。すなわち、このステップＳ３は、相対的位置情報（パルスカウント数ＣＰ）の変化幅に対して絶対的位置情報（ポジション電圧ＰＶ）の変化幅が所定基準（変動許容範囲）より大きいか否かを判断するものである。図１０、図１１において実線で示すポジション電圧ＰＶのグラフにおいて、図１０の時間ｔ１、図１１の時間ｔ２は、それぞれポジション電圧ＰＶが外乱によって変動許容範囲を逸脱した時間である。また、図１１の時間ｔ４は、一旦変動許容範囲から逸脱したポジション電圧ＰＶが再び変動許容範囲内に戻った時間である。

ステップＳ４では、外乱フラグＦが「１」か否かを判断し、Ｆ＝１であれば直ちにステップＳ７を実行するが、外乱フラグＦは初期設定で「０」とされており、ステップＳ３の判断がＮＯ（否定）となって最初にステップＳ４を実行する際にはＦ＝０で、ステップＳ５を実行する。ステップＳ５ではタイマｔをリセットして新たに計時を開始させ、続くステップＳ６では上記外乱フラグＦを「１」とする。これにより、ステップＳ３以下が連続して実行される間はフラグＦ＝１で、ステップＳ４に続いてステップＳ７が実行されるようになるとともに、ポジション電圧ＰＶが変動許容範囲を逸脱している継続時間がタイマｔによって計測される。

ステップＳ７では、タイマｔによって計測される継続時間が予め定められた所定の判定時間Ｔを超えたか否かを判断し、ｔ≦Ｔの間はステップＳ１以下を繰り返し実行するが、ｔ＞ＴになったらステップＳ８を実行し、持続的な外乱を含んでいると判定する。判定時間Ｔは、一時的な外乱か持続的な外乱かを判別するためのもので、例えば搭載電気部品のモータ駆動時に発生する一時的な磁場の変化によるポジション電圧ＰＶの変化は一時的な外乱として除外されるように予め一定値が定められる。図１０において実線で示すポジション電圧ＰＶのグラフにおいて、時間ｔ２はタイマｔの計測時間が判定時間Ｔ以上となった時間で、ステップＳ８で持続的な外乱を含んでいると判別される。図１０において破線で示すポジション電圧ＰＶのグラフは、経時変化を含む外乱によるポジション電圧ＰＶの変化が比較的小さく、ステップＳ３の判断が一度もＮＯ（否定）となることなく推移している場合である。また、図１１において実線で示すポジション電圧ＰＶのグラフは、外乱によりポジション電圧ＰＶが変動許容範囲を逸脱した（時間ｔ２）ものの、判定時間Ｔに達する前に変動許容範囲内に戻った（時間ｔ４）場合で、持続的な外乱を含む旨の判定は行なわれない。図１１において破線で示すポジション電圧ＰＶのグラフは、外乱がない場合で、検出の応答遅れにより基準値からずれることがあるものの、略基準値に沿って推移している。

図６に戻って、前記補正手段９２は、上記ステップＳ８で持続的な外乱を含む旨の判定が為された場合に、実際のポジション電圧ＰＶと基準値との偏差に基づいて、前記図７に示す相関関係、すなわちポジション電圧ＰＶとマニュアルバルブ４６の４つのシフト位置「Ｐ」、「Ｒ」、「Ｎ」、「Ｄ」との相関関係を、学習補正する。例えば、実際のポジション電圧ＰＶが基準値よりも高い場合には、その偏差分だけ図７に示す基準値や上側許容範囲、下側許容範囲を全体的に上昇させ、実際のポジション電圧ＰＶが基準値よりも低い場合には、その偏差分だけ図７に示す基準値や上側許容範囲、下側許容範囲を全体的に下降させる。また、ホール素子７８の出力特性が変化する場合、例えば図７に示すポジション電圧ＰＶの基準値の傾きが変化するような場合には、各シフト位置「Ｐ」、「Ｒ」、「Ｎ」、「Ｄ」毎に学習補正を行なうようにしても良い。

このように、本実施例の車両用シフト制御装置においては、絶対的位置情報であるポジション電圧ＰＶに持続的な外乱が含まれることを判別する外乱判別手段９０を備えており、その外乱判別手段９０により持続的な外乱が含まれると判別された場合には、予め設定された図７に示す相関関係、すなわちポジション電圧ＰＶとマニュアルバルブ４６の４つのシフト位置「Ｐ」、「Ｒ」、「Ｎ」、「Ｄ」との相関関係が、補正手段９２によって学習補正されるため、例えば外乱磁界や環境温度の変化、ホール素子７８の検出特性の経時変化などによって持続的な外乱が含まれるようになると相関関係が補正され、ポジション電圧ＰＶに基づいて常に高い精度でマニュアルバルブ４６の４つのシフト位置「Ｐ」、「Ｒ」、「Ｎ」、「Ｄ」を判断できるようになる。

また、本実施例では、シフト機構７０の機械的変位、具体的には切換シャフト６６の回転変位の相対的位置情報を検出するロータリエンコーダ７２を利用し、そのロータリエンコーダ７２から出力されるパルス信号ＳＰのカウント数ＣＰの変化と絶対的位置情報であるポジション電圧ＰＶの変化とを比較するため、ポジション電圧ＰＶに持続的な外乱が含まれているか否かを高い精度で判別することができる。

また、相対的位置情報（パルスカウント数ＣＰ）の変化幅に対して絶対的位置情報（ポジション電圧ＰＶ）の変化幅が所定基準（変動許容範囲）より大きい状態が判定時間Ｔ以上継続した場合に持続的な外乱が含まれると判別するため、その持続的な外乱が含まれるか否かを一層高い精度で判別できる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。

本発明が好適に適用される車両用駆動装置の骨子図である。 図１の自動変速機の複数のギヤ段と摩擦係合装置の係合解放状態との関係を説明する作動表を示す図である。 図１の車両用駆動装置が備えている油圧制御回路のうちマニュアルバルブおよびクラッチＣ１、Ｃ２、ブレーキＢ１〜Ｂ３に関連する部分を示す回路図である。 図１の車両用駆動装置において、シフト操作装置の操作に応じてマニュアルバルブのシフト位置を電気的に切り換えるための制御系統を説明するブロック線図である。 図４の非接触式ポジションセンサを説明する概略構成図である。 図４の電子制御装置がシフト制御に関して備えている機能を説明するブロック線図である。 図６の基準値記憶手段が記憶しているポジション電圧ＰＶとシフト位置との相関関係を説明する図である。 図６のモータデータ記憶手段が記憶しているパルスカウント数ＣＰとシフト位置との相関関係を説明する図である。 図６の外乱判別手段による信号処理を具体的に説明するフローチャートである。 図６のシフト制御手段によってマニュアルバルブが制御される際に、シフト操作位置が一定に保持されている場合のパルスカウント数ＣＰおよびポジション電圧ＰＶの変化の一例を示すタイムチャートである。 図６のシフト制御手段によってマニュアルバルブが制御される際に、シフト操作に従ってシフト位置が切り換えられた場合のパルスカウント数ＣＰおよびポジション電圧ＰＶの変化の一例を示すタイムチャートである。 図９のステップＳ２でパルスカウント数ＣＰの変化に応じて変動許容範囲を修正する際の修正量を説明する図である。

符号の説明

８：車両用駆動装置 ４６：マニュアルバルブ ５０：シフト操作装置 ６０：シフト操作検出装置（シフト意思検出手段） ６２：電子制御装置 ６４：ＳＢＷアクチュエータ（シフト駆動手段） ７０：シフト機構 ７２：ロータリエンコーダ（第２位置情報検出手段） ７４：非接触式ポジションセンサ（第１位置情報検出手段） ８０：シフト制御手段 ８４：シフト位置判断手段 ９０：外乱判別手段 ９２：補正手段 Ｐ_SH：シフト操作位置（シフト意思） ＰＶ：ポジション電圧（絶対的位置情報） ＳＰ：パルス信号（相対的位置情報） Ｔ：判定時間（所定時間）

Claims (4)

1. 運転者のシフト意思を電気的に検出するシフト意思検出手段と、
   該運転者のシフト意思に基づいて電気的に制御されるシフト駆動手段により、複数のシフト位置へ機械的に変位させられるシフト機構と、
   該シフト機構の機械的変位の絶対的位置情報を検出する非接触式の第１位置情報検出手段と、
   該絶対的位置情報と前記複数のシフト位置とに関して予め定められた相関関係に従って、該絶対的位置情報に基づいて該シフト位置を判断するシフト位置判断手段と、
   を備えるシフト制御装置において、
   前記絶対的位置情報に持続的な誤差が含まれることを判別する誤差判別手段と、
   該持続的な誤差が含まれると判別された場合に、前記絶対的位置情報と前記複数のシフト位置とに関して予め定められた前記相関関係、および該絶対的位置情報の何れかを補正する補正手段と、
   を有することを特徴とするシフト制御装置。
2. 前記シフト機構の機械的変位の相対的位置情報を検出する第２位置情報検出手段を備え、
   前記誤差判別手段は、前記絶対的位置情報の変化と前記相対的位置情報の変化とを比較して判別を行なう
   ことを特徴とする請求項１に記載のシフト制御装置。
3. 前記誤差判別手段は、前記相対的位置情報の変化幅に対して前記絶対的位置情報の変化幅が所定基準より大きい状態が所定時間以上継続した場合に前記持続的な誤差が含まれると判別する
   ことを特徴とする請求項２に記載のシフト制御装置。
4. 前記絶対的位置情報および前記相対的位置情報は何れも回転角度で、前記第１位置情報検出手段は該回転角度に応じて変化する磁力を検出する非接触式回転角センサで、前記第２位置情報検出手段は、該回転角度に応じてパルスを出力するロータリエンコーダである
   ことを特徴とする請求項２または３に記載のシフト制御装置。

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