JP2009058085A - シフト制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シフト機構の機械的変位の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、外部磁力などにより非接触式センサの出力値に異常が生じてもシフト位置を正確に判定することができるシフト制御装置を提供する。
【解決手段】非接触式ポジションセンサ７４が検出した位置情報に異常が含まれることを判定する異常判定手段９０と、非接触式ポジションセンサ７４が検出した位置情報に異常が含まれると判定された場合に、非接触式ポジションセンサ７４に代えてロータリエンコーダ７２に基づく検出に切り換える切換手段９２を備えるため、例えば、非接触式ポジションセンサ７４に異常が発生した場合、異常判定手段９０がその異常を判定し、非接触式ポジションセンサ７４からロータリエンコーダ７２に切り換えて制御を実行するため、常に運転者のシフト意思に基づいた正確なシフト位置に切り換えることができる。
【選択図】図６

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。

運転者のシフト意図を電気的に検出するシフト意思検出手段と、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、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、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（ロータリ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。

特開２００４−３０８８４７号公報

ところで、特許文献１のシフト制御装置において、シフトレンジの切換は駐車レンジであるＰレンジおよび非Ｐレンジの２ポジションのシフト位置に設定されている。しかしながら、例えばＰ（パーキング）、Ｒ（リバース）、Ｎ（ニュートラル）、Ｄ（ドライブ）の４ポジションのシフト位置が設定されている場合、相対的位置情報を検出するロータリエンコーダから検出される計数値ではガタなどの存在により精度が不足する可能性があった。

これ対し、絶対位置的情報を検出する非接触式センサが知られている。非接触式センサは、磁石と磁気素子を用いて角度検出を可能としている。非接触式センサの作動原理について簡潔に説明すると、磁石が移動すると、素子を通過する磁力・磁束などが変化するために素子の抵抗値などが変化し、その結果、素子を通過する電圧値が変化する。ここで、磁石の移動量と電圧値との変化は一意的に決まるため、この出力電圧値を検出することで回転角度を検出することができる。ところが、外部からの強い磁力などがこの非接触式センサに与えられると、素子を通過する磁力・磁束などが乱れ、電圧値が変化することから、正しい回転角度を算出することが出来なくなる可能性があった。このためにモータ制御の精度が劣化する可能性があった。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、シフト機構の機械的変位の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、例えば外部からの磁力などにより非接触式センサの出力値に異常が生じてもシフト位置を正確に判定することができるシフト制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するための、請求項１にかかる発明の要旨とするところは、（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、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、複数のシフト位置のいずれかへ機械的に変位させられるシフト機構と、そのシフト機構の機械的変位の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、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、備えるシフト制御装置において、（ｂ）前記第１位置情報検出手段とは異なる方法で前記シフト機構の機械的変位の位置情報を検出する第２位置情報検出手段と、（ｃ）前記第１位置情報検出手段が検出した位置情報に異常が含まれることを判定する異常判定手段と、（ｄ）前記第１位置情報検出手段が検出した位置情報に異常が含まれると判定された場合に、前記第１位置情報検出手段に代えて前記第２位置情報検出手段に基づく制御に切り換える切換手段を備えることを特徴とする。

また、請求項２にかかる発明の要旨とするところは、請求項１のシフト制御装置において、前記異常判定手段は、前記第１位置情報検出手段による位置情報と前記第２位置情報検出手段による位置情報との検出結果の差が所定基準より大きい状態が所定時間より長く継続した場合に異常が含まれると判定することを特徴とする。

また、請求項３にかかる発明の要旨とするところは、請求項１または２のシフト制御装置において、前記位置情報は回転角度であり、前記第１位置情報検出手段は、磁石の回転角度を連続的に検出する非接触式回転角センサであり、前記第２位置情報検出手段は、前記シフト機構のシャフトの回転変位量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。

また、請求項４にかかる発明の要旨とするところは、請求項１乃至３のいずれか１つのシフト制御装置において、前記シフト駆動手段は、前記第１情報検出手段から出力されるポジション電圧に基づいてフィードバック制御されることを特徴とする。

また、請求項５にかかる発明の要旨とするところは、請求項１乃至４のいずれか１つのシフト制御装置において、シフト切換中以外に前記異常判定手段によって前記第１位置情報検出手段の異常が検出されると、それ以降のシフト切換を実行しないことを特徴とする。

請求項１にかかる発明のシフト制御装置によれば、前記第１位置情報検出手段とは異なる方法で前記シフト機構の機械的変位の位置情報を検出する第２位置情報検出手段と、前記第１位置情報検出手段が検出した位置情報に異常が含まれることを判定する異常判定手段と、前記第１位置情報検出手段が検出した位置情報に異常が含まれると判定された場合に、前記第１位置情報検出手段に代えて前記第２位置情報検出手段に基づく検出に切り換える切換手段を備えるため、例えば、第１位置情報検出手段に異常が発生した場合、異常判定手段がその異常を判定し、第１位置情報検出手段から第２位置情報検出手段に切り換えて制御を実行するため、常に運転者のシフト意思に基づいた正確なシフト位置に切り換えることができる。

また、請求項２にかかる発明のシフト制御装置によれば、前記異常判定手段は、前記第１位置情報検出手段による位置情報と前記第２位置情報検出手段による位置情報との検出結果の差が所定基準より大きい状態が所定時間より長く継続した場合に異常が含まれると判定するため、その持続的な位置情報の差に基づいて高い精度でその異常を判定することができる。

また、請求項３にかかる発明のシフト制御装置によれば、前記第１位置情報検出手段は、磁石の回転角度を検出する非接触式回転角センサであり、前記第２位置情報検出手段は、回転変位量に応じてパルスを出力するロータリエンコーダであるので、非接触式回転角センサから検出される位置情報に異常が生じても、ロータリエンコーダによる相対的な位置情報に基づいてシフト位置を正確に判定することができる。

また、請求項４にかかる発明のシフト制御装置によれば、前記シフト駆動手段は、前記第１情報検出手段から出力されるポジション電圧に基づいてフィードバック制御されるため、第１情報検出手段が正常なときは、正確なシフト切換が可能となる。

また、請求項５にかかる発明のシフト制御装置によれば、シフト切換中以外に前記異常判定手段によって前記第１位置情報検出手段の異常が検出されると、それ以降のシフト切換を実行しないため、シフト切換時の誤作動の可能性を確実に回避することができる。

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（本発明のシフト意思検出手段に対応）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、すなわち複数のシフト位置のいずれかへ機械的に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連続的に検出する第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（機械的変位）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、シフト意思判定手段８１、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。

シフト意思判定手段８１は、シフト操作検出装置６０（シフト意思検出手段）によって検出されるシフト操作位置Ｐ_SHに応じて、Ｐスイッチ５４のＯＮ操作を含めてシフト位置が切り換えられているか否かを判定する。

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、位置情報に相当するポジション電圧ＰＶに基づいて、具体的には、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、ＳＢＷアクチュエータ６４をフィードバック制御する。すなわち、ポジション電圧ＰＶが、シフト操作位置Ｐ_SHに対応するシフト位置となる電圧値となるようにフィードバック制御を実行する。具体的には、シフト操作位置Ｐ_SHに対応するシフト位置が「Ｐ」ポジションであれば、ポジション電圧ＰＶが基準値であるＰＶＰとなるようにフィードバック制御を実行し、シフト操作位置Ｐ_SHに対応するシフト位置が「Ｒ」ポジションであれば、ポジション電圧ＰＶがＰＶＲとなるようにフィードバック制御を実行し、シフト操作位置Ｐ_SHに対応するシフト位置が「Ｎ」ポジションであれば、ポジション電圧ＰＶがＰＶＮとなるようにフィードバック制御を実行し、シフト操作位置Ｐ_SHに対応するシフト位置が「Ｄ」ポジションであれば、ポジション電圧ＰＶがＰＶＤとなるようにフィードバック制御を実行する。

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ＳＢＷアクチュエータ６４のフィードバック制御を実行する場合、車両に搭載される各種の電機部品等による外乱磁気や環境温度の変化、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の値に異常が発生すると、ＳＢＷアクチュエータ６４による制御の精度が劣化し、目標シフト位置への切換が行えない可能性がある。特に、シフト位置切換中に異常が発生した場合には、目標シフト位置と異なるシフト位置への切換が実施されてしまう可能性がある。

これに対し、本実施例のシフト制御手段８０（シフト制御装置）は、さらに異常判定手段９０および切換手段９２を備えており、上記ホール素子７８のポジション電圧ＰＶに異常が生じてもシフト位置の切換が正常に行えるようになっている。

異常判定手段９０は、第１位置情報検出手段として機能する非接触式ポジションセンサ７４による切換シャフト６６の回転角度の絶対的位置情報と、第１位置情報検出手段とは異なる方法である第２位置情報検出手段として機能するロータリエンコーダ７２による切換シャフト６６の回転角度の相対的位置情報とを比較し、非接触式ポジションセンサ７４が検出した位置情報に異常が含まれるか否かを判定する。

ここで、非接触式ポジションセンサ７４による切換シャフト６６の回転角度（位置情報）は、前述したように図７に示す切換シャフト６６の回転角度に対するポジション電圧ＰＶの関係に基づいて算出される。また、ロータリエンコーダ７２による切換シャフト６６の回転角度（位置情報）は、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算出される。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、切換シャフト６６の軸心Ｏ回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」ポジションを基準位置（基準角度）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、ロータリエンコーダ７２によってパルスカウント数ＣＰを検出し、そのパルスカウント数ＣＰに基づいて切換シャフト６６の回転角度が算出されると共に、パルスカウント数ＣＰに基づいて一義的に設定されている４つのシフト位置「Ｐ」、「Ｒ」、「Ｎ」、「Ｄ」が判定される。

異常判定手段９０は、非接触式ポジションセンサ７４およびロータリエンコーダ７２から算出されるそれぞれの切換シャフト６６の回転角度（位置情報）を比較し、その回転角度差が所定基準よりも大きい状態が所定時間ｔ１より長く継続した場合に非接触式ポジションセンサ７４のポジション電圧ＰＶに異常が含まれるものと判定する。なお、所定基準および所定時間ｔ１は予め実験的に求められ、ポジション電圧ＰＶの異常が正確に判定されるような好適な値に設定されている。

切換手段９２は、異常判定手段９０によって非接触式ポジションセンサ７４のポジション電圧ＰＶに異常が含まれるものと判定される場合に、非接触式ポジションセンサ７４に基づくシフト制御に代えてロータリエンコーダ７２に基づく制御に切り換える。このとき、駆動制御手段８６は、ロータリエンコーダ７２から出力されるパルスカウント数ＣＰに基づいてＳＢＷアクチュエータ６４を制御する。具体的には、駆動制御手段８６は、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、ロータリエンコーダ７２から出力されるパルス信号ＳＰのパルスカウント数ＣＰに基づいて判断されたシフト位置とを比較し、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。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、図８のパルス信号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。

図９は、電子制御装置６２の要部すなわち非接触式ポジションセンサ７４が検出するポジション電圧ＰＶに異常が生じたときにロータリエンコーダ７２から出力されるパルスカウント数ＣＰに基づいてＳＢＷアクチュエータ６４の制御を実行するフローチャートである。

先ず、シフト意思判定手段８１に対応するステップＳＡ１（以下、ステップを省略）において、シフト操作位置Ｐ_SHに基づいてシフト位置の切換が実行されているか否かを判定する。なお、シフト位置の切換は、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が変化している状態か否かを判定し、ポジション電圧ＰＶの変化量が所定値以上であれば、シフト位置切換中と判定することもできる。さらに、ロータリエンコーダ７２のパルスカウント数ＣＰを検出し、そのカウント数ＣＰの変化に基づいて判定することもできる。

ＳＡ１が否定されると、本ルーチンは終了させられる。一方、ＳＡ１が肯定されると、異常判定手段９０に対応するＳＡ２において、非接触式ポジションセンサ７４が検出したポジション電圧ＰＶに異常が含まれるか否かを判定する。具体的には、非接触式ポジションセンサ７４が検出するポジション電圧ＰＶに基づいて算出される切換シャフト６６の回転角度と、ロータリエンコーダ７２から出力されるパルスカウント数ＣＰに基づいて算出される切換シャフト６６の回転角度とを比較し、互いの回転角度の差が所定基準より大きいか否かを判定する。前記回転角度の差が所定基準より小さければ、本ルーチンは終了させられる。

一方、前記回転角度の差が所定基準よりも大きければ、さらに異常判定手段９０に対応するＳＡ３において、回転角度の差が所定基準よりも大きくなった時点を基準として、その状態の継続時間Ｔの加算を開始する。そして、さらに異常判定手段９０に対応するＳＡ４において、前記継続時間Ｔが所定時間ｔ１を越えたか否かを判定する。ＳＡ４が否定されると、ＳＡ２以下のステップが繰り返し実行される。そして、継続時間Ｔが所定時間ｔ１を越えると、ＳＡ４が肯定され、切換手段９２および駆動制御手段８６に対応するＳＡ５において、ＳＢＷアクチュエータ６４の制御方法を、非接触ポジションセンサ７４から検出されるポジション電圧ＰＶによるフィードバック制御からロータリエンコーダ７２から出力されるパルスカウント数ＣＰに基づく制御に切り換えて実行する。これにより、非接触式ポジションセンサ７４に異常が生じてもロータリエンコーダ７２に基づく制御方法に切り換えることで正確なシフト位置の切換が可能となる。

なお、シフト切換中以外においても異常判定手段９０を作動させ、そのときに非接触式ポジションセンサ７４の異常が判定されると、それ以降のシフト切換を実行させない制御指令をシフト制御手段８０に出力することもできる。

上述のように、本実施例によれば、非接触式ポジションセンサ７４（第１位置情報検出手段）とは異なる方法でシフト機構７０の機械的変位の位置情報を検出するロータリエンコーダ７２（第２位置情報検出手段）と、非接触式ポジションセンサ７４が検出した位置情報に異常が含まれることを判定する異常判定手段９０と、非接触式ポジションセンサ７４が検出した位置情報に異常が含まれると判定された場合に、非接触式ポジションセンサ７４に代えてロータリエンコーダ７２に基づく検出に切り換える切換手段９２を備えるため、例えば、非接触式ポジションセンサ７４に異常が発生した場合、異常判定手段９０がその異常を判定し、非接触式ポジションセンサ７４からロータリエンコーダ７２に切り換えて制御を実行するため、常に運転者のシフト意思に基づいた正確なシフト位置に切り換えることができる。

また、本実施例によれば、異常判定手段９０は、非接触式ポジションセンサ７４による位置情報とロータリエンコーダ７２による位置情報との検出結果の差が所定基準より大きい状態が所定時間ｔ１より長く継続した場合に異常が含まれると判定するため、その持続的な位置情報の差に基づいて高い精度でその異常を判定することができる。

また、本実施例にによれば、非接触式ポジションセンサ７４は、磁石の回転角度を検出する非接触式回転角センサであり、ロータリエンコーダ７２は、回転変位量に応じてパルスを出力するので、非接触式ポジションセンサ７４から検出される位置情報に異常が生じても、ロータリエンコーダ７２による相対的な位置情報に基づいてシフト位置を正確に判定することができる。

また、本実施例によれば、ＳＢＷアクチュエータは、非接触ポジションセンサ７４から出力されるポジション電圧ＰＶに基づいてフィードバック制御されるため、非接触式ポジションセンサ７４が正常なときは、正確なシフト切換が可能となる。

また、本実施例によれば、シフト切換中以外に異常判定手段９０によって非接触式ポジションセンサ７４の異常が検出されると、それ以降のシフト切換を実行しないため、シフト切換時の誤作動の可能性を確実に回避することができる。

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、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、前述の実施例の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よく、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、様々な態様が可能である。

また、前述の実施例の第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ているが、例えば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、様々な態様が可能である。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マグネスケールなど、接触式か非接触式を問わず様々な態様が可能である。

また、前述の実施例では、燃料の燃焼によって動力を発生させるエンジン駆動車両であったが、電動モータによって駆動する電気自動車、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。

また、前述の実施例では、自動変速機として有段式の自動変速機１４が用いられていたが、自動変速機の構造は前述の実施例のものに限定されず、遊星歯車装置の数や変速段数、およびクラッチＣ、ブレーキＢの数が遊星歯車装置のどの要素と選択的に連結されているかなど特に限定はない。

なお、上述したの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。 電子制御装置の要部、すなわち非接触式ポジションセンサに異常が生じたときのシフト位置の切換制御を説明するフローチャートである。

符号の説明

６０：シフト操作検出装置（シフト意思検出手段） ６４：ＳＢＷアクチュエータ６４（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、非接触式回転角センサ） ９０：異常判定手段 ９２：切換手段

Claims (5)

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、複数のシフト位置のいずれか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、備えるシフト制御装置であって、
   前記第１位置情報検出手段とは異なる方法で前記シフト機構の機械的変位の位置情報を検出する第２位置情報検出手段と、
   前記第１位置情報検出手段が検出した位置情報に異常が含まれることを判定する異常判定手段と、
   前記第１位置情報検出手段が検出した位置情報に異常が含まれると判定された場合に、前記第１位置情報検出手段に代えて前記第２位置情報検出手段に基づく制御に切り換える切換手段を備えることを特徴とするシフト制御装置。
2. 前記異常判定手段は、前記第１位置情報検出手段による位置情報と前記第２位置情報検出手段による位置情報との検出結果の差が所定基準より大きい状態が所定時間より長く継続した場合に異常が含まれると判定することを特徴とする請求項１のシフト制御装置。
3. 前記位置情報は回転角度であり、前記第１位置情報検出手段は、磁石の回転角度を連続的に検出する非接触式回転角センサであり、
   前記第２位置情報検出手段は、前記シフト機構のシャフトの回転変位量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１または２のシフト制御装置。
4. 前記シフト駆動手段は、前記第１情報検出手段から出力されるポジション電圧に基づいてフィードバック制御されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つのシフト制御装置。
5. シフト切換中以外に前記異常判定手段によって前記第１位置情報検出手段の異常が検出されると、それ以降のシフト切換を実行しないことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つのシフト制御装置。

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