JP2013224693A - シフトポジション判定装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】異常判定の誤出力を抑制する。
【解決手段】シフトポジション判定装置10は、シフトレバー12の位置に応じた位置信号を出力する位置センサ14と、前記位置信号に応じたシフトポジションの判定値をそれぞれ出力する、第1の判定部16及び第2の判定部18と、前記シフトポジションの優先度を定める設定部20と、前記第1の判定部16の判定値と前記第2の判定部18の判定値が異なり、前記第1の判定部16の判定値の前記優先度が、前記第2の判定部18の判定値の優先度より低い場合に、異常処置を行う指令を出力する比較部22と、を備える。さらに、第1のシフトポジションに対応する前記位置信号の値の範囲と、前記第1のシフトポジションより優先度の低い第2のシフトポジションに対応する前記位置信号の値の範囲との境界が、前記第1の判定部16と前記第2の判定部18で別々に設定され、前記第1の判定部16の前記境界は、前記第2の判定部18の前記境界よりも、前記第2のシフトポジション側に設定されている。
【選択図】図1

Description

本発明は、シフトポジション判定装置に関する。
車両のシフトレバーの操作を検知する手段として、特許文献1で示されているような、位置センサ及びシフトポジションの判定部が知られている。
位置センサは、シフトレバーの位置を検知して、その位置に応じた位置信号を出力する。シフトレバーの位置に応じた位置信号とは、例えば、所定のポジション(例えばNポジション)から、その隣のポジション(例えばRポジション)に向かうにしたがって、増加するような電圧信号であってよい。
シフトポジションの判定部では、位置信号に応じたシフトポジションの判定値を出力する。シフトポジションの判定は、所定のポジションに対応する電圧値の範囲と、その隣のポジションに対応する電圧値の範囲を予め定めておき、位置信号の電圧値が、どちらの範囲に含まれるかを検出することによって行ってよい。
また、判定部の出力した判定結果が、運転者の意図に沿っているか否か、特に、運転者の意図よりも危険な車両状態になるような判定結果であるか否かを判断するために、シフトポジションの判定結果を監視する、監視手段が用いられる場合がある。例えば特許文献2には、メインマイコン、サブマイコン、及び整合性判定部が開示されている。メインマイコンとサブマイコンは、それぞれ、位置センサから位置信号を受け取ってシフトポジションを判定する。整合性判定部は、メインマイコンとサブマイコンの判定結果を比較して、両者の判定結果が一致する場合に、メインマイコンは正常であると判定する。一方、両者の判定結果が一致しない場合には、整合性判定部は、異常信号を出力する。異常信号に応じて、車両のシステムダウン等のフェイルセーフ制御が実行される。
また、特許文献3には、目標となるシフトポジションと、自動変速機の実際のポジションとが一致していないときに、異常と判定する判定手段が開示されている。
また、特許文献4には、メインアクセルセンサの出力信号とサブアクセルセンサの出力信号の差分値と閾値とを比較して、その比較結果に基づいてアクセルセンサの異常を判定する判定手段が開示されている。
特開2004−125061号公報 特開平11−278093号公報 特開2008−51258号公報 特開2003−214242号公報
ところで、メイン判定部とサブ判定部の判定値が不一致であるときに、異常判定を行う判定フローを用いる場合、メイン判定部による判定値が、運転者の意図からみて安全であるにも関わらず、異常判定がなされるおそれがある。
例えば、図8に示すように、所定のシフトポジションからRポジションに切り替えようとして、運転者がシフトレバーを動かした際に、NポジションとRポジションの間までしかシフトレバーが動かされなかった場合を考える。また、このとき、位置センサから出力される位置信号の電圧値は、Nポジションに対応する電圧値の範囲と、Rポジションに対応する電圧値の範囲の境界値であるとする。
位置センサは、シフトレバーの位置に応じた位置信号を、メイン判定部とサブ判定部に並列に送信する。このとき、メイン判定部とサブ判定部の信号処理回路の個体差などに起因して、一方がNポジション、他方がRポジションを出力するおそれがある。2つの判定値が不一致である際に異常判定を行う判定フローでは、上記の場合に異常判定が出力される。しかし、実際には、Rポジションは運転者の意図通りであり、また、Nポジションは車両が走行状態に至らないという点で、Rポジションよりも安全な車両状態である。このように、従来の判定フローでは、メイン判定部による判定値が、運転者の意図からみて安全であるにも関わらず、異常判定がなされるおそれがある。
本発明は、シフトポジションの判定装置に関するものである。当該装置は、シフトレバーの位置に応じた位置信号を出力する位置センサと、前記位置信号に応じたシフトポジションの判定値をそれぞれ出力する、第1及び第2の判定部と、前記シフトポジションの優先度を定める設定部と、を備える。さらに、前記第1の判定部の判定値と前記第2の判定部の判定値が異なり、前記第1の判定部の判定値の前記優先度が、前記第2の判定部の判定値の優先度より低い場合に、異常処置を行う指令を出力する比較部と、を備える。さらに、第1のシフトポジションに対応する前記位置信号の値の範囲と、前記第1のシフトポジションより優先度の低い第2のシフトポジションに対応する前記位置信号の値の範囲との境界が、前記第1の判定部と前記第2の判定部で別々に設定され、前記第1の判定部の前記境界は、前記第2の判定部の前記境界よりも、前記第2のシフトポジション側に設定されている。
また、上記発明において、前記シフトポジションは、車両の走行状態を定めるものであり、前記車両を非走行状態にするシフトポジションが、前記車両を走行状態にするシフトポジションよりも、前記優先度が高くなるように設定されていることが好適である。
また、上記発明において、第1のシフトポジションは、パーキングポジションであることが好適である。
本発明によれば、異常判定の誤出力を抑制することが可能となる。
本実施の形態に係るシフトポジション判定装置を例示するブロック図である。 シフトレバーと位置センサの関係を例示する図である。 シフトポジションの判定表を例示する図である。 縦方向センサの位置信号の波形を例示する図である。 横方向センサの位置信号の波形を例示する図である。 シフトレバーの移動経路と境界値の関係を例示する模式図である。 シフトレバーの移動経路と境界値の関係を例示する模式図である。 シフトポジションの判定について説明する図である。
図1に、本実施の形態に係るシフトポジション判定装置10を例示する。シフトポジション判定装置10は、例えば、車両のシフトレバー12のシフトポジションを判定するために用いられる。シフトポジション判定装置10は、位置センサ14、第1の判定部16、第2の判定部18、設定部20、及び、比較部22を含んで構成される。
シフトレバー12は、シフトポジションが割り当てられたスロット13内を移動可能となっている。車両が採り得るシフトポジションのうち、一部のシフトポジションを、スロット13から切り離してもよい。例えば、Pポジション(パーキング)を切り離してもよい。この場合、Pポジションスイッチ24のオン/オフによってPポジションの選択を行ってもよい。
また、シフトレバー12により選択可能なシフトポジションは、以下のポジションであってよい。すなわち、Rポジション(後退)、Nポジション(ニュートラル)、Dポジション(前進)、Bポジション(エンジンブレーキを効かせた前進)、Mポジション(ホームポジション、塗りつぶし円で示す)であってよい。Mポジションとは、運転者がシフトレバー12から手を放すと、シフトレバー12が戻る定位置である。したがって、シフトレバー12がMポジションに位置しているときは、Mポジションに戻る前のシフトポジション、またはPポジションが選択されている。
位置センサ14は、シフトレバー12の位置に応じた位置信号を出力する。位置センサ14は、例えば、シフトレバー12の位置に応じて出力電圧が変化する、ホール素子を含んでいてもよい。また、位置信号は、電圧信号であってよい。
また、位置センサ14は、シフトレバー12の移動方向別に、複数設けてもよい。例えば、位置センサ14は、シフトレバー12の縦方向の移動を検知する縦方向センサ14Aと、シフトレバー12の横方向の移動を検知する横方向センサ14Bを含んで構成されていてよい。
例えば、図2に示すように、縦方向センサ14Aは、シフトレバー12が、スロット13のR側終端26に位置しているときに、電圧の最小値V_VMinを出力するようにしてもよい。さらに、シフトレバー12が、スロット13のB側終端28、または、D側終端30に位置しているときに、電圧の最大値V_VMaxを出力するようにしてもよい。
また、横方向センサ14Bは、シフトレバー12が、MポジションとBポジションの一方を選択し得るMBスロット32に位置しているときに、電圧の最小値V_LMinを出力するようにしてもよい。さらに、シフトレバー12が、Rポジション、Nポジション、Dポジションのいずれかを選択し得るRNDスロット34に位置しているときに、電圧の最大値V_LMaxを出力するようにしてもよい。
図1に戻り、第1の判定部16は、位置センサ14の位置信号及びPポジションスイッチ24のオン/オフに応じたシフトポジションの判定値を出力する。第1の判定部16は、例えば、CPU等の演算処理回路を備えたマイコンであってよい。
第1の判定部16は、位置信号の値に応じて、シフトポジションを判定する。判定に際して、シフトポジションに対応する位置信号の値の範囲を、予め定めておいてもよい。
例えば、図2の縦方向センサ14Aについて、シフトレバー12が、MポジションとNポジションを選択しうるMNスロット36に位置しているときの電圧値V_VMid(以下、中間値と呼ぶ)と、最小値V_VMinの間に、境界値V_Rを設定する。また、中間値V_VMidと最大値V_VMaxとの間に、境界値V_BDを設定する。
また、横方向センサ14Bについて、最小値V_LMinと最大値V_LMaxとの間に、境界値V_RNDを設定する。
境界値を用いたシフトポジションの判定手法を、図3に示す。縦方向センサ14Aの信号値V_Vが、境界値V_R以下(V_V≦V_R)であるとき、第1の判定部16は、横方向センサ14Bの信号値V_Lに関わらず、判定値としてRポジションを出力する。
また、縦方向センサ14Aの信号値V_Vが、境界値V_Rより高く、かつ、境界値V_BD未満(V_R<V_V<V_BD)であって、さらに、横方向センサ14Bの信号値V_Lが、境界値V_RND未満(V_L<V_RND)である場合には、第1の判定部16は、判定値としてMポジション(直前のポジション)を出力する。一方、縦方向センサ14Aの信号値V_Vが、V_R<V_V<V_BDであって、横方向センサ14Bの信号値V_Lが、境界値V_RND以上(V_L≧V_RND)である場合には、第1の判定部16は、判定値としてNポジションを出力する。
また、縦方向センサ14Aの信号値V_Vが、境界値V_BD以上(V_V≧V_BD)であり、かつ、横方向センサ14Bの信号値V_Lが、境界値V_RND未満(V_L<V_RND)であるときは、第1の判定部16は、判定値としてBポジションを出力する。一方、縦方向センサ14Aの信号値V_Vが、境界値V_BD以上であって、かつ、横方向センサ14Bの信号値V_Lが、境界値V_RND以上(V_L≧V_RND)であるときには、第1の判定部16は、判定値としてDポジションを出力する。
また、Pポジションスイッチ24がオン状態のときは、シフトレバー12の位置に関わらず、第1の判定部16は、判定値としてPポジションを出力する。
また、第1の判定部16は、出力した判定値に応じた操作を行う操作指令を、車両の駆動源に対して出力する。
図1に戻り、第2の判定部18は、第1の判定部16と同様に、位置センサ14の位置信号及びPポジションスイッチ24のオン/オフに応じたシフトポジションの判定値を出力する。第2の判定部18は、例えば、CPU等の演算処理回路を備えたマイコンであってよい。
第2の判定部18には、位置センサ14から第1の判定部16に送信されたものと同一の位置信号が送信される。例えば、第1の判定部16及び第2の判定部18は、位置センサ14に対して並列に接続されていてよい。第2の判定部18は、第1の判定部16と同様に、境界値を設けて、シフトポジションに対応する位置信号の値の範囲を定めるようにしてもよい。ここで、第1の判定部16の境界値と第2の判定部18の境界値は別々に設けてもよいし、共通のものであってもよいが、後述するように、第1の判定部16の境界値と第2の判定部18の境界値を別々に設けることが好適である。
設定部20は、シフトポジションの優先度を定める設定手段である。設定部20は、CPU等の演算処理回路や、メモリ等の記憶素子を備えたマイコンであってよい。また、第1の判定部16または第2の判定部18のマイコンに、設定部20の機能が組み込まれていてもよい。また、優先度の設定は、車両の組み立て時等に作業者が設定するようにしてもよい。
シフトポジションの優先度は、車両状態の安全度合いに基づいて設定することが好適である。例えば、車両を非走行状態にするシフトポジション(非走行ポジション)が、車両を走行状態にするシフトポジション(走行ポジション)よりも、優先度が高くなるように設定されていることが好適である。具体的には、車両が停止状態であるPポジションを、最も優先度の高いシフトポジションとして設定する。次に、アクセルペダルを操作しても車両が駆動しないNポジションを、Pポジションに次ぐ優先度のシフトポジションとして設定する。最後に、アクセルペダルの操作に応じて車両が駆動するDポジション、Rポジション、Bポジションを、最も優先度の低いシフトポジションとして設定する。
比較部22は、第1の判定部16の判定値と、第2の判定部18の判定値を比較するとともに、その比較結果に基づいて、第1の判定部16の異常判定を行う。比較部22は、CPU等の演算処理回路を備えたマイコンであってよい。また、第1の判定部16または第2の判定部18のマイコンに、比較部22の機能が組み込まれていてもよい。
第1の判定部16と第2の判定部18の判定値を比較するに当たって、比較部22は、設定部20の優先度を参照する。すなわち、比較部22は、第1の判定部16の判定値の優先度が、第2の判定部18の判定値の優先度以上である場合に、第1の判定部16は正常であると判定する。正常判定をした場合には、比較部22は、第1の判定部16の操作指令に応じた操作を行う許可指令を、図示しない駆動源に対して出力する。または、正常判定をした場合には、比較部22から駆動源への指令送信は行わないようにしてもよい。
一方、第1の判定部16の判定値の優先度が、第2の判定部18の判定値とは異なり、第2の判定部18の判定値の優先度より低い場合には、比較部22は、第1の判定部16が異常であると判定する。異常判定をした場合には、比較部22は、異常処置を行う指令を駆動源に対して出力する。異常処置指令が出力されると、第1の判定部16の操作指令に関わらず、車両の駆動源に対して異常処置が実行される。異常処置は、例えば、駆動源を停止させる処置であってよい。
第1の判定部16の判定値の優先度が、第2の判定部18の判定値の優先度以上である場合とは、第1の判定部16と第2の判定部18の判定値が等しい場合と、第1の判定部16の判定値の優先度が、第2の判定部18の判定値の優先度より高い場合の両方を含んでいる。例えば、第1の判定部16の判定値がNポジションであって、第2の判定部18の判定値がRポジションである場合に、優先度はNポジション>Rポジションであることから、比較部22は、第1の判定部16の判定値が正常であるものと判定する。
このように、第1の判定部16の判定値と第2の判定部18の判定値が異なる場合であっても、第1の判定部16の判定値の優先度が高い場合には、比較部22から正常判定が出力される。したがって、シフトレバー12の操作が不適切である(中途半端である)ことに起因して、第1の判定部16の判定値と第2の判定部18の判定値が異なる場合であっても、直ちに第1の判定部16に対する異常判定が出力されることが避けられる。つまり、異常判定の誤出力を避けることができる。さらに、優先度の設定について、非走行ポジションの優先度を走行ポジションの優先度より高く設定することで、車両走行の安全性を向上させることが可能となる。
なお、第1の判定部16における境界値と、第2の判定部18における境界値とを同一の値とすると、第1の判定部16が正常であるにも関わらず、第1の判定部16の判定値の優先度が、第2の判定部18の優先度より低くなるおそれがある。
例えば、縦方向センサ14Aの信号値V_Vが、境界値V_Rよりわずかに高い値(例えば、V_R×1.001)である場合、第1の判定部16と第2の判定部18の信号処理回路の個体差等に起因して、第1の判定部16ではV_V=V_Rと判定し、第2の判定部18ではV_R<V_Vと判定するおそれがある。前者の場合、シフトポジションの判定値はRポジションとなる。後者の場合、横方向センサ14Bの信号値V_Lによっては、Rポジションより優先度の高いNポジションが出力される場合がある。そうなると、第1の判定部16の判定値の優先度は、第2の判定部18の優先度より低くなり、その結果、比較部22からは異常判定が出力されてしまう。
そこで、第1の判定部16における境界値と、第2の判定部18における境界値を異なる値として、両境界値が重ならないようにすることが好適である。さらに、この際に、第1の判定部16が、第2の判定部18と比較して、優先度の高い判定値を得られ易くなるように、境界値を設定することが好適である。具体的には、優先度の高い第1のシフトポジションと、それより優先度の低い第2のシフトポジションの境界値を設定するに当たり、第1の判定部16の境界値を、第2の判定部18の境界値よりも、優先度の低い第2のシフトポジション側に設定するようにしてもよい。このようにすることで、第1の判定部16では、第2の判定部18と比較して、優先度の高いシフトポジションが選択される領域が広くなる。
図4には、縦方向センサ14Aの境界値の設定方法が例示されている。縦方向センサ14Aの中間値V_VMidと、最大値V_VMaxの間に、第1の判定部16の境界値V_MainBDと、第2の判定部18の境界値V_SubBDを設定する。ここで、V_MainBD>V_SubBDとする。また、中間値V_VMidと、最小値V_VMinとの間に、第1の判定部16の境界値V_MainRと、第2の判定部18の境界値V_SubRを設定する。ここで、V_MainR<V_SubRとする。
図5には、横方向センサ14Bの境界値の設定方法が例示されている。横方向センサ14Bの境界値設定においては、Mポジションに設定されているシフトポジションに応じて、境界値の設定条件を変更させてもよい。
例えば、MポジションにPポジションが設定されている場合、つまり、シフトレバー12の操作直前のシフトポジションがPポジションである場合、位置信号が取り得る最大値V_LMaxと最小値V_LMinの間に、第1の判定部16の境界値V_MainRNDと、第2の判定部18の境界値V_SubRNDを設定する。このとき、V_MainRND>V_SubRNDとする。
一方、MポジションにPポジションではない他のポジションが設定されている場合、上記と同様に、位置信号が取り得る最大値V_LMaxと最小値V_LMinの間に、V_MainRNDと、V_SubRNDを設定する。ただし、V_MainRND<V_SubRNDとする。
なお、境界値V_MainR、V_MainBD、V_MainRNDはそれぞれ、第1の判定部16において、上述した境界値V_R、V_BD、V_RNDと同様の機能を有する。すなわち、第1の判定部16では、境界値V_MainR、V_MainBD、V_MainRNDと位置信号V_V、V_Lとに基づいて、シフトポジションの判定値が出力される。また、境界値V_SubR、V_SubBD、V_SubRNDはそれぞれ、第2の判定部18において、上述した境界値V_R、V_BD、V_RNDと同様の機能を有する。
以上のように設定された境界値と、シフトレバーの移動経路とを関係づけた模式図を、図6、7に例示する。図6には、MポジションにPポジションが設定されている場合(直前のシフト位置がPポジションの場合)が示されている。第1の判定部16の境界値V_MainRND、V_MainBDが、それぞれ、第2の判定部18の境界値V_SubRND、V_SubBDよりもNポジション側に位置している。
シフトレバー12を、(Pポジションが設定された)Mポジションから、境界値V_SubRNDとV_MainRNDの間にある停止位置40まで移動させた場合、つまり、位置信号V_Lが、境界値V_SubRNDとV_MainRNDの間の値を取る場合、第1の判定部16は、判定値としてPポジションを出力する。また、第2の判定部18は、判定値としてNポジションを出力する。ここで、優先度はP>Nであるので、比較部22は、第1の判定部16の判定値(Pポジション)に応じた操作指令を出力する。
また、シフトレバー12の位置が、境界値V_SubRND上にある場合は、第1の判定部16は、判定値としてPポジションを出力し、第2の判定部18は、判定値としてNポジションを出力する。この場合、優先度はP>Nであるので、比較部22は、第1の判定部16の判定値(Pポジション)に応じた操作指令を出力する。
さらに、シフトレバー12の位置が、境界値V_MainRND上にある場合は、第1の判定部16及び第2の判定部18は、判定値としてNポジションを出力する。両者が等しい判定値を出力していることから、比較部22は、第1の判定部16の判定値(Nポジション)に応じた操作指令を出力する。
また、Nポジション、Rポジション、及びDポジションに注目すると、第1の設定部16は、第2の設定部18と比較して、Rポジション及びDポジションより優先度の高いNポジションが選択される範囲が広くなっている。言い換えると、第1の設定部16は、第2の設定部18と比較して、優先度の高いNポジションが、判定値として出力され易くなっている。
図7に、Mポジションが、Pポジション以外のシフトポジションに設定されている場合の、境界値の配置が例示されている。図6との差異は、V_MainRNDが、V_SubRNDよりMポジション側に位置している点にある。つまり、Pポジション以外のシフトポジションに設定されている場合、つまり、MポジションがN、R、D、Bポジションのいずれかである場合は、第1の設定部16は、第2の設定部18と比較して、Pポジションに次いで優先度の高いNポジションが、判定値として出力され易くなる。図7の条件では、シフトレバー12の操作によってPポジションが選択されることはない。したがって、Pポジションに次ぐ優先度の高いNポジションが、第1の設定部16によって選択され易くなることで、第1の判定部16と第2の判定部18の判定値が異なる場合であっても、比較部22による異常判定の出力を抑制することができる。
10 シフトポジション判定装置、12 シフトレバー、13 スロット、14 位置センサ、14A 縦方向センサ、14B 横方向センサ、16 第1の判定部、18 第2の判定部、20 設定部、22 比較部、24 ポジションスイッチ、40 停止位置。

Claims (3)

  1. シフトレバーの位置に応じた位置信号を出力する位置センサと、
    前記位置信号に応じたシフトポジションの判定値をそれぞれ出力する、第1及び第2の判定部と、
    前記シフトポジションの優先度を定める設定部と、
    前記第1の判定部の判定値と前記第2の判定部の判定値が異なり、前記第1の判定部の判定値の前記優先度が、前記第2の判定部の判定値の優先度より低い場合に、異常処置を行う指令を出力する比較部と、
    を備え、
    第1のシフトポジションに対応する前記位置信号の値の範囲と、前記第1のシフトポジションより優先度の低い第2のシフトポジションに対応する前記位置信号の値の範囲との境界が、前記第1の判定部と前記第2の判定部で別々に設定され、
    前記第1の判定部の前記境界は、前記第2の判定部の前記境界よりも、前記第2のシフトポジション側に設定されていることを特徴とする、シフトポジション判定装置。
  2. 請求項1記載のシフトポジション判定装置であって、
    前記シフトポジションは、車両の走行状態を定めるものであり、前記車両を非走行状態にするシフトポジションが、前記車両を走行状態にするシフトポジションよりも、前記優先度が高くなるように設定されていることを特徴とする、シフトポジション判定装置。
  3. 請求項1または2に記載のシフトポジション判定装置であって、
    第1のシフトポジションは、パーキングポジションであることを特徴とする、シフトポジション判定装置。
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