JP2015048921A - 変速制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電子システム上、不合理な機能不全となる振る舞いにより、シフトＥＣＵのＣＰＵが誤動作したときでも、ＰレンジからＰレンジ以外のレンジに切り替わることを確実に防止する。
【解決手段】本発明の変速制御装置は、シフト操作信号を出力するシフト操作装置（２）と、シフト操作信号と車両ＥＣＵ（５）から出力された種々の信号とに基づいてシフト指示信号と第１のシフト切替許可信号を出力するシフトＥＣＵ（３）と、シフトＥＣＵ（３）とは異なる装置であって、運転者が運転席にいることを検知したときに第２のシフト切替許可信号を出力する運転者検知装置（５）と、第１のシフト切替許可信号及び第２のシフト切替許可信号を入力したときに、シフト指示信号に基づいて駆動モータ（１１）を駆動制御して変速機のシフトレンジを切り替えるシフト切替装置（４）とを備えたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、シフトＥＣＵの安全性を向上させることができる変速制御装置に関する。

シフトバイワイヤ式の変速制御装置においては、ユーザーがシフト操作装置を操作すると、操作信号がシフトＥＣＵに出力され、シフトＥＣＵはシフト駆動用のモータを駆動して変速機のシフトのレンジを上記操作信号により指示されたレンジに切り替えるように構成されている。この構成の場合、シフトＥＣＵは、安全性を高めるために、シフト切替許可信号をオン(許可)しているときだけ、シフト駆動用のモータを駆動可能な、即ち、シフトの切り替え可能なようにしている。尚、シフトＥＣＵは、車速情報やブレーキ信号やイグニッション信号等の車両情報を取得して、該車両情報に基づいてシフトを切り替えても良いか否かを判断し、シフトを切り替えても良いと判断したとき、上記シフト切替許可信号をオンしている。

特開２００９−５２７１７号公報 特開２００９−１２１５４６号公報 特開２０１０−２２３３８８号公報

上記従来構成の場合、変速機のレンジがＰ（パーキング）レンジにシフトされている状態で、運転者が車両から降りたときに、電子システム上、不合理な機能不全となる振る舞いにより、シフトＥＣＵのＣＰＵが誤って動作しまう可能性が考えられる。このような場合、意図せず、シフト切替許可信号をオンすると共に、ＰレンジからＰレンジ以外のレンジに切り替える制御信号をシフト駆動用のモータへ与えることにより、変速機をＰレンジ以外のレンジに切り替えてしまうおそれが生じる。万が一、このような事象が生じ、ＰレンジからＰレンジ以外への切替が起こると、車両が坂道に停車していたような場合、車両の駐車ブレーキが不充分だと車両が勝手に動きだす可能性がある。

そこで、本発明の目的は、電子システム上、不合理な機能不全の振る舞いにより、シフトＥＣＵのＣＰＵが誤動作した場合でも、ＰレンジからＰレンジ以外のレンジに切り替わることを確実に防止できる変速制御装置を提供することにある。

請求項１の発明は、運転者の操作に応じてシフト操作信号を出力するシフト操作装置と、前記シフト操作信号と車両ＥＣＵから出力された種々の信号とに基づいてシフト指示信号と第１のシフト切替許可信号を出力するシフトＥＣＵと、前記シフトＥＣＵとは異なる装置であって、運転者が運転席にいることを検知したときに第２のシフト切替許可信号を出力する運転者検知装置と、前記第１のシフト切替許可信号及び前記第２のシフト切替許可信号を入力したときに、前記シフト指示信号に基づいて駆動モータを駆動制御して変速機のシフトレンジを切り替えるシフト切替装置とを備えたことを特徴とする。

本発明の第１実施形態を示す変速制御装置の電気的構成図 タイムチャート（その１） タイムチャート（その２） 本発明の第２実施形態を示す図１相当図 本発明の第３実施形態を示す図１相当図

以下、本発明の第１実施形態について、図１ないし図３を参照して説明する。まず、図１は、本実施形態の変速制御装置１の全体構成を概略的に示す電気的構成図である。この図１に示すように、変速制御装置１は、シフト操作装置２と、シフトＥＣＵ３と、シフト切替装置４と、車両ＥＣＵ５と、エンジンＥＣＵ６とを備えている。

シフト操作装置２は、運転者によりシフトレバー７が操作されると、その操作に応じたシフト操作信号を出力してシフトＥＣＵ３に与える。シフトＥＣＵ３は、ＣＰＵ８と、第１のスイッチングトランジスタ９とを有する。ＣＰＵ８は、シフト操作装置２からのシフト操作信号を入力すると共に、例えばＣＡＮからなる車載ＬＡＮ１０に接続されており、車両ＥＣＵ５及びエンジンＥＣＵ６と車載ＬＡＮ１０を介して通信可能な構成となっている。そして、ＣＰＵ８は、シフト指示信号をシフト切替装置４へ出力すると共に、シフト切替許可信号を第１のスイッチングトランジスタ９に与えることにより、第１のスイッチングトランジスタ９をオンオフ制御する。第１のスイッチングトランジスタ９のオン状態が、第１のシフト切替許可信号に相当する。第１のスイッチングトランジスタ９の一端９ａはシフト切替装置４内の駆動モータ１１の通電路の一端１１ａに接続され、他端９ｂはグランドに接続されている。

シフト切替装置４は、シフトレンジ切替アクチュエータ１２と、シフトレンジ切替アクチュエータ１２を駆動する駆動モータ１１とを備えている。シフトレンジ切替アクチュエータ１２は、シフトＥＣＵ３からのシフト指示信号を入力して、駆動モータ１１を駆動制御することにより、変速機のシフトレンジをシフト指示信号が指示するレンジへ切り替える。

車両ＥＣＵ（運転者検知装置）５は、ＣＰＵ１３と、第２のスイッチングトランジスタ１４とを有する。ＣＰＵ１３は、運転席に運転者が着座しているか否かを検出する着座センサ１５からの着座信号と、ブレーキが踏まれたか否かを検出するブレーキスイッチ１６からのブレーキ信号と、イグニッションスイッチ１７からのイグニッション信号とを入力する。そして、ＣＰＵ１３は、車載ＬＡＮ１０に接続されており、上記着座信号、上記ブレーキ信号及びイグニッション信号を上記車載ＬＡＮ１０を介してシフトＥＣＵ３のＣＰＵ８へ送信する。

第２のスイッチングトランジスタ１４は、着座センサ１５からの着座信号によってオンオフ制御される。第２のスイッチングトランジスタ１４のオン状態が、第２のシフト切替許可信号に相当する。第２のスイッチングトランジスタ１４の一端１４ａは車両バッテリの電源に接続される電源端子１８に接続され、他端１４ｂはシフト切替装置４内の駆動モータ１１の通電路の他端１１ｂに接続されている。

上記構成の場合、シフト切替装置４の駆動モータ１１は、第１のスイッチングトランジスタ９及び第２のスイッチングトランジスタ１４が共にオン状態であるとき、通電路が形成され、駆動制御されることが可能な構成となっている。即ち、第１のスイッチングトランジスタ９及び第２のスイッチングトランジスタ１４が共にオン状態であるとき、シフト切替装置４のシフトレンジ切替アクチュエータ１２が、変速機のシフトレンジをシフト指示信号が指示するレンジへ切り替えることが可能な構成となっている。

次に、上記構成の動作を図２及び図３を参照して説明する。今、車両は停車しており、変速機のシフトレンジは、Ｐレンジにシフトされているとする。まず、変速機が上記Ｐレンジ状態である場合に、シフトＥＣＵ３が正常に動作して、ＰレンジからＰレンジ以外のレンジに切り替える動作について述べる。

この場合、運転者は、時刻ｔ１で、運転席に着座し、ブレーキを踏み、イグニッションスイッチ１７をオンし、さらに、シフト操作装置２のシフトレバー７をＰレンジ以外のレンジに操作する。すると、図２に示すように、時刻ｔ１で、着座センサ１５から例えばハイレベルの着座信号、ブレーキスイッチ１６から例えばハイレベルのブレーキ信号、及び、イグニッションスイッチ１７から例えばハイレベルのイグニッション信号が車両ＥＣＵ５のＣＰＵ１３に入力される。また、ハイレベルの着座信号が第２のスイッチングトランジスタ１４に与えられることにより、第２のスイッチングトランジスタ１４がオンされる。そして、車両ＥＣＵ５のＣＰＵ１３は、ハイレベルの着座信号、ハイレベルのブレーキ信号及びハイレベルのイグニッション信号を車載ＬＡＮ１０を介してシフトＥＣＵ３のＣＰＵ８へ送信する。

また、シフト操作装置２からＰレンジ以外のレンジに操作するシフト操作信号がシフトＥＣＵ３のＣＰＵ８に出力される。シフトＥＣＵ３のＣＰＵ８は、上記Ｐレンジ以外のレンジに操作するシフト操作信号と、上記ハイレベルの着座信号と、上記ハイレベルのブレーキ信号と、上記ハイレベルのイグニッション信号を入力して、Ｐレンジ以外のレンジに操作するシフト指示信号をシフト切替装置４に出力すると共に、例えばハイレベルのシフト切替許可信号を第１のスイッチングトランジスタ９に与えて、該第１のスイッチングトランジスタ９をオンする（図２参照）。

シフト切替装置４のシフトレンジ切替アクチュエータ１２は、Ｐレンジ以外のレンジに操作するシフト指示信号を入力して、駆動モータ１１を駆動制御して変速機をＰレンジからＰレンジ以外のレンジに切り替える。このとき、第１のスイッチングトランジスタ９及び第２のスイッチングトランジスタ１４が共にオンされているから、駆動モータ１１が通電駆動され、変速機をＰレンジからＰレンジ以外のレンジに切り替えることができる。

次に、変速機がＰレンジ状態である場合に、シフトＥＣＵ３が正常に動作して、ＰレンジからＰレンジ以外のレンジへの切り替えが不許可になる動作について述べる。この場合、着座センサ１５からの着座信号、ブレーキスイッチ１６からのブレーキ信号、イグニッションスイッチ１７からのイグニッション信号のうちの少なくとも１つの信号がロウレベルになると、シフトＥＣＵ３のＣＰＵ８は、ロウレベルのシフト切替許可信号を第１のスイッチングトランジスタ９に与えて、該第１のスイッチングトランジスタ９をオフする。これにより、シフト切替装置４の駆動モータ１１の通電路が遮断されるので、駆動モータ１１が駆動されることがなくなり、変速機をＰレンジからＰレンジ以外のレンジへの切り替えることができなくなる。

さて、運転者が、エンジンをかけたまま、時刻ｔ２で、車外に出た後、シフトＥＣＵ３のＣＰＵ８が暴走して異常になったとする。このようなＣＰＵ８の異常時には、図３に示すように、時刻ｔ３で、シフトＥＣＵ３のＣＰＵ８が、Ｐレンジ以外のレンジに操作するシフト指示信号をシフト切替装置４に出力すると共に、例えばハイレベルのシフト切替許可信号を第１のスイッチングトランジスタ９に与えて、該第１のスイッチングトランジスタ９をオンするおそれがある。

このような場合に、本実施形態では、図３に示すように、運転者が車外に出たときに（時刻ｔ２で）、着座センサ１５からロウレベルの着座信号が第２のスイッチングトランジスタ１４に与えらることから、該第２のスイッチングトランジスタ１４がオフされる。このため、仮に時刻ｔ３で第１のスイッチングトランジスタ９がオンされたとしても、第２のスイッチングトランジスタ１４がオフしているので、シフト切替装置４の駆動モータ１１の通電路が遮断されることから、駆動モータ１１が駆動されることはなくなる。従って、シフトＥＣＵ３のＣＰＵ８が異常になっても、変速機がＰレンジからＰレンジ以外のレンジへの切り替わることを確実に防止できる。

尚、上記実施形態では、変速機を、ＰレンジからＰレンジ以外のレンジへの切り替える際の動作について適用したが、これに限られるものではなく、変速機を、Ｐレンジ以外のレンジからそのレンジ以外のレンジへの切り替える際の動作について適用しても良い。

図４は、本発明の第２実施形態を示すものである。尚、第１実施形態と同一構成には、同一符号を付している。この第２実施形態においては、シフトＥＣＵ３の第１のスイッチングトランジスタ９の一端９ａを車両バッテリの電源に接続される電源端子１８に接続し、他端９ｂをシフト切替装置４内の駆動モータ１１の通電路の一端１１ａに接続している。そして、車両ＥＣＵ５の第２のスイッチングトランジスタ１４の一端１４ａをシフト切替装置４内の駆動モータ１１の通電路の他端１１ｂに接続し、他端１４ｂをグランドに接続している。

尚、上述した以外の第２実施形態の構成は、第１実施形態と同じ構成となっている。従って、第２実施形態においても、第１実施形態とほぼ同じ作用効果を得ることができる。
図５は、本発明の第３実施形態を示すものである。尚、第２実施形態と同一構成には、同一符号を付している。この第３実施形態においては、車両ＥＣＵ５の第２のスイッチングトランジスタ１４を、ブレーキスイッチ１６からのブレーキ信号によってオンオフするように構成した。そして、第３実施形態では、シフト切替装置４のシフトレンジ切替アクチュエータ１２は、変速機をＰレンジからＰレンジ以外のレンジに切り替える動作時にだけ、車両ＥＣＵ５の第２のスイッチングトランジスタ１４をシフト切替装置４の駆動モータ１１の通電路に設けるように構成した。

尚、第３実施形態において、シフト切替装置４のシフトレンジ切替アクチュエータ１２は、変速機をＰレンジ以外のレンジからそれ以外のレンジ（Ｐレンジを含む）に切り替える動作時には、車両ＥＣＵ５の第２のスイッチングトランジスタ１４をシフト切替装置４の駆動モータ１１の通電路に設けないように切り替え接続可能な構成とした。これにより、第３実施形態では、変速機をＰレンジ以外のレンジからそれ以外のレンジに切り替えるときは、車両ＥＣＵ５の第２のスイッチングトランジスタ１４がオフしているとき（即ち、運転者がブレーキを踏まず、ブレーキスイッチ１６がオフしているとき）でも、切り替え可能な構成となっている。

そして、上述した以外の第３実施形態の構成は、第２実施形態と同じ構成となっている。従って、第３実施形態においても、第２実施形態とほぼ同じ作用効果を得ることができる。

尚、上記各実施形態では、シフトＥＣＵ３の第１のスイッチングトランジスタ９と、車両ＥＣＵ５の第２のスイッチングトランジスタ１４を、駆動モータ１１の通電路に配設するように構成したが、これに限られるものではなく、シフトＥＣＵ３のＣＰＵ８からのシフト切替許可信号と、車両ＥＣＵ５からの着座信号（またはブレーキスイッチ１６からのブレーキ信号）とをシフト切替装置４へ入力させ、直接シフト切替装置４内において、シフト切替許可信号及び着座信号（またはブレーキ信号）が共にハイレベルのときだけ、変速機のシフトレンジの切り替え（駆動モータ１１の通電制御）を許可するように構成しても良い。また、上記各実施形態における各信号のハイレベル／ロウレベルの関係を逆転させるように（即ち、負論理で）構成しても良い。

また、上記各実施形態では、車両ＥＣＵ５の第２のスイッチングトランジスタ１４を、着座センサ１５からの着座信号またはブレーキスイッチ１６からのブレーキ信号によってオンオフするように構成したが、これに限られるものではなく、例えば運転席のシートベルトセンサからの検出信号によって第２のスイッチングトランジスタ１４をオンオフするように構成しても良い。この場合、シートベルトが装着状態であることをシートベルトセンサが検出したとき、そのハイレベルの検出信号によって第２のスイッチングトランジスタ１４をオンするように構成されている。また、着座センサ１５からの着座信号、ブレーキスイッチ１６からのブレーキ信号または運転席のシートベルトセンサからの検出信号の中の２つ以上の検出信号に基づいて、第２のスイッチングトランジスタ１４をオンオフするように構成しても良い。このように構成すると、より一層安全性の高い制御を実現することができる。

更に、上記各実施形態において、車両ＥＣＵ５のＣＰＵ１３によって、着座センサ１５からの着座信号、ブレーキスイッチ１６からのブレーキ信号または運転席のシートベルトセンサからの検出信号が異常であるか否か、即ち、第２のシフト切替許可信号が異常であるか否かを判断するように構成することが好ましい。このように構成した場合、少なくとも１つの検出信号が異常であると判断されたときには、判断した異常に応じて適切なフェイルセーフを実行することができる。

図面中、１は変速制御装置、２はシフト操作装置、３はシフトＥＣＵ、４はシフト切替装置、５は車両ＥＣＵ（運転者検知装置）、７はシフトレバー、８はＣＰＵ、９は第１のスイッチングトランジスタ、１１は駆動モータ、１２はシフトレンジ切替アクチュエータ、１４は第２のスイッチングトランジスタ、１５は着座センサ、１６はブレーキスイッチである。

Claims (5)

1. 運転者の操作に応じてシフト操作信号を出力するシフト操作装置（２）と、
   前記シフト操作信号と車両ＥＣＵ（５）から出力された種々の信号とに基づいてシフト指示信号と第１のシフト切替許可信号を出力するシフトＥＣＵ（３）と、
   前記シフトＥＣＵ（３）とは異なる装置であって、運転者が運転席にいることを検知したときに第２のシフト切替許可信号を出力する運転者検知装置（５）と、
   前記第１のシフト切替許可信号及び前記第２のシフト切替許可信号を入力したときに、前記シフト指示信号に基づいて駆動モータ（１１）を駆動制御して変速機のシフトレンジを切り替えるシフト切替装置（４）と
   を備えたことを特徴とする変速制御装置。
2. 前記運転者検知装置（５）は、前記第２のシフト切替許可信号が異常であるか否かを判断する機能を有することを特徴とする請求項１記載の変速制御装置。
3. 前記運転者検知装置（５）は、運転席の着座センサ（１５）からの検出信号に基づいて前記第２のシフト切替許可信号を出力することを特徴とする請求項１記載の変速制御装置。
4. 前記運転者検知装置（５）は、ブレーキスイッチ（１６）からのブレーキ信号に基づいて前記第２のシフト切替許可信号を出力することを特徴とする請求項１記載の変速制御装置。
5. 前記運転者検知装置（５）は、運転席のシートベルトセンサからの検出信号に基づいて前記第２のシフト切替許可信号を出力することを特徴とする請求項１記載の変速制御装置。

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