JP2018025234A - 車両のシフト制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】基準位置設定制御時のアクチュエータの駆動電圧の低下によるアクチュエータの基準位置の設定の精度低下を抑制する。
【解決手段】SBW−ECU38によれば、基準位置設定部110は、P壁位置検出制御における電動アクチュエータ17の回転がP壁106により規制されるP壁突当て状態において、電圧判定部116により電動アクチュエータ17の供給電圧Vmrが予め設定された第1供給電圧判定値V1mr以下となったと判定された場合には、電動アクチュエータ17のP壁位置を設定することなくP壁位置設定制御を中止する。このため、電動アクチュエータ17のP壁位置検出制御のP壁突当て中において、電動アクチュエータ17からP壁位置を精度良く設定するのに必要な所定のトルクが出力されない状態で電動アクチュエータ17のP壁位置の設定が行われることが抑制される。
【選択図】図6

Description

本発明は、アクチュエータの基準位置の設定を行う車両のシフト制御装置に関し、基準位置設定制御時におけるアクチュエータへの供給電圧の低下によるアクチュエータの基準位置の設定の精度低下を抑制する技術に関する。
電源から電力が供給されるアクチュエータの駆動により複数のシフトポジションのうちの1つに切り替えるためのシフト切替装置と、前記複数のシフトポジションのうちの所定のシフトポジションにおいて、前記アクチュエータの所定方向の回転を規制するための回転規制要素と、を有する車両において、ドライバのシフト操作装置の操作により入力される信号に基づいて前記アクチュエータを駆動することによりシフトポジションを電気的に制御す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。たとえば、特許文献1のハイブリッド車両に備えられたシフト制御装置がそれである。上記の特許文献1では、シフトポジションを切り替える前記アクチュエータには、前記アクチュエータの回転量に応じたパルス信号を出力するパルス発生器たとえばエンコーダが備えられている。エンコーダにより出力されるパルス信号の計数値(エンコーダカウント値)が各シフトポジションに対応する目標エンコーダカウント値となるように前記アクチュエータが駆動されることによって、シフト切替装置は目的のシフトポジションとなるように制御される。エンコーダの出力信号からは、シフト制御装置の起動時のシフトポジションにおけるアクチュエータの回転位置からの回転量(回転角度)を検出することができるのみであり、アクチュエータの駆動によってシフトポジションを適切に制御する為には、アクチュエータの駆動制御のための所定のシフト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)に対応した基準位置を設定する必要がある。
このため、シフト制御装置の起動時、たとえば車両の電源投入時において、アクチュエータの基準位置を設定する基準位置設定制御が行われる。この基準位置設定制御は、シフト切替装置に設けられたアクチュエータの所定方向の回転を規制する前記回転規制要素によりアクチュエータの回転が規制されるまでアクチュエータを所定のトルクを出力するように回転させて、エンコーダからの出力信号が所定時間変化しない状態を検出し、所定時間変化しない状態となった時のアクチュエータの回転停止位置を所定のシフトポジション(たとえばPポジションあるいは非Pポジション)に対応するアクチュエータの基準位置として設定する。アクチュエータの基準位置は、たとえば予め設定されたマップからアクチュエータの出力トルクに基づいて算出された前記回転規制要素の撓み量又は撓み角により補正される。このため、アクチュエータの基準位置を精度良く設定する為には、基準位置設定制御時においてアクチュエータから所定のトルクを出力するように駆動することが必要となる。
特許第4248290号公報
ところで、上記のようなアクチュエータの基準位置設定を行う車両のシフト制御装置が、駆動源として内燃機関を備えた車両において適用され、たとえば前記アクチュエータに電力を供給する時期と同時期に内燃機関をクランキングするスタータモータにも電力を供給する電源が上記車両に備えられることが考えられる。このような車両では、車両の電源投入時において、前記アクチュエータの基準位置設定制御およびスタータモータの駆動による内燃機関のクランキング制御が同時期に実行され、共通の電源からスタータモータおよび前記アクチュエータのそれぞれへ電力が供給される場合には、電源電圧の低下により前記アクチュエータの駆動電圧が変動(低下)し、基準位置設定制御時における前記アクチュエータのトルクが変動(低下)する可能性があった。これにより、基準位置設定制御において、アクチュエータの回転が回転規制要素により規制されている時のアクチュエータの回転位置が変動することにより、アクチュエータの基準位置を精度良く決定することができない可能性があった。
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、基準位置設定制御時のアクチュエータの駆動電圧の低下によるアクチュエータの基準位置の設定の精度低下を抑制する車両のシフト制御装置を提供することにある。
第1発明の要旨とするところは、電源から電力が供給されるアクチュエータの駆動により複数のシフトポジションのうちの1つに切り替えるためのシフト切替装置と、前記複数のシフトポジションのうちの所定のシフトポジションにおいて、前記アクチュエータの所定方向の回転を規制するための回転規制要素と、を有する車両の、シフト制御装置であって、前記アクチュエータの回転量に応じた計数値を取得する計数部と、前記アクチュエータの回転が前記回転規制要素により規制されることにより前記計数値が変化しない状態となったときの前記アクチュエータの回転位置を、前記所定のシフトポジションに対応した前記アクチュエータの基準位置として設定する基準位置設定部と、前記電源から前記アクチュエータへの供給電圧を判断する電圧判定部とを、含み、前記基準位置設定部は、前記アクチュエータの回転が前記回転規制要素により規制されている状態で、前記電圧判定部により前記アクチュエータへの供給電圧が予め設定された第1電圧判定値以下となったと判定された場合、あるいは前記アクチュエータの回転が前記回転規制要素により規制されている間における前記計数値の変動量が所定値以上である場合には、前記アクチュエータの基準位置の設定を中止し、再度、前記アクチュエータの基準位置の設定を開始することにある。
また、第2発明の要旨とするところは、前記第1発明において、前記基準位置設定部による前記アクチュエータの基準位置の設定の中止の回数をカウントする中止回数カウント部を有しており、前記基準位置設定部は、前記中止の回数が所定値以上となった場合は、前記アクチュエータの基準位置の設定を再度開始せず、前記アクチュエータの基準位置の設定を終了することにある。
また、第3発明の要旨とするところは、前記第1発明または第2発明において、前記基準位置設定部は、前記アクチュエータの回転が前記回転規制要素により規制されている間において、前記アクチュエータの回転開始時の計数値と前記計数値が変化しない状態となったときの計数値との差分が所定値以下である場合には、前記アクチュエータの基準位置の設定を中止し、再度、前記アクチュエータの基準位置の設定を開始することにある。
また、第4発明の要旨とするところは、前記第1発明から前記第3発明の何れか1において、前記基準位置設定部は、前記基準位置の設定を中止した後、前記アクチュエータへの供給電圧が前記第1電圧判定値よりも高く設定された第2電圧判定値より低い状態が第1低電圧継続判定時間未満である場合には、前記アクチュエータの基準位置の設定を再度開始することにある。
また、第5発明の要旨とするところは、前記第1発明から第4発明のいずれか1において、前記電源から電力が供給されるスタータモータの駆動により内燃機関をクランキングするクランキング操作手段を含み、前記基準位置設定部は、前記アクチュエータの基準位置の設定を中止した後、前記内燃機関がクランキング中である状態が第1クランキング継続判定時間未満である場合には、前記アクチュエータの基準位置の設定を再度開始することにある。
また、第6発明の要旨とするところは、前記第1発明から第5発明のいずれか1において、前記基準位置設定部は、前記基準位置の設定を中止した後、前記アクチュエータへの供給電圧が前記第2電圧判定値よりも低い状態が、前記アクチュエータの計数値が前記アクチュエータの回転開始時の計数値に戻されたときから第2低電圧継続判定時間未満である場合には、前記アクチュエータの基準位置の設定を再度開始することにある。
また、第7発明の要旨とするところは、前記第1発明から第6発明のいずれか1において、前記基準位置設定部は、前記基準位置の設定を中止した後、前記内燃機関がクランキング中である状態が、前記アクチュエータの計数値が前記アクチュエータの回転開始時の計数値に戻されたときから第2クランキング継続判定時間未満である場合には、前記アクチュエータの基準位置の設定を再度開始することにある。
第1発明によれば、前記アクチュエータの回転量に応じた計数値を取得する計数部と、前記アクチュエータの回転が前記回転規制要素により規制されることにより前記計数値が変化しない状態となったときの前記アクチュエータの回転位置を、前記所定のシフトポジションに対応した前記アクチュエータの基準位置として設定する基準位置設定部と、前記電源から前記アクチュエータへの供給電圧を判断する電圧判定部とを、含み、前記基準位置設定部は、前記アクチュエータの回転が前記回転規制要素により規制されている状態で、前記電圧判定部により前記アクチュエータへの供給電圧が予め設定された第1電圧判定値以下となったと判定された場合、あるいは前記アクチュエータの回転が前記回転規制要素により規制されている間における前記計数値の変動量が所定値以上である場合には、前記アクチュエータの基準位置の設定を中止し、再度、前記アクチュエータの基準位置の設定を開始する。このため、前記アクチュエータの基準位置の設定に際して、アクチュエータへの供給電圧が低く、アクチュエータから基準位置を精度良く設定するのに必要な所定のトルクが出力されない状態で基準位置の設定が行われることが抑制される。これにより、基準位置設定制御時のアクチュエータの駆動電圧の低下によるアクチュエータの基準位置の設定の精度低下が抑制され、アクチュエータの精度の低い基準位置に基づいて、シフトポジションの切替制御が行われることが抑制される。
第2発明によれば、前記基準位置設定部による前記アクチュエータの基準位置の設定の中止の回数をカウントする中止回数カウント部を有しており、前記基準位置設定部は、前記中止の回数が所定値以上となった場合は、前記アクチュエータの基準位置の設定を再度開始せず、前記アクチュエータの基準位置の設定を終了する。このため、アクチュエータの基準位置の設定制御が繰り返されることに起因して、たとえばドライバによるシフトポジションの切替要求が受け付けられないことによるドライバの発進要求等への応答性が低下することが抑制される。
第3発明によれば、前記基準位置設定部は、前記アクチュエータの回転が前記回転規制要素により規制されている間において、前記アクチュエータの回転開始時の計数値と前記計数値が変化しない状態となったときの計数値との差分が所定値以下である場合には、前記アクチュエータの基準位置の設定を中止し、再度、前記アクチュエータの基準位置の設定を開始する。このため、前記アクチュエータの基準位置の設定に際して、アクチュエータの回転開始時の計数値と前記計数値が変化しない状態となったときの計数値との差分が所定値以下である場合であって、アクチュエータから基準位置を精度良く設定するのに必要な所定のトルクが出力されない状態で基準位置の設定が再度開始されることが抑制される。これにより、基準位置設定制御時のアクチュエータの駆動電圧の低下によるアクチュエータの基準位置の設定の精度低下が抑制され、アクチュエータの精度の低い基準位置に基づいて、シフトポジションの切替制御が行われることが抑制される。
第4発明によれば、前記基準位置設定部は、前記基準位置の設定を中止した後、前記アクチュエータへの供給電圧が前記第1電圧判定値よりも高く設定された第2電圧判定値より低い状態が第1低電圧継続判定時間未満である場合には、前記アクチュエータの基準位置の設定を再度開始する。このため、アクチュエータへの供給電圧が第1電圧判定値以下となる可能性が高い場合においてアクチュエータの基準位置の設定が繰り返されることがない。これにより、たとえばドライバによるシフトポジションの切替要求が受け付けられないことによるドライバの発進要求等への応答性が低下することが抑制される。
第5発明によれば、前記電源から電力が供給されるスタータモータの駆動により内燃機関をクランキングするクランキング操作手段を含み、前記基準位置設定部は、前記アクチュエータの基準位置の設定を中止した後、前記内燃機関がクランキング中である状態が第1クランキング継続判定時間未満である場合には、前記アクチュエータの基準位置の設定を再度開始する。このため、アクチュエータへ供給される電圧の変動あるいは低下が生じやすく、アクチュエータへの供給電圧が第1電圧判定値以下となる可能性が高いエンジンのクランキング中でのアクチュエータの基準位置の設定が繰り替えされることがない。これにより、たとえばドライバによるシフトポジションの切替要求が受け付けられないことによるドライバの発進要求等への応答性が低下することが抑制される。
第6発明によれば、前記基準位置設定部は、前記基準位置の設定を中止した後、前記アクチュエータへの供給電圧が前記第2電圧判定値よりも低い状態が、前記アクチュエータの計数値が前記アクチュエータの回転開始時の計数値に戻されたときから第2低電圧継続判定時間未満である場合には、前記アクチュエータの基準位置の設定を再度開始する。このため、基準位置の設定中止後において前記アクチュエータの計数値が前記アクチュエータの回転開始時の計数値に戻されたときから前記アクチュエータへの供給電圧が前記第2電圧判定値よりも低い状態であることにより基準位置の設定を再度行うことなく待機した待機時間が第2低電圧継続判定時間以上継続した場合には、基準位置の設定を再度行うことなくアクチュエータの基準位置の設定制御を終了する。これにより、たとえばドライバによるシフトポジションの切替要求が受け付けられないことによるドライバの発進要求等への応答性が低下することが抑制される。
第7発明によれば、前記基準位置設定部は、前記基準位置の設定を中止した後、前記内燃機関がクランキング中である状態が、前記アクチュエータの計数値が前記アクチュエータの回転開始時の計数値に戻されたときから第2クランキング継続判定時間未満である場合には、前記アクチュエータの基準位置の設定を再度開始する。このため、アクチュエータの基準位置の設定中止後において前記アクチュエータの計数値が前記アクチュエータの回転開始時の計数値に戻されたときから前記内燃機関がクランキング中であることによりアクチュエータの基準位置の設定を再度行うことなく待機した待機時間が第2クランキング継続判定時間以上継続した場合には、基準位置の設定を再度行うことなく基準位置の設定を終了する。これにより、たとえばドライバによるシフトポジションの切替要求が受け付けられないことによるドライバの発進要求等への応答性が低下することが抑制される。
本発明が適用される車両を構成するエンジンから駆動輪までの動力伝達経路の概略構成を説明する図であると共に、シフト切替装置などを制御するために車両に設けられた制御系統の要部を説明するブロック線図である。 図1のシフト切替装置を示す斜視図である。 図2のシフト切替装置の電動アクチュエータのP壁位置を検出する制御方法を説明するための図である。 図2のシフト切替装置を制御するSBW−ECUの制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。 図4のSBW−ECUによるP壁位置設定制御の開始から終了までにおける、エンコーダにより検出される電動アクチュエータの回転角度(モータ回転角度)を説明するタイムチャートである。 図4のSBW−ECUのP壁位置設定制御における制御作動の要部を説明するフローチャートである。 図4のSBW−ECUの、車両の電源状態がIG−ON状態とされることにより非起動状態から起動状態とされた際のP壁位置設定制御における制御作動の作動例を説明するタイムチャートである。 図4のSBW−ECUの、車両の電源状態がREADY−ON状態とされることにより非起動状態から起動状態とされた際のP壁位置設定制御における制御作動の作動例を説明するタイムチャートである。 図4のSBW−ECUの、車両の電源状態がREADY−ON状態とされることにより非起動状態から起動状態とされた際のP壁位置設定制御における制御作動の作動例を説明するタイムチャートである。 図4のSBW−ECUの、車両の電源状態がREADY−ON状態とされることにより非起動状態から起動状態とされた際のP壁位置設定制御における制御作動の作動例を説明するタイムチャートである。 本発明が適用される他の実施例であるハイブリッド車両の概略構成を説明する図であると共に、その車両における制御系統の要部を説明する図である。
以下、本発明の車両のシフト制御装置の一実施例について図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の一例が適用される車両10を構成するエンジン12から駆動輪14までの動力伝達経路の概略構成を説明する図であると共に、シフト切替装置16(図2に示す)などを制御するために車両10に設けられた制御系統の要部を説明するブロック線図である。図1において、車両10は、シフト切替装置16、そのシフト切替装置16を駆動する電動アクチュエータ17、自動変速機18、シフト操作装置30、電子制御装置32などを備え、車両10の走行に関わる走行モードを切り替えるためのシフトポジションを電気的に切り替えるシフトバイワイヤ(SBW)方式を採用している。また、自動変速機18は、例えば車両10において横置きされるFF(フロントエンジン・フロントドライブ)型車両に好適に用いられるものであり、走行用駆動力源としての内燃機関であるエンジン12の動力をカウンタギヤ対20の一方を構成する自動変速機18の出力回転部材としての出力歯車22から、動力伝達装置としてのカウンタギヤ対20、ファイナルギヤ対24、差動歯車装置(ディファレンシャルギヤ)26、及び一対の車軸(ドライブシャフト(D/S))28等を順次介して一対の駆動輪14へ伝達する。これら自動変速機18、カウンタギヤ対20、ファイナルギヤ対24、差動歯車装置(ディファレンシャルギヤ)26等によりトランスアクスル(T/A)が構成される。尚、以下においては、駆動力源としてエンジン12を備えた所謂エンジン車両に本発明が適用された場合の例について説明するが、本発明が適用される車両は、シフトバイワイヤ方式を採用しておれば、エンジン車両の他、ハイブリッド車両、電動車両、燃料電池車両などどのような形式の車両であっても構わない。
図1において、電子制御装置32は、CPU、RAM、ROM、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、RAMの一時記憶機能を利用しつつ予めROMに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことによりエンジン12の出力制御や自動変速機18の変速制御、シフト操作装置30からの指令値に応じて走行モードを切り替えるシフト切換制御等を実行する。
電子制御装置32には、例えばシフトレバー42の操作位置(操作ポジション)Pshを検出する為の位置センサであるレバーポジションセンサからの操作ポジションPshに応じたシフトレバー位置信号、ユーザにより操作されて自動変速機18のシフトポジションをパーキングポジション(Pポジション)以外の非PポジションからPポジションへ切り替える為のPスイッチ44におけるスイッチ操作を表すPスイッチ信号、ユーザにより操作されて車両10の電源供給状態を切り替える為のイグニッションキースイッチ46におけるスイッチ操作を表すイグニッションキースイッチ信号、回転速度センサとしての車輪速センサ48からの各車輪(駆動輪14及び従動輪)の回転速度Nを表す車速Vに対応する車輪速パルス信号、アクセル操作量センサからのアクセルペダルの操作量であるアクセル操作量Accを表す信号、常用ブレーキの作動を検出する為の不図示のフットブレーキペダルが操作されたことを示すブレーキスイッチ50からのブレーキオン状態BONを表すブレーキ操作信号、蓄電装置52(バッテリ)の充電電流または放電電流ICDを表す信号、蓄電装置52の電圧VBATを表す信号、蓄電装置52の充電状態(充電残量)SOCを表す信号、インクリメンタル式のロータリエンコーダ54(図2に示す)からの前記マニュアルバルブを切り換える電動アクチュエータ17(図2に示す)の出力軸の移動量(回動角度)を表すエンコーダ信号Se、自動変速機18の油圧制御回路に備えられた油圧センサからの自動変速機18の各変速段を成立させる油圧式摩擦係合装置へ供給される油圧を表す信号などが、それぞれ供給される。エンコーダ信号Seは相対的な移動量を表すパルス信号である。
電子制御装置32は、エンジン出力制御用電子制御装置34(エンジン制御用ECU)、変速制御用電子制御装置36(変速制御用ECU)、シフト切換制御用電子制御装置38(シフトバイワイヤ用電子制御装置、SBW−ECU)、メータ用電子制御装置40(メータ制御用ECU)などを備え、本実施例ではSBW−ECU38によって上記のシフト切換制御が行われるようになっている。従って、SBW−ECU38が、本発明の車両のシフト制御装置に相当する。エンジン制御用ECU34、変速制御用ECU36、SBW−ECU38およびメータ制御用ECU40は、蓄電装置52から電源ラインを介して電力が供給されるようになっており、また、図示しない通信ラインを介して各種制御に必要な情報が相互に送受信されるようになっている。
電子制御装置32は、ドライバによるイグニッションキースイッチ46の操作によるイグニッションキースイッチ信号に基づいて、車両10の電源供給の切替状態を切り替える。
エンジン12は、蓄電装置52からの電力によりエンジン12を駆動する電動機であって、エンジン回転速度Neを自立運転可能となるまで上昇させる、すなわちエンジン12をクランキングするスタータモータ58を備えている。エンジン制御用ECU34は、スタータモータ58を介してエンジン12をクランキングするクランキング制御を実行する。エンジン制御用ECU34は、ブレーキオン状態でイグニッションキースイッチ46により、車両10の電源供給の切替状態がREADY−ON状態に操作された場合には、スタータリレー60をオンに切り替えることにより、蓄電装置52からスタータモータ58へ電力を供給させて、スタータモータ58を介してエンジン12をクランキングする。なお、イグニッションキースイッチ46は、蓄電装置52から電力が供給されるスタータモータ58の駆動によりエンジン12をクランキングするクランキング操作手段として機能する。
ここで、蓄電装置52は、充放電可能な直流電源であり、たとえば鉛蓄電池、ニッケル水素、リチウムイオン電池等の二次電池から成る。なお、蓄電装置52は、本発明の電源として機能する。
変速制御用ECU36は、油圧センサからの油圧制御回路の油圧式摩擦係合装置に供給されている油圧、車輪速センサ48からの車速Vなどに基づいて、油圧制御回路の油圧式摩擦係合装置に供給する油圧を制御することで、変速段を目標変速段へ切り替える。
SBW−ECU38は、シフト操作装置30から供給されるシフトレバー42の操作位置Psh(操作ポジション)を示すシフトレバー位置信号、Pスイッチ44の操作によるPスイッチ信号を取得すると、その操作位置Pshを表す信号あるいはPスイッチ信号に対応する切替位置へシフト切替装置16を切り替えて、自動変速機18のシフトポジションを切り替える。SBW−ECU38は、シフト切替装置16の各切替位置毎に予め定められた設定移動量だけディテントプレート74を回動させるように、エンコーダ54のエンコーダ信号Seから求まる移動量(回動角度)Pseに基づいて電動アクチュエータ17を制御する。
メータ制御用ECU40は、車輪速センサ42から出力される車速Vに基づいて現在の車速Vを表示装置62に表示させる。メータ制御用ECU40は、SBW−ECU38から出力される自動変速機18のシフトポジション表示信号に基づいて、自動変速機18の現在のシフトポジションを表示装置62に表示させる。
図1には、自動変速機18において複数種類のシフトポジションを人為的操作により切り換える切換装置(操作装置)としてのシフト操作装置30の一例が示されている。このシフト操作装置30は、例えば運転席の近傍に配設され、複数の操作ポジションPshへ操作されるモーメンタリ式の操作子すなわち操作力を解くと元位置(初期位置)へ自動的に復帰する自動復帰式の操作子としてのシフトレバー42を備えている。また、本実施例のシフト操作装置30は、自動変速機18のシフトポジションをパーキングポジション(Pポジション)としてパーキングロックする為のモーメンタリ式の操作子としてのPスイッチ44をシフトレバー42の近傍に別スイッチとして備えている。
シフトレバー42は、非操作時にはHポジションへ戻るモーメンタリ式機構を有し、図1に示すように車両10の前後方向または上下方向すなわち縦方向に配列された3つの操作ポジションPshであるR操作ポジション(R操作位置)、N操作ポジション(N操作位置)、D操作ポジション(D操作位置)と、それに平行に配列されたHポジション(H位置)、B操作ポジション(B操作位置)とへそれぞれ操作されるようになっており、操作ポジションPsh(操作位置Psh)に応じたシフトレバー位置信号をSBW−ECU38へ出力する。
Pスイッチ44は、例えばモーメンタリ式の押しボタンスイッチであって、ユーザにより押込み操作される毎にPスイッチ信号をSBW−ECU38へ出力する。例えば自動変速機18のシフトポジションが非PポジションにあるときにPスイッチ44が押されると、車速VがPロック許可車速Vp以下であるなどの所定の条件が満たされていれば、SBW−ECU38によりシフトポジションがPポジションとされる。このPポジションは、自動変速機18内の動力伝達経路が遮断され、且つ、パーキングロック装置としても機能するシフト切替装置16により駆動輪14の回転を機械的に阻止するパーキングロックが実行される駐車ポジションである。また、このPスイッチ44にはPポジションインジケータランプ64が内蔵されており、自動変速機18のシフトポジションがPポジションである場合には、SBW−ECU38によりPポジションインジケータランプ64が点灯される。
図2は、自動変速機18の出力歯車22の回転を機械的に固定する機械式パーキングロック機構66の作動状態(ロックおよびロックの解除)を切り換えたり、マニュアルバルブ68の位置を切り換えたりするためのシフト切替装置16を示す斜視図である。図2において、シフト切替装置16は、Pロック機構(パーキングロック機構)66、電動アクチュエータ17、及びエンコーダ54などを備え、SBW−ECU38からの制御信号に基づき蓄電装置52から電力が供給される電動アクチュエータ17の駆動により、複数の切替位置のうちの1つに切り替えられて、車両10の移動を防止するとともに、自動変速機18を複数のシフトポジションのうちの1つに切り替える。
電動アクチュエータ17は、例えばスイッチトリラクタンスモータ(SRモータ)により構成され、SBW−ECU38からの指令(制御信号)を受けてシフトバイワイヤシステムによってシフト切替装置16を駆動する。電動アクチュエータ17は、スタータモータ58にも電力を供給する蓄電装置52から供給される電力により作動させられる。
エンコーダ54は、例えばA相、B相の信号を出力するロータリエンコーダであって、電動アクチュエータ17と一体的に回転し、SRモータの回転状況を検知してその回転状況を表す信号すなわち電動アクチュエータ17の移動量(回転量)に応じた計数値(エンコーダカウント値)を取得するためのパルス信号をSBW−ECU38へ供給する。SBW−ECU38は、エンコーダ54から供給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う。
Pロック機構66は、図示しないトランスアクスルケースにより回転可能に支持され、電動アクチュエータ17により回転駆動されるシャフト72、シャフト72の回転に伴って回転するディテントプレート74、ディテントプレート74の回転に伴って動作するロッド76、駆動輪14と連動して回転するパーキングギヤ78、パーキングギヤ78を回転阻止(ロック)するためのパーキングロックポール80、ディテントプレート74の回転を制限してシフトポジション(シフト位置)を固定するディテントスプリング82、及びころ84を備えている。パーキングギヤ78は、それがロック状態とされれば駆動輪14もロック状態とされる場所、例えば変速機18の出力歯車22に同心上に固定されている(図1参照)。
ディテントプレート74は、電動アクチュエータ17により駆動されるシャフト72に作動的に連結されており、そのシャフト72の軸心まわりに一体的に回動させられるようになっている。ディテントプレート74の頂部には、4箇所の谷86を有する凹凸が設けられている。4箇所の谷86は、図3に示すように、それぞれパーキング位置92(P位置92)、リバース位置94(R位置94)、ニュートラル位置96(N位置96)、ドライブ位置98(D位置98)である。そのディテントプレート74に設けられた谷86であるP位置92、R位置94、N位置96、D位置98の何れかにころ84が係合させられることにより、ディテントプレート74はシャフト72の軸心まわりの回転方向において位置決めされ、シフト切替装置16の切替位置が切り替えられる。マニュアルバルブ68のスプール弁子88は、ディテントプレート74に立設された連結ピン102に連結部材104の環状溝が係合させられることにより、そのディテントプレート74の回動に伴って軸心方向へ移動させられ、ころ84が係合させられた谷86に応じて自動変速機18の油圧制御回路における油路を切り換えるようになっている。これにより、自動変速機18はシフト切替装置16の4つの切替位置のそれぞれに対応するPポジション、Rポジション、Nポジション、Dポジションのうち、ころ84が係合された谷86に対応するシフトポジションへ切り替えられる。なお、シフトレバー42がB操作位置へ操作され、Bポジションが選択される場合には、ころ84はディテントプレート74のD位置98へ係合させられる。ころ84は、マニュアルバルブ68のバルブボディ91の上端に取り付けられたディテントスプリング82の先端部に、シャフト72の軸心と平行な支持軸まわりに回転可能に配設されており、ディテントプレート74が電動アクチュエータ17によって回動させられる際に、ディテントスプリング82の付勢力に抗して凹凸形状に倣って図3の上方へ押し上げられることにより、そのディテントプレート74の回動を許容する。図2では、ころ84がD位置98に係合された状態が示されている。
図2に示されるように、ころ84がD位置98にあるときすなわちシフトポジションがDポジションにある状態では、パーキングロックポール80がパーキングギヤ78をロック状態としていないので、駆動輪14の回転はPロック機構66によっては妨げられない。この状態から、電動アクチュエータ17によりシャフト72を図2に示す矢印Cの方向に回転させると、ディテントプレート74を介してロッド76が図2に示す矢印Aの方向に押され、ロッド76の先端に設けられたテーパー部材90によりパーキングロックポール80が図2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74の回転に伴って、ディテントプレート74の頂部に設けられた4つの谷86のうちの一つであるD位置98(図3参照))にあったディテントスプリング82のころ84は、3つの山100を乗り越えて4つの谷86のうちの1つであるP位置92(図3参照))へ移る。ころ84がP位置92に来るまでディテントプレート74が回転したとき、パーキングロックポール80は、パーキングギヤ78と噛み合う位置まで押し上げられる。これにより、パーキングギヤ78と連動して回転する駆動輪14の回転が機械的に阻止されるとともに、油圧制御回路の油路が切り替えられてシフトポジションがPポジションに切り替わる。なお、シフト切替装置16では、ころ84がP位置92にある切替位置が駆動輪(車輪)14の回転が拘束されるロック位置(P位置)であり、ころ84がR位置94、N位置96、D位置98にそれぞれある場合の各切替位置は、駆動輪14の回転が拘束されない非ロック位置(非P位置)である。
図3において、ディテントプレート74のP位置92にはP壁106が、D位置98にはD壁108がそれぞれ備えられている。P壁106は、Pポジションにおいて、電動アクチュエータ17の駆動軸に固定されたシャフト72の矢印C方向の回転を規制する回転規制要素として機能する。D壁108は、Dポジションにおいて、シャフト72の矢印D方向の回転を規制する回転規制要素として機能する。ディテントプレート74は、ころ84がP壁106に当接するP壁位置の状態において矢印C方向の回転が規制され、ころ84がD壁108に当接するD壁位置の状態において矢印D方向の回転が規制される。ころ84がたとえばP位置92からR位置94、N位置96を経てD位置98に移動する場合、SBW−ECU38は、D壁108がころ84に衝突しないように電動アクチュエータ17を制御する。具体的には、SBW−ECU38は、D壁108がころ84に衝突する手前の位置で電動アクチュエータ17の回転を停止する。この位置を「D目標回転位置」と言う。D目標回転位置は、D壁位置から所定のマージンをもって定められる。また、ころ84がD位置98からたとえばN位置96、R位置94を経てP位置92に移動する場合、SBW−ECU38は、P壁106がころ84に衝突しないように電動アクチュエータ17を制御する。具体的には、SBW−ECU38は、P壁106がころ84に衝突する手前の位置で電動アクチュエータ17の回転を停止する。この位置を「P目標回転位置」と言う。P目標回転位置は、P壁位置を基準とするエンコーダカウント値により定められる。また、N位置96およびR位置94においても、それぞれN目標回転位置、R目標回転位置がP壁位置を基準とするエンコーダカウント値により設定される。
このように構成されたシフト切替装置16において、エンコーダ54により出力されたエンコーダ信号(パルス信号)Seは、SBW−ECU38内のカウンタにおいて計数され、電動アクチュエータ17の回転量に応じたエンコーダカウント値(計数値)が発生される。また、SBW−ECU38は、取得したエンコーダカウント値を予め設定された目標エンコーダカウント値(目標カウント値、目標計数値)に一致させるように電動アクチュエータ17を制御する。
以上、電動アクチュエータ17の回転量とシフトポジションとの対応関係を説明した。ところで、エンコーダ54は相対位置センサでありSBW−ECU38は前記非起動状態では電動アクチュエータ17の絶対位置たとえば前記P壁位置および前記D壁位置の情報を喪失するので、SBW−ECU38が非起動状態から起動状態へ切り替えられた際には電動アクチュエータ17の絶対位置を把握する必要がある。以下に、相対的な位置情報を検出するエンコーダ54を用いて、電動アクチュエータ17のP壁位置設定制御(基準位置の設定)を行う方法を図3から図5を用いて具体的に説明する。ここで、上記のSBW−ECU38が非起動状態から起動状態へ切り替えられる場合は、たとえば車両10の電源状態がALL−OFF状態あるいはACC−ON状態からIG−ON状態あるいはREADY−ON状態に切り替えられる場合、あるいは、SBW−ECU38の電源が瞬間的に途切れる瞬断が発生した場合などが挙げられる。
図3は、電動アクチュエータ17のP壁位置を検出する制御方法を説明するための図である。図4は、SBW−ECU38の電動アクチュエータ17の基準位置の設定を行う際の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図4に示すように、SBW−ECU38は、基準位置設定部110、回転駆動部112、計数部114、電圧判定部116、中止回数カウント部118を備えている。
また、図5は、シフト切替機構16におけるSBW−ECU38によるP壁位置設定制御において、エンコーダ54により検出される電動アクチュエータ17の回転角度(モータ回転角度)を説明するタイムチャートである。SBW−ECU38の回転駆動部112は、蓄電装置52から供給される電力により電動アクチュエータ17を回転させる。SBW−ECU38の計数部114は、エンコーダ54からの電動アクチュエータ17の回転量に応じたパルス信号Seを計数し、エンコーダカウント値を出力する。
SBW−ECU38の基準位置設定部110は、SBW−ECU38が非起動状態から起動状態に切り替わると、P壁位置設定制御を開始する。P壁位置設定制御は、P壁位置検出制御とP壁戻し制御とにより構成される。P壁位置検出制御は、電動アクチュエータ17の図2の矢印C方向の回転がP壁106により規制されることによりエンコーダカウント値が変化しない状態となった時の電動アクチュエータ17の回転位置に基づいて、Pポジションに対応した電動アクチュエータ17のP壁位置(基準位置)を検出する制御である。P壁戻し制御は、P壁位置が設定されたか否かに拘わらず、P壁位置検出制御の終了後に続けて行われる制御であって、エンコーダカウント値がP壁位置検出制御の開始時点すなわち電動アクチュエータ17の回転開始時点のエンコーダカウント値となるように電動アクチュエータ17を戻す制御である。基準位置設定部110は、先ず、回転駆動部112を介して電動アクチュエータ17を駆動させてディテントプレート74を図2に示す矢印Cの方向、すなわちP壁106がディテントスプリング82のころ84に向かう方向に回転させ、P壁位置検出制御開始時点(図5のt1時点)でディテントプレート74のP位置における図5の谷位置にあったころ84をP壁106に接触させる(図5のt1時点とt2時点との間の所定の時点(図示しない))。P壁106は、Pポジションにおいて、電動アクチュエータ17の所定方向としての図2に示す矢印Cの方向の回転を規制する回転規制要素として機能する。図3において、矢印F1は電動アクチュエータ17による回転力、矢印F2はディテントスプリング82によるバネ力、矢印F3はロッド76による押し戻し力を示す。破線で示すディテントプレート74’は、P壁位置検出制御開始時点においてころ84がP位置92における図5の谷位置たとえばP目標回転位置にある状態を示す。
基準位置設定部110は、P壁106ところ84との接触後も、回転駆動部112を介して電動アクチュエータ17に所定のトルクとしての回転力F1を出力させ、ディテントプレート74をP壁106をころ84に突き当てつつディテントスプリング82のバネ力に抗して図2に示す矢印Cの方向に回転させる。P壁106がころ84に接触させられて、電動アクチュエータ17の回転がP壁106により規制される間は、ディテントスプリング82に撓みが生じて、ディテントプレート74の矢印C方向への回転に応じてバネ力F2が増加し、またロッド76による押し戻し力F3も増加する。そして、電動アクチュエータ17の回転がP壁106により規制されることにより、回転力F1が、バネ力F2及び押し戻し力F3と釣り合ったところで、ディテントプレート74の回転が停止する(図5のt2時点)。このP壁106がディテントスプリング82のころ84へ突き当てられることによりディテントプレート74の回転が停止した回転停止状態をP壁106の突当て中(P壁突当て中)という。図5のt2時点からt3時点の間のディテントプレート74の回転が停止した回転停止状態すなわちP壁106の突当て中の状態が図3の実線のディテントプレート74で示されている。
SBW−ECU38の基準位置設定部110は、計数部114から取得したエンコーダカウント値が変化しないことに基づいて、P壁106がころ84に突き当てられた突当て中におけるディテントプレート74の回転停止を判定する。例えば、基準位置判定部110は、エンコーダカウント値の最小値又は最大値が所定時間(図5のt2時点からt2時点とt3時点との間の所定の時点(図示しない)までの間)変化しない場合に、ディテントプレート74及び電動アクチュエータ17の回転停止を判定する。エンコーダカウント値の最小値又は最大値の何れを監視するかは、エンコーダカウント値の計数方向に応じて設定されればよく、何れにしてもエンコーダカウント値の最小値又は最大値が上記所定時間変化しないことは、ディテントプレート74が動かなくなった状態を示す。なお、本実施例では、エンコーダカウント値の最小値が所定時間変化しないことに基づいて、P壁位置検出制御におけるディテントプレート74および電動アクチュエータ17の回転停止が判定される。
基準位置設定部110は、回転停止時のディテントプレート74の位置(図5の壁位置)を暫定的なP壁位置(以下、「暫定P壁位置」と言う)として検出し、更に、ディテントスプリング82の撓み量又は撓み角を算出する。この撓み量又は撓み角の算出は、例えばSBW−ECU38に予め記憶されている電動アクチュエータ17への印加電圧(供給電圧Vmr)に対応する撓み量又は撓み角の関係を示すマップを用いて行われる。基準位置設定部110は、そのマップから暫定P壁位置検出時の電動アクチュエータ17への印加電圧に対応する撓み量又は撓み角を算出する。尚、電動アクチュエータ17の印加電圧の代わりに、蓄電装置52の電圧Vbatを用いたマップであってもよい。蓄電装置52の電圧VbatはSBW−ECU38により監視されており、容易に検出することができる。この場合は、蓄電装置52から電動アクチュエータ17までのワイヤーハーネスなどによる電圧降下分を考慮して、マップが作成されることになる。
基準位置設定部110は、このマップを用いて算出した撓み量又は撓み角から暫定P壁位置をマップ補正し、マップ補正した位置をP壁位置として設定して、P壁位置検出制御を終了(完了)する。このP壁位置は、Pポジションに対応した電動アクチュエータ17の基準位置である。このとき、基準位置設定部110は、設定したP壁位置でのエンコーダカウント値を予め定められたCNTP値(負の値)に設定する。そして、基準位置設定部110は、エンコーダカウント値を零にするように、ディテントプレート74の位置を図5の壁位置(暫定P壁位置)から谷位置へ戻すP壁戻し制御(図7から図10を参照)を回転駆動部112を介して実行する。具体的には、基準位置設定部110は、エンコーダカウント値(負の値)がCNTP値分だけ増加して零となるように、回転駆動部112により電動アクチュエータ17を駆動させることにより、ディテントプレート74を図2に示す矢印Dの方向、すなわちP壁106がディテントスプリング82のころ84から離反する方向に回転させ(図5のt2時点とt3時点の間の所定の時点からt4時点)、ディテントプレート74の位置を、暫定P壁位置からP壁位置設定制御の開始時点(図5のt1時点)の所定のP位置(図5の谷位置)へ戻す(図5のt4時点)。ディテントプレート74の位置が上記所定のP位置とされて、P壁位置設定制御(P壁戻し制御)が終了させられる(図5のt4時点)。この所定のP位置は、前記設定されたP壁位置との差がエンコーダカウント値で前記CNTP値となるように予め設定されている。また、この所定のP位置をP目標回転位置としても良い。
ところで、ドライバのイグニッションキースイッチ46の操作により、電源供給の切替状態がALL−OFF状態からREADY−ON状態に切り替えられる場合がある。このような場合には、上記の基準位置検出制御と並行してエンジン12のクランキング制御が実行され、そのエンジン12のクランキングのために蓄電装置52から電動アクチュエータ17へ供給される電圧が低下したり、変動する可能性がある。このため、たとえば基準位置検出制御におけるころ84にディテントプレート74のP壁106を突き当てるための充分なトルクが電動アクチュエータ17から出力されず、たとえば暫定P壁位置を精度良く定めることができなかったり、あるいはディテントスプリング82の撓み量、撓み角を精度良く求めることができず、結果としてP壁位置を精度良く設定することができない可能性があった。
電圧判定部116は、SBW−ECU38が非起動状態から起動状態へ切り替えられた場合に、電動アクチュエータ17への供給電圧Vmr(電動アクチュエータ供給電圧Vmr)を逐次検出し、その電動アクチュエータ供給電圧Vmrが予め定められた第1供給電圧判定値V1mr以上であるか否かを判定する。第1供給電圧判定値V1mrは、電動アクチュエータ17のP壁位置検出制御においてP壁位置が精度良く設定されるために、突当て中において電動アクチュエータ17に出力することが要求される所定のトルクが補償される電動アクチュエータ供給電圧Vmrの予め設定された下限値である。
基準位置設定部110は、P壁位置検出制御における電動アクチュエータ17の回転がP壁106により規制されているP壁突当て中において、電圧判定部116により電動アクチュエータ供給電圧Vmrが第1供給電圧判定値V1mr以下となったと判定された場合には、P壁位置検出制御においてP壁位置の検出を失敗したと判定し、P壁位置設定制御を中止し、P壁位置検出失敗フラグをOFFからONに切り替え、P壁位置検出制御を終了する。ここで、P壁位置検出制御においてP壁位置を設定することなく前記P壁位置検出制御を終了し、前記P壁戻し制御を実行することを、P壁位置設定制御を中止するという。
基準位置設定部110は、P壁位置検出制御における電動アクチュエータ17の回転がP壁106により規制されているP壁突当て中において、計数部114からのエンコーダカウント値の最小値又は最大値における変動量が所定値以上であるか否かに基づいて、電動アクチュエータ17の回転位置(モータ位置)の変動量が所定変動量以上であるか否かを判定する。P壁突当て中における電動アクチュエータ17の回転位置の変動とは、電動アクチュエータ17への供給電圧不足によってディテントプレート74に作用するトルクが不足することにより、P壁突当て中において電動アクチュエータ17の戻り方向の回転位置に生じる変位であり、P壁位置を精度良く設定するのに必要な所定トルクが電動アクチュエータ17から出力されることが保証される電動アクチュエータ17の回転位置の変動量の範囲の上限値として、上記所定変動量が予め設定されている。基準位置設定部110は、たとえばエンコーダカウント値の最小値又は最大値における変動量の最大変位幅が上記所定値以上であることに基づいて、電動アクチュエータ17の回転位置の変動量が上記所定変動量以上であると判定した場合には、P壁位置検出制御においてP壁位置の検出を失敗したと判定し、P壁位置設定制御を中止し、P壁位置検出失敗フラグをOFFからONに切り替える。
基準位置設定部110は、P壁位置検出制御における電動アクチュエータ17の回転がP壁106により規制されているP壁突当て中において、P壁位置検出制御開始時すなわち電動アクチュエータ17の回転開始時から電動アクチュエータ17のP壁位置を設定するかに拘わらずP壁位置検出制御終了(完了)時までの電動アクチュエータ17の回転量(ディテントプレート74の回動角)が所定回転量以下であるか否かを、P壁位置検出制御開始時からエンコーダカウント値が変化しない状態となるまでのエンコーダカウント値の変化量が所定のエンコーダカウント値の変化量B以下であるか否かに基づいて判定する。基準位置設定部110は、電動アクチュエータ17の回転開始時のエンコーダカウント値とエンコーダカウント値が変化しない状態となったときのエンコーダカウント値との差分が上記所定の変化量B以下であることに基づいて、電動アクチュエータ17の回転開始時からP壁位置検出制御終了時すなわち電動アクチュエータ17の回転停止が判定される時までの電動アクチュエータ17の回転量が所定回転量以下であると判定した場合には、P壁位置検出制御においてP壁位置の検出を失敗したと判定し、P壁位置設定制御を中止し、P壁位置検出失敗フラグをOFFからONに切り替える。ここで、エンコーダカウント値の変化量Bは、電動アクチュエータ17のP壁位置検出制御中において、電動アクチュエータ17によりP壁位置に到達するための所定の回転角が得られたことを保証する範囲の変化量の下限値であり、予め設定されている。
また、基準位置設定部110は、P壁突当て中において、電動アクチュエータ供給電圧Vmrが第1供給電圧判定値V1mr以下となったと判定されず、且つエンコーダカウント値の最小値又は最大値における変動量が前記所定値以上であると判定せず、且つP壁位置検出制御開始時すなわち電動アクチュエータ17の回転開始時のエンコーダカウント値とエンコーダカウント値が変化しない状態となるまでのエンコーダカウント値との差分(エンコーダカウント値の変化量)が所定の変化量B以下であると判定しない場合には、P壁位置検出制御においてP壁位置を設定した後にP壁戻し制御を行う。
中止回数カウント部118は、基準位置設定部110によりP壁位置設定制御(基準位置の設定)が中止されてP壁位置検出失敗フラグがOFFからONに切り替えられる毎に、すなわちP壁位置設定制御が中止された際の、P壁位置を設定することなく電動アクチュエータ17の駆動が中止される毎に壁位置検出失敗カウンタを加算する。ここで、電動アクチュエータ17の駆動が中止されるとは、P壁位置設定制御が中止された際のP壁戻し制御により、エンコーダカウント値が電動アクチュエータ17の回転開始時点のエンコーダカウント値に戻された後において、P壁位置設定制御が再度開始されるまでに電動アクチュエータ17の駆動が一旦停止されることである。また、中止回数カウント部118は、P壁位置の検出の失敗回数(壁位置検出失敗カウンタ)が失敗許容回数未満であるか否かを判定する。ここで、失敗許容回数は、P壁位置設定制御が繰り返されることに起因して、ドライバのシフト操作装置30の操作による自動変速機18のシフトポジションの切替要求などが受付けられないことによる、たとえばドライバの発進要求などへの応答性が低下する可能性があるP壁位置検出の失敗回数の下限回数であり、予め定められている。失敗許容回数としては、好適には、2回などが例示される。失敗許容回数が2回に設定されている場合には、P壁位置設定制御の再度の試行が1回のみ許される。
電圧判定部116は、基準位置設定部110によりP壁位置の検出を失敗したと判定されると、電動アクチュエータ供給電圧Vmrが、リトライ(P壁位置設定制御を再度開始する)可能性を判定するための第2供給電圧判定値V2mrより低いか否かを判定する。ここで、第2供給電圧判定値V2mrは、第1供給電圧判定値V1mrより高い値に設定されている。
エンジン制御用ECU34は、スタータモータ58の駆動によりエンジン12をクランキング中であるか否かを示す信号を基準位置設定部110へ出力する。基準位置設定部110は、エンジン制御用ECU34からの上記信号の有無に基づいてエンジン12がクランキング中であるか否かを判定する。あるいは、基準位置設定部110は、スタータモータ58への供給電圧が所定の電圧判定値を超えているか否かに基づいて、エンジン12がクランキング中であるか否かを判定してもよい。
基準位置設定部110は、P壁位置設定制御の中止後、P壁位置の検出の失敗の回数が失敗許容回数に到達したと判定された場合には、再度、P壁位置設定制御を開始せずに終了する。基準位置設定部110は、P壁位置設定制御中止後に、エンコーダカウント値がP壁位置検出制御開始時のエンコーダカウント値に戻されたときにおいて、中止回数カウント部118によりP壁位置の検出の失敗の回数が失敗許容回数未満であると判定され、且つ電圧判定部116により電動アクチュエータ供給電圧Vmrが第2供給電圧判定値V2mr以上であると判定された場合には、P壁位置設定制御を再度開始する。また、基準位置設定部110は、P壁位置設定制御中止後に、エンコーダカウント値がP壁位置検出制御開始時のエンコーダカウント値に戻されたときにおいて、中止回数カウント部118によりP壁位置の検出の失敗の回数が失敗許容回数未満であると判定され、且つエンジン制御用ECU34から信号に基づきエンジン12がクランキング中ではないと判定した場合には、P壁位置設定制御を再度開始する。基準位置設定部110は、P壁位置設定制御の再度の開始時から所定時間経過後、P壁位置検出失敗フラグをONからOFFに切り替える。基準位置設定部110は、P壁位置設定制御中止後にエンコーダカウント値がP壁位置検出制御開始時のエンコーダカウント値に戻されたときに、電圧判定部116により電動アクチュエータ供給電圧Vmrが第2供給電圧判定値V2mr未満であると判定され、且つエンジン制御用ECU34からの信号に基づいてエンジン12がクランキング中であると判定した場合には、低電圧待機フラグをOFFからONに切り替える。そして、基準位置設定部110は、低電圧待機フラグをOFFからONに切り替えた時からの経過時間を、壁当てリトライに遷移したときからP壁位置設定制御を再度開始せずに待機する待機時間Tw(P壁位置設定制御のリトライの待機時間Tw)として測る。このリトライの待機時間Twは、P壁位置設定制御の中止後にエンコーダカウント値がP壁位置検出制御開始時のエンコーダカウント値に戻された時すなわち壁当てリトライに遷移した時からの経過時間であって、電動アクチュエータ供給電圧Vmrが第2供給電圧判定値V2mr未満、且つエンジン12がクランキング中であることによりP壁位置設定制御を再度開始せずに待機している待機時間である。基準位置設定部110は、P壁位置設定制御のリトライの待機時間Twが所定時間T1以上となったか否かを判定する。基準位置設定部110は、P壁位置設定制御のリトライの待機時間Twが所定時間T1以上となったと判定した場合には、P壁位置設定制御を再度開始せずに終了する。要するに、基準位置設定部110は、P壁位置設定制御の中止後であって、エンコーダカウント値がP壁位置検出制御開始時のエンコーダカウント値に戻った時から、電動アクチュエータ供給電圧Vmrが第2供給電圧判定値V2mrより低い状態が所定時間T1以上継続し、且つエンジン12がクランキング中である状態が所定時間T1以上継続する場合には、P壁位置設定制御を再度開始せずに終了する。言い換えれば、基準位置設定部110は、P壁位置設定制御の中止後であって、エンコーダカウント値がP壁位置検出制御開始時のエンコーダカウント値に戻った時からのリトライの待機時間Twが所定時間T1未満であるときに、電動アクチュエータ供給電圧Vmrが第2供給電圧判定値V2mrより低い状態から第2供給電圧判定値V2mr以上となった場合、あるいは、エンジン12のクランキングが終了した場合には、電動アクチュエータ17のP壁位置の設定を再度開始する。なお、上記の所定時間T1は、本発明の第2低電圧継続判定時間および第2クランキング継続判定時間に相当する。
図6は、SBW−ECU38のP壁位置設定制御のうちのP壁位置検出制御の作動の要部を説明するフローチャートである。図7は、SBW−ECU38の車両10の電源状態がIG−ON状態となった際のP壁位置設定制御における制御作動の作動例を説明するタイムチャートである。図8から図10は、SBW−ECU38の車両10の電源状態がREADY−ON状態となった際のP壁位置設定制御における制御作動の作動例をそれぞれ説明するタイムチャートである。
図6において、ステップ(以下、「ステップ」を省略する。)S1において、P壁位置検出制御を実行中であるか否かが判定される。図7から図10のt1時点以前である場合のS1の判定が否定される場合には、再度S1が実行される。図7から図10のt1時点以降であって、S1の判定が肯定される場合には、基準位置設定部110の機能に対応するS2において、電動アクチュエータ17の回転がP壁106により規制されることによりディテントプレート74の回転が停止した回転停止状態であるP壁突当て中であるか否かが判定される。P壁位置検出制御開始時点t1時点からのエンコーダカウント値の変化量が予め設定された突当て判定値たとえばCNTP値以上である場合には、P壁位置検出制御におけるP壁突当て中であると判定される。S2の判定が否定される場合には、再度S2が実行される。S2の判定が肯定される場合には、電圧判定部116の機能に対応するS3において、P壁突当て中の電動アクチュエータ供給電圧Vmrが第1供給電圧判定値V1mr以下であるか否かが判定される。S3の判定が否定される場合には、基準位置設定部110の機能に対応するS4において、P壁突当て中のエンコーダカウント値の最小値又は最大値における変動量が所定値以上であるか否かに基づいて、P壁突当て中の電動アクチュエータ17の回転位置の変動量が所定変動量以上であるか否かが判定される。S4の判定が否定される場合には、基準位置設定部110の機能に対応するS5において、P壁位置検出制御開始時すなわち電動アクチュエータ17の回転開始時からエンコーダカウント値が変化しない状態となるまでのエンコーダカウント値の変化量が所定のエンコーダカウント値の変化量B以下であるか否かに基づいて、P壁位置検出制御開始時からP壁位置検出制御終了(完了)時までの電動アクチュエータ17の回転量が所定回転量以下であるか否かが判定される。S5の判定が否定される場合には、基準位置設定部110の機能に対応するS6において、P壁位置検出制御において電動アクチュエータ17のP壁位置が設定され、P壁位置検出制御終了後P壁戻し制御が実行される。S6実行後、本フローチャートは終了させられる。図7では、車両10の電源状態がIG−ON状態であるときにエンジン12のクランキングが行われないため、P壁位置検出制御と同時期に並行して、エンジン12のクランキング制御が実行されない。このため、P壁位置検出制御の突当て時において、電動アクチュエータ供給電圧Vmrが低下しておらず、P壁位置検出制御開始時点(図7のt1時点)からエンコーダカウント値が変化しない状態となるまでのエンコーダカウント値の変化量が所定のエンコーダカウント値の変化量Bよりも大きいため、エンコーダカウント値が変化しない状態となってから所定時間経過後のt2時点において、P壁位置が設定されて、P壁位置検出制御が終了させられるとともに、P壁戻し制御が開始されている。P壁戻し制御によりエンコーダカウント値がP壁位置検出制御開始時点(図7のt1時点)と同じ値に戻されてから所定時間経過に、P壁戻し制御が終了させられて、P壁位置設定制御が終了させられる。
S3、S4およびS5のうちのいずれか1の判定が肯定される場合には、基準位置設定部110の機能に対応するS7において、P壁位置設定制御が中止させられる。すなわち、電動アクチュエータ17のP壁位置が設定されることなくP壁位置検出制御が終了させられ、P壁戻し制御が実行される。中止回数カウント部118の機能に対応するS8において、P壁位置検出の失敗の回数(P壁位置検出失敗カウンタ)がカウントアップ(加算)される。図8から図10では、P壁位置検出制御時のP壁突当て中において、エンジン12のクランキングに起因した電動アクチュエータ供給電圧Vmrの低下(変動)によりt1’時点において電動アクチュエータ供給電圧Vmrが第1供給電圧判定値V1mr以下となっており、P壁位置検出失敗フラグ(壁突き当て失敗フラグ)がOFFからONに切り替えられるとともに、壁位置検出失敗カウンタが0から1に加算されている。そして、P壁位置設定制御の中止によりP壁位置検出制御においてP壁位置を設定することなく、P壁戻し制御が開始される(図8から図10のt2時点)。中止回数カウント部118の機能に対応するS9において、P壁位置検出の失敗の回数(P壁位置検出失敗カウンタ)が失敗許容回数未満であるか否かが判定される。S9の判定が否定される場合すなわちP壁位置検出の失敗の回数が失敗許容回数に到達したと判定される場合には、P壁位置設定制御が再度開始されることなくP壁位置設定制御が終了させられ、本フローチャートは終了させられる。S9の判定が肯定される場合には、電圧判定部116の機能に対応するS10において、電動アクチュエータ供給電圧Vmrが第2供給電圧判定値V2mr未満であるか否かが判定される。S10の判定が否定される場合には、再度、S1が実行されて、P壁位置設定制御が再度開始される。S10の判定が肯定される場合には、基準位置設定部110の機能に対応するS11において、エンジン12がクランキング中であるか否かがたとえばスタータモータ58への供給電圧に基づいて判定される。S11の判定が否定される場合には、再度S1が実行されて、P壁位置設定制御が再度開始される。S11の判定が肯定される場合には、基準位置設定部110の機能に対応するS12において、P壁位置設定制御のリトライの待機時間Twすなわち壁当てリトライに遷移した時から、電動アクチュエータ供給電圧Vmrが第2供給電圧判定値未満であり、且つエンジン12がクランキング中であることによりP壁位置設定制御を再度開始せずに待機する待機時間Twが所定時間T1以上であるか否かが判定される。S12の判定が否定される場合には、再度、S10が実行される。S12の判定が肯定される場合には、P壁位置設定制御が再度開始されることなく、本フローチャートは終了させられる。
図8および図9では、P壁位置設定制御中止後、P壁戻し制御によりエンコーダカウント値がP壁位置検出制御開始時点(図8および図9のt1時点)におけるエンコーダカウント値に戻されたときに、壁位置検出失敗カウンタが失敗許容回数(MAX2回)未満の1回であり、且つ電動アクチュエータ供給電圧Vmrが第2供給電圧判定値V2mr以上であるため、P壁位置設定制御が再度開始され(図8および図9のt3時点)、再度のP壁位置設定制御の開始から所定時間経過後、P壁位置検出失敗フラグがONからOFFに切り替えられている。図8では、2回目のP壁位置検出制御によりP壁位置が設定されて(図8のt4時点)、P壁位置設定制御が終了させられる(図8のt5時点)。一方、図9では、2回目のP壁位置検出制御におけるP壁突当て中において、電動アクチュエータ供給電圧Vmrが第1供給電圧判定値V1mr以下となっており、P壁位置検出失敗フラグがOFFからONに切り替えられるとともに、壁位置検出失敗カウンタが加算されている(図9のt3’時点)。そして、P壁位置設定制御の中止により、P壁位置検出制御においてP壁位置が設定されることなくP壁戻し制御が開始される(図9のt4時点)。エンコーダカウント値がP壁位置検出制御の開始時点のエンコーダカウント値に戻されて、壁当てリトライに遷移したときに、P壁位置検出失敗カウンタが失敗許容回数の2回に到達していると判定されて、P壁位置設定制御は再度実行されることなく終了させられている(図9のt5時点)。
図10では、P壁戻し制御によりエンコーダカウント値がP壁位置検出制御開始時点のエンコーダカウント値に戻されて壁当てリトライに遷移したt2’時点において、電動アクチュエータ供給電圧Vmrが第2供給電圧判定値V2mr未満であり、且つエンジン12のクランキング中である為、低電圧待機フラグがOFFからONに切り替えられ、P壁位置設定制御のリトライの待機時間Twが測られ始める。図10のt3時点において、リトライの待機時間Twが所定時間T1となっており、P壁位置設定制御は再度開始されることなく終了させられる。
上述のように、本実施例のSBW−ECU38によれば、電動アクチュエータ17の回転量に応じたエンコーダカウント値(計数値)を取得する計数部114と、電動アクチュエータ17の回転がP壁106により規制されることによりエンコーダカウント値が変化しない状態となったときの電動アクチュエータ17の回転位置を暫定P壁位置として設定し、その暫定P壁位置を補正することによりPポジションに対応した電動アクチュエータ17の基準位置(P壁位置)として設定する基準位置設定部110と、蓄電装置52から電動アクチュエータ17への供給電圧Vmrを判断する電圧判定部116とを、含み、基準位置設定部110は、P壁位置検出制御におけるP壁突当て状態において、電圧判定部116により電動アクチュエータ17への供給電圧Vmrが予め設定された第1供給電圧判定値V1mr以下となったと判定された場合、あるいは、P壁突当て状態におけるエンコーダカウント値の最小値又は最大値における変動量が所定値以上である場合には、電動アクチュエータ17のP壁位置を設定することなくP壁位置設定制御を中止し、P壁位置の検出失敗回数が失敗許容回数未満であるなどの所定条件成立時に、再度、電動アクチュエータ17のP壁位置設定制御を開始する。このため、電動アクチュエータ17のP壁位置検出制御におけるP壁突当て中において電動アクチュエータ供給電圧Vmrが低く、電動アクチュエータ17からP壁位置を精度良く設定するのに必要な所定のトルクが出力されない状態でP壁位置の設定が行われることが抑制される。これにより、P壁位置設定制御時の電動アクチュエータ17の駆動電圧の低下による電動アクチュエータ17のP壁位置の設定の精度低下が抑制され、精度の低いP壁位置に基づいて、シフトポジションの切替制御が行われることが抑制される。
また、本実施例のSBW−ECU38によれば、基準位置設定部110による電動アクチュエータ17のP壁位置設定制御の中止の回数をカウントする中止回数カウント部118を有しており、基準位置設定部110は、電動アクチュエータ17のP壁位置設定制御の中止の回数すなわちP壁位置の検出失敗の回数が失敗許容回数に到達した場合は、電動アクチュエータ17のP壁位置の設定のためにP壁位置設定制御を再度開始することなく終了する。このため、P壁位置設定制御が繰り替えされることに起因して、たとえばドライバによるシフトポジションの切替要求が受け付けられないことによるドライバの発進要求等への応答性が低下することが抑制される。
また、本実施例のSBW−ECU38によれば、基準位置設定部110は、電動アクチュエータ17の回転開始時すなわちP壁位置検出制御開始時から電動アクチュエータ17の回転がP壁106により規制されることによりエンコーダカウント値が変化しないP壁突当て中となるまでのエンコーダカウント値の変化量が所定のエンコーダカウント値の変化量B以下である場合には、P壁位置設定制御を中止し、P壁位置の検出失敗の回数が失敗許容回数未満であるなどの条件が満たされる場合に、再度、P壁位置設定制御を開始する。このため、電動アクチュエータ17のP壁位置検出制御におけるP壁突当て中において、エンコーダカウント値が変化しない状態となったときのエンコーダカウント値と電動アクチュエータ17の回転開始時のエンコーダカウント値との差分(エンコーダカウント値の変化量)が所定のエンコーダカウント値の変化量B以下である場合であって、電動アクチュエータ17によりP壁位置に到達するための所定の回転角が得られたことが保証されない状態においてP壁位置の設定が行われることが抑制される。これにより、P壁位置設定制御時の電動アクチュエータ17の駆動電圧の低下による電動アクチュエータ17のP壁位置の設定の精度低下が抑制され、精度の低い電動アクチュエータ17のP壁位置に基づいてシフトポジションの切替制御が行われることが抑制される。
また、本実施例のSBW−ECU38によれば、基準位置設定部110は、電動アクチュエータ17のP壁位置設定制御を中止した後、P壁戻し制御によりエンコーダカウント値がP壁位置検出制御の開始時点のエンコーダカウント値に戻されてから、すなわち壁当てリトライに遷移してからの経過時間であって、電動アクチュエータ供給電圧Vmrが第1供給電圧判定値V1mrよりも高く設定された第2供給電圧判定値V2mrより低い状態が継続し、且つエンジン12がクランキング中である状態が継続することによりP壁位置設定制御を再度開始せずに待機するリトライの待機時間Twが所定時間T1未満であるときに、電動アクチュエータ供給電圧Vmrが第2供給電圧判定値V2mr以上となる場合にはP壁位置設定制御を再度開始する。このため、電動アクチュエータ供給電圧Vmrが第1供給電圧判定値V1mr以下となる可能性が高い場合において電動アクチュエータ17のP壁位置設定制御が再度開始されることがない。また、P壁位置設定制御の中止後、リトライの待機時間Twが所定時間T1を超えた場合には、P壁位置設定制御を再度行うことなく終了するため、たとえばドライバによるシフトポジションの切替要求が受け付けられないことによるドライバの発進要求等への応答性が低下することが抑制される。
また、本実施例のSBW−ECU38によれば、ドライバ操作により蓄電装置52から電力が供給されるスタータモータ58の駆動によりエンジン12をクランキングするイグニッションキースイッチ46(クランキング操作手段)を含み、基準位置設定部110は、電動アクチュエータ17のP壁位置設定制御を中止した後、P壁戻し制御によりエンコーダカウント値がP壁位置検出制御の開始時点のエンコーダカウント値に戻されてから、すなわち壁当てリトライに遷移してからの経過時間であって、電動アクチュエータ供給電圧Vmrが第1供給電圧判定値V1mrよりも高く設定された第2供給電圧判定値V2mrより低い状態が継続し、且つエンジン12がクランキング中である状態が継続することによりP壁位置設定制御を再度開始せずに待機するリトライの待機時間Twが所定時間T1未満であるときに、エンジン12のクランキングが終了する場合には、電動アクチュエータ17のP壁位置設定制御を再度開始する。このため、電動アクチュエータ供給電圧Vmrの変動が生じやすく、電動アクチュエータ供給電圧Vmrが第1供給電圧判定値V1mr以下となる可能性が高いエンジン12のクランキング中において電動アクチュエータ17のP壁位置設定制御が再度開始されることがない。また、P壁位置設定制御の中止後、リトライの待機時間Twが所定時間T1を超えた場合には、P壁位置設定制御を再度開始することなく終了するため、たとえばドライバによるシフトポジションの切替要求が受け付けられないことによるドライバの発進要求等への応答性が低下することが抑制される。
次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の実施例において、前記実施例と機能において実質的に共通する部分には同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
図11は、本発明が適用されるハイブリッド車両の概略構成を説明する図であると共に、車両における制御系統の要部を説明する図である。図11において、ハイブリッド車両120は、動力伝達装置122と、走行用の駆動力源として機能するエンジン124及び電動機MGとを備えたハイブリッド車両である。動力伝達装置122は、非回転部材としてのトランスミッションケース142内において、エンジン124側から順番に、エンジン断接用クラッチK0(以下、断接クラッチK0という)、トルクコンバータ126、及び自動変速機128等を備えている。また、動力伝達装置122は、自動変速機128の出力回転部材である変速機出力軸130に連結されたプロペラシャフト132、そのプロペラシャフト132に連結されたディファレンシャルギヤ134、そのディファレンシャルギヤ134に連結された1対の車軸136等を備えている。このように構成された動力伝達装置122は、例えばFR(フロントエンジン・リヤドライブ)型の車両120に好適に用いられる。動力伝達装置122において、エンジン124の動力(特に区別しない場合にはトルクや力も同義)は、断接クラッチK0が係合された場合に、エンジン124のクランク軸と断接クラッチK0とを連結するクランク軸138から、断接クラッチK0、トルクコンバータ126、自動変速機128、プロペラシャフト132、ディファレンシャルギヤ134、及び1対の車軸136等を順次介して1対の駆動輪140へ伝達される。電動機MGは、トランスミッションケース142内において、断接クラッチK0とトルクコンバータ126との間の動力伝達経路に連結されており、電動機MGの動力は、トルクコンバータ126、自動変速機128等を順次介して駆動輪140へ伝達される。このように、動力伝達装置122は、エンジン124から駆動輪140までの動力伝達経路を構成する。また、自動変速機128の変速機出力軸130には、パーキングロック装置169のパーキングロックポールと噛み合う図示しないパーキングギヤが固定されている。
トルクコンバータ126は、ポンプ翼車126aに入力された動力を流体を介して伝達することでタービン翼車126bから出力する流体式伝動装置である。ポンプ翼車126aは、断接クラッチK0を介してクランク軸138と連結されていると共に、直接的に電動機MGと連結されている。タービン翼車126bは、自動変速機18の入力回転部材である変速機入力軸144と直接的に連結されている。ポンプ翼車126aにはオイルポンプ146が連結されている。オイルポンプ146は、エンジン124(及び/又は電動機MG)によって回転駆動されることにより、自動変速機128の変速制御や断接クラッチK0の係合解放制御などを実行する為の作動油圧を発生する機械式のオイルポンプである。
自動変速機128は、エンジン124及び電動機MGと駆動輪140との間の動力伝達経路の一部を構成し、走行用駆動力源(エンジン124及び電動機MG)からの動力を駆動輪140側へ伝達する変速機である。自動変速機128は、例えば変速比(ギヤ比)γ(=変速機入力回転速度Nin/変速機出力回転速度Nout)が異なる複数の変速段(ギヤ段)が選択的に成立させられる公知の遊星歯車式多段変速機、或いはギヤ比γが無段階に連続的に変化させられる公知の無段変速機などである。自動変速機128は、例えば油圧アクチュエータが油圧制御回路148によって制御されることにより複数段のギヤ段を選択的に成立させる複数個の摩擦係合装置を備え、それらの摩擦係合装置のうちの2つが選択的に係合させられることで、運転者のアクセル操作や車速V等に応じた所定のギヤ段(ギヤ比)が成立させられる。パーキングポジション或いはニュートラルポジションへ操作されているときには、上記摩擦係合装置はいずれも解放させられるので、自動変速機128内の動力伝達経路が解放されるようになっている。図11では、それら複数の摩擦係合装置がクラッチCLとして代表的に表示されている。
電動機MGは、原動機として機能するとともに、電気エネルギから機械的な動力を発生させる発動機としての機能及び機械的なエネルギーから電気エネルギを発生させる発電機としての機能を有する所謂モータジェネレータである。この電動機MGは、永久磁石型電動機たとえば着磁により複数の磁極がロータに形成されていてステータが回転磁界を形成する3相の永久磁石型交流同期電動機(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor :IPM)から構成されている。
電動機MGは、電源制御ユニット(PCU)150を介してバッテリユニット152に接続されている。電動機MGは、動力源であるエンジン124の代替として、或いはそのエンジン124と共に走行用の動力を発生させる走行用の駆動力源として機能する。電動機MGは、エンジン124により発生させられた動力や駆動輪140側から入力される被駆動力から回生により電気エネルギを発生させ、その電気エネルギを電源制御ユニット150を介してバッテリユニット152に蓄積する等の作動を行う。電動機MGは、作動的にポンプ翼車126aに連結されており、電動機MGとポンプ翼車126aとの間では、相互に動力が伝達される。従って、電動機MGは、断接クラッチK0を介することなく自動変速機128の変速機入力軸144と動力伝達可能に連結されている。
始動用電動機SMは、エンジン124のクランク軸138に設けられたリングギヤと噛み合うピニオンを出力軸に有し、エンジン124の始動時にエンジン124を回転駆動する。また、エンジン124の出力トルクの一部を電気エネルギに変換する。
断接クラッチK0は、例えば互いに重ねられた複数枚の摩擦板が油圧アクチュエータにより押圧される湿式多板型の油圧式摩擦係合装置であり、オイルポンプ146が発生する油圧を元圧とし油圧制御回路148によって係合解放制御される。その係合解放制御においては、例えば油圧制御回路148内のリニヤソレノイドバルブ等の調圧により、断接クラッチK0のトルク容量(以下、K0トルクという)が変化させられる。断接クラッチK0の係合状態では、クランク軸138を介してポンプ翼車126aとエンジン124とが一体的に回転させられる。従って、エンジン124と電動機MGとは相対回転が差動することなく、断接クラッチK0を介して間接的に連結されている。一方で、断接クラッチK0の解放状態では、エンジン124とポンプ翼車126aとの間の動力伝達が遮断される。すなわち、断接クラッチK0を解放することでエンジン124と駆動輪140とが切り離される。電動機MGはポンプ翼車126aに連結されているので、断接クラッチK0は、エンジン124と電動機MGとの間の動力伝達経路に設けられて、その動力伝達経路を断接するクラッチとしても機能する。
電源制御ユニット150は、電動機MGの作動に関わる電力の授受を制御するインバータ部154と、バッテリユニット152とインバータ部154との間に配設された昇圧コンバータ部156と、バッテリユニット152側の比較的高電圧を12V乃至24V程度の低電圧に降圧することで補機バッテリ158の充電を行うDC/DCコンバータ160と、補機バッテリ158の電力を供給して始動用電動機SMを制御するリレーDR1と、昇圧コンバータ部156のバッテリユニット152側の端子間に設けられた入力コンデンサ(或いはフィルタコンデンサ)Ciとを有する電気回路である。
インバータ部154は、例えば公知のスイッチング素子を備えており、電動機MGに対して要求された出力トルク或いは回生トルクが得られるように、後述する電子制御装置90(特には、MG_ECU)からの指令によってそのスイッチング素子のスイッチング作動が制御される。昇圧コンバータ部156は、リアクトルL、上アーム162(スイッチング素子Q1及びダイオードD1)、下アーム164(スイッチング素子Q2及びダイオードD2)、電動機MGの作動に関わる電力を一時的に蓄電する蓄電部材としての平滑コンデンサCsと、平滑コンデンサCsに対して並列に設けられた放電抵抗Rdとを備えている。放電抵抗Rdは、十分に大きな抵抗値を有するものであり、例えばイグニッションオフ時には
、平滑コンデンサCsに蓄電された電荷をゆっくりと放電する。
バッテリユニット152は、例えばリチウムイオン組電池やニッケル水素組電池などの充放電可能な2次電池であるバッテリ部168と、後述する電子制御装置90(特には、HV_ECU)からの指令によって電源制御ユニット150との間の電気経路の開閉を行う(すなわち電源制御ユニット150に対するバッテリ部168の接続と遮断とを行う)システムリレーSR1,SR2とを備えている。尚、バッテリ部168は、例えばコンデンサやキャパシタなどであっても差し支えない。
パーキングロック装置169は、Pロック機構(パーキングロック機構)、電動アクチュエータ、エンコーダなどを備え、電子制御装置190からの指令に基づき車両120の移動を防止するために作動する。パーキングロック装置169の電動アクチュエータには、オン又はオフに制御されるリレーDR2を介して、補機バッテリ158から電力が供給される。
パーキングロック装置169のPロック機構は、図2に示されるものと同様に、電動アクチュエータにより回転駆動されるシャフト、シャフトの回転に伴って回転するディテントプレート、ディテントプレートの回転に伴って動作するロッド、駆動輪と連動して回転するパーキングギヤ、パーキングギヤを回転阻止(ロック)するためのパーキングロックポール、ディテントプレート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、およびころを備えている。
但し、Pロック機構のディテントプレートには、その頂部に1つの山を隔てて2つの谷としてのP位置と非P位置とが設けられている。パーキングロック装置169は、電動アクチュエータの駆動により、ころがディテントプレートのP位置に位置する切替位置ところがディテントプレートの非P位置に位置する切替位置とに切り替えられる。パーキングロック装置169のころがディテンプレートのP位置に位置する切替位置は、パーキングギヤがパーキングロックポールと噛み合うロック位置であり、ころがディテントプレートの非P位置に位置する切替位置は、パーキングギヤとパーキングロックポールとの噛合いが解除される非ロック位置である。パーキングロック装置169は、複数のシフトポジション(パーキングロックポジション、非パーキングロックポジション)のうちの1つに切り替えるためのシフト切替装置としての機能を有する。
ディテントプレートのP位置には、山から離れた側に位置する面であって、Pポジションにおいて所定回転方向の回転を規制するP壁が設けられている。ディテントプレートの非P位置には、山から離れた側に位置する面であって、非Pポジションにおいて所定回転方向の回転を規制する非P壁が設けられている。後述するSBW−ECU38が非起動状態から起動状態に切り替えられた際には、電動アクチュエータのP壁位置設定制御が行われる。
車両120には、例えば車両全体の制御などに関連する車両120の制御装置を含む電子制御装置190が備えられている。電子制御装置190は、例えばCPU、RAM、ROM、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、CPUはRAMの一時記憶機能を利用しつつ予めROMに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両120の各種制御を実行する。例えば、電子制御装置190は、エンジン124の出力制御、電動機MGの回生制御を含む電動機MGの駆動制御、自動変速機128の変速制御、断接クラッチK0のトルク容量制御、パーキングロック装置169のパーキングロック作動制御等を実行するようになっており、必要に応じて車両全体の制御を行うハイブリッド制御用のコンピュータ(HV_ECU)や電動機制御用のコンピュータ(MG_ECU)や変速制御用のコンピュータ(AT_ECU)、パーキングロック装置169用のSBW−ECU38等に分けて構成される。電子制御装置190には、各種センサ(例えばエンジン回転速度センサ170、タービン回転速度センサ172、出力軸回転速度センサ174、電動機回転速度センサ176、アクセル開度センサ178、加速度センサ180、バッテリセンサ182、電動機回転位相センサ184、電動機駆動電流センサ186、レバーポジションセンサ188など)による検出値に基づく各種信号(例えばエンジン124の回転速度であるエンジン回転速度Ne、タービン回転速度Ntすなわち変速機入力軸144の回転速度である変速機入力回転速度Nin、車速Vに対応する変速機出力軸130の回転速度である変速機出力回転速度Nout、電動機MGの回転速度である電動機回転速度Nmg、運転者による車両120に対する駆動要求量に対応するアクセル開度θacc、車両10に働く加速度(或いは減速度)G、バッ
テリ部168の充電状態(充電容量)SOC、電動機MGの回転位相θ、電動機MGへの駆動電流Iu、Iv、Iw、シフトレバー189のポジションPsなど)が、それぞれ供給される。電子制御装置190からは、車両120に設けられた各装置(例えばエンジン124、インバータ部154、油圧制御回路148、バッテリユニット152、リレーDR1、リレーDR2など)に各種指令信号(例えばエンジン制御指令信号Se、電動機制御指令信号Sm、油圧制御指令信号Sp、電源制御指令信号Sbat、始動信号Sss、P切替制御指令信号Spbなど)が供給される。
電子制御装置190のHV−ECUは、エンジン124の駆動を制御する機能と電動機MGの運転を指令する機能とを含んでおり、電動機MGのみを走行用の駆動力源として走行するモータ走行(EV走行)を行う場合には、断接クラッチK0を解放させてエンジン124とトルクコンバータ126との間の動力伝達経路を遮断すると共に、MG−ECUによりEV走行に必要なMGトルクTmgを電動機MGから出力させる。一方でHV−ECUは、少なくともエンジン124を走行用の駆動力源として走行するエンジン走行すなわちハイブリッド走行(EHV走行)を行う場合には、断接クラッチK0を係合させてエンジン124とトルクコンバータ126との間の動力伝達経路を接続すると共に、エンジン124にEHV走行に必要なエンジントルクTeを出力させつつ必要に応じてMG−ECUによりアシストトルクとしてMGトルクTmgを電動機MGから出力させる。
MG−ECUは、HV−ECUからの指令信号に基づいて(すなわちHV−ECUとの間での通信に基づいて)、必要なMGトルクTmgが得られるようにインバータ部154などを制御する電動機制御指令信号Smを出力して、電動機MGによる駆動力源又は発電機としての作動を制御する。
AT−ECUは、例えば予め定められた公知の関係(変速線図、変速マップ;不図示)から車両状態(例えば実際の車速V及びHV−ECUにより算出された駆動要求量)に基づいて、自動変速機128の変速を実行すべきか否かを判断し、その判断したギヤ段(ギヤ比)が得られる為の油圧制御指令信号Sp(例えば変速指令値)を油圧制御回路148へ出力して、自動変速機128の自動変速制御を実行する。
SBW−ECU38は、非起動状態から起動状態へ切り替えられた際にはパーキングロック装置169の電動アクチュエータの絶対位置を把握するために、リレーDR2に制御信号を出力することにより、エンコーダを用いて補機バッテリ158の電力により電動アクチュエータのP壁位置設定制御を行う。たとえば、車両120の電源状態がREADY−ON状態とされたときのバッテリ部168の充電状態が低い場合などであって、始動用電動機SMを介してエンジン124が始動される場合には、電動アクチュエータのP壁位置設定制御とエンジン124のクランキング制御が並行して行なわれる場合がある。
電動アクチュエータのP壁位置設定制御とエンジン124のクランキング制御が同時に行われるなどの場合であって、そのP壁位置検出制御におけるP壁への突当て中に補機バッテリ158から電動アクチュエータへの供給電圧Vmrが第1供給電圧判定値V1mr以下に低下する場合には、前述の実施例1と同様に、P壁位置設定制御を中止し、P壁位置の検出失敗の回数が失敗許容回数未満であるなどの所定条件成立時に、再度P壁位置設定制御を行うため、精度の低いP壁位置が設定されることが抑制される。このため、SBW−ECU38によれば、本実施例のハイブリッド車両120においても、前述の実施例1と同様の効果が得られ、電動アクチュエータの精度の低いP壁位置に基づいてPポジションと非Pポジションとの切り替えが行われることが抑制される。
以上、本発明を表及び図面を参照して詳細に説明したが、本発明は更に別の態様でも実施でき、その主旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るものである。
たとえば、前述の実施例1では、SBW−ECU38が非起動状態から起動状態へ切り替えられた際に、電動アクチュエータ17のP壁位置の設定が行われていたが、これに限定されるものではなく、SBW−ECU38の非起動状態から起動状態への切替時のシフトポジションによっては、ディテントプレート74を図2のD方向に回転させて、電動アクチュエータ17のD壁位置が設定されてもよい。D壁突当て中において、電動アクチュエータ供給電圧Vmrが所定の電圧よりも低い場合などには、D壁位置設定制御が中止され、D壁位置の設定の精度が低下することが抑制される。
また、前述の実施例1では、P壁位置設定制御の中止後において、エンコーダカウント値がP壁位置検出制御の開始時のエンコーダカウント値に戻された時からの経過時間であって、電動アクチュエータ供給電圧Vmrが第2供給電圧判定値V2mr未満であり、且つエンジン12がクランキング中であることにより、P壁位置設定制御を再度開始せずに待機しているリトライの待機時間Twが、所定時間T1以上継続した場合に、P壁位置設定制御を再度開始せずに終了していたが、これに限定されるものではない。たとえば、P壁位置設定制御の中止後において、エンジン12のクランキング中であるか否かに拘わらず、エンコーダカウント値がP壁位置検出制御の開始時のエンコーダカウント値に戻された時からの経過時間であって、電動アクチュエータ供給電圧Vmrが第2供給電圧判定値V2mr未満であることによりP壁位置設定制御を行わずに待機しているリトライの待機時間Twが、第2低電圧継続判定時間以上継続した場合に、あるいは、P壁位置設定制御の中止後において、電動アクチュエータ供給電圧Vmrに拘わらず、エンコーダカウント値がP壁位置検出制御の開始時のエンコーダカウント値に戻された時からの経過時間であって、エンジン12がクランキング中であることによりP壁位置設定制御を行わずに待機しているリトライの待機時間Twが、第2クランキング継続判定時間以上継続した場合に、P壁位置設定制御を再度実行せずに終了してもよい。
また、P壁位置設定制御の中止後において、電動アクチュエータ供給電圧Vmrが第2供給電圧判定値V2mrより低い状態となってからの経過時間が、所定時間T2以上継続した場合に、P壁位置設定制御を再度実行せず、終了してもよい。なお、所定時間T2は、本発明の第1低電圧継続判定時間に相当する。
また、P壁位置設定制御の中止後のクランキング中において、クランキング開始からの経過時間が、所定時間T2以上継続した場合に、P壁位置設定制御を再度実行せず、終了してもよい。所定時間T2は、たとえば、所定時間T1の終了時点と目標の終了時点となるように設定される。なお、所定時間T2は、本発明の第1クランキング継続判定時間に相当する。
また、前述の実施例1では、エンジン12をクランキングするスタータモータ58と電動アクチュエータ17とには、共通の蓄電装置52から電力が供給されていたが、これに限定されるものではない。たとえば、スタータモータ58と電動アクチュエータ17とに、それぞれ異なる蓄電装置から電力が供給されるように構成されて、エンジン12がクランキング中であるか否かに拘わらず、電動アクチュエータ供給電圧Vmrが第1供給電圧判定値V1mr以下である場合には、P壁位置設定制御が終了させられてもよい。このようにしても、P壁突当て中の電動アクチュエータ17への供給電圧が低いことに起因する、電動アクチュエータ17のP壁位置の設定精度の低下が抑制される。
また、前述の実施例1では、基準位置設定部110によりP壁位置設定制御が中止されて、P壁位置検出失敗フラグがOFFからONに切り替えられる毎に、中止回数カウント部118によりP壁位置検出失敗カウンタが加算されていた。しかし、これに限定されるものではなく、たとえばP壁位置検出失敗フラグが特段設けられておらず、P壁位置設定制御が中止される毎に、中止回数カウント部118によりP壁位置検出失敗カウンタが加算されるようにしてもよい。
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、その他一々例示はしないが、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々変更、改良を加えた態様で実施することができる。
10:車両
12、124:エンジン(内燃機関)
16:シフト切替装置
17:電動アクチュエータ(アクチュエータ)
38:SBW−ECU(車両のシフト制御装置)
46:イグニッションキースイッチ(クランキング操作手段)
52:蓄電装置(電源)
58:スタータモータ
106:P壁(回転規制要素)
110:基準位置設定部
114:計数部
116:電圧判定部
118:中止回数カウント部
120:ハイブリッド車両
158:補機バッテリ(電源)
169:パーキングロック装置(シフト切替装置)
SM:始動用電動機(スタータモータ)
V1mr:第1供給電圧判定値
V2mr:第2供給電圧判定値
T1:所定時間(第2低電圧継続判定時間、第2クランキング継続判定時間)
T2:所定時間(第1低電圧継続判定時間、第1クランキング継続判定時間)

Claims (7)

  1. 電源から電力が供給されるアクチュエータの駆動により複数のシフトポジションのうちの1つに切り替えるためのシフト切替装置と、
    前記複数のシフトポジションのうちの所定のシフトポジションにおいて、前記アクチュエータの所定方向の回転を規制するための回転規制要素と、
    を有する車両の、シフト制御装置であって、
    前記アクチュエータの回転量に応じた計数値を取得する計数部と、
    前記アクチュエータの回転が前記回転規制要素により規制されることにより前記計数値が変化しない状態となったときの前記アクチュエータの回転位置を、前記所定のシフトポジションに対応した前記アクチュエータの基準位置として設定する基準位置設定部と、
    前記電源から前記アクチュエータへの供給電圧を判断する電圧判定部とを、含み、
    前記基準位置設定部は、前記アクチュエータの回転が前記回転規制要素により規制されている状態で、前記電圧判定部により前記アクチュエータへの供給電圧が予め設定された第1電圧判定値以下となったと判定された場合、あるいは前記アクチュエータの回転が前記回転規制要素により規制されている間における前記計数値の変動量が所定値以上である場合には、前記アクチュエータの基準位置の設定を中止し、再度、前記アクチュエータの基準位置の設定を開始することを特徴とする車両のシフト制御装置。
  2. 前記基準位置設定部による前記アクチュエータの基準位置の設定の中止の回数をカウントする中止回数カウント部を有しており、
    前記基準位置設定部は、前記中止の回数が所定値以上となった場合は、前記アクチュエータの基準位置の設定を再度開始せず、前記アクチュエータの基準位置の設定を終了することを特徴とする請求項1の車両のシフト制御装置。
  3. 前記基準位置設定部は、前記アクチュエータの回転が前記回転規制要素により規制されている間において、前記アクチュエータの回転開始時の計数値と前記計数値が変化しない状態となったときの計数値との差分が所定値以下である場合には、前記アクチュエータの基準位置の設定を中止し、再度、前記アクチュエータの基準位置の設定を開始することを特徴とする請求項1または2のいずれか1の車両のシフト制御装置。
  4. 前記基準位置設定部は、前記基準位置の設定を中止した後、前記アクチュエータへの供給電圧が前記第1電圧判定値よりも高く設定された第2電圧判定値より低い状態が第1低電圧継続判定時間未満である場合には、前記アクチュエータの基準位置の設定を再度開始することを特徴とする請求項1から3の何れか1の車両のシフト制御装置。
  5. 前記電源から電力が供給されるスタータモータの駆動により内燃機関をクランキングするクランキング操作手段を含み、前記基準位置設定部は、前記アクチュエータの基準位置の設定を中止した後、前記内燃機関がクランキング中である状態が第1クランキング継続判定時間未満である場合には、前記アクチュエータの基準位置の設定を再度開始することを特徴とする請求項1から4の何れか1の車両のシフト制御装置。
  6. 前記基準位置設定部は、前記基準位置の設定を中止した後、前記アクチュエータへの供給電圧が前記第2電圧判定値よりも低い状態が、前記アクチュエータの計数値が前記アクチュエータの回転開始時の計数値に戻されたときから第2低電圧継続判定時間未満である場合には、前記アクチュエータの基準位置の設定を再度開始することを特徴とする請求項1から5のいずれか1の車両のシフト制御装置。
  7. 前記基準位置設定部は、前記基準位置の設定を中止した後、前記内燃機関がクランキング中である状態が、前記アクチュエータの計数値が前記アクチュエータの回転開始時の計数値に戻されたときから第2クランキング継続判定時間未満である場合には、前記アクチュエータの基準位置の設定を再度開始することを特徴とする請求項1から6のいずれか1の車両のシフト制御装置。
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