JP4180310B2 - 自動変速機の電動式レンジ切換装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レンジ切換シャフトの角度に基づいてモータを制御する構成の自動変速機の電動式レンジ切換装置に関し、詳しくは、前記レンジ切換シャフトの角度を検出するセンサの故障時におけるフェイルセーフ技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、モータの回転駆動力を、減速歯車機構を介してレンジ切換シャフトに伝達し、該レンジ切換シャフトの回転運動によってレンジ切換バルブを駆動する構成とし、角度センサ（ポテンショメータ）によって連続的に検出される前記レンジ切換シャフトの角度に基づいて前記モータを駆動制御する構成の自動変速機の電動式レンジ切換装置が知られている（特開平７−３０５７７０号公報参照）。
【０００３】
前記モータ制御においては、例えば、シフト要求に伴ってモータ駆動を開始させた後、角度センサで検出される角度変化に基づいてディテント機構による自走開始が判断された時点、又は、角度センサで検出される角度が要求レンジに対応する目標角度よりも所定角度だけ前の位置になったときに、モータ駆動を停止させるようにしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、モータ制御に角度センサを用いるから、角度センサが故障すると、レンジ切り換えが行えなくなってしまう。
ここで、角度センサを２重に備え、それまで使用していた角度センサに故障が発生した場合に、他の正常な角度センサに切り換えることで、正常時と同様にモータを制御してレンジ切り換え機能を維持させることが可能である。
【０００５】
しかし、更に、正常側の角度センサも故障する多重故障がシフト動作中に発生すると、正常時の応答性重視の駆動制御状態からは、レンジ切換シャフトを安全に停止させることが困難で、多重故障に対しての安全性を充分に確保することができないという問題があった。
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、角度センサを２重に備えることで、角度センサの１つに故障が生じても、他方の角度センサでレンジ切り換えを行えるようにする共に、正常側の角度センサも故障する多重故障が発生しても安全性を確保することができる自動変速機の電動式レンジ切換装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項１記載の発明では、角度センサとして第１角度センサと第２角度センサとを備え、一方の角度センサが故障したときに、他方の角度センサの検出出力から求められるレンジ切換シャフトの回転速度を所定の目標回転速度に一致させるようにモータをフィードバックする速度フィードバック制御を行わせる構成とした。
【０００７】
上記構成によると、２つの角度センサが共に正常であるときには、レンジ切換シャフトの角度が要求レンジに対応する角度になるようにモータを制御するが、一方の角度センサが故障すると、他方の角度センサの検出出力からレンジ切換シャフトの回転速度を求め、該回転速度が目標回転速度に一致するようにモータをフィードバック制御し、目標回転速度で要求レンジに対応する目標角度に向けて回転するようにする。
【０００８】
従って、２つの角度センサの一方が故障しても、レンジ切り換えを行わせることが可能であり、また、レンジ切換シャフトの回転速度をフィードバック制御することで、２つの角度センサが共に正常である通常制御時に比べて、レンジ切換シャフトの回転速度を安定的に抑制した駆動が可能となり、シフト動作中に正常側の角度センサも故障する多重故障が発生しても、安全にレンジ切換シャフトを停止させることが可能となる。
【０００９】
請求項２記載の発明では、前記速度フィードバック制御時において、前記モータの印加電圧を制御する制御信号に対し、レンジ切り換え方向とは逆方向のモータ制御信号を、正方向のモータ制御信号に比して、印加電圧がより小さい値以下となるように制限する構成とした。
上記構成によると、２つの角度センサの一方に故障が発生し、他方の正常側の角度センサで検出される回転速度に基づいて速度フィードバック制御を行うときには、要求レンジに近づく方向のモータ制御信号に比して、逆方向にレンジ切換シャフトを回転駆動するモータ制御信号を、印加電圧がより小さい値以下となるように制限し、逆方向に大きな駆動力が加えられることを防止する。
【００１０】
従って、たとえ２重故障が発生し、故障判定までにタイムラグがあっても、誤って逆方向に大きく回転駆動されることを回避できる。
請求項３記載の発明では、レンジ切換シャフトが各レンジに対応する角度であるときにＯＮするインヒビタスイッチを備え、前記他方の角度センサによる検出角度が要求レンジに対応する目標角度に一致するか、又は、要求レンジに対応する前記インヒビタスイッチがＯＮになったときに終了させる構成とした。
【００１１】
上記構成によると、速度フィードバック制御に用いている角度センサが正常であれば、検出角度が要求レンジに対応する目標角度に一致した時点で速度フィードバック制御を終了させ、仮に、多重故障の発生により目標角度に一致したことが検出されない場合であっても、インヒビタスイッチがＯＮになることで速度フィードバック制御を終了させて、目標角度付近にレンジ切換シャフトを停止させる。
【００１２】
従って、速度フィードバック制御中に多重故障が発生しても、目標位置を行き過ぎてしまうことを回避して、要求レンジ位置にシフトさせることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明に係る自動変速機の電動式レンジ切換装置の全体構成を示すシステム概略図であり、図２は、レンジ切換バルブの駆動機構を示す斜視図である。
【００１４】
この図１，図２において、車両用自動変速機１には、電動式レンジ切換装置のアクチュエータとしてのモータ２が取り付けられる。
前記モータ２の出力軸には減速歯車機構３が設けられ、該減速歯車機構３の出力軸には、レンジ切換シャフト４が回転方向に遊びを設けて接続される。
前記レンジ切換シャフト４には、該レンジ切換シャフト４を複数のレンジにそれぞれ対応する角度に位置決めするためのディテント機構５が取り付けられる。
【００１５】
前記ディテント機構５は、レンジ切換シャフト４に固定されて一体に回転するディテントレバー５Ａ、及び、該ディテントレバー５Ａの周縁に各レンジに対応して形成される凹部に係合するローラを支持すると共に、該ローラを切欠きに向けて押圧付勢するディテントスプリング５Ｂから構成される。
そして、該ディテント機構５は、レンジ切換シャフト４を、Ｐレンジ，Ｒレンジ，Ｎレンジ，Ｄレンジ，２レンジ，１レンジのいずれかに対応する角度に位置決めする。
【００１６】
前記レンジ切換シャフト４の回転運動は、ディテントレバー５Ａとレンジ切換バルブ６（スプールバルブ）との係合によって、レンジ切換バルブ６の軸方向運動に変換され、レンジ切換バルブ６がバルブボディ７内で軸方向に変位すると、油圧ポートの開閉が切り換えられ、これによって各シフトレンジを設定するための摩擦係合要素の解放・締結が制御される。
【００１７】
前記ディテントレバー５Ａに一端が取り付けられるロッド８の他端には、カム９が取り付けられ、揺動可能に支持されたパーキングポール１０が前記カム９との摺接によって揺動駆動され、Pレンジ位置においては、パーキングポール１０の爪１０ａがパーキングギヤ１１の凹部１１ａに噛み合って、パーキングギヤ１１が固定されるようになっている。
【００１８】
また、前記レンジ切換シャフト４（ディテントレバー５Ａ）の角度を連続的に検出する角度センサとして、第１ポテンショメータ１２Ａ（第１角度センサ）及び第２ポテンショメータ１２Ｂ（第２角度センサ）が設けられる。
また、レンジ切換シャフト４が各レンジに対応する角度であるときにＯＮするインヒビタスイッチ１３が設けられ、更に、運転者がレンジの選択操作を行うためのシフトスイッチ１４が設けられている。
【００１９】
前記ポテンショメータ１２Ａ，１２Ｂ及びレンジセレクトスイッチ１４の信号は、レンジ切換制御ユニット１５に入力され、また、インヒビタスイッチ１３の信号は、ＡＴ制御ユニット１６に入力された後、ネットワークを介して前記レンジ切換制御ユニット１５に送信されるようになっている。
前記レンジ切換制御ユニット１５は、シフトスイッチ１４からの信号に基づき運転者が選択しているレンジを判定し、該選択レンジに対応する位置にレンジ切換シャフト４（レンジ切換バルブ６）を駆動すべく、前記ポテンショメータ１２Ａ，１２Ｂで検出される実際の角度に基づいて前記モータ２の印加電圧をフィードバック制御する。
【００２０】
尚、モータ２の印加電圧は、モータ２への通電のＯＮ・ＯＦＦをデューティ制御することで制御され、電圧の印加方向を切り換えることで、モータ２の回転方向が切り換えられる。
ここで、前記減速歯車機構３の出力軸とレンジ切換シャフト４との間における回転方向に遊びによって、モータ２のフィードバック制御によって目標角度でレンジ切換シャフト４が正確に停止しなくても、前記ディテント機構５によってレンジ切換シャフト４を自走させて所望のレンジ位置に位置決めさせることができるようになっている。
【００２１】
次に、前記レンジ切換制御ユニット１５によるレンジ切り換え制御の詳細を、図３〜図８のフローチャートに従って説明する。
図３〜図５のフローチャートに示すルーチンは、前記ポテンショメータ１２Ａ，１２Ｂの故障診断ルーチンである。
ステップＳ１１では、ポテンショメータ１２Ａ，１２Ｂそれぞれで検出されたレンジ切換シャフト４の角度の偏差の絶対値を演算する。
【００２２】
ステップＳ１２では、前記偏差の絶対値が閾値以上であるか否かを判別する。前記偏差の絶対値が閾値以上であるときには、ステップＳ１３へ進み、故障判定タイマをインクリメントする。
ステップＳ１４では、ステップＳ１３でインクリメントした故障判定タイマによる計測時間が判定時間以上であるか否かを判別する。
【００２３】
そして、故障判定タイマによる計測時間が判定時間以上であれば、ステップＳ１５へ進んで、ポテンショメータ整合異常フラグに１をセットし、次のステップＳ１６では、バックアップ制御開始フラグに１をセットする。
即ち、前記偏差の絶対値が閾値以上である状態が判定時間以上継続したときには、ポテンショメータ１２Ａ，１２Ｂの少なくとも一方が異常であるために、両者の検出結果に隔たりを生じていると判断する。
【００２４】
一方、ステップＳ１２で、前記偏差の絶対値が閾値未満であると判別されたときには、ステップＳ１７へ進んで、前記故障判定タイマをクリアする。
ステップＳ１７で前記故障判定タイマをクリアした後、ステップＳ１４で故障判定タイマによる計測時間が判定時間未満であると判別されたとき、及び、ステップＳ１６でバックアップ制御開始フラグに１をセットした後は、ステップＳ１８へ進む。
【００２５】
ステップＳ１８では、第１ポテンショメータ１２Ａの出力値（電圧値）からそのときのレンジ位置を推定する制御を、例えば図９に示すようなテーブルを用いて行う。
ステップＳ１９では、第１ポテンショメータ１２Ａの出力値（電圧値）から推定したレンジ位置と、インヒビタスイッチ１３で検出されるレンジ位置とが一致するか否かを判別する。
【００２６】
第１ポテンショメータ１２Ａの出力値（電圧値）から推定したレンジ位置と、インヒビタスイッチ１３で検出されるレンジ位置とが一致しない場合には、ステップＳ２０へ進み、推定ポジション１不一致フラグに１をセットし、次のステップＳ２１では、故障判定タイマをインクリメントする。
そして、ステップＳ２２では、ステップＳ２１でインクリメントした故障判定タイマによる計測時間が判定時間以上であるか否かを判別する。
【００２７】
ここで、前記計測時間が判定時間以上であれば、ステップＳ２３へ進んで、ポテンショメータ１異常フラグに１をセットする。
即ち、第１ポテンショメータ１２Ａの出力値（電圧値）から推定したレンジ位置と、インヒビタスイッチ１３で検出されるレンジ位置とが一致しない状態が、判定時間以上に継続した場合に、ポテンショメータ１異常フラグに１がセットされる。
【００２８】
一方、ステップＳ１９で、第１ポテンショメータ１２Ａの出力値（電圧値）から推定したレンジ位置と、インヒビタスイッチ１３で検出されるレンジ位置とが一致すると判断されたときには、ステップＳ２４へ進んで、推定ポジション１不一致フラグに０をセットする。
ステップＳ２５〜３１は、前記ステップＳ１８〜２４と同様にして、第２ポテンショメータ１２Ｂ側の異常を診断するものであり、
ステップＳ２５では、第２ポテンショメータ１２Ｂの出力値（電圧値）からそのときのレンジ位置を推定する制御を、例えば図９に示すようなテーブルを用いて行う。
【００２９】
ステップＳ２６では、第２ポテンショメータ１２Ｂの出力値（電圧値）から推定したレンジ位置と、インヒビタスイッチ１３で検出されるレンジ位置とが一致するか否かを判別する。
第２ポテンショメータ１２Ｂの出力値（電圧値）から推定したレンジ位置と、インヒビタスイッチ１３で検出されるレンジ位置とが一致しない場合には、ステップＳ２７へ進み、推定ポジション２不一致フラグに１をセットし、次のステップＳ２８では、故障判定タイマをインクリメントする。
【００３０】
そして、ステップＳ２９では、ステップＳ２８でインクリメントした故障判定タイマによる計測時間が判定時間以上であるか否かを判別する。
ここで、前記計測時間が判定時間以上であれば、ステップＳ３０へ進んで、ポテンショメータ２異常フラグに１をセットする。
即ち、第２ポテンショメータ１２Ｂの出力値（電圧値）から推定したレンジ位置と、インヒビタスイッチ１３で検出されるレンジ位置とが一致しない状態が、判定時間以上に継続した場合に、ポテンショメータ２異常フラグに１がセットされる。
【００３１】
一方、ステップＳ２６で、第２ポテンショメータ１２Ｂの出力値（電圧値）から推定したレンジ位置と、インヒビタスイッチ１３で検出されるレンジ位置とが一致すると判断されたときには、ステップＳ３１へ進んで、推定ポジション２不一致フラグに０をセットする。
本実施形態では、前記第１ポテンショメータ１２Ａ及び第２ポテンショメータ１２Ｂの出力値（電圧値）は、アナログのローパスフィルタで処理された後でＡ／Ｄ変換されて、データとして読み込まれるようになっている。
【００３２】
このため、例えば、第１ポテンショメータ１２Ａを用いた通常のレンジ切り換え制御の途中で、第１ポテンショメータ１２Ａの出力回路に断線が発生すると、図１０に示すように、第１ポテンショメータ１２Ａの出力データは徐々に低下することになり、これにより、第２ポテンショメータ１２Ｂの出力値に対する偏差が閾値以上である状態が継続すると、バックアップ制御フラグに１がセットされる。
【００３３】
更に、第１ポテンショメータ１２Ａの出力データから推定されるレンジと、インヒビタスイッチ１３によるレンジとが一致しない状態が継続すると、ポテンショメータ１異常フラグに１がセットされることで、第１ポテンショメータ１２Ａの故障が確定されることになる。
図６及び図７のフローチャートに示すルーチンは、モータ駆動制御を示す。
【００３４】
ステップＳ４１では、レンジの切り換えを要求するセレクト操作があったか否かを判別する。
セレクト操作があると、ステップＳ４２へ進んで、制御開始フラグ（初期値＝０）に１をセットする。
ステップＳ４１でセレクト操作がないと判断されたときには、ステップＳ４２を迂回してステップＳ４３へ進む。
【００３５】
ステップＳ４３では、前記制御開始フラグに１がセットされているか否かを判別する。
前記制御開始フラグに１がセットされているときには、ステップＳ４４へ進み、前記制御開始フラグに０がセットされているときには、ステップＳ４４〜４９を迂回してステップＳ５０へ進む。
【００３６】
ステップＳ４４では、バックアップ制御開始フラグに１がセットされているか否かを判別する。
バックアップ制御開始フラグに０がセットされているとき、即ち、後述するように通常の位置フィードバック制御が行われているときには、ステップＳ４５へ進み、通常の位置フィードバック制御の終了条件が成立しているか否かを判別する。
【００３７】
前記制御終了条件として、ここでは、第１ポテンショメータ１２Ａの検出角度が要求レンジに対応する目標角度に略一致しているか否かを判別する。
ステップＳ４５で制御終了条件の成立が判別されると、ステップＳ４６へ進んで、前記制御開始フラグに０をセットする。
一方、ステップＳ４５で制御終了条件が成立していないと判別されると、ステップＳ４６を迂回してステップＳ５０へ進む。
【００３８】
また、ステップＳ４４で、バックアップ制御開始フラグに１がセットされていると判別されたとき、即ち、ポテンショメータ１２Ａ，１２Ｂのいずれか一方に異常があり、後述するように、レンジ切換シャフト４の回転速度を目標速度に一定させる速度フィードバック制御が行われているときには、ステップＳ４７へ進む。
【００３９】
ステップＳ４７では、前記速度フィードバック制御の終了条件が成立しているか否かを判別する。
前記制御終了条件として、ここでは、制御に用いている第１ポテンショメータ１２Ａ又は第２ポテンショメータ１２Ｂの検出角度が要求レンジに対応する目標角度に一致しているか否かを判別する。
【００４０】
ステップＳ４７で制御終了条件の成立が判別されると、ステップＳ４９へ進んで、前記制御開始フラグに０をセットする。
また、ステップＳ４７で制御終了条件が成立していないと判別されると、ステップＳ４８へ進み、インヒビタスイッチ１３が要求のレンジ位置でＯＮになっているか否かを判別する。
【００４１】
インヒビタスイッチ１３が要求のレンジ位置でＯＮになっている場合には、制御に用いているポテンショメータの検出角度が要求レンジに対応する目標角度に一致していない状態であっても、ステップＳ４９へ進んで、前記制御開始フラグに０をセットする。
また、制御に用いているポテンショメータの検出角度が要求レンジに対応する目標角度に一致してなく、かつ、インヒビタスイッチ１３が要求のレンジ位置でＯＮになっていない場合には、制御を継続させるべく、ステップＳ４９を迂回してステップＳ５０へ進む。
【００４２】
ステップＳ５０では、前記制御開始フラグに１がセットされているか否かを判別する。
前記制御開始フラグに１がセットされているときには、ステップＳ５１へ進み、前記バックアップ制御開始フラグに１がセットされているか否かを判別する。前記バックアップ制御開始フラグに０がセットされている場合には、ステップＳ５２へ進み、前記第１ポテンショメータ１２Ａの検出角度に基づいて前記モータ２を制御して、前記レンジ切換シャフト４を要求レンジに対応する目標角度に駆動する通常の位置フィードバック制御を行う。
【００４３】
上記通常の位置フィードバック制御では、例えば、モータ２を要求レンジに近づく方向に駆動させておいて、第１ポテンショメータ１２Ａによる検出角度の変化に基づいてディテント機構５による自走開始が判断された時点、又は、第１ポテンショメータ１２Ａで検出される角度が要求レンジに対応する目標角度よりも所定角度だけ前の位置になったときに、モータ２の駆動を停止させる。
【００４４】
但し、通常の位置フィードバック制御を上記構成に限定するものではなく、例えば、前記第１ポテンショメータ１２Ａの検出角度と目標角度との偏差に基づく比例・積分・微分制御によってモータ２の駆動デューティを演算させる構成とし、かつ、係る偏差によるフィードバック制御に不感帯を設ける構成としても良い。
【００４５】
更に、自走開始が判断された時点、又は、目標角度よりも所定角度だけ前の位置になったときに、モータ２の駆動を停止させた後で、偏差によるフィードバック制御を行わせて目標角度に収束させる構成などであっても良い。
一方、前記バックアップ制御開始フラグに１がセットされている場合には、ステップＳ５３へ進む。
【００４６】
ステップＳ５３では、ポテンショメータ１異常フラグに１がセットされているか否かを判別する。
ポテンショメータ１異常フラグに１がセットされている場合には、インヒビタスイッチ１３による検出レンジと第１ポテンショメータ１２Ａによる検出レンジとが一致しない状態が継続して、第１ポテンショメータ１２Ａに何らかの故障が発生していると確認されている状態である。
【００４７】
この場合には、ステップＳ５４へ進み、ポテンショメータ２異常フラグに１がセットされているか否かを判別する。
ポテンショメータ２異常フラグに０がセットされている場合には、故障の発生が確認されているのが、第１ポテンショメータ１２Ａのみであることになり、その場合には、ステップＳ５５へ進み、モータ制御に用いるポテンショメータとして第２ポテンショメータ１２Ｂを選択した後、ステップＳ６４へ進む。
【００４８】
一方、ステップＳ５４でポテンショメータ２異常フラグに１がセットされていると判断された場合は、第１ポテンショメータ１２Ａ及び第２ポテンショメータ１２Ｂの双方で、故障の発生が確認されていることになる。
この場合には、レンジ切換シャフト４の角度を検出することができないから、ステップＳ５６へ進んで、モータ２の駆動を直ちに停止させる。
【００４９】
また、ステップＳ５３で、ポテンショメータ１異常フラグに０がセットされていると判別されたときには、ステップＳ５７へ進んで、ポテンショメータ２異常フラグに１がセットされているか否かを判別する。
ここで、ポテンショメータ２異常フラグに１がセットされていると判別されたときには、第２ポテンショメータ１２Ｂでのみ故障の発生が確認されていることになるので、ステップＳ５８へ進み、モータ制御に用いるポテンショメータとして第１ポテンショメータ１２Ａを選択した後、ステップＳ６４へ進む。
【００５０】
一方、ポテンショメータ１異常フラグ及びポテンショメータ２異常フラグの双方が共に０であるときには、いずれのポテンショメータについても故障の発生が確認されていないことになるが、最終確認されていない段階であっても、正常である可能性の高い方のポテンショメータを制御に用いるべく、ステップＳ５９へ進む。
【００５１】
ステップＳ５９では、推定ポジション１不一致フラグに１がセットされているか否かを判別する。
推定ポジション１不一致フラグに１がセットされている場合には、第１ポテンショメータ１２Ａが故障している可能性があり、この場合には、ステップＳ６０へ進み、推定ポジション２不一致フラグに１がセットされているか否かを判別する。
【００５２】
推定ポジション２不一致フラグに１がセットされている場合には、第１ポテンショメータ１２Ａ及び第２ポテンショメータ１２Ｂの双方が故障している可能性があるため、この場合には、ステップＳ５６へ進んで、モータ２の駆動を停止させる。
一方、推定ポジション２不一致フラグに０がセットされている場合には、第１ポテンショメータ１２Ａが故障している可能性がある一方、第２ポテンショメータ１２Ｂは正常であるから、ステップＳ６１へ進んで、モータ制御に用いるポテンショメータとして第２ポテンショメータ１２Ｂを選択した後、ステップＳ６４へ進む。
【００５３】
また、ステップＳ５９で、推定ポジション１不一致フラグに０がセットされていると判別されたとき、即ち、第１ポテンショメータ１２Ａは正常であると判断されるときには、ステップＳ６２へ進む。
ステップＳ６２では、推定ポジション２不一致フラグに１がセットされているか否かを判別し、推定ポジション２不一致フラグに１がセットされている場合には、第２ポテンショメータ１２Ｂが故障している可能性があるので、ステップＳ６３へ進んで、モータ制御に用いるポテンショメータとして第１ポテンショメータ１２Ａを選択した後、ステップＳ６４へ進む。
【００５４】
ステップＳ６４では、選択されたポテンショメータの検出出力を読み込み、次のステップＳ６５では、前記ステップＳ６４で読み込んだ検出出力に基づきバックアップ制御を実行する。
前記バックアップ制御は、選択されたポテンショメータの検出出力からレンジ切換シャフト４の回転速度を求め、該回転速度を目標回転速度に一致させるようにモータ２の駆動デューティをフィードバックする制御である（図１１参照）。
【００５５】
尚、上記バックアップ制御中は、警告灯や警告音によって、ポテンショメータの故障によってバックアップ制御に切り換えられていることを、運転者に警告することが好ましい。
また、前記目標回転速度は、通常の位置フィードバック制御によってレンジ切換シャフト４が回転駆動される場合よりも遅い速度に設定される。
【００５６】
前記バックアップ制御の詳細は、図８のフローチャートに示してある。
図８のフローチャートにおいて、ステップＳ７１では、選択されたポテンショメータの検出出力の変化速度、即ち、レンジ切換シャフト４の回転速度を算出する。
次のステップＳ７２では、前記変化速度と速度目標値との偏差を演算する。
【００５７】
そして、ステップＳ７３では、前記変化速度を速度目標値に近づけるように、モータ２の駆動デューティを演算する。
尚、上記速度フィードバック制御においては、要求レンジ位置に向かう速度が速すぎるときには、逆向きにモータ２を駆動させて制動を加える制御が行われる（図１１参照）。
【００５８】
ステップＳ７４では、セレクト方向が、Ｐレンジから１レンジに向かう方向と（例えばＰ→Ｄシフト時）、逆に１レンジからＰレンジに向かう方向（例えばＤ→Ｐシフト時）とのいずれであるかを判別する。
セレクト方向がＰレンジから１レンジに向かう方向であるときには、ステップＳ７５へ進み、Ｐレンジから１レンジに向かう方向にモータ２に電圧を印加するときのデューティ（モータ制御信号）のリミッタに制限値（１）をセットすると共に、１レンジからＰレンジに向かう方向にモータ２に電圧を印加するときのデューティのリミッタに制限値（２）（＜制限値（１））をセットする。
【００５９】
一方、セレクト方向が１レンジからＰレンジに向かう方向であるときには、ステップＳ７６へ進み、１レンジからＰレンジに向かう方向にモータ２に電圧を印加するときのデューティのリミッタに制限値（１）をセットすると共に、Ｐレンジから１レンジに向かう方向にモータ２に電圧を印加するときのデューティのリミッタに制限値（２）（＜制限値（１））をセットする。
【００６０】
前記制限値（１）は例えば５０％程度であり、また、前記制限値（２）は例えば２０％程度である。
通常の位置フィードバック制御時には、デューティを１００％とした駆動が許容されるが、速度フィードバック制御時（バックアップ制御時）には、デューティに制限が加えられ、然も、セレクト方向と同じ方向のモータ駆動デューティよりも逆方向のモータ駆動デューティをより小さい値に制限する。
【００６１】
ステップＳ７７では、ステップＳ７３で演算された駆動デューティが、ステップＳ７５又はステップＳ７６で設定されたリミッタ値を超えるときに、駆動デューティにリミッタ値をセットすることで、リミッタ値内にデューティを制限する。
ステップＳ７８では、前記リミッタ処理後の最終的な駆動デューティを出力してモータ２を駆動する。
【００６２】
上記バックアップ制御（速度フィードバック制御）によって、レンジ切換シャフト４が要求レンジ位置に近づき、前記ステップＳ４７で、正常側のポテンショメータで検出される角度が要求レンジに対応する目標角度に一致していると判別されると、ステップＳ４９へ進んで、制御開始フラグが０にリセットされる。
また、検出角度が要求レンジに対応する目標角度に一致していないと判別されたときにはステップＳ４８へ進み、ここで、インヒビタスイッチ１３が要求のレンジ位置でＯＮになっていると判別されたときにも、ステップＳ４９へ進んで、制御開始フラグが０にリセットされる。
【００６３】
検出角度が要求レンジに対応する目標角度に一致していないという判別と、インヒビタスイッチ１３が要求のレンジ位置でＯＮになっているという判別とは矛盾する判別結果である。
しかし、バックアップ制御中に正常側のポテンショメータにも故障が発生した場合でも、レンジ切換シャフト４が目標角度付近にまで回転駆動されて、インヒビタスイッチ１３が要求のレンジ位置でＯＮになれば、ステップＳ４８からステップＳ４９へ進んで、制御開始フラグを０にリセットさせることができる。
【００６４】
制御開始フラグが０にリセットされると、ステップＳ５０からステップＳ６６へ進み、リミッタ値などのバックアップ制御用変数をクリアする。
上記構成によると、２つのポテンショメータ１２Ａ，１２Ｂのいずれか一方が故障しても、正常である方のポテンショメータを用いて要求レンジにシフトさせることができる。
【００６５】
また、２つのポテンショメータ１２Ａ，１２Ｂのいずれか一方が故障したときのバックアップ制御においては、レンジ切換シャフト４の回転速度を目標回転速度に一致させる速度フィードバック制御を行わせるから、レンジ切換シャフト４の回転速度を抑制して、直ちにモータ２を停止させることができる状態でシフト動作を行わせることができ、２重故障に対する安全性を確保できる。
【００６６】
更に、前記バックアップ制御（速度フィードバック制御）において、モータ駆動デューティに制限を加えると共に、特に逆回転方向での駆動デューティをより小さい値に制限することで、誤って逆方向に回転駆動されてしまうことを回避できる。
また、前記バックアップ制御（速度フィードバック制御）の終了が、正常である方のポテンショメータの検出結果から判断されない場合であっても、インヒビタスイッチ１３のＯＮ・ＯＦＦに基づいて終了判断させて、前記バックアップ制御を終了させることができるから、前記バックアップ制御中に２重故障が発生しても、要求レンジ位置でレンジ切換シャフト４を停止させることが可能である。
【００６７】
尚、上記実施形態では、前記バックアップ制御（速度フィードバック制御）において、モータ駆動デューティを双方の回転方向について制限する構成としたが、逆回転方向のみに制限を設定する構成としても良い。
更に、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術思想について、以下にその効果と共に記載する。
（イ）請求項１〜３のいずれか１つに記載の自動変速機の電動式レンジ切換装置において、前記所定の目標回転速度が、前記第１角度センサ及び第２角度センサが共に正常であるときの前記レンジ切換シャフトの回転速度よりも遅い速度に設定されることを特徴とする自動変速機の電動式レンジ切換装置。
【００６８】
上記構成によると、一方の角度センサが故障したときには、通常制御時よりも遅い一定の速度でレンジ切換シャフトを目標角度に向けて回転させるように、フィードバック制御が行われる。
従って、速度フィードバック制御時には、モータを直ちに停止させることができる遅い速度でシフト動作が行われ、２重故障が発生した場合に、安全な位置でレンジ切換シャフトを確実に停止させることができる。
（ロ）請求項１〜３のいずれか１つに記載の自動変速機の電動式レンジ切換装置において、
前記レンジ切換シャフトが各レンジに対応する角度であるときにＯＮするインヒビタスイッチを備え、
前記第１角度センサ，第２角度センサそれぞれで検出される角度から推定されるレンジと、インヒビタスイッチが示すレンジとが一致しない状態が所定時間以上継続したときに、角度センサの故障を判定することを特徴とする自動変速機の電動式レンジ切換装置。
【００６９】
上記構成によると、第１角度センサ，第２角度センサによる検出角度に基づいてそのときのレンジを推定し、該推定結果とインヒビタスイッチが示すレンジとが一致せず、然も、係る不一致状態が、所定時間以上継続したときに、角度センサの故障を判定する。
従って、インヒビタスイッチが示すレンジを基準に、各角度センサの故障を精度良く判定することができる。
（ハ）請求項１〜３のいずれか１つに記載の自動変速機の電動式レンジ切換装置において、
前記第１角度センサ，第２角度センサが共に故障したときに、前記モータを直ちに停止させることを特徴とする自動変速機の電動式レンジ切換装置。
【００７０】
上記構成によると、角度センサの一方のみが故障しているときには、速度フィードバック制御によってモータを駆動させるが、双方に故障が発生すると、モータを直ちに停止させて、シフト動作を停止させる。
従って、速度フィードバック制御中に、正常側の角度センサも故障して２重故障状態になっても、レンジ切換シャフトが誤った角度位置に駆動されてしまうことを回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動変速機の電動式レンジ切換装置を示すシステム構成図。
【図２】レンジ切換シャフトの駆動機構を示す斜視図。
【図３】ポテンショメータの故障診断を示すフローチャート。
【図４】ポテンショメータの故障診断を示すフローチャート。
【図５】ポテンショメータの故障診断を示すフローチャート。
【図６】モータ制御を示すフローチャート。
【図７】モータ制御を示すフローチャート。
【図８】バックアップ制御を示すフローチャート。
【図９】ポテンショメータ出力と推定レンジとの相関を示す線図。
【図１０】断線時のポテンショメータの出力変化を示すタイムチャート。
【図１１】バックアップ制御時のポテンショメータ出力及びモータ駆動デューティを示すタイムチャート。
【符号の説明】
１…自動変速機、２…モータ、３…減速機構、４…レンジ切換シャフト、５…ディテント機構、６…レンジ切換バルブ、１２Ａ…第１ポテンショメータ、１２Ｂ…第２ポテンショメータ、１３…インヒビタスイッチ、１４…シフトスイッチ、１５…レンジ切換制御ユニット、１６…ＡＴ制御ユニット

Claims (3)

1. レンジ切換シャフトの角度を連続的に検出する角度センサと、前記レンジ切換シャフトを回転駆動するモータとを備え、前記角度センサの検出角度に基づいて前記モータを制御して、前記レンジ切換シャフトを要求レンジに対応する角度に駆動する自動変速機の電動式レンジ切換装置において、
   前記角度センサとして第１角度センサと第２角度センサとを備え、
   一方の角度センサが故障したときに、他方の角度センサの検出出力から求められる前記レンジ切換シャフトの回転速度を所定の目標回転速度に一致させるように前記モータをフィードバックする速度フィードバック制御を行わせることを特徴とする自動変速機の電動式レンジ切換装置。
2. 前記速度フィードバック制御時において、前記モータの印加電圧を制御する制御信号に対し、レンジ切り換え方向とは逆方向のモータ制御信号を、正方向のモータ制御信号に比して、印加電圧がより小さい値以下となるように制限することを特徴とする請求項１記載の自動変速機の電動式レンジ切換装置。
3. 前記レンジ切換シャフトが各レンジに対応する角度であるときにＯＮするインヒビタスイッチを備え、
   前記速度フィードバック制御を、前記他方の角度センサによる検出角度が要求レンジに対応する目標角度に一致するか、又は、要求レンジに対応する前記インヒビタスイッチがＯＮになったときに終了させることを特徴とする請求項１又は２記載の自動変速機の電動式レンジ切換装置。

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