JP4329433B2 - Fail judgment device for shift-by-wire automatic transmission - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、運転者の切り換え操作によって選択したレンジ位置を指令するレンジ指令手段を備え、この指令に基づいて運転者の要求するレンジ環境を設定するシフトバイワイヤ式自動変速機のフェイル判定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
シフトバイワイヤ式自動変速機には、2つの電制アクチュエータを用いるものがあり、通常は一方の電制アクチュエータ(以下、「メインアクチュエータ」という)に、運転者が選択したP(パーキング),R(リバース),N(ニュートラル),D(ドライブ),L(ロー)などのレンジ位置に応じた動作を指令し、このメインアクチュエータの動作に応じてレンジ位置伝達部材を変位させることにより、運転者が選択したレンジ環境を設定する一方、他方の電制アクチュエータを、メインアクチュエータが故障した場合のバックアップとして用いる(以下、「バックアップアクチュエータ」という)ものがある(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
また運転者の切り換え操作によって選択したレンジ位置を指令するレンジ指令手段(以下、「シフトデバイス」という)には、ポテンショメータ(可変抵抗器)のように運転者の操作位置を連続値として指令する可変抵抗器を用いた装置があり(例えば、特許文献2参照。)、実際には、複数のポテンショメータを直列に多重配置してシフトデバイスを構成している。
【0004】
【特許文献1】
実開平6−40513号公報
【特許文献2】
特開平7−310823号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記構成のようなシフトデバイスにあっては、隣り合うレンジ信号出力領域の境界線付近で指令のハンチングが発生することを防止する等の目的から、これらレンジ信号出力領域の間には特定のレンジ位置を指令しないレンジ外信号出力領域を設ける場合があるため、運転者が切換操作を開始してから特定のレンジ信号を指令しない状態が一定期間以上継続した場合にはシフトデバイスをフェイル状態と判定し、警告することにより運転者が切換操作を行った位置がレンジ外信号出力領域のままであるといったフェイル状態を回避する必要がある。
【0006】
しかしながら、こうしたフェイル状態の判定は、その判定時間を短く設定すると誤ったフェイル状態の判定を誘発する恐れがあり、例えば、運転者がシフトデバイスを誤ってレンジ外信号出力領域に操作した場合や運転者が非常に遅い切り換え操作を実施した場合、誤ったフェイル判定により運転者に警告が発せられて運転者に違和感を与えることになる。また反対に判定時間を長く設定すると、レンジ位置を指令してから実際にアクチュエータの動作を開始できるまでの時間も長くなるため、例えば、運転者が切り換え操作を迅速に実施している場合、レンジ位置の指令に対する動作遅れにより運転者に違和感を与えることになる。
【0007】
本発明の解決すべき課題は、こうした事実に鑑みてなされたものであり、運転者の切り換え操作による選択指令に基づいて運転者の要求するレンジ環境を設定するにおいて、フェイル状態を判定するのに要する時間を運転者の切り換え操作に応じて適切に設定することにより、運転者の切り換え操作とフェイル判定のタイミングとの不調和によって運転者の感じる違和感を軽減し快適な操作性を保障するシフトバイワイヤ式自動変速機のフェイル判定装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る発明は、運転者の希望する走行形態に応じたレンジ位置を指令する信号を連続的に出力する複数のレンジ信号出力領域と、当該レンジ信号出力領域の間に存在して特定のレンジ位置を指令しないレンジ外信号出力領域とを有し、運転者の切り換え操作によって選択したレンジ位置を指令するレンジ指令手段を備え、この指令に基づいて運転者の要求するレンジ環境を設定するシフトバイワイヤ式自動変速機において、レンジ指令手段がレンジ位置を指令しない時間が所定の判定時間以上継続した場合、レンジ指令手段をフェイル状態と判定するフェイル判定手段と、運転者がレンジ位置の切り換えを開始してから所定の設定間隔毎にレンジ位置の切換速度を検出するレンジ位置切換速度検出手段と、切換速度に基づいて判定時間を設定する判定時間設定手段と、を備えることを特徴とするフェイル判定装置である。
【0009】
請求項2に係る発明は、請求項1において、前記判定時間設定手段は、切換速度が低速なほど判定時間を長く設定するものであることを特徴とするものである。
【0010】
請求項3に係る発明は、請求項1または2において、前記判定時間設定手段は、切換速度が前記速度範囲の下限値を下回るとき、判定時間を前回の判定時間に保持するものであることを特徴とするものである。
【0011】
請求項4に係る発明は、請求項1乃至3のいずれか一項において、切換速度が前記速度範囲の下限値を下回るとき、運転者に対して警告を行う警告手段を付加して備えることを特徴とするものである。
【0012】
請求項5に係る発明は、請求項1乃至4のいずれか一項において、前記フェイル判定手段は、切換速度が前記速度範囲の上限値を上回るとき、レンジ指令手段をフェイル状態と判定するものであることを特徴とするものである。
【0013】
【発明の効果】
請求項1に係る発明においては、シフト指令手段がレンジ位置をしない時間が所定の判定時間以上継続した場合、シフト指令手段をフェイル状態と判定するが、このときの判定時間は運転者がレンジ位置の切り換えを開始してから所定の設定間隔毎に検出した切換速度に基づいて設定する。このため、フェイル状態を判定するのに要する時間を運転者の切り換え操作に応じて適切に設定することができる。
【0014】
従って請求項1に係る発明によれば、運転者の切り換え操作に応じた適切なタイミングでフェイル状態を判定できるから、運転者の切り換え操作とフェイル判定のタイミングとの不調和によって運転者の感じる違和感が軽減され快適な操作性を保障することができる。
【0015】
請求項2に係る発明においては、切換速度が低速なほど判定時間を長く設定するから、ドライバ毎に異なる操作時間に適したフェイル発生時間を設定することが可能となり、ドライバの感じる違和感を軽減することが可能となる。
【0016】
ところで、切換速度が極端に遅い場合は、レンジ操作手段がフェイル状態である可能性が高い。そこで、請求項3に係る発明においては、切換速度が前記速度範囲の下限値を下回るとき、判定時間を前回の判定時間に保持する。かかる構成よれば、快適な操作性を保障する一方、レンジ指令手段がフェイル状態である可能性が高い場合は迅速にフェイル判定を実行することができる。
【0017】
また切換速度が極端に遅い場合は、レンジ操作手段がフェイル状態である可能性が高いが、運転者が誤った位置にレンジ位置を固定している場合も考慮する必要があるのも事実である。そこで、請求項4に係る発明においては、切換速度が前記速度範囲の下限値を下回るとき、運転者に対して警告を行う警告手段を付加して備える。かかる構成よれば、運転者の切り換え操作によってフェイル状態が引き起こされた場合、それを運転者に認識させて正常なレンジ位置の切り換えるように促し、不用意にフェイル処理を実行することを防止することができる。
【0018】
また切換速度が極端に速い場合も、レンジ操作手段がフェイル状態である可能性が高い。この状態は、シフトレンジ操作手段の電気的な失陥であり、ドライバの操作に起因するものではない。そこで、請求項5に係る発明においては、切換速度が前記速度範囲の上限値を上回るときは、実際にフェイル判定することなく、レンジ指令手段がフェイル状態であると判定する。かかる構成よれば、快適な操作性を保障する一方、車両に急激な挙動変化を及ぼすフェイル状態に対しては迅速なフェイル処理を実行することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施の形態になるシフトバイワイヤ式自動変速機のフェイル判定装置を示すシステム図であり、図2(a),(b)はそれぞれ、電制アクチュエータである2つのステップモータを用いて自動変速機内のレンジ環境を設定する駆動系の要部を例示する模式図および斜視図である。
【0020】
図1において、符号1はシフトバイワイヤ式自動変速機を示し、この自動変速機1は、ステップモータ2を通常運転者が選択するレンジ位置に応じて動作するメインモータとして、また、ステップモータ3をステップモータ2が故障したときのバックアップモータとして用い、メインモータ2またはバックアップモータ3の動作によって、運転者がシフトデバイス10の切り換え操作により希望するレンジ位置に応じたレンジ環境を設定する。
【0021】
メインモータ2およびバックアップモータ3にはそれぞれ、ウォームギアG2,G3が取り付けられ、これらウォームギアG2,G3を介して遊星歯車機構4に駆動結合する。遊星歯車機構4は、サンギアSおよびリングギアRを入力とし、サンギアSおよびリングギアRそれぞれに噛み合う複数のピニオンPを支持するキャリアCを出力とする。具体的には、図2(a)に示す如く、メインモータ2のウォームギアG2をリングギアRに噛み合せる一方、バックアップモータ3のウォームギアG3をサンギアSと一体に設けた入力ギアSoに噛み合せ、レンジ位置伝達部材であるマニュアルシャフト5がキャリアCと一体に結合している。
【0022】
つまり、メインモータ2およびバックアップモータ3はそれぞれ、遊星歯車機構4を介してマニュアルシャフト5に駆動結合することにより、メインモータ2およびバックアップモータ3の動作を互いに独立した入力として該動作のうちの少なくとも一方に応じてマニュアルシャフト5を変位させることができ、マニュアルシャフト5が変位(回転)する方向は、遊星歯車機構4に入力されたメインモータ2およびバックアップモータ3の回転数の差で決定される。
【0023】
図2(b)において、符号6は、マニュアルシャフト5が回転した位置に応じて自動変速機1内のレンジ環境を設定する、所謂、ディテント機構である。ディテント機構6は、マニュアルシャフト5に扇状のレバー61を一体に固定し、このレバー61によって既存のレンジ切換弁62のスプール62aを軸線方向に移動させる一方、レバー61の噛合部61aが片持ちスプリング63の先端に設けたローラ63aと係合することにより、マニュアルシャフト5の回転に応じてスプール62aを位置決めする。
【0024】
つまりマニュアルシャフト5は、メインモータ2またはバックアップモータ3の回転数に応じて変位した位置によって、自動変速機1内に配したレンジ切換弁62を、シフトデバイス10で選択したP(パーキング)レンジ位置,R(リバース)レンジ位置,N(ニュートラル)レンジ位置,D(ドライブ)レンジ位置に応じた位置に変位させる。これにより、レンジ切換弁62は、P〜Dレンジ位置に応じた油圧回路を選択し、自動変速機1内をP〜Dレンジ位置に応じたレンジ環境に設定する。
【0025】
本実施形態において、ステップモータ2,3の回転はコントローラ100によって制御される。このため、コントローラ100には、図1に示す如く、マニュアルシャフト5の角度θを検出する角度センサ21からの角度信号Θと、シフトデバイス10での切り換え操作を示すダイアル位置信号Sdとが入力される。
【0026】
シフトデバイス10は、図3に示す如く、スイッチ本体11内に円形のセレクトダイアル12を備える。セレクトダイアル12は、スイッチ本体11に対して回転自在に支持されて運転者の希望する走行形態に応じたP,R,N,Dレンジ位置を選択するものであり、その背面には、図4に示す如く、これと共に回転する3個の可動子12aを備える。
【0027】
またシフトデバイス10は、図3に示す如く、3つのシフトスイッチ13を備える。シフトスイッチ13はそれぞれ、図4に示す如く、スイッチ本体11内に固定され可動子12aの回転方向に沿って抵抗値が連続的に異なる円形の抵抗素子であり、特に、スイッチ本体11上の表示したPレンジ位置,Rレンジ位置,Nレンジ位置,Dレンジ位置に対応する領域には、図4(a)に示す如く、扇状のレンジ位置抵抗部13p,13r,13n,13dを備える。
【0028】
すなわち、シフトスイッチ13は、所謂ポテンショメータであって、可動子12aがレンジ位置抵抗部13p,13r,13n,13dのいずれかと接触している場合にはそのレンジ位置抵抗部13p,13r,13n,13dの抵抗値に応じてそれぞれPレンジ位置,Rレンジ位置,Nレンジ位置,Dレンジ位置を指令するダイアル位置信号Sdを連続的に出力し、可動子12aがレンジ位置抵抗部13p,13r,13n,13d以外の箇所で接触している場合にはPレンジ位置,Rレンジ位置,Nレンジ位置,Dレンジ位置外であることを示すダイアル位置信号Sdを連続的に出力する。
【0029】
3つのシフトスイッチ13は、そのレンジ位置抵抗部13p,13r,13n,13dそれぞれが整列するよう直列に一体結合されて1つのスイッチシステム(以下、「3重系スイッチ13」と総称する)をなす。このため、例えば、1つのシフトスイッチ13が故障しても、他のシフトスイッチ13から正常なダイアル位置信号Sdをコントローラ100に出力することができる。これによりステップモータ2,3の回転は、セレクトダイアル12による切り換え操作で選択したPレンジ位置、Rレンジ位置、Nレンジ位置、Dレンジ位置に応じて制御される。
【0030】
ところが、上記構成のようなシフトデバイス10にあっては、これらレンジ位置抵抗部13p,13r,13n,13dの間には、図5に例示の如く、可動子12aがレンジ位置抵抗部13p,13r,13n,13dのいずれとも接触しない領域つまり特定のレンジ位置を指令しないレンジ外信号出力領域(図5では斜線で示す領域)が存在し、また、本実施形態のような多重系のシフトスイッチを用いる場合、3つのシフトスイッチ13間でレンジ位置抵抗部13p,13r,13n,13dの配列に組み付け誤差などが生じていると、本来、3つのシフトスイッチ13の全てで同じレンジ位置を指令すべき領域であるにも関わらず、シフトスイッチ13の全てでレンジ位置の不明なレンジ外信号出力領域が存在することになる。
【0031】
このため、運転者が切換操作を開始してから一定期間以上、シフトデバイス10が特定のレンジ信号を出力しない状態が継続した場合にはフェイル状態と判定し、運転者が切換操作を行った位置がレンジ外信号出力領域にあるフェイル状態を回避する必要があるが、こうしたレンジ外信号出力領域にあるフェイル状態を判定する適切なタイミングは、運転者の切り換え操作に伴うレンジ位置の切換速度に大きく関係する。
【0032】
そこで、本実施形態では、コントローラ100にて、シフトデバイス10がレンジ位置を指令しない時間が所定の判定時間T以上継続した場合、シフトデバイス10をフェイル状態と判定する一方、シフトデバイス10によるレンジ位置の切り換え開始をトリガーに、図6のフローチャートに示す判定ルーチンに従って、フェイル判定を実行する。
【0033】
図6の判定ルーチンは、3重系スイッチ13からダイアル位置信号Sdが入力されたことをトリガーに、まずステップ1にて、判定時間Tの延長が必要か否かを判定するための延長判定タイミング管理用タイマを動作させるとともに、ダイアル位置信号SdがPレンジ位置,Rレンジ位置,Nレンジ位置,Dレンジ位置のいずれかを指令する信号なのか、レンジ位置の不明なレンジ位置外を示す信号なのかを判定する。
【0034】
ステップ1にて、ダイアル位置信号Sdがいずれかのレンジ位置を指令する信号であれば、ステップ9にて、そのレンジ位置に応じた動作をステップモータ2に指令することにより、自動変速機1内のレンジ環境を運転者の要求するレンジ環境を設定する処理を実行する。
【0035】
これに対し、ステップ1にて、ダイアル位置信号Sdがレンジ位置外を示す信号であれば、セレクトダイアル12がレンジ位置外にあるとしてステップ2に移行し、このステップ2にて、延長判定タイミング管理用タイマのタイマ値TRを、前回のタイマ値TR(OLD)に「1」を加算してTR=TR(OLD)+1に更新する。但し、判定開始当初のタイマ値TRはTR=0に初期化されているため、前回のタイマ値TR(OLD)はTR(OLD)=0として処理する。
【0036】
ステップ3では、タイマ値TRが設定値TR(0)に達しているかどうかを判定し、タイマ値TRが設定値TR(0)に到達していなければ、ステップ1にて、Pレンジ位置,Rレンジ位置,Nレンジ位置,Dレンジ位置であると判定されない限り、タイマ値TRが設定値TR(0)に達するまでタイマ値TRを加算し、タイマ値TRが設定値TR(0)に達すれば、レンジ位置外にあると判定してから設定間隔Δtが経過したとしてステップ4に移行する。なお、設定値TR(0)は、シフト操作手段の形態により決定される平均的なシフト切換時間により適宜決定する。
【0037】
ステップ4では、設定間隔Δtに達したときの切換速度Vを演算する。この切換速度Vは、具体的には、設定値TR(0)間隔毎のダイアル位置信号Sdの変化率Aである。このため、初回は、今回のダイアル位置信号Sdを設定値TR(0)で除算した値が信号変化率Aとなり、それ以降は、前回の判定タイミングからのダイアル位置信号Sdの変化を設定値TR(0)で除算した値が信号変化率Aとなる。
【0038】
ステップ5では、運転者がシフトデバイス10を誤ってレンジ外信号出力領域に操作したり、運転者が非常に遅い切り換え操作を実施しているかどうかを判定する。具体的には、信号変化率Aが予め設定した下限値Aminよりも小さいかどうかを判定する。なお、下限値Aminは、シフト操作手段の形態により決定されるシフト切換時間の最大値により適宜決定する。
【0039】
ステップ5にて、信号変化率Aが予め設定した下限値Aminよりも小さいと判定されると、運転者がシフトデバイス10を誤ってレンジ外信号出力領域に操作したり、運転者が非常に遅い切り換え操作を実施しているとしてステップ10に移行し、車内に配置した警告灯7に対して点灯を指令し、運転者に対して警告を行い、運転者にシフトデバイス操作を促す一方、判定時間Tを前回の判定時間値T(OLD)(初回は初期値T10)に保持して、運転者がレンジ位置の切り換えを開始してから、シフトデバイス10がレンジ位置を指令しない時間が所定の判定時間T以上継続した場合、シフトデバイス10をフェイル状態と判定する。
【0040】
これに対し、ステップ5にて、信号変化率Aが予め設定した下限値Amin以上であると判定されると、運転者がシフトデバイス10を誤ってレンジ外信号出力領域に操作したり、運転者が非常に遅い切り換え操作を実施していないとして、さらにステップ6に移行する。このステップ6では、シフトデバイス10が故障して通常のダイアル操作ではあり得ない信号変化率Aが得られているかどうかを判定する。具体的には、信号変化率Aが予め設定した上限値Amaxよりも大きいかどうかを判定する。なお、上限値Amaxは、シフト操作手段の形態により制約を受ける最速のシフト操作時間により適宜決定する。
【0041】
ステップ6にて、信号変化率Aが上限値Amaxよりも大きいと判定されると、シフトデバイス10が故障して通常のダイアル操作ではあり得ない信号変化率Aが得られているとして、実際にフェイル判定することなく、シフトデバイス10がフェイル状態であると判定し、ステップ11にて、フェイル処理を実行するよう指令する。
【0042】
このフェイル処理には、例えば、シフトバイワイヤ式自動変速機1のシステム自体を停止させるといった処理や、1つのシフトスイッチ13が故障した場合、残り2つのシフトスイッチ13で出力されたダイアル位置信号Sbを指令値として採用する処理等がある。
【0043】
またシフトデバイス10は、図4に示す如く、スイッチ本体11に光学式の距離センサ14を備え、この距離センサ14から可動子12aまでの距離Lをコントローラ100に出力する。このため、ステップ11にて、可動子12aがレンジ位置抵抗部13p,13r,13n,13dのいずれとも接触しない無信号状態つまりレンジ位置が不明な状態(図5参照)であれば、他のフェイル処理として、前回のレンジ位置および距離センサ14で検出した距離Lをもとに、運転者がセレクトダイアル12を前回のレンジ位置(例えばRレンジ位置)からどちら向き(P→RまたはR→N)に操作したかを判定し、その操作向きで前回のレンジ位置(Rレンジ位置)と隣接するレンジ位置(P→RではNレンジ位置、R→NではPレンジ位置)が運転者によって選択されたレンジ位置とみなしてレンジ環境を設定してもよい。
【0044】
これに対し、ステップ6にて、信号変化率Aが上限値Amax以下であると判定されると、シフトデバイス10の故障や、運転者がシフトデバイス10を誤ってレンジ外信号出力領域に操作したり、運転者が非常に遅い切り換え操作を実施して得られる信号変化率Aではなく、運転者の切り換え操作によって得られる正常な信号変化率Aであるとして、ステップ7に移行する。
【0045】
従って、ステップ5,6によれば、図7に示す如く、信号変化率Aによる判定領域を
(I) 0<A<Amin :運転者が誤ってシフトデバイス10を固定
(II) Amin≦A≦Amax :運転者がシフトデバイス10を正常操作
(III) Amax<A<∞ :シフトデバイス10の故障による信号変化
の3つの領域に分類することができる。
【0046】
ステップ7では、信号変化率AがAmin≦A≦Amaxの範囲(III)内にあるため、レンジ位置の切換速度Vがシフトデバイス10を正常に操作したときの切換速度であるとして、運転者がレンジ位置の切り換えを開始してから、シフトデバイス10がレンジ位置を指令しない時間が所定の判定時間T以上継続した場合、シフトデバイス10をフェイル状態と判定する。
【0047】
判定時間Tは、フェイル判定しない信号変化率Aの範囲(II)の上限値Amaxによる一定速で運転者が切り換え操作を行ったときの理想時間Toに余裕しろδを加算した時間T10を初期値とし、運転者がレンジ位置の切り換えを開始してから設定間隔Δtで信号変化率Aを算出する度に、信号変化率Aに基づいて設定される。
【0048】
具体的には、ステップ4で求めた信号変化率Aに対して係数αを乗算して延長時間ΔT(=A×α)を求め、この延長時間ΔTを前回の判定時間T(OLD)に加算した値T(OLD)+ΔTを判定時間Tとして設定する。但し、係数αは、信号変化率Aによらない一定値であっても、信号変化率Aに応じて変化する変数であってもよい。
【0049】
判定時間Tを修正した後は、さらに設定間隔Δt後に判定時間Tを修正する可能性を考慮してステップ8に移行し、このステップ8にてタイマ値TRをTR=0にリセットしたのち、ステップ1にリターンする。
【0050】
図8は、或る切り換え操作において、図6の判定ルーチンを用いて判定時間Tを修正するときの作用を示すタイムチャートである。なお、図8において、実線L1は、運転者が実際に行った切り換え操作による信号変化率を例示する実操作曲線であり、一点鎖線L2は、フェイル判定しない信号変化率Aの範囲(II)の上限値Amaxによる一定速で運転者が行ったときの信号変化率Aを示す理想操作曲線である。
【0051】
図8では、時刻t=0で、運転者がレンジ位置の切り換えを開始すると、信号変化率Aは実線L1の如く変動する。このため、コントローラ100ではまず、時刻t=0にて、設定間隔Δtの計測を開始する(ステップ1〜3)。そして、設定間隔Δtに到達した時刻t=t1にて、延長判定を行うため、信号変化率A=A1を演算する(ステップ4)。この時刻t=t1での信号変化率A1は、実線L1に示す如く、Amin≦A≦Amaxの範囲(II)にあるため、運転者がシフトデバイス10を正常操作していると判定する(ステップ5,6)。それと同時に、信号変化率A1に対して係数αを乗算して延長時間ΔT(=T11=A1×α)を求め、この延長時間T11を初期値T10に加算して新たな判定時間T(T1=T10+T11)として設定したのち、設定間隔Δt毎に信号変化率Aを演算するための初期化を実行する(ステップ8)。
【0052】
つまり、時刻t=0から時刻t=t1までの間のフェイル状態の判定には、判定時間T=T10を用い、運転者が時刻t=0で切り換え操作を開始してからシフトデバイス10がレンジ位置を指令しない時間が判定時間T10以上継続した場合、シフトデバイス10をフェイル状態と判定し、時刻t=t1以降は、判定時間T=T1を用いてフェイル状態を判定する。
【0053】
そして再び設定間隔Δtを計測し(ステップ1〜3)、設定間隔Δtが経過した時刻t=t2でも、新たに信号変化率A2を演算し(ステップ4)、この信号変化率A2が範囲(II)にあるため(ステップ5,6)、信号変化率A2に対して係数αを乗算して延長時間ΔT(=T12=A1×α)を求め、この延長時間T12を前回の判定時間T1に加算して新たな判定時間T(T2=T1+T12)として設定したのち(ステップ7)、再び設定間隔Δt毎に信号変化率Aを演算するための初期化を実行する(ステップ8)。
【0054】
つまり、時刻t=t1から時刻t=t2までの間のフェイル状態の判定には、判定時間T=T1を用い、運転者が時刻t=0で切り換え操作を開始してからシフトデバイス10がレンジ位置を指令しない時間が判定時間T1以上継続した場合、シフトデバイス10をフェイル状態と判定し、時刻t=t2以降は、判定時間T=T2を用いてフェイル状態を判定する。
【0055】
以下同様に、信号変化率Aが範囲(II)内にある状態では、時刻t=t3,t4,t5の設定間隔Δt毎にそれぞれ延長判定を行い、時刻t=t3から時刻t=t4までの間は、延長時間ΔT(=T13=A3×α)を前回の判定時間T2に加算した新たな判定時間T(T3=T2+T13)でフェイル状態の判定し、時刻t=t4から時刻t=t5までの間は、延長時間ΔT(=T14=A4×α)を前回の判定時間T2に加算した新たな判定時間T(T4=T3+T14)でフェイル状態の判定し、時刻t=t5から時刻t=t6までの間は、延長時間ΔT(=T15=A5×α)を前回の判定時間T2に加算した新たな判定時間T(T5=T4+T15)でフェイル状態の判定する。
【0056】
従って本実施形態においては、運転者がレンジ位置の切り換えを開始してから設定間隔Δt毎にレンジ位置の切換速度として信号変化率Aを検出し、この信号変化率Aが範囲(II)内にあるときは、シフトデバイス10がレンジ位置をしない時間が判定時間T以上継続した場合、シフトデバイス10をフェイル状態と判定するが、このときの判定時間Tは設定間隔Δt毎に検出した信号変化率Aに基づいて設定する。このため、フェイル状態を判定するのに要する時間を運転者の切り換え操作に応じて適切に設定することができる。
【0057】
従って本実施形態によれば、運転者の切り換え操作に応じた適切なタイミングでフェイル状態を判定できるから、運転者の切り換え操作とフェイル判定のタイミングとの不調和によって運転者の感じる違和感が軽減され快適な操作性を保障することができる。
【0058】
特に本実施形態においては、係数αを変数として信号変化率Aが小さいほど判定時間Tを長く設定、即ち、切換速度が低速なほど判定時間を長く設定することが好ましい。かかる構成によれば、ドライバ毎に異なる操作時間に適したフェイル発生時間を設定することが可能となり、ドライバの感じる違和感を軽減することが可能となる。
【0059】
ところで、切換速度Vが極端に遅い場合は、シフトデバイス10がフェイル状態である可能性が高い。そこで、本実施形態においては、ステップ10にて、切換速度である信号変化率Aが範囲(II)の下限値Aminを下回るとき、判定時間Tを前回の判定時間T(OLD)に保持している。
【0060】
具体的には、図8を参照すると、時刻t=t2にての延長判定で、信号変化率A2が範囲(II)の下限値Aminを下回れば、前回の延長判定における判定時間T1(=T10+T11)を保持する。かかる構成よれば、快適な操作性を保障する一方、シフトデバイス10がフェイル状態である可能性が高い場合は迅速にフェイル判定を実行することができる。
【0061】
また切換速度Vが極端に遅い場合は、シフトデバイス10がフェイル状態である可能性が高いが、運転者が誤った位置にレンジ位置を固定している場合も考慮する必要があるのも事実である。そこで、本実施形態においては、図1に示す如く、信号変化率Aが下限値Aminを下回るとき、運転者に対して警告を行う警告灯7を付加して備えている。かかる構成よれば、運転者の切り換え操作によってフェイル状態が引き起こされた場合、それを運転者に認識させて正常なレンジ位置の切り換えるように促し、不用意にフェイル処理を実行することを防止することができる。
【0062】
また切換速度Vが極端に速い場合も、シフトデバイス10がフェイル状態である可能性が高い。この状態は、シフトレンジ操作手段の電気的な失陥であり、ドライバの操作に起因するものではない。そこで、本実施形態においては、信号変化率Aが範囲(II)の上限値Amaxを上回るときは、ステップ11の如く、実際にフェイル判定することなく、シフトデバイス10がフェイル状態であると判定する。かかる構成よれば、快適な操作性を保障する一方、車両に急激な挙動変化を及ぼすフェイル状態に対しては迅速なフェイル処理を実行することができる。
【0063】
上述したところは、本発明の好適な実施形態を示したに過ぎず、当業者によれば、請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。例えば、モータ2,3とマニュアルシャフト5を駆動結合する機構は、遊星歯車機構に限ることはない。
【0064】
また、切換速度Vを求めるパラメータも、抵抗値に限らず、電流や電圧を用いてもよい。そして電制アクチュエータもモータに限らず、伸縮ロッドなどの直動式であってもよい。このため、レンジ位置伝達部材も回転シャフトに限らず、その軸線方向に沿って移動する部材など、電制アクチュエータの動作をレンジ環境設定手段に伝達できるものであればよい。
【0065】
またレンジ環境設定手段も、電制アクチュエータの動作に応じてレンジ環境を設定できるものであれば、油圧回路を切り換えてレンジ環境を変更するものレンジ切換弁62に限らず、電気的な制御でレンジ環境を変更するものであってもよい。シフトデバイス10も、レンジ位置の切り換え操作を連続的に検出できるものであればダイアル式に限らず、シフトレバー式でもよい。
【0066】
さらに自動変速機1も、有段式に限らず、例えば、入出力プーリ間にベルトを動力伝達可能に掛け渡し、入出力プーリのいずれか一方を駆動させてプーリ溝幅を変更することにより無段階の変速を行うVベルト式無段変速機構であってもよい。同様に自動変速機1は、入出力ディスク間にトラニオンによって回転自在に支持されたパワーローラを動力伝達可能に配置し、トラニオンに機械式オイルポンプからの油圧に基づいた制御圧を供給してこれら入出力ディスクの斜面に沿ってパワーローラを傾転させることにより無段階の変速を行うトロイダル型無段変速機構であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施の形態になるシフトバイワイヤ式自動変速機の故障診断装置を示すシステム図である。
【図2】 (a),(b)はそれぞれ、2つのステップモータを用いて自動変速機内のレンジ環境を設定する駆動系の要部を例示する模式図および斜視図である。
【図3】 (a),(b)はそれぞれ、シフトデバイスの拡大正面図および拡大側面図である。
【図4】 (a),(b)はそれぞれ、シフトデバイスの内部構造を説明する拡大正面図および拡大側面図である。
【図5】 (a),(b)はそれぞれ、シフトデバイスが無信号状態となったときの内部構造を説明する拡大正面図および拡大側面図である。
【図6】 本発明の一実施形態として、コントローラにて実行されるフローチャートである。
【図7】 信号変化率Aによる判定領域を示す図である。
【図8】 切り換え操作において、図6の判定ルーチンを用いて判定時間Tを修正するときの作用を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
1 シフトバイワイヤ式自動変速機
2,3 ステップモータ
4 遊星歯車機構
5 マニュアルシャフト
6 レンジ環境設定手段
7 警告手段
10 レンジ選択装置
100 コントローラ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fail determination device for a shift-by-wire automatic transmission that includes range command means for commanding a range position selected by a driver's switching operation and sets a range environment requested by the driver based on the command. It is.
[0002]
[Prior art]
Some shift-by-wire automatic transmissions use two electric actuators. Usually, one electric actuator (hereinafter referred to as a “main actuator”) has P (parking) and R (selected by the driver). By instructing the operation according to the range position such as reverse), N (neutral), D (drive), L (low), etc., and displacing the range position transmission member according to the operation of this main actuator, the driver can There is one that sets the selected range environment and uses the other electric actuator as a backup when the main actuator fails (hereinafter referred to as “backup actuator”) (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
In addition, the range command means (hereinafter referred to as “shift device”) that commands the range position selected by the driver's switching operation is variable such as a potentiometer (variable resistor) that commands the driver's operation position as a continuous value. There is an apparatus using a resistor (see, for example, Patent Document 2). In actuality, a shift device is configured by multiply arranging a plurality of potentiometers in series.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Publication No. 6-40513
[Patent Document 2]
JP-A-7-310823
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the shift device having the above configuration, the range signal output areas are specified for the purpose of preventing the occurrence of command hunting in the vicinity of the boundary line between adjacent range signal output areas. Since there may be an out-of-range signal output area that does not command the range position of the shift device, if the driver does not command a specific range signal for more than a certain period after starting the switching operation, the shift device will fail It is necessary to avoid a fail state in which the position where the driver performs the switching operation remains in the out-of-range signal output region by determining and warning.
[0006]
However, such determination of the fail state may induce erroneous determination of the fail state if the determination time is set short, for example, when the driver accidentally operates the shift device in the out-of-range signal output region or when driving When the driver performs a very slow switching operation, a warning is issued to the driver due to an erroneous fail determination, and the driver feels uncomfortable. On the other hand, if the judgment time is set to be long, the time from when the range position is commanded until the actuator can actually be started increases.For example, when the driver is performing the switching operation quickly, The driver feels uncomfortable due to the operation delay with respect to the position command.
[0007]
The problem to be solved by the present invention has been made in view of these facts, and in determining the fail state in setting the range environment required by the driver based on the selection command by the switching operation of the driver. Shift-by-wire that ensures comfortable operability by reducing the sense of incongruity felt by the driver due to inconsistency between the switching operation of the driver and the timing of fail judgment by appropriately setting the time required according to the switching operation of the driver It is an object of the present invention to provide a fail determination device for an automatic transmission.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 A plurality of range signal output areas that continuously output signals instructing the range position according to the driving mode desired by the driver, and outside the range that does not command a specific range position that exists between the range signal output areas A signal output area, In a shift-by-wire automatic transmission that has range command means for commanding the range position selected by the switching operation of the driver and sets the range environment requested by the driver based on this command, the range command means commands the range position. When the non-stop time continues for a predetermined determination time or more, a fail determination unit that determines that the range command unit is in a fail state, and a range position switching speed at a predetermined set interval after the driver starts switching the range position. A failure determination device comprising: a range position switching speed detection means for detecting; and a determination time setting means for setting a determination time based on the switching speed.
[0009]
The invention according to
[0010]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the determination time setting means holds the determination time at the previous determination time when the switching speed falls below the lower limit value of the speed range. It is a feature.
[0011]
The invention according to claim 4 is provided with warning means for warning the driver when the switching speed is lower than the lower limit value of the speed range according to any one of
[0012]
According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the fail determining means determines that the range command means is in a fail state when the switching speed exceeds an upper limit value of the speed range. It is characterized by being.
[0013]
【The invention's effect】
In the invention according to
[0014]
Therefore, according to the first aspect of the present invention, since the fail state can be determined at an appropriate timing according to the driver's switching operation, the driver feels uncomfortable due to the discord between the driver's switching operation and the fail determination timing. Can be reduced to ensure comfortable operability.
[0015]
In the invention according to
[0016]
By the way, when the switching speed is extremely low, there is a high possibility that the range operation means is in a fail state. Therefore, in the invention according to
[0017]
If the switching speed is extremely slow, the range operation means is likely to be in a failed state, but it is also a fact that the driver needs to consider when the range position is fixed at the wrong position. . In view of this, the invention according to claim 4 is additionally provided with warning means for warning the driver when the switching speed falls below the lower limit value of the speed range. According to such a configuration, when a fail state is caused by the switching operation of the driver, the driver is made to recognize it and prompt the switching of the normal range position, thereby preventing the fail processing from being performed carelessly. Can do.
[0018]
Even when the switching speed is extremely high, there is a high possibility that the range operation means is in a fail state. This state is an electrical failure of the shift range operation means and is not caused by the operation of the driver. Therefore, in the invention according to
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a system diagram showing a fail determination device for a shift-by-wire automatic transmission according to an embodiment of the present invention. FIGS. 2 (a) and 2 (b) are two steps each of which is an electric actuator. It is the schematic diagram and the perspective view which illustrate the principal part of the drive system which sets the range environment in an automatic transmission using a motor.
[0020]
In FIG. 1,
[0021]
Worm gears G2 and G3 are attached to the
[0022]
That is, each of the
[0023]
In FIG. 2B,
[0024]
That is, the
[0025]
In the present embodiment, the rotation of the
[0026]
As shown in FIG. 3, the
[0027]
The
[0028]
That is, the
[0029]
The three
[0030]
However, in the
[0031]
For this reason, when the state where the
[0032]
Therefore, in the present embodiment, in the
[0033]
The determination routine of FIG. 6 is triggered by the input of the dial position signal Sd from the
[0034]
If the dial position signal Sd is a signal for instructing one of the range positions in
[0035]
On the other hand, if the dial position signal Sd is a signal indicating the out of range position in
[0036]
In
[0037]
In step 4, the switching speed V when the set interval Δt is reached is calculated. Specifically, the switching speed V is the rate of change A of the dial position signal Sd for each set value TR (0) interval. Therefore, the value obtained by dividing the current dial position signal Sd by the set value TR (0) is the signal change rate A for the first time, and thereafter, the change in the dial position signal Sd from the previous determination timing is the set value TR. The value divided by (0) is the signal change rate A.
[0038]
In
[0039]
If it is determined in
[0040]
On the other hand, if it is determined in
[0041]
When it is determined in
[0042]
In this fail processing, for example, when the system of the shift-by-wire
[0043]
As shown in FIG. 4, the
[0044]
On the other hand, if it is determined in
[0045]
Therefore, according to
(I) 0 <A <Amin: The driver erroneously fixes the
(II) Amin ≦ A ≦ Amax: The driver operates the
(III) Amax <A <∞: Signal change due to failure of
It can be classified into three areas.
[0046]
In
[0047]
The determination time T is an initial value of a time T10 obtained by adding a margin δ to the ideal time To when the driver performs a switching operation at a constant speed according to the upper limit value Amax of the range (II) of the signal change rate A that is not determined to fail. Each time the signal change rate A is calculated at the set interval Δt after the driver starts switching the range position, the signal change rate A is set.
[0048]
Specifically, the signal change rate A obtained in step 4 is multiplied by a coefficient α to obtain an extension time ΔT (= A × α), and this extension time ΔT is added to the previous determination time T (OLD). The determined value T (OLD) + ΔT is set as the determination time T. However, the coefficient α may be a constant value that does not depend on the signal change rate A or a variable that changes in accordance with the signal change rate A.
[0049]
After correcting the determination time T, the process proceeds to step 8 in consideration of the possibility of correcting the determination time T after the set interval Δt. After the timer value TR is reset to TR = 0 in this step 8, the step Return to 1.
[0050]
FIG. 8 is a time chart showing an operation when the determination time T is corrected by using the determination routine of FIG. 6 in a certain switching operation. In FIG. 8, the solid line L1 is an actual operation curve illustrating the signal change rate due to the switching operation actually performed by the driver, and the alternate long and short dash line L2 is the range (II) of the signal change rate A where the fail determination is not made. It is an ideal operation curve which shows the signal change rate A when a driver | operator performs at the constant speed by the upper limit Amax.
[0051]
In FIG. 8, when the driver starts switching the range position at time t = 0, the signal change rate A varies as indicated by the solid line L1. For this reason, the
[0052]
That is, the determination of the fail state between time t = 0 and time t = t1 uses determination time T = T10, and the
[0053]
Then, the set interval Δt is measured again (
[0054]
That is, determination time T = T1 is used for determination of a fail state between time t = t1 and time t = t2, and the
[0055]
Similarly, in the state where the signal change rate A is within the range (II), extension determination is performed at each set interval Δt at time t = t3, t4, t5, and from time t = t3 to time t = t4. In the meantime, the fail state is determined by a new determination time T (T3 = T2 + T13) obtained by adding the extension time ΔT (= T13 = A3 × α) to the previous determination time T2, and from time t = t4 to time t = t5. In the meantime, the failure state is determined at a new determination time T (T4 = T3 + T14) obtained by adding the extension time ΔT (= T14 = A4 × α) to the previous determination time T2, and from time t = t5 to time t = t6 In the meantime, the fail state is determined at a new determination time T (T5 = T4 + T15) obtained by adding the extension time ΔT (= T15 = A5 × α) to the previous determination time T2.
[0056]
Therefore, in the present embodiment, the signal change rate A is detected as the range position switching speed at each set interval Δt after the driver starts switching the range position, and the signal change rate A is within the range (II). In some cases, when the time during which the
[0057]
Therefore, according to the present embodiment, the fail state can be determined at an appropriate timing according to the driver's switching operation, so that the driver feels uncomfortable due to the discord between the driver's switching operation and the fail determination timing. Comfortable operability can be ensured.
[0058]
Particularly in this embodiment, it is preferable to set the determination time T longer as the signal change rate A is smaller with the coefficient α as a variable, that is, as the switching speed is lower, the determination time is set longer. According to such a configuration, it is possible to set a failure occurrence time suitable for a different operation time for each driver, and it is possible to reduce the uncomfortable feeling felt by the driver.
[0059]
By the way, when the switching speed V is extremely low, there is a high possibility that the
[0060]
Specifically, referring to FIG. 8, when the extension determination at time t = t2 and the signal change rate A2 falls below the lower limit value Amin of the range (II), the determination time T1 (= T10 + T11) in the previous extension determination. ). According to this configuration, while ensuring comfortable operability, when there is a high possibility that the
[0061]
Further, when the switching speed V is extremely slow, the
[0062]
Even when the switching speed V is extremely fast, there is a high possibility that the
[0063]
The above description is only a preferred embodiment of the present invention, and various modifications can be made by those skilled in the art within the scope of the claims. For example, the mechanism for drivingly coupling the
[0064]
Further, the parameter for obtaining the switching speed V is not limited to the resistance value, and a current or a voltage may be used. The electric control actuator is not limited to a motor, and may be a direct acting type such as a telescopic rod. For this reason, the range position transmission member is not limited to the rotary shaft, and may be any member that can transmit the operation of the electric actuator to the range environment setting means, such as a member that moves along the axial direction thereof.
[0065]
In addition, the range environment setting means is not limited to the
[0066]
Further, the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system diagram showing a failure diagnosis apparatus for a shift-by-wire automatic transmission according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are a schematic view and a perspective view, respectively, illustrating a main part of a drive system that sets a range environment in an automatic transmission using two step motors.
FIGS. 3A and 3B are an enlarged front view and an enlarged side view of a shift device, respectively.
FIGS. 4A and 4B are an enlarged front view and an enlarged side view for explaining the internal structure of the shift device, respectively.
FIGS. 5A and 5B are an enlarged front view and an enlarged side view for explaining the internal structure when the shift device is in a no-signal state, respectively.
FIG. 6 is a flowchart executed by a controller as an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating a determination region based on a signal change rate A;
FIG. 8 is a time chart showing an operation when the determination time T is corrected by using the determination routine of FIG. 6 in the switching operation.
[Explanation of symbols]
1 Shift-by-wire automatic transmission
2, 3 step motor
4 Planetary gear mechanism
5 Manual shaft
6 Range environment setting means
7 Warning means
10 Range selector
100 controller
Claims (5)
レンジ指令手段がレンジ位置を指令しない時間が所定の判定時間以上継続した場合、レンジ指令手段をフェイル状態と判定するフェイル判定手段と、
運転者がレンジ位置の切り換えを開始してから所定の設定間隔毎にレンジ位置の切換速度を検出するレンジ位置切換速度検出手段と、
切換速度に基づいて判定時間を設定する判定時間設定手段と、を備えることを特徴とするシフトバイワイヤ式自動変速機のフェイル判定装置。 A plurality of range signal output areas that continuously output signals instructing the range position according to the driving mode desired by the driver, and outside the range that does not command a specific range position that exists between the range signal output areas In a shift-by-wire automatic transmission that has a signal output area , includes range command means for commanding a range position selected by a driver's switching operation, and sets a range environment requested by the driver based on this command.
A fail determination means for determining that the range command means is in a fail state when the time during which the range command means does not command the range position continues for a predetermined determination time;
Range position switching speed detecting means for detecting the switching speed of the range position at a predetermined set interval after the driver starts switching the range position;
And a determination time setting means for setting a determination time based on the switching speed. A fail determination device for a shift-by-wire automatic transmission.
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