JP4513729B2 - レンジ切換制御システム及びレンジ切換制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、レンジ切換制御システム及びレンジ切換制御方法に関するものである。

従来、自動変速機を備えた車両においては、運転者が変速指示部材としてのシフトレバーを操作することによって、Ｐ（パーキング）レンジ、Ｒ（リバース）レンジ及び、Ｎ（ニュートラル）レンジ及びＤ（ドライブ）レンジの各レンジのうちの所定のレンジを選択すると、マニュアルバルブが切り換えられ、所定の油圧が発生させられ、該油圧がマニュアルバルブから出力される。この場合、運転者によって選択されたレンジの情報を、電気信号に変換し、電気信号によってモータを駆動し、マニュアルバルブを切り換えるようにしたシフトバイワイヤ（ＳＢＷ）システムが提供されている。

該シフトバイワイヤシステムにおいては、モータとマニュアルバルブとの間に、ディテント機構が配設され、前記モータが駆動されると、マニュアルシャフトが回動させられ、該マニュアルシャフトと連結され、前記ディテント機構を構成するディテントレバーが回動させられる。このとき、ディテントレバーに各レンジと対応させて形成されたレンジ溝にローラを位置させることによって、ディテントレバーの位置決めが行われ、マニュアルバルブのスプールの位置決めが行われる。

その場合、前記マニュアルバルブのスプールの位置を検出するために、マニュアルシャフトの回転角度を位置検出部としての位置センサによって検出するようにしていて、位置センサによって検出された回転角度、すなわち、検出角度とあらかじめ設定された目標角度との偏差に基づいて、制御装置においてフィードバック制御が行われるようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００５−１０６２７５号公報

しかしながら、前記従来のシフトバイワイヤシステムにおいては、位置センサとして非接触タイプのホールＩＣが使用され、磁束の変化に基づいて前記回転角度が検出されるようになっているので、検出角度に個体差による誤差が発生してしまうことがある。また、ホールＩＣは、経時劣化に伴い、温度ドリフトが発生して温度が変化すると、検出角度が変化してしまう。

図２はホールＩＣの特性を示す第１の図、図３はホールＩＣの特性を示す第２の図である。なお、図２において、横軸に検出角度θｓを、縦軸に誤差ｅθを、図３において、横軸に時間ｔを、縦軸に温度Ｔ及び検出角度θｓを採ってある。

図２において、Ｌ１は温度が−４０〔℃〕であるときの、各検出角度θｓにおける誤差ｅθを、Ｌ２は温度が６０〔℃〕であるときの、各検出角度θｓにおける誤差ｅθを示す。

また、図３において、Ｌ３は温度が−４０〔℃〕であるときに、Ｐレンジ、Ｒレンジ及びＮレンジ間でレンジを切り換えたときの検出角度θｓの推移を示す図、Ｌ４は温度が６０〔℃〕であるときに、Ｐレンジ、Ｒレンジ及びＮレンジ間でレンジを切り換えたときの検出角度θｓの推移を示す図である。

図２に示されるように、温度が低い場合、検出角度θｓの誤差ｅθが小さいのに対して、温度が高い場合、検出角度θｓの誤差ｅθが大きい。したがって、図示されないマニュアルシャフトの検出角度θｓの検出精度が低くなり、スプールの位置の検出精度も低くなってしまう。

また、図３に示されるように、温度が高い場合に、Ｐレンジ、Ｒレンジ及びＮレンジ間でレンジを切り換えたときの検出角度θｓは、温度が低い場合の検出角度θｓより高くなるので、温度が低い場合に、所定のレンジの切換えを行ったときの検出角度θｓを記録し、記録された回転角度θｓを読み出して、レンジの切換えの制御に利用することがあるが、温度ドリフトによって検出角度θｓが変化していると、レンジの切換えに利用した場合、円滑にレンジの切換えを行うことができなくなってしまう。したがって、レンジの切換え時に運転者に違和感を与えてしまう。

本発明は、前記従来のシフトバイワイヤシステムの問題点を解決して、レンジの切換え時に運転者に違和感を与えるのを防止することができるレンジ切換制御システム及びレンジ切換制御方法を提供することを目的とする。

そのために、本発明のレンジ切換制御システムにおいては、運転者による変速指示部材の操作に従って回動させられるレンジ制御回動部材と、該レンジ制御回動部材の回動に伴って揺動させられ、複数のレンジ溝が形成されたディテントレバーと、所定のレンジ溝と係合させられて、前記ディテントレバーを所定の位置で保持する係合部材と、前記ディテントレバーと連結され、ディテントレバーの位置に対応させてレンジを設定するレンジ切換部材と、前記レンジ制御回動部材の回転角度を検出する位置検出部と、前記変速指示部材の操作に基づいて、前記レンジ制御回動部材を現在のレンジの切換位置から変更先のレンジの切換位置まで回動させるための目標角度を設定する目標角度設定処理手段と、前記目標角度と前記位置検出部によって検出された回転角度である検出角度との角度差に基づいて、駆動部を駆動する駆動部制御処理手段と、変更先のレンジの切換位置より手前において、前記係合部材とレンジ溝とを係合させることによって前記レンジ制御回動部材を停止させる位置を、基準位置として設定する基準位置設定処理手段と、前記基準位置に基づいて、駆動部の制動を開始するための、あらかじめ設定された制動開始角度を補正する制動開始角度補正処理手段と、前記検出角度が補正された制動開始角度になったときに、駆動部の制動を開始する制動処理手段とを有する。
そして、前記制動開始角度補正処理手段は、前記検出角度を微分することによって検出角度変化量を算出し、所定の設定時間が経過するまでの間、前記検出角度変化量が閾（しきい）値以下であるかどうかによって、前記レンジ制御回動部材が基準位置に到達したかどうかを判断する基準位置到達判定処理手段、及び前記レンジ制御回動部材が基準位置に到達したときの切換位置の検出角度に所定の加算値を加算することによって前記制動開始角度を算出する制動開始角度算出処理手段を備える。

本発明のレンジ切換制御方法においては、運転者による変速指示部材の操作に従って回動させられるレンジ制御回動部材、該レンジ制御回動部材の回動に伴って揺動させられ、複数のレンジ溝が形成されたディテントレバー、所定のレンジ溝と係合させられて、前記ディテントレバーを所定の位置で保持する係合部材、及び前記ディテントレバーと連結され、ディテントレバーの位置に対応させてレンジを設定するレンジ切換部材を有するレンジ切換制御システムに適用されるようになっている。
そして、前記レンジ制御回動部材の回転角度を検出し、前記変速指示部材の操作に基づいて、前記レンジ制御回動部材を現在のレンジの切換位置から変更先のレンジの切換位置まで回動させるための目標角度を設定し、該目標角度と検出された回転角度である検出角度との角度差に基づいて、駆動部を駆動し、変更先のレンジの切換位置より手前において、前記係合部材とレンジ溝とを係合させることによって前記レンジ制御回動部材を停止させる位置を、基準位置として設定し、該基準位置に基づいて、駆動部の制動を開始するための、あらかじめ設定された制動開始角度を補正し、前記検出角度が補正された制動開始角度になったときに、駆動部の制動を開始する。
また、前記検出角度を微分することによって検出角度変化量を算出し、所定の設定時間が経過するまでの間、前記検出角度変化量が閾値以下であるかどうかによって、前記レンジ制御回動部材が基準位置に到達したかどうかを判断し、前記レンジ制御回動部材が基準位置に到達したときの切換位置の検出角度に所定の加算値を加算することによって前記制動開始角度を算出する。

本発明によれば、レンジ切換制御システムにおいては、運転者による変速指示部材の操作に従って回動させられるレンジ制御回動部材と、該レンジ制御回動部材の回動に伴って揺動させられ、複数のレンジ溝が形成されたディテントレバーと、所定のレンジ溝と係合させられて、前記ディテントレバーを所定の位置で保持する係合部材と、前記ディテントレバーと連結され、ディテントレバーの位置に対応させてレンジを設定するレンジ切換部材と、前記レンジ制御回動部材の回転角度を検出する位置検出部と、前記変速指示部材の操作に基づいて、前記レンジ制御回動部材を現在のレンジの切換位置から変更先のレンジの切換位置まで回動させるための目標角度を設定する目標角度設定処理手段と、前記目標角度と前記位置検出部によって検出された回転角度である検出角度との角度差に基づいて、駆動部を駆動する駆動部制御処理手段と、変更先のレンジの切換位置より手前において、前記係合部材とレンジ溝とを係合させることによって前記レンジ制御回動部材を停止させる位置を、基準位置として設定する基準位置設定処理手段と、前記基準位置に基づいて、駆動部の制動を開始するための、あらかじめ設定された制動開始角度を補正する制動開始角度補正処理手段と、前記検出角度が補正された制動開始角度になったときに、駆動部の制動を開始する制動処理手段とを有する。
そして、前記制動開始角度補正処理手段は、前記検出角度を微分することによって検出角度変化量を算出し、所定の設定時間が経過するまでの間、前記検出角度変化量が閾値以下であるかどうかによって、前記レンジ制御回動部材が基準位置に到達したかどうかを判断する基準位置到達判定処理手段、及び前記レンジ制御回動部材が基準位置に到達したときの切換位置の検出角度に所定の加算値を加算することによって前記制動開始角度を算出する制動開始角度算出処理手段を備える。

この場合、変更先のレンジの切換位置より手前の所定の位置が基準位置として設定され、該基準位置に基づいて、駆動部の制動を開始するための、あらかじめ設定された制動開始角度が補正されるので、位置検出部の検出角度に個体差による誤差が発生したり、位置検出部の経時劣化に伴い、温度ドリフトが発生して温度が変化し、検出角度が変化したりしても、実質的に設計上の制動開始角度で正確に駆動部の制動を開始することができる。

したがって、位置検出部の検出精度を高くすることができるので、円滑に、かつ、正確にレンジの切換えを行うことができ、変更先のレンジの切換位置でレンジ制御回動部材を精度良く位置決めすることができる。また、レンジの切換え時に運転者に違和感を与えるのを防止することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、駆動源としてのエンジンを駆動することによって発生させられた回転を駆動輪に伝達して走行させられるエンジン型の車両に搭載されるレンジ切換制御システムについて説明する。

図４は本発明の第１の実施の形態におけるレンジ切換制御システムの駆動機構部を示す斜視図、図５は本発明の第１の実施の形態におけるディテントレバーを示す図である。

図において、１１はレンジ切換制御システムであり、該レンジ切換制御システム１１は、車両に搭載される多段自動変速機、無段変速機（ＣＶＴ）等の自動変速機に組み込まれる。また、１２は操作者である運転者が走行レンジを選択するために操作することによって、電気信号であるシフト信号Ｓ１を発生させる変速指示部材としてのシフトレバーである。そして、運転者の操作に基づいてシフトレバー１２が所定の位置に置かれると、Ｐ（パーキング）レンジ、Ｒ（リバース）レンジ、Ｎ（ニュートラル）レンジ及びＤ（ドライブ）レンジの各レンジのうちの一つのレンジが選択され、シフトレバー１２において、選択されたレンジに対応するシフト信号Ｓ１が発生させられる。本実施の形態においては、変速指示部材として、シフトレバー１２が使用されるようになっているが、該シフトレバー１２に代えて、シフトボタン、シフトスイッチ、音声入力装置等を使用することができる。そして、１３は、該シフトレバー１２と所定のラインで接続され、シフトレバー１２からシフト信号Ｓ１を受けて、制御信号を発生させ、所定の制御を行う制御装置である。該制御装置１３は、図示されないＣＰＵ及びＲＡＭ、ＲＯＭ等の記録装置から成り、コンピュータとして機能し、各種のプログラム、データ等に基づいて演算処理を行う。

また、１４は、前記制御装置１３から制御信号を受けて駆動され、回転を発生させる変速用の駆動部としてのモータであり、該モータ１４は、図示されない出力軸をハウジングｈｇ内に挿入するようにして、ハウジングｈｇの外側に取り付けられ、回転方向、回転時間、回転タイミング等が前記制御装置１３によって制御される。本実施の形態においては、前記モータ１４として、ロータに永久磁石を備えた直流モータが使用される。

そして、１５はモータ１４の回転の回転運動を直進運動に変換する第１の運動方向変換部としてのボールねじであり、該ボールねじ１５は、モータ１４からの回転を受けて回転させられる第１の変換要素としてのボールねじ軸２１、及びボールねじ軸２１に対して軸方向に移動自在に配設され、ボールねじ軸２１と螺（ら）合させられる第２の変換要素としてのボールナット２２を備える。また、前記モータ１４の出力軸に小径のギヤｇ１が、前記ボールねじ軸２１に大径のギヤｇ２が取り付けられ、ギヤｇ１、ｇ２が噛（し）合させられる。したがって、モータ１４の回転をギヤｇ１、ｇ２によって減速させてボールねじ軸２１に伝達することができる。なお、本実施の形態においては、前記第１の運動方向変換部として、ボールねじ１５が使用されるようになっているが、該ボールねじ１５に代えてローラねじを使用することができる。

また、１６は前記ボールねじ１５から出力された直進運動に従って揺動させられる揺動部材としてのアーム部材であり、該アーム部材１６は、左右に別れた二股部３３を備え、二股部３３の先端に、係合部としての一対の円柱状の突起３６が形成され、該各突起３６と、前記ボールナット２２の左右に形成された被係合部としての各溝２７とがそれぞれ係合させられる。そして、前記アーム部材１６の基端部には、矩（く）形の透孔３７が形成され、該透孔３７に、第１のレンジ制御回動部材としてのマニュアルシャフト３４の一方の端部に形成された嵌（かん）合部３８が嵌合される。

したがって、前記ボールナット２２が軸方向に移動するのに伴って、アーム部材１６が、前記透孔３７を揺動中心にして揺動し、透孔３７を介してマニュアルシャフト３４を回動させる。なお、前記透孔３７及び嵌合部３８によって、アーム部材１６とマニュアルシャフト３４との相対回転を規制する第１の回転規制部が構成される。なお、前記ボールねじ１５、アーム部材１６、マニュアルシャフト３４等は、ハウジングｈｇ内に配設される。

また、１９は、前記アーム部材１６の揺動及びマニュアルシャフト３４の回動に伴って、揺動運動を直進運動に変換する第２の運動方向変換部としてのディテント機構、３５は、自動変速機のバルブボディ３１内に配設され、前記ディテント機構１９から出力される直進運動を受けて所定の油圧を発生させるレンジ切換部材としての、かつ、油圧発生部材としてのマニュアルバルブ、１８は位置検出部としての位置センサ１８である。該位置センサ１８は、マニュアルバルブ３５内において進退（図４において左右方向に移動）させられるスプール１７の位置を検出するために、中央を貫通するマニュアルシャフト３４の回転角度を検出し、検出角度に応じた電圧、すなわち、出力電圧を発生させ、センサ出力として前記制御装置１３に送る。

前記ディテント機構１９は、第２のレンジ制御回動部材としての、かつ、位置決め部材としてのディテントレバー４０、バルブボディ３１に取り付けられた付勢部材としてのディテントスプリング４１、及び該ディテントスプリング４１の先端に回転自在に配設され、前記ディテントレバー４０を所定の位置で保持するための係合部材としての、かつ、回転体としてのローラ４２を有する。

前記ディテントレバー４０は、板状の部材から成り、マニュアルシャフト３４の回動を受ける回動伝達部４４、該回動伝達部４４から所定の方向に向けて突出させて形成された位置決め部４５、及び前記回動伝達部４４から所定の他の方向に向けて突出させて形成されたアーム部４６を有し、前記回動伝達部４４に矩形の透孔４３が形成され、該透孔４３に前記マニュアルシャフト３４の他方の端部に形成された角柱状の嵌合部３９が嵌合される。そして、ディテントレバー４０は、前記マニュアルシャフト３４を揺動中心として、矢印Ａ、Ｂ方向に揺動させられる。なお、前記透孔４３及び嵌合部３９によって、マニュアルシャフト３４とディテントレバー４０との相対回転を規制する第２の回転規制部が構成される。

また、前記アーム部４６に穴４７が形成され、該穴４７にスプール１７の一端に形成された連結部４８が挿入される。したがって、前記ディテントレバー４０が矢印Ａ、Ｂ方向に揺動させられるのに伴って、スプール１７は、矢印Ｃ、Ｄ方向に進退させられ、Ｐレンジに対応するＰ位置、Ｒレンジに対応するＲ位置、Ｎレンジに対応するＮ位置、及びＤレンジに対応するＤ位置に置かれ、バルブボディ３１内の油路を切り換えて、所定のレンジを設定する。

また、前記ディテントレバー４０において、位置決め部４５の外周縁に、切換領域としての、かつ、被係止部位としての４個のレンジ溝ｄｐ、ｄｒ、ｄｎ、ｄｄがバルブボディ３１側から反対側にかけて形成される。そして、各レンジ溝ｄｐ、ｄｒ間、レンジ溝ｄｒ、ｄｎ間、及びレンジ溝ｄｎ、ｄｄ間に、制御切換点としての山ｍｐｒ、ｍｒｎ、ｍｎｄが、レンジ溝ｄｐ側の端部に山ｍｐが、レンジ溝ｄｄ側の端部に山ｍｄが形成される。前記レンジ溝ｄｐ、ｄｒ、ｄｎ、ｄｄは、スプール１７のＰ位置、Ｒ位置、Ｎ位置及びＤ位置に対応させて形成され、ローラ４２が、各レンジ溝ｄｐ、ｄｒ、ｄｎ、ｄｄと選択的に係合させられ、しかも、各レンジ溝ｄｐ、ｄｒ、ｄｎ、ｄｄの所定の位置、本実施の形態においては、各レンジ溝ｄｐ、ｄｒ、ｐｄｎ、ｄｄの最も深い位置に設定された切換位置ｐｐ、ｐｒ、ｐｎ、ｐｄに置かれると、前記スプール１７が位置決めされて、Ｐ位置、Ｒ位置、Ｎ位置及びＤ位置に置かれる。なお、前記ローラ４２が切換位置ｐｐ、ｐｒ、ｐｎ、ｐｄに置かれることによって、マニュアルシャフト３４及びディテントレバー４０も、それぞれ、Ｐレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ及びＤレンジの各レンジの切換位置に置かれる。

ディテントスプリング４１は、ほぼ長板状の部材によって形成され、基端部がバルブボディ３１に固定され、先端に二股部４９を備える。そして、該二股部４９に、ローラ４２が回転自在に支持される。ディテントスプリング４１は、所定の付勢力でローラ４２をディテントレバー４０側に付勢し、各レンジ溝ｄｐ、ｄｒ、ｄｎ、ｄｄに押し付けて、ディテントレバー４０を位置決めし、保持する。

なお、前記ディテントレバー４０には、回動させるに当たり基準位置が設定される。そして、該基準位置から各切換位置ｐｐ、ｐｒ、ｐｎ、ｐｄまでの回転角度、及び基準位置から各山ｍｐｒ、ｍｒｎ、ｍｎｄまでの回転角度、並びに各回転角度に対応する出力電圧が、制御装置１３に配設された図示されない記録装置に電圧／角度変換マップとして記録される。

次に、前記構成のレンジ切換制御システム１１の動作について、ＰレンジからＲレンジへの切換を例に説明する。

まず、Ｐレンジにおいて、前記ローラ４２は、レンジ溝ｄｐの切換位置ｐｐに置かれている。そして、運転者が、シフトレバー１２を操作して、レンジをＰレンジからＲレンジに切り換えると、これに対応したシフト信号Ｓ１が制御装置１３に送られる。該制御装置１３の図示されないレンジ切換処理手段は、レンジ切換処理を行い、モータ１４を駆動し、ボールねじ軸２１を回転させる。この回転により、ボールナット２２が、図４において左方向に移動させられ、これに伴い、アーム部材１６が図２において時計回りに回動させられる。

次に、アーム部材１６の回動が、マニュアルシャフト３４を介してディテントレバー４０に伝達され、該ディテントレバー４０が矢印Ａ方向に回動させられるとともに、スプール１７が矢印Ｃ方向に移動させられる。そして、前記レンジ切換処理手段は、ローラ４２がＲレンジの切換位置ｐｒに到達し、位置センサ１８の出力電圧が切換位置ｐｒに対応する値になると、モータ１４の駆動を停止させる。

次に、前記制御装置１３の動作について説明する。

図１は本発明の第１の実施の形態における制御装置の動作を説明するブロック図、図６は本発明の第１の実施の形態におけるレンジ切換処理手段の動作を示すフローチャート、図７は本発明の第１の実施の形態における目標角度マップを示す図、図８は本発明の第１の第１の実施の形態におけるディテントレバーの動作を示す図、図９は本発明の第１の実施の形態における温度ドリフトがレンジの切換えに与える影響を説明する図、図１０は本発明の第１の実施の形態における基準位置判定処理手段の動作を示すタイムチャート、１１は本発明の第１の実施の形態における制動開始角度を補正する方法を説明する図である。

図１において、１２はシフトレバー、１３は制御装置、１４はモータ（Ｍ）、１８は位置センサである。

前記制御装置１３において、９１は目標角度設定処理手段としての目標角度設定部、９２は変換処理手段としての、かつ、電圧／角度変換処理手段としての電圧／角度変換部、９４は制御部である。また、９６は減算器演算処理手段としての減算器である。なお、前記目標角度設定部９１、電圧／角度変換部９２、制御部９４、減算器９６等によってレンジ切換処理手段が構成される。

運転者がシフトレバー１２を操作して、現在のレンジから変更先のレンジ（目標レンジ）にレンジを変更すると、前記レンジ切換処理手段は、シフトを開始し、前記目標角度設定部９１は、目標角度設定処理を行い、目標角度θｅを設定する。そのために、目標角度設定部９１の図示されないレンジ判定処理手段は、レンジ判定処理を行い、シフトレバー１２からシフト信号Ｓ１を受け、該シフト信号Ｓ１に基づいて現在のレンジ及び変更先のレンジを判定する。続いて、目標角度設定部９１の図示されない目標角度算出処理手段は、目標角度算出処理を行い、図７の目標角度マップを参照し、現在のレンジの切換位置を初期位置としたときの、変更先のレンジの切換位置までの目標角度θｅを読み出す。

なお、前記目標角度マップには、現在のレンジ及び変更先のレンジに対応させて目標角度θｅがテーブルとして記録される。

例えば、現在のレンジがＲレンジであり、変更先のレンジがＮレンジであって、Ｒ−Ｎ切換えを行う場合、目標角度マップから目標角度θｅとしてθｒｎが読み出され、設定される。

また、前記電圧／角度変換部９２は、電圧／角度変換処理を行い、位置センサ１８の出力電圧を読み込むとともに、前記電圧／角度変換マップを参照し、位置センサ１８の出力電圧に対応する回転角度を検出角度θｓとして算出し、検出角度θｓを減算器９６に送る。該減算器９６は、演算処理を行い、目標角度θｅ及び検出角度θｓを読み込み、目標角度θｅから検出角度θｓを減算し、偏差である角度差δθを算出し、該角度差δθを制御部９４に送る。

続いて、該制御部９４の図示されない駆動部制御処理手段としてのモータ制御処理手段は、駆動部制御処理としてのモータ制御処理を行い、角度差δθを読み込み、該角度差δθに基づいてフィードバック制御、本実施の形態においては、ＰＩ制御を行い、角度差δθに応じた電圧指令値ｖｂを発生させ、電圧指令値ｖｂに対応するモータ制御信号をモータ１４に送り、前記電圧指令値ｖｂに対応する目標トルクＴＭ^* でモータ１４を駆動する。そして、該モータ１４の駆動に伴って、ローラ４２は、現在のレンジのレンジ溝から変更先のレンジのレンジ溝に向けて移動を開始する。

図８に示されるように、例えば、Ｒ−Ｎ切換えを行う場合、目標角度θｅとしてθｒｎが設定されると、タイミングｔ１でモータ１４が駆動され、ローラ４２は、Ｒレンジの切換位置ｐｒから山ｍｒｎに向けて矢印Ｅ方向に移動を開始する。そして、タイミングｔ２で山ｍｒｎを通過すると、ローラ４２は、Ｎレンジの切換位置ｐｎに向けて矢印Ｆ方向に更に移動させられる。

ところで、タイミングｔ３で切換位置ｐｎに到達すると、モータ１４の駆動が停止させられ、Ｒ−Ｎ切換えが終了するが、ローラ４２が切換位置ｐｎで急激に停止させられると、モータ１４、ディテント機構１９（図４）等に衝撃が発生し、モータ１４、ディテント機構１９等を破損させてしまう。

そこで、ローラ４２が切換位置ｐｎに到達する前に、マニュアルシャフト３４が制動開始点に到達し、検出角度θｓがあらかじめ設定された設計上の制動開始角度θｂｐになると、モータ１４の制動を開始するようにしている。

ところが、本実施の形態においては、位置センサ１８としてホールＩＣが使用され、磁束の変化に基づいて前記回転角度θを検出するようになっているので、検出角度θｓに個体差による誤差が発生してしまうことがある。また、ホールＩＣは、経時劣化に伴い、温度ドリフトが発生して温度が変化すると、検出角度θｓが変化してしまう。

したがって、設計上の制動開始角度θｂｐＴで正確にモータ１４の制動を開始することができない。

図９において、Ｌ１１は設計上の制動開始角度θｂｐＴが設定されたときの設計上の回転角度θｓＴを表す線、Ｌ１２は温度が低い場合の検出角度θｓを表す線、Ｌ１３は温度が高い場合の検出角度θｓを表す線である。

前記マニュアルシャフト３４を回動させたときに、線Ｌ１１で表される設計上の回転角度θｓＴが検出されると、タイミングｔＴで設計上の回転角度θｓＴが制動開始角度θｂｐになる。これに対して、温度が低くなり、線Ｌ１２で表される検出角度θｓが検出されると、タイミングτＴより遅いタイミングｔＬで検出角度θｓが制動開始角度θｂｐになり、温度が高くなり、線Ｌ１３で表される検出角度θｓが検出されると、タイミングτＴより早いタイミングｔＨで検出角度θｓが制動開始角度θｂｐになる。

すなわち、温度が変化し、検出角度θｓが変化すると、モータ１４の制動が開始されるタイミングが変化してしまう。

そこで、本実施の形態においては、モータ１４の駆動が開始されると、前記レンジ切換処理手段の制動開始角度補正処理手段は、制動開始角度補正処理を行い、検出角度θｓの変化に対応させて設計上の制動開始角度θｂｐＴを補正し、補正された制動開始角度（補正制動開始角度）θｂｐｒを設定するようにしている。

そのために、前記制動開始角度補正処理手段の基準位置設定処理手段は、基準位置設定処理を行い、現在のレンジより先で、かつ、前記変更先のレンジの切換位置より手前の所定の位置を制動開始角度θｂｐを補正するための基準位置として設定する。本実施の形態において、基準位置は、変更先のレンジの一つ手前のレンジの切換位置に設定される。また、本実施の形態のように、Ｒ−Ｎ切換えが行われる場合、基準位置は、現在のレンジであるＲレンジの切換位置ｐｒに設定され、Ｐ−Ｄ切換えが行われる場合のように現在のレンジであるＰレンジと変更先のレンジであるＤレンジとの間に一つ以上のＲレンジ及びＮレンジが存在する場合、基準位置は、Ｄレンジの一つ手前のレンジであるＮレンジの切換位置ｐｎに設定される。なお、前述されたように、ローラ４２が各レンジ溝ｄｐ、ｄｒ、ｄｎ、ｄｄの各切換位置ｐｐ、ｐｒ、ｐｎ、ｐｄに置かれたときに、マニュアルシャフト３４及びディテントレバー４０も各レンジの切換位置に置かれるので、前記基準位置は、ローラ４２の位置を表すとともに、マニュアルシャフト３４及びディテントレバー４０の位置も表す。

次に、前記制動開始角度補正処理手段の基準位置到達判定処理手段は、基準位置到達判定処理を行い、ローラ４２が基準位置に到達し、マニュアルシャフト３４及びディテントレバー４０の回動が停止させられたかどうかを判断する。そのために、前記基準位置到達判定処理手段は、検出角度θｓを読み込んで微分し、検出角度θｓが変化する傾きを検出角度変化量δθｓとして算出し、該検出角度変化量δθｓが零（０）になったかどうか、又は正負が反転したかどうか（正の値から負の値に、又は負の値から正の値に変化したかどうか）によって第１の停止条件が成立したかどうかを判断する。そして、図１０に示されるように、タイミングｔａで第１の停止条件が成立すると、所定の設定時間τ１が経過するまでの間、前記検出角度変化量δθｓの絶対値が閾（しきい）値δθｔｈ以下であるかどうかによって、第２の停止条件が成立したかどうかを判断する。

そのために、前記制御装置１３には図示されないタイマが配設され、前記基準位置到達判定処理手段は、第１の停止条件が成立すると、タイマによる計時を開始する。

そして、前記第１、第２の停止条件が成立すると、前記基準位置到達判定処理手段は、ローラ４２が基準位置に到達し、マニュアルシャフト３４及びディテントレバー４０の回動が停止させられたと判断する。

なお、Ｒ−Ｎ切換えを行う場合、Ｒ−Ｎ切換えが開始されるまでに、マニュアルシャフト３４はＮレンジの一つ手前のレンジであるＲレンジで停止させられているので、第１、第２の停止条件は成立する。

このようにして、ローラ４２が基準位置に到達し、マニュアルシャフト３４及びディテントレバー４０の回動が停止させられたと判断されると、前記制動開始角度補正処理手段の制動開始角度算出処理手段は、制動開始角度算出処理を行い、前記基準位置における検出角度θｓｒを読み込み、図１１に示されるように、該検出角度θｓｒに所定の加算値εθを加算し、前記制動開始角度θｂｐｒ
θｂｐｒ＝θｓｒ＋εθ
を算出する。

なお、加算値εθは、Ｒレンジにおける設計上の切換位置ｐｒにおける検出角度θｓｒＴと設計上の制動開始角度θｂｐＴとの角度差で表され、あらかじめ算出され、記録装置に記録される。また、図１１において、θｓｎはＮレンジの切換位置ｐｎにおける検出角度である。

ところで、設定時間τ１及び閾値δθｔｈの設定によっては、第１、第２の停止条件が成立しないことがあり、その場合、ローラ４２が基準位置に到達し、マニュアルシャフト３４及びディテントレバー４０の回動が停止させられたとの判断、すなわち、停止判断がされない。また、位置センサ１８による検出角度θｓｒの検出誤差が大きい場合にも、第１、第２の停止条件が成立しないことがあり、その場合、前記停止判断がされない。そこで、前記停止判断がされない場合、制動開始角度算出処理手段は、設計上の切換位置ｐｒにおける検出角度θｓｒＴに前記加算値εθを加算し、前記制動開始角度θｂｐｒ
θｂｐｒ＝θｓｒＴ＋εθ
を算出する。

このようにして、制動開始角度θｂｐｒが設定されると、前記制御部９４の図示されない制動処理手段は、制動処理を行い、モータ１４の回生を行うことによって、モータ１４を制動する。

続いて、前記制御部９４の図示されない制御終了判定処理手段は、制御終了判定処理を行い、ローラ４２が切換位置ｐｎに到達し、マニュアルシャフト３４及びディテントレバー４０の回動が停止させられたかどうかを判断する。そのために、前記制御終了判定処理手段は、検出角度θｓを読み込んで微分し、検出角度θｓが変化する傾きを検出角度変化量δθｓとして算出し、該検出角度変化量δθｓが零になったかどうか、又は正負が反転したかどうかによって第１の制御終了条件が成立したかどうかを判断する。そして、第１の制御終了条件が成立すると、所定の設定時間τ２が経過するまでの間、前記検出角度変化量δθｓの絶対値が閾値δθｔｈ１以下であるかどうかによって、第２の制御終了条件が成立したかどうかを判断する。

そのために、前記制御終了判定処理手段は、第１の制御終了条件が成立すると、前記タイマによる計時を開始する。

そして、前記第１、第２の制御終了条件が成立すると、前記制御終了判定処理手段は、ローラ４２が切換位置ｐｎに到達し、マニュアルシャフト３４及びディテントレバー４０の回動が停止させられたと判断し、制御終了判定を行う。そして、モータ制御処理手段はモータ制御処理を終了する。

このように、本実施の形態においては、検出角度θｓの変化に対応させて設計上の制動開始角度θｂｐＴが補正され、補正された制動開始角度θｂｐｒでモータ１４の制動が開始されるので、位置センサ１８の検出角度θｓに個体差による誤差が発生したり、位置センサ１８の経時劣化に伴い、温度ドリフトが発生して温度が変化し、検出角度θｓが変化したりしても、実質的に設計上の制動開始角度θｂｐＴで正確にモータ１４の制動を開始することができる。

したがって、円滑に、かつ、正確にレンジの切換えを行うことができ、変更先のレンジの切換位置でマニュアルシャフト３４及びディテントレバー４０を精度良く位置決めすることができる。また、レンジの切換え時に運転者に違和感を与えるのを防止することができる。

次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１ シフトを開始する。
ステップＳ２ 目標角度設定処理を行う。
ステップＳ３ モータ制御処理を開始し、モータ１４を駆動する。
ステップＳ４ 制動開始角度算出処理を行う。
ステップＳ５ 検出角度θｓｒが制動開始角度θｂｐｒになるのを待機する。
ステップＳ６ モータ１４の制動を開始する。
ステップＳ７ 第１、第２の制御終了条件が成立するのを待機する。
ステップＳ８ モータ制御処理を終了し、処理を終了する。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。

ところで、係合部材としての、かつ、回転体としてのローラ４２（図４）は、前記基準位置に到達し、第１のレンジ制御回動部材としてのマニュアルシャフト３４及び第２のレンジ制御回動部材としての、かつ、位置決め部材としてのディテントレバー４０の回動が停止させられると、続いて、変更先のレンジの切換位置に向けて移動させられる。そこで、前記制動開始角度補正処理手段の加算値補正処理手段は、加算値補正処理を行い、ローラ４２が変更先のレンジの切換位置、例えば、Ｒ−Ｎ切換えにおいては、ローラ４２が切換位置ｐｎに到達したときの検出角度θｓｎを読み込む。

そのために、前記制御終了判定処理手段は、第１の実施の形態と同様に、ローラ４２が切換位置ｐｎに到達し、マニュアルシャフト３４及びディテントレバー４０の回動が停止させられたかどうかを判断する。そのために、前記制御終了判定処理手段は、検出角度θｓを読み込んで微分し、検出角度変化量δθｓを算出し、該検出角度変化量δθｓに基づいて、前記第１、第２の制御終了条件が成立したかどうかを判断する。そして、前記第１、第２の制御終了条件が成立すると、前記加算値補正処理手段は、ローラ４２が切換位置ｐｎに到達し、マニュアルシャフト３４及びディテントレバー４０の回動が停止させられたと判断し、切換位置ｐｎの検出角度θｓｎを読み込む。

続いて、前記加算値補正処理手段は、前記基準位置における検出角度θｓｒ、設計上の切換位置ｐｒ、ｐｎにおける検出角度θｓｒＴ、θｓｎＴを読み込む。

次に、前記加算値補正処理手段は、前記検出角度θｓｒ、θｓｎ、θｓｒＴ、θｓｎＴに基づいて加算値εθを補正し、補正後の加算値εθＭ
εθＭ＝（θｓｒ−θｓｎ）・εθ／（θｓｒＴ−θｓｎＴ）
を算出する。

そして、前記制動開始角度算出処理手段は、前記基準位置における検出角度θｓｒを読み込み、該検出角度θｓｒに補正後の加算値εθＭを加算し、前記制動開始角度θｂｐｒ
θｂｐｒ＝θｓｒ＋εθＭ
を算出する。

このように、検出角度θｓｒ、θｓｎ間の角度差、及び検出角度θｓｒＴ、θｓｎＴ間の角度差に基づいて加算値εθを補正することができるので、実質的に設計上の制動開始角度θｂｐＴで正確にモータ１４の制動を開始することができる。

なお、前記基準位置の検出角度θｓｒが取得されてから所定の時間が経過していない場合、その間に温度が変化していないと考えられるので、補正後の加算値εθＭを算出する際にその値を利用することができる。

ところで、設定時間τ１（図１０）及び閾値δθｔｈの設定によっては、第１、第２の制御終了条件が成立しないことがあり、その場合、ローラ４２が切換位置ｐｎに到達し、マニュアルシャフト３４及びディテントレバー４０の回動が停止させられたとの判断、すなわち、制御終了判断がされない。また、位置センサ１８による検出角度θｓｒの検出誤差が大きい場合にも、第１、第２の制御終了条件が成立しないことがあり、その場合、前記制御終了が判断がされない。そこで、前記制御終了判断がされない場合、前記加算値補正処理手段は、検出角度θｓｎに代えて設計上の切換位置ｐｎにおける検出角度θｓｎＴを読み込み、補正後の加算値εθＭを算出する。

このように、制動開始角度θｂｐｒを算出するための加算値εθを補正することができるので、円滑に、かつ、正確にレンジの切換えを行うことができ、変更先のレンジの切換位置でマニュアルシャフト３４及びディテントレバー４０を精度良く位置決めすることができる。また、レンジの切換え時に運転者に違和感を与えるのを防止することができる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の第１の実施の形態における制御装置の動作を説明するブロック図である。 ホールＩＣの特性を示す第１の図である。 ホールＩＣの特性を示す第２の図である。 本発明の第１の実施の形態におけるレンジ切換制御システムの駆動機構部を示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態におけるディテントレバーを示す図である。 本発明の第１の実施の形態におけるレンジ切換処理手段の動作を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態における目標角度マップを示す図である。 本発明の第１の第１の実施の形態におけるディテントレバーの動作を示す図である。 本発明の第１の実施の形態における温度ドリフトがレンジの切換えに与える影響を説明する図である。 本発明の第１の実施の形態における基準位置判定処理手段の動作を示すタイムチャートである。 本発明の第１の実施の形態における制動開始角度を補正する方法を説明する図である。

符号の説明

１１ レンジ切換制御システム
１２ シフトレバー
１４ モータ
１８ 位置センサ
３４ マニュアルシャフト
４０ ディテントレバー
９１ 目標角度設定部
９２ 電圧／角度変換部
９４ 制御部
９６ 減算器

Claims (3)

1. 運転者による変速指示部材の操作に従って回動させられるレンジ制御回動部材と、該レンジ制御回動部材の回動に伴って揺動させられ、複数のレンジ溝が形成されたディテントレバーと、所定のレンジ溝と係合させられて、前記ディテントレバーを所定の位置で保持する係合部材と、前記ディテントレバーと連結され、ディテントレバーの位置に対応させてレンジを設定するレンジ切換部材と、前記レンジ制御回動部材の回転角度を検出する位置検出部と、前記変速指示部材の操作に基づいて、前記レンジ制御回動部材を現在のレンジの切換位置から変更先のレンジの切換位置まで回動させるための目標角度を設定する目標角度設定処理手段と、前記目標角度と前記位置検出部によって検出された回転角度である検出角度との角度差に基づいて、駆動部を駆動する駆動部制御処理手段と、変更先のレンジの切換位置より手前において、前記係合部材とレンジ溝とを係合させることによって前記レンジ制御回動部材を停止させる位置を、基準位置として設定する基準位置設定処理手段と、前記基準位置に基づいて、駆動部の制動を開始するための、あらかじめ設定された制動開始角度を補正する制動開始角度補正処理手段と、前記検出角度が補正された制動開始角度になったときに、駆動部の制動を開始する制動処理手段とを有するとともに、前記制動開始角度補正処理手段は、前記検出角度を微分することによって検出角度変化量を算出し、所定の設定時間が経過するまでの間、前記検出角度変化量が閾値以下であるかどうかによって、前記レンジ制御回動部材が基準位置に到達したかどうかを判断する基準位置到達判定処理手段、及び前記レンジ制御回動部材が基準位置に到達したときの切換位置の検出角度に所定の加算値を加算することによって前記制動開始角度を算出する制動開始角度算出処理手段を備えることを特徴とするレンジ切換制御システム。
2. 前記レンジ制御回動部材が基準位置に到達したときの、切換位置の検出角度及び設計上の回転角度、並びに、前記レンジ制御回動部材が変更先のレンジの切換位置に到達したときの、切換位置の検出角度及び設計上の回転角度に基づいて、前記加算値を補正する加算値補正処理手段を有する請求項１に記載のレンジ切換制御システム。
3. 運転者による変速指示部材の操作に従って回動させられるレンジ制御回動部材、該レンジ制御回動部材の回動に伴って揺動させられ、複数のレンジ溝が形成されたディテントレバー、所定のレンジ溝と係合させられて、前記ディテントレバーを所定の位置で保持する係合部材、及び前記ディテントレバーと連結され、ディテントレバーの位置に対応させてレンジを設定するレンジ切換部材を有するレンジ切換制御システムのレンジ切換制御方法において、前記レンジ制御回動部材の回転角度を検出し、前記変速指示部材の操作に基づいて、前記レンジ制御回動部材を現在のレンジの切換位置から変更先のレンジの切換位置まで回動させるための目標角度を設定し、該目標角度と検出された回転角度である検出角度との角度差に基づいて、駆動部を駆動し、変更先のレンジの切換位置より手前において、前記係合部材とレンジ溝とを係合させることによって前記レンジ制御回動部材を停止させる位置を、基準位置として設定し、該基準位置に基づいて、駆動部の制動を開始するための、あらかじめ設定された制動開始角度を補正し、前記検出角度が補正された制動開始角度になったときに、駆動部の制動を開始するとともに、前記検出角度を微分することによって検出角度変化量を算出し、所定の設定時間が経過するまでの間、前記検出角度変化量が閾値以下であるかどうかによって、前記レンジ制御回動部材が基準位置に到達したかどうかを判断し、前記レンジ制御回動部材が基準位置に到達したときの切換位置の検出角度に所定の加算値を加算することによって前記制動開始角度を算出することを特徴とするレンジ切換制御方法。

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