JP4730117B2 - シフトバイワイヤ式変速機の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載される変速機のシフトポジションまたは変速比の切り替えが電気的な制御で実現される変速機のシフト制御装置に関し、特に誤作動を防止する制御装置に関する。

車両に搭載される変速機として自動変速機がある。近年、この自動変速機のシフト操作装置のシフトレバーの位置をセンサによって電気的に検知して、この検知信号に基づいてシフト用モータを駆動して自動変速機のマニュアルバルブを切り替えることにより、Ｐ（パーキング）、Ｒ（リバース）、Ｎ（ニュートラル）、Ｄ（ドライブ）等のシフトポジションを切り替える、いわゆるシフト・バイ・ワイヤ方式のシフト制御装置がある。このようなシフト制御装置では、シフト操作装置のシフトレバーはマニュアルバルブに対して機械的に連結されないため、車室内におけるシフト操作装置の配置を自由に行なうことができるという利点がある。

特開２００３−２８２９１号公報（特許文献１）は、このような変速機のシフト操作装置に関する技術を開示する。この変速機のシフト操作装置は、変速機のシフトポジションまたは変速比を選択する操作部材のシフト操作を電気的に検知するシフト操作装置を備え、そのシフト検知信号に基づいて切替手段を駆動することにより変速機のシフトポジションまたは変速比を切り替えるようにした変速機のシフト制御装置であって、シフト操作装置の非定常状態を検知したとき、切替手段の駆動を禁止するようにした。

この変速機のシフト制御装置によると、シフト操作装置が非定常状態であるときにシフト操作されると、シフト検知信号の信頼性が低下する可能性がある。このとき、シフト検知信号に関わらず切替手段の駆動が禁止されるので、変速機のシフトポジションまたは変速比の切り替えを防止することができる。
特開２００３−２８２９１号公報

しかしながら、上述した特許文献１に開示されたシフト操作装置では、車両が悪路を走行するとき等において車両に衝撃力が作用して非定常状態と判定されて、シフト操作が禁止される場合がある。すなわち、検知した衝撃力に対して非定常状態であると判定するしきい値が小さく設定されているときであって、悪路走行中にしきい値を越える衝撃を受けると、運転者がマニュアルダウンシフト操作を行なっても、そのシフト操作は許可されない。これでは、運転者の意図的なシフト操作が無効となり、運転者の要求に応じることができず、ドライバビリティが低下するという問題がある。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、特定の条件の元ではシフト操作を無効として処理するとともに、運転者が意図するシフト操作を有効として処理する、シフトバイワイヤ式変速機の制御装置を提供することである。

第１の発明に係るシフトバイワイヤ式変速機の制御装置は、運転者により操作されて変速機の作動状態を切替える操作手段の位置を電気的に検知するための位置検知手段と、検知された操作位置に基づいて変速機の作動状態を制御するための制御手段と、予め定められた条件が満たされない場合に、制御手段による変速機の制御を規制するための規制手段と、運転者が操作手段に触れていないことを検知するための検知手段と、検知手段により運転者が操作手段に触れていないことが検知されている場合には、規制手段による規制を有効化するための規制有効化手段とを含む。

第１の発明によると、いわゆるシフトバイワイヤ方式の変速機においては、操作手段（たとえばシフトレバー）の位置が電気的に検知される。このようなシフトレバーが運転者の操作によることなくその位置が変わってしまうような車両が衝撃を受けている場合（たとえば、悪路走行中）、変速機の制御を規制してしまう。この変速機の制御の規制は、運転者が操作手段に触れていないことが検知されている場合に有効化される。このため、変速機の制御の規制を行なう場合でも、運転者が操作手段に触れていない時に限定して規制するので、運転者の意図的なシフト操作（運転者が操作手段に触れている操作）にもかかわらず、シフト操作が反映されなくなることを防止することができる。その結果、特定の条件の元ではシフト操作を無効として処理するとともに、運転者が意図するシフト操作を有効として処理する、シフトバイワイヤ式変速機の制御装置を提供することができる。

第２の発明に係るシフトバイワイヤ式変速機の制御装置は、運転者により操作されて変速機の作動状態を切替える操作手段の位置を電気的に検知するための位置検知手段と、検知された操作位置に基づいて変速機の作動状態を制御するための制御手段と、予め定められた条件が満たされない場合に、制御手段による変速機の制御を規制するための規制手段と、運転者が操作手段に触れていることを検知するための検知手段と、検知手段により運転者が操作手段に触れていることが検知されている場合には、規制手段による規制を無効化するための規制無効化手段とを含む。

第２の発明によると、いわゆるシフトバイワイヤ方式の変速機においては、操作手段（たとえばシフトレバー）の位置が電気的に検知される。このようなシフトレバーが運転者の操作によることなくその位置が変わってしまうような車両が衝撃を受けている場合（たとえば、悪路走行中）、変速機の制御を規制してしまう。この変速機の制御の規制は、運転者が操作手段に触れていることが検知されている場合に無効化される。このため、変速機の制御の規制を行なう場合でも、運転者が操作手段に触れている時には規制しないので、運転者の意図的なシフト操作（運転者が操作手段に触れている操作）にもかかわらず、シフト操作が反映されなくなることを防止することができる。その結果、特定の条件の元ではシフト操作を無効として処理するとともに、運転者が意図するシフト操作を有効として処理する、シフトバイワイヤ式変速機の制御装置を提供することができる。

第３の発明に係るシフトバイワイヤ式変速機の制御装置においては、第１または２の発明の構成に加えて、予め定められた条件が満たされない場合とは、運転者が操作手段に触れることなく操作手段の位置が変更されてしまう場合である。

第３の発明によると、悪路走行中等において、運転者が操作手段に触れることなく、操作手段の一例であるシフトレバーがそのイナーシャによりシフトレバーの位置が変更されてしまう可能性があるときには、変速機の制御を規制してしまうので、運転者の意図に沿わない変速を回避できる。

第４の発明に係るシフトバイワイヤ式変速機の制御装置においては、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、操作手段はシフトレバーである。

第４の発明によると、シフトレバーのイナーシャによる、運転者のシフト操作意図がないシフトレバーの移動であるとして、変速を規制できる。

第５の発明に係るシフトバイワイヤ式変速機の制御装置においては、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、操作手段はマニュアルシフトモード付きシフトレバーである。

第５の発明によると、シフトレバーのイナーシャにより、マニュアルシフトモードのアップシフト（＋）側への移動およびダウンシフト（−）側への移動があっても、運転者のシフト操作意図がないシフトレバーの移動であるとして、アップシフト変速およびダウンシフト変速を規制できる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

図１に、本発明の実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵを含む車両のパワートレーンについて説明する。

図１に示すように、この車両には、エンジン１００と、トルクコンバータ２００と、歯車式変速機構３００と、これらを制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）４００と、ＥＣＵ４００に変速指令信号を出力するマニュアルモード付き変速操作部５００と、マニュアルモード付き変速操作部５００のシフトレバー５１０（図２参照）に設けられたシフトレバータッチセンサ６００と、車両の前後方向の加速度や車両の上下方向の加速度や車両の左右方向の加速度等に基づいて車両へ作用した衝撃を検知する衝撃検知センサ７００を含む。

シフトレバータッチセンサ６００は、シフトレバー５１０に運転者の手が触れていることを検知したときにオン信号をＥＣＵ４００に出力する。衝撃検知センサ７００は、たとえば、車両が悪路を走行しているときや車両が衝突したとき等において、しきい値以上の衝撃（加速度）を検知したときにオン信号をＥＣＵ４００に出力する。このときの状態を非定常状態として、この非定常状態の下においてはシフト操作は無効であると判定される。

なお、以下の説明においては、図１に示すようにエンジン１００、トルクコンバータ２００、歯車式変速機構３００を有するパワートレーンについて適用される変速制御について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。有段式の歯車式変速機構３００ではなく、ベルト式無段変速機構であってもよい。このベルト式無段変速機の場合には、離散的に変速比が設定されており、その変速比を有段変速機構におけるギヤ段と想定して、マニュアルシフト操作（シーケンシャルシフト操作ともいう）が可能となっている。

ＥＣＵ４００は、エンジン１００に対して、スロットル開度指令信号などの制御信号を出力し、エンジン回転数信号などの検知信号を受信する。またＥＣＵ４００は、トルクコンバータ２００のロックアップクラッチに係合または開放（スリップを含む）を指令する制御信号を出力する。また、ＥＣＵ４００は、歯車式変速機構３００に対して、摩擦係合要素を係合させたり解放させたりするための油圧指令信号である制御信号を出力したり、歯車式変速機構３００からタービン回転数ＮＴや出力軸回転数ＮＯＵＴなどの検知信号が入力されたりする。

マニュアルモード付き変速操作部５００は、運転者により操作される変速機構の変速ポジションもしくはマニュアルモード時における変速ギヤ段のアップシフト指令またはダウンシフト指令が入力される。たとえば、変速ポジションとしては、Ｐ（パーキング）、Ｒ（後進走行）、Ｎ（ニュートラル）およびＤ（前進走行）がある。

Ｄポジションにおいては、車速とスロットル開度とから予め定められた変速線図（アップシフト変速線およびダウンシフト変速線）を横切ると、現在の変速ギヤ段から、アップシフトされて変速ギヤ段が１段高速側の変速ギヤ段に上がったり、ダウンシフトされて変速ギヤ段が１段低速側の変速ギヤ段に下がったりする。

さらに、このマニュアルモード付き変速操作部５００は、マニュアルモードポジション（Ｍポジション）を有しており、Ｍポジションにおいては、−側にシフトレバーを倒すと１段分ダウンシフト変速するような変速指令信号が、＋側にシフトレバーを倒すと１段分アップシフト変速するような変速指令信号が、ＥＣＵ４００に入力される。

図２に示すように、シフトレバータッチセンサ６００は、シフトレバー５１０の通常運転者がシフトレバー５１０を操作するときに必ず接触する位置に設けられている。図２の斜線部分（本実施の形態においては、運転者がシフトレバー５１０を操作するときには必ずこの斜線部分に手が触れると想定している）に運転者の手が触れると、シフトレバータッチセンサ６００がオン信号をＥＣＵ４００に出力する。なお、シフトレバータッチセンサ６００の位置および形状については、この図２に示すものに限定されない。たとえば、図２の紙面裏側にもシフトレバータッチセンサを設けるようにしてもよい。

また、図２に示す各ポジション（Ｐ、Ｒ、Ｎ、Ｄ、Ｍ、＋、−）を検知するポジション検知センサが設けられている。ポジション検知センサからの信号がＥＣＵ４００に入力されることにより、ＥＣＵ４００は、シフトレバー５１０がどのポジションにあるのかを検知できる。すなわち、このマニュアルモード付き変速操作部５００は、いわゆるシフトバイワイヤ方式の変速操作部である。

本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ４００は、車両の運転時、特にマニュアルモード時に、運転者が意図したシフト操作であるのか、悪路走行時に車両に作用した衝撃力でシフトレバー５１０のイナーシャでシフトレバー５１０が動いたのかを、適切に切り分けて、運転者が意図するシフト操作を有効として、運転者が意図しないシフト操作を無効とする。以下、このような制御についてフローチャートを用いて詳しく説明する。

図３を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ４００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。このフローチャートで示されるプログラムは、予め定められたサイクルタイム（たとえば８０ｍｓｅｃ）で繰り返し実行される。

ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、ＥＣＵ４００は、非定常状態であるか否かを判断する。このとき、衝撃検知センサ７００からオン信号がＥＣＵ４００に入力していると非定常状態であると判断される。非定常状態であると判断されると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ２００へ移される。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ２００にて、ＥＣＵ４００は、シフト操作禁止モードを開始する。これ以降、シフト操作禁止モードが解除されるまで、シフト操作禁止モードを継続する。なお、このシフト操作禁止モードの解除は、たとえば、衝撃検知センサ７００からＥＣＵ４００に入力されていたオン信号がオフ信号に切り替わったり、オフ信号が予め定められた時間継続したりすると、解除されるようにすればよい。

Ｓ３００にて、ＥＣＵ４００は、シフト操作を検知したか否かを判断する。ＥＣＵ４００は、ポジション検知センサから入力される信号が変化したことによりシフト操作を検知する。シフト操作を検知すると（Ｓ３００にてＹＥＳ）、処理はＳ４００へ移される。もしそうでないと（Ｓ３００にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ４００にて、ＥＣＵ４００は、シフトレバータッチセンサ６００がオンであるか否かを判断する。シフトレバータッチセンサ６００がオンであると（Ｓ４００にてＹＥＳ）、処理はＳ５００へ移される。もしそうでないと（Ｓ４００にてＮＯ）、処理はＳ６００へ移される。

Ｓ５００にて、ＥＣＵ４００は、シフト操作無効モードの下であるが、検知したシフト操作を有効であると判断する。すなわち、運転者がシフトレバー５１０に触れていることが検知されている（運転者がシフトレバー５１０に触れていないことが検知されていない）場合に、シフト操作無効モードをキャンセルしている。

Ｓ６００にて、検知したシフト操作は無効であると判断する。すなわち、運転者がシフトレバー５１０に触れていることが検知されていない（運転者がシフトレバー５１０に触れていないことが検知されている）場合に、シフト操作無効モードを有効化している。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ４００の動作について説明する。なお、以下の説明では、Ｍ（マニュアル）ポジションにシフトレバー５１０があると想定する。

[悪路走行時において運転者のシフト操作意思なし]
悪路であることにより車両の上下、左右、前後方向のいずれかの方向または２つ以上の方向の加速度がしきい値を越えて、衝撃検知センサ７００がオン信号をＥＣＵ４００に出力して（Ｓ１００にてＹＥＳ）、シフト操作禁止モードが開始される（Ｓ２００）。

車両が悪路を走行中に、たとえば、特に前方向の加速度を受けて、シフトレバーのイナーシャで−ポジション側にシフトレバー５１０が倒れたと想定する。このときには、運転者のシフト操作意図がなく運転者はシフトレバー５１０に触れていないので（Ｓ４００にてＮＯ）、シフト操作を無効として判断する（Ｓ６００）。このため、ダウンシフト変速は実行されない。

[悪路走行時において運転者のシフト操作意思あり]
上述した場合と同じように、悪路であることにより車両の上下、左右、前後方向のいずれかの方向または２つ以上の方向の加速度がしきい値を越えて、衝撃検知センサ７００がオン信号をＥＣＵ４００に出力して（Ｓ１００にてＹＥＳ）、シフト操作禁止モードが開始される（Ｓ２００）。

車両が悪路を走行中に、運転者がダウンシフト変速を実行するために、−ポジション側にシフトレバー５１０を倒すように操作したと想定する。このときには、運転者のシフト操作意図があって運転者はシフトレバー５１０に触れているので（Ｓ４００にてＹＥＳ）、シフト操作無効モードであるがシフト操作を有効として判断する（Ｓ５００）。これにより、ダウンシフト変速が実行される。

[通常時]
通常時であると（悪路走行時等でなく）、非定常状態であると検知されないで（Ｓ１００にてＮＯ）、シフト操作無効モードが開始されない。このような場合には、シフト操作を検知した時には、運転者のシフト操作意図があると判断して、変速を実行する。なお、シフト操作無効モードが開始されていない場合においても、シフト操作を検知した時であってもシフトレバータッチセンサ６００がオンであるときのみ、運転者のシフト操作意図があると判断して、変速を実行するようにすることもできる。

以上のようにして、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵによると、シフトレバーが運転者のシフト操作意図がないのにシフト操作を検知したときに、その検知したシフト操作は無効であるとするシフト操作無効モードを有する。このため、車両が受けた衝撃によりシフトレバーに運転者が触れていないのにシフトレバーがそのイナーシャでポジションが変わってもそのポジションへの移動は無効として判断される。一方、このようなシフト操作無効モードであっても、シフトレバーに運転者が触れてシフトレバーのポジションが変わったときには、シフト操作無効モードであるにもかかわらず、そのポジションへの移動は有効として判断される。このようにして、原則、シフトレバーの移動が無効とされ変速が制限されるシフト操作無効モードであっても、運転者の手がシフトレバーに触れていると、そのシフト操作が有効であると判断する。逆に、運転者がシフトレバーに触れていないことが検知されている場合に、シフト操作無効モードを有効化していることにもなる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本実施の形態に係る車両の制御装置であるＥＣＵを含む制御ブロック図である。 シフトレバーの斜視図である。 ＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。

符号の説明

１００ エンジン、２００ トルクコンバータ、３００ 歯車式変速機構、４００ ＥＣＵ、５００ マニュアルモード付き変速操作部、５１０ シフトレバー、６００ シフトレバータッチセンサ、７００ 衝撃検知センサ。

Claims (3)

1. シフトバイワイヤ式変速機の制御装置であって、
   運転者により操作されて変速機の作動状態を切替える操作手段の位置を電気的に検知するための位置検知手段と、
   検知された操作位置に基づいて前記変速機の作動状態を制御するための制御手段と、
   前記変速機が搭載される車両にしきい値以上の加速度が作用したことを検知するための加速度検知手段と、
   前記運転者が前記操作手段に触れていることを検知するための検知手段とを備え、
   前記制御手段は、前記車両に前記しきい値以上の加速度が作用したことが検知された場合でかつ前記運転者が前記操作手段に触れていることが検知されない場合は、検知された操作位置に基づく前記変速機の作動状態の制御を行なわず、前記車両に前記しきい値以上の加速度が作用したことが検知された場合であっても前記運転者が前記操作手段に触れていることが検知された場合は、検知された操作位置に基づく前記変速機の作動状態の制御を行ない、前記車両に前記しきい値以上の加速度が作用したことが検知されない場合は、前記運転者が前記操作手段に触れていることが検知されたか否かに関わらず、検知された操作位置に基づく前記変速機の作動状態の制御を行なう、制御装置。
2. 前記操作手段はシフトレバーである、請求項１に記載の制御装置。
3. 前記操作手段はマニュアルシフトモード付きシフトレバーである、請求項１に記載の制御装置。

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