JP4844338B2 - シフト切換機構の制御装置、制御方法およびその制御方法をコンピュータに実現させるプログラムならびにそのプログラムが記録された記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、自動変速機のシフト切換機構の制御に関し、特に、シフトポジションを切り換える前に、予めシフト切換機構のガタを詰める制御に関する。

従来より、運転者によるシフトレバーの操作に従い自動変速機のシフトポジションをアクチュエータにより切り換えるシフト切換機構においては、シフトポジション切換用の動力源として電動機（たとえば直流モータ）を備えたものが知られている。

このようなシフト切換装置によれば、自動変速機のシフトポジションを運転者によるシフトレバーの操作力によって直接切り換える一般的な切換機構のように、シフトレバーとシフト切換機構とを機械的に接続する必要がないことから、これら各部を車両に搭載する際のレイアウト上の制限がなく、設計の自由度を高めることができる。また、車両への組み付け作業を簡単に行なうことができるという利点があった。

また、シフト切換機構とシフトレバーとは機械的な接続を要しないため、シフトレバーの操作に対するシフト切換機構の作動の応答性および精度の向上が要求される。

このような問題に鑑みて、たとえば、特開２００２−３４９７０３号公報（特許文献１）は、シフトバイワイヤシステムにおいて、運転者のシフトスイッチ操作に応答性よくシフト可能なシフトバイワイヤシステムを開示する。このシフトバイワイヤシステムは、運転者の操作により、パーキングレンジやドライブレンジなどの各レンジに応じたシフトポジションに対するスイッチ信号を出力するシフトスイッチと、シフトポジションに応じた位置となるようにシフトを行なわせる電動式のシフトアクチュエータと、シフトスイッチのスイッチ信号を入力し、スイッチ信号が示すシフトポジションを得る指令をシフトアクチュエータに出力するシフト制御手段と、各レンジに応じたシフトポジションを示すシフトスイッチの接点間に設けられ、各レンジの中間位置を示す中間スイッチと、を備える。

上述した公報に開示されたシフトバイワイヤシステムによると、中間スイッチを設けたことで、より早くシフトアクチュエータを駆動することが可能となり、応答性を高めることができる。よって、発進クラッチ圧及びプライマリプーリ発生トルクも応答性よく発生することができる。
特開２００２−３４９７０３号公報

しかしながら、上述した公報に開示されたシフトバイワイヤシステムにおいては、各レンジの中間位置に、中間位置を示すスイッチを設ける必要があるため、スイッチ点数が増加するという問題がある。スイッチ点数が増加すると、コストが上昇するばかりでなく、シフト切換機構の構成が複雑化するという問題がある。

本発明は、上述した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、コストの上昇および構成の複雑化を抑制しつつ、シフト操作に対する応答性および精度を向上させたシフト切換機構の制御装置、制御方法およびその制御方法をコンピュータに実現させるプログラムならびにそのプログラムが記録された記録媒体を提供することである。

第１の発明に係るシフト切換機構の制御装置は、操作部材の状態に対応した電気信号に基づいてアクチュエータの回転力により、変速機のシフトポジションを切り換えるシフト切換機構の制御装置である。変速機は、複数のシフトポジションを有する。この制御装置は、電気信号に基づいて、操作部材により選択された第１のシフトポジションを検知するための検知手段と、アクチュエータの回転状態に基づいて第２のシフトポジションを判定するための判定手段と、第１のシフトポジションと第２のシフトポジションが異なると、第１のシフトポジションに切り換えるようにアクチュエータを制御するための制御手段と、第１のシフトポジションに切り換えるようにアクチュエータの制御が開始される前に、シフト切換機構のガタが詰まるようにアクチュエータを制御するためのガタ詰制御手段とを含む。第１３の発明に係るシフト切換機構の制御方法は、第１の発明に係るシフト切換機構の制御装置と同様の構成を有する。

第１または第１３の発明によると、ガタ詰制御手段は、第１のシフトポジションに切り換えるようにアクチュエータの制御が開始される前に、シフト切換機構におけるガタが詰まるようにアクチュエータを制御する。そのため、たとえば、第１のシフトポジションに切り換えられる前に、シフト切換機構の第１のシフトポジション側のガタが詰められているようにすると、第１のシフトポジションへの切換時に、速やかに第２のシフトポジションから第１のシフトポジションに切り換えるようにアクチュエータを制御することができる。そのため、シフト操作に対する応答性を向上させることができる。また、ガタが詰められているため、切換の精度を向上させることができる。さらに、このような制御において、各レンジ間の中間位置にスイッチを設ける必要もないため、部品点数が増加することもない。したがって、コストの上昇および構成の複雑化を抑制しつつ、シフト操作に対する応答性および精度を向上させたシフト切換機構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切換機構の制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、ガタ詰制御手段は、第２のシフトポジションに切り換えられた時点で、シフト切換機構のガタが詰まるようにアクチュエータを制御するための手段を含む。

第２の発明によると、第２のシフトポジションに切り換えられた時点で、シフト切換機構のガタが詰まるようにアクチュエータが制御される。そのため、たとえば、第２のシフトポジションに切り換えられた時点でシフト切換機構の第１のシフトポジション側のガタが詰められているようにすると、第１のシフトポジションへの切換時に、速やかに第２のシフトポジションから第１のシフトポジションに切り換えるようにアクチュエータを制御することができる。

第３の発明に係るシフト切換機構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、ガタ詰制御手段は、シフト切換機構における、切換後のシフトポジションに対応した予め定められたシフトポジション側のガタが詰まるようにアクチュエータを制御するための手段を含む。

第３の発明によると、ガタ詰制御手段は、シフト切換機構における、切換後のシフトポジションに対応した予め定められたシフトポジション側のガタが詰まるようにアクチュエータを制御する。そのため、たとえば、第２のシフトポジションに切り換えられた時点でシフト切換機構の第１のシフトポジション側のガタが詰められているようにすると、第１のシフトポジションへの切換時に、速やかに第２のシフトポジションから第１のシフトポジションに切り換えるようにアクチュエータを制御することができる。

第４の発明に係るシフト切換機構の制御装置においては、第３の発明の構成に加えて、ガタ詰制御手段は、切換後のシフトポジションがパーキングポジションであると、シフト切換機構の後進走行ポジション側のガタが詰まるようにアクチュエータを制御するための手段を含む。

第４の発明によると、切換後のシフトポジションがパーキングポジションであると、後進走行ポジション側のガタが詰まるようにアクチュエータが制御される。そのため、パーキングポジションに切り換えられた後に、シフト操作により後進走行ポジションが選択された場合には、速やかにパーキングポジションから後進走行ポジションに切り換えるようにアクチュエータを制御することができる。すなわち、シフト操作に対する応答性を向上させることができる。

第５の発明に係るシフト切換機構の制御装置においては、第３の発明の構成に加えて、ガタ詰制御手段は、切換後のシフトポジションが後進走行ポジションであると、シフト切換機構のニュートラルポジション側のガタが詰まるようにアクチュエータを制御するための手段を含む。

第５の発明によると、切換後のシフトポジションが後進走行ポジションであると、ニュートラルポジション側のガタが詰まるようにアクチュエータが制御される。そのため、後進走行ポジションに切り換えられた後に、シフト操作によりニュートラルポジションが選択された場合には、速やかに後進走行ポジションからニュートラルポジションに切り換えるようにアクチュエータを制御することができる。そのため、シフト操作に対する応答性を向上させることができる。

第６の発明に係るシフト切換機構の制御装置においては、第３の発明の構成に加えて、ガタ詰制御手段は、切換後のシフトポジションが前進走行ポジションであると、シフト切換機構のニュートラルポジション側のガタが詰まるようにアクチュエータを制御するための手段を含む。

第６の発明によると、切換後のシフトポジションが前進走行ポジションであると、ニュートラルポジション側のガタが詰まるようにアクチュエータが制御される。そのため、前進走行ポジションに切り換えられた後に、シフト操作によりニュートラルポジションが選択された場合には、速やかに前進走行ポジションからニュートラルポジションに切り換えるようにアクチュエータを制御することができる。そのため、シフト操作に対する応答性を向上させることができる。

第７の発明に係るシフト切換機構の制御装置においては、第３の発明の構成に加えて、ガタ詰制御手段は、切換後のシフトポジションがニュートラルポジションであると、シフト切換機構の後進走行ポジション側のガタが詰まるようにアクチュエータを制御するための手段を含む。

第７の発明によると、切換後のシフトポジションがニュートラルポジションであると、後進走行ポジション側のガタが詰まるようにアクチュエータが制御される。そのため、ニュートラルポジションに切り換えられた後、シフト操作により後進走行ポジションが選択された場合には、速やかにニュートラルポジションから後進走行ポジションに切り換えるようにアクチュエータを制御することができる。そのため、シフト操作に対する応答性を向上させることができる。

第８の発明に係るシフト切換機構の制御装置においては、第３の発明の構成に加えて、ガタ詰制御手段は、切換後のシフトポジションが変速に用いられるギヤ段を予め定められた範囲に制限するポジションであると、シフト切換機構のニュートラルポジション側のガタが詰まるようにアクチュエータを制御するための手段を含む。

第８の発明によると、切換後のシフトポジションが変速に用いられるギヤ段を予め定められた範囲に制限するシフトポジション（たとえば、１速段固定のシフトポジションあるいは１速段と２速段との間で自動変速するシフトポジション）であると、ニュートラルポジション側のガタが詰まるようにアクチュエータが制御される。そのため、変速に用いられるギヤ段を予め定められた範囲に制限するシフトポジションに切り換えられた後、シフト操作によりニュートラルポジションが選択された場合には、速やかに予め定められた範囲のギヤ段に制限されたシフトポジションからニュートラルポジションに切り換えるようにアクチュエータを制御することができる。そのため、シフト操作に対する応答性を向上させることができる。

第９の発明に係るシフト切換機構の制御装置においては、第１〜８のいずれかの発明の構成に加えて、ガタ詰制御手段は、設定時間が経過するまで予め定められた出力が発現するように、アクチュエータを制御するための手段を含む。

第９の発明によると、設定時間が経過するまで予め定められた出力が発現するようにアクチュエータを制御することにより、シフト切換機構のガタを低減させることができる。

第１０の発明に係るシフト切換機構の制御装置においては、第９の発明の構成に加えて、設定時間は、切換後のシフトポジションに応じて異なる時間が設定される。

第１０の発明によると、シフト切換機構においては、各シフトポジションによって、ガタの度合いが異なるため、シフトポジションに応じて異なる時間を設定することにより、各シフトポジションにおけるガタを精度よく低減することができる。

第１１の発明に係るシフト切換機構の制御装置は、第１〜１０のいずれかの発明の構成に加えて、アクチュエータの回転力に対する反力に対応する物理量を検出するための反力検出手段をさらに含む。ガタ詰制御手段は、検出された物理量に対応する反力が予め定められた反力を超えるまで、予め定められた出力が発現するように、アクチュエータを制御するための手段を含む。

第１１の発明によると、アクチュエータの回転力に対する反力が予め定められた反力を超えるまで予め定められた出力が発現するようにアクチュエータを制御することにより、シフト切換機構のガタを低減させることができる。

第１２の発明に係るシフト切換機構の制御装置は、第１〜１１のいずれかの発明の構成に加えて、アクチュエータの回転量に対応する物理量を検出するための回転量検出手段をさらに含む。ガタ詰制御手段は、検出された物理量に対応する回転量が予め定められた回転量を超えるまで、予め定められた出力が発現するように、アクチュエータを制御するための手段を含む。

第１２の発明によると、アクチュエータの回転量が予め定められた回転量を超えるまで予め定められた出力が発現するようにアクチュエータを制御することにより、シフト切換機構のガタを低減させることができる。

第１４の発明に係るプログラムは、第１３の発明に係るシフト切換機構の制御方法をコンピュータで実現されるプログラムであって、第１５の発明に係る記録媒体は、第１３の発明に係るシフト切換機構の制御方法をコンピュータで実現されるプログラムを記録した媒体である。

第１４または第１５の発明によると、コンピュータ（汎用でも専用でもよい）を用いて、第１３の発明に係るシフト切換機構の制御方法を実現することができる。

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は、本実施の形態に係るシフト切換機構の制御装置を備えたシフト制御システム１０の構成を示す。本実施の形態に係るシフト制御システム１０は、車両のシフトポジションを切り換えるために用いられる。シフト制御システム１０は、Ｐスイッチ２０と、シフトスイッチ２６と、車両電源スイッチ２８と、車両の制御装置（以下、「ＥＦＩ−ＥＣＵ（Electronic Control Unit）」と表記する）３０と、パーキング制御装置（以下、「ＳＢＷ（Shift By Wire）−ＥＣＵ」と表記する）４０と、アクチュエータ４２と、エンコーダ４６と、シフト切換機構４８と、表示部５０と、メータ５２と、駆動機構６０と、ニュートラルスタートスイッチ（以下、ＮＳＷと表記する）７０とを含む。シフト制御システム１０は、電気制御によりシフトポジションを切り換えるシフトバイワイヤシステムとして機能する。具体的にはシフト切換機構４８がアクチュエータ４２により駆動されてシフトポジションの切り換えを行なう。本実施の形態に係るシフト切換機構の制御装置は、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０により実現される。

車両電源スイッチ２８は、車両電源のオン・オフを切り換えるためのスイッチである。車両電源スイッチ２８は、特に限定されるものではないが、たとえば、イグニッションスイッチである。車両電源スイッチ２８がドライバなどのユーザから受付けた指示はＥＦＩ−ＥＣＵ３０に伝達される。たとえば、車両電源スイッチ２８がオンされることにより、図示しない補機バッテリから電力が供給されて、シフト制御システム１０が起動される。

Ｐスイッチ２０は、シフトポジションをパーキングポジション（以下、「Ｐポジション」と呼ぶ）とパーキング以外のポジション（以下、「非Ｐポジション」と呼ぶ）との間で切り換えるためのスイッチであり、スイッチの状態をドライバに示すためのインジケータ２２、およびドライバからの指示を受付ける入力部２４を含む。ドライバは、入力部２４を通じて、シフトポジションをＰポジションに入れる指示を入力する。入力部２４はモーメンタリスイッチであってもよい。入力部２４が受付けたドライバからの指示を示すＰ指令信号は、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０に送信される。なお、このようなＰスイッチ２０以外により、非ＰポジションからＰポジションにシフトポジションを切り換えるものであってもよい。

ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、シフトポジションをＰポジションと非Ｐポジションとの間で切り換えるために、シフト切換機構４８を駆動するアクチュエータ４２の動作を制御し、現在のシフトポジションの状態をインジケータ２２に提示する。シフトポジションが非Ｐポジションであるときにドライバは入力部２４を押下すると、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０はシフトポジションをＰポジションに切り換えて、インジケータ２２に現在のシフトポジションがＰポジションである旨を提示する。

アクチュエータ４２は、スイッチドリラクタンスモータ（以下、「ＳＲモータ」と表記する）により構成され、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０からのアクチュエータ制御信号を受信してシフト切換機構４８を駆動する。エンコーダ４６は、アクチュエータ４２と一体的に回転し、ＳＲモータの回転状況を検知する。本実施の形態のエンコーダ４６は、Ａ相、Ｂ相およびＺ相の信号を出力するロータリーエンコーダである。ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、エンコーダ４６から出力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なう。

シフトスイッチ２６は、シフトポジションをＤ（前進走行）ポジション、Ｒ（後進走行）ポジション、Ｎ（ニュートラル）ポジションなどのポジションに切り換えたり、またＰポジションに入れられているときには、Ｐポジションを解除したりするためのスイッチである。シフトスイッチ２６が受付けたドライバからの指示を示すシフト信号はＳＢＷ−ＥＣＵ４０に送信される。すなわち、シフトスイッチ２６は、運転者により操作された操作部材（たとえば、シフトレバー）の位置に対応したシフトポジションを示すシフト信号をＳＢＷ−ＥＣＵ４０に送信する。ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、ドライバからの指示を示すシフト信号に基づき、ＥＦＩ−ＥＣＵ３０を通じて、駆動機構６０におけるシフトポジションを切り換える制御を行なうとともに、現在のシフトポジションの状態をメータ５２に提示する。駆動機構６０は、有段変速機構から構成されてもよいし、無段変速機構から構成されてもよい。

ＥＦＩ−ＥＣＵ３０は、シフト制御システム１０の動作を統括的に管理する。表示部５０は、ＥＦＩ−ＥＣＵ３０またはＳＢＷ−ＥＣＵ４０が発したドライバに対する指示や警告などを表示する。メータ５２は、車両の機器の状態やシフトポジションの状態などを提示する。

図２は、シフト切換機構４８の構成を示す。以下、シフトポジションは、Ｐポジション、非Ｐポジション（Ｒ、Ｎ、Ｄの各ポジションを含み、さらにＤポジションに加えて１速固定のＤ１ポジションや、２速固定のＤ２ポジションを含んでも良い）とを含む。

シフト切換機構４８は、アクチュエータ４２により回転されるシャフト１０２、シャフト１０２の回転に伴って回転するディテントプレート１００、ディテントプレート１００の回転に伴って動作するロッド１０４、図示しない変速機の出力軸に固定されたパーキングロックギヤ１０８、パーキングロックギヤ１０８をロックするためのパーキングロックポール１０６、ディテントプレート１００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１１０およびころ１１２を含む。ディテントプレート１００は、アクチュエータ４２により駆動されてシフトポジションを切り換える。またエンコーダ４６は、アクチュエータ４２の回転量に応じた計数値を取得する計数手段として機能する。

なお、図２の斜視図においては、ディテントプレート１００の谷（Ｐポジション位置）しか示していないが、実際には図２の拡大平面図に示すように、ディテントプレート１００には、Ｄ、Ｎ、Ｒ、Ｐの４つのポジションに対応する４つの谷が存在する。なお、以下においては、Ｄ、Ｎ、Ｒの各ポジションを（まとめて）非Ｐポジションとして、Ｐポジションと非Ｐポジションとの切換えについて説明する。

図２は、シフトポジションが非Ｐポジションであるときの状態を示している。この状態では、パーキングロックポール１０６がパーキングロックギヤ１０８をロックしていないので、車両の駆動軸の回転は妨げられない。この状態からアクチュエータ４２によりシャフト１０２を時計回り方向に回転させると、ディテントプレート１００を介してロッド１０４が図２に示す矢印Ａの方向に押され、ロッド１０４の先端に設けられたテーパ部によりパーキングロックポール１０６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１００の回転に伴ってディテントプレート１００の頂部に設けられた２つの谷のうちの一方、すなわち非Ｐポジション位置１２０にあったディテントスプリング１１０のころ１１２は、山１２２を乗り越えて他方の谷、すなわちＰポジション位置１２４へ移る。ころ１１２は、その軸方向に回転可能にディテントスプリング１１０に設けられている。ころ１１２がＰポジション位置１２４に来るまでディテントプレート１００が回転したとき、パーキングロックポール１０６は、パーキングロックポール１０６の突起部分がパーキングロックギヤ１０８の歯部間に嵌合する位置まで押し上げられる。これにより、車両の駆動軸が機械的に固定され、シフトポジションがＰポジションに切り換わる。

本実施の形態に係るシフト制御システム１０では、シフトポジション切換時にディテントプレート１００、ディテントスプリング１１０およびシャフト１０２などのシフト切換機構の構成部品に係る負荷を低減するために、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０が、ディテントスプリング１１０のころ１１２が山１２２を乗り越えて落ちるときの衝撃を少なくするように、アクチュエータ４２の回転量を制御する。

ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、エンコーダ４６で検出された回転量に基づく、アクチュエータ４２の回転位置（ディテントプレート１００におけるころ１１２の相対位置）がＰポジションに対応する予め定められた範囲内にあるときには、シフトポジションがＰポジションであることを判定する。

一方、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、エンコーダ４６で検出された回転量に基づく、アクチュエータ４２の回転位置が非Ｐポジション（たとえば、Ｄ、Ｒ、Ｎ）に対応する予め定められた範囲内にあるときには、シフトポジションが非Ｐポジションであることを判定する。

また、ディテントプレート１００あるいはシャフト１０２は、自動変速機のマニュアルバルブのスプール（いずれも図示せず）に最終的に接続される。アクチュエータ４２の回転位置がＤポジション、Ｒポジション、Ｎポジションになると、マニュアルバルブのスプールがそれぞれのシフトポジションに対応する位置に移動させられる。このようにして、自動変速機のシフトポジションがアクチュエータ４２により切り換えられる。

ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、エンコーダ４６により検知されるカウンタ値に基づいてアクチュエータ４２の回転量を検出する。

ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、規制部材により規制されたアクチュエータの回転位置に基づいて、複数のシフトポジションのうちの少なくとも１つのシフトポジションの位置を設定する。

以上のような構成を有するシフト制御システム１０において、本発明は、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０が、シフトポジションが切り換えるようにアクチュエータ４２の制御を開始する前に、シフト切換機構４８のガタが詰まるようにアクチュエータ４２を制御する点に特徴を有する。本実施の形態において、「ガタ」とは、アクチュエータ４２とシャフト１０２との間のガタである。たとえば、「ガタ」は、アクチュエータ４２とシャフト１０２とを連結するスプライン嵌合部およびアクチュエータ４２の内部に設けられるギヤ部のガタである。

具体的には、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、シフトポジションが切り換えられた時点で、シフト切換機構４８のガタが詰まるようにアクチュエータ４２を制御する。さらに、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、切換後のシフトポジションに対応した予め定められたシフトポジション側のガタが詰まるように、アクチュエータ４２を制御する。すなわち、アクチュエータ４２は、予め定められた回転方向についての、シフト切換機構４８のガタが詰まるように制御される。

図３に、本実施の形態に係るシフト切換機構の制御装置であるＳＢＷ−ＥＣＵ４０の機能ブロック図を示す。

ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、入力インターフェース（以下、入力Ｉ／Ｆと記載する）３００と、演算処理部４００と、記憶部６００と、出力インターフェース（以下、出力Ｉ／Ｆと記載する）５００とを含む。

入力Ｉ／Ｆ３００は、Ｐスイッチ２０からのＰ指令信号と、エンコーダ４６からの計数信号と、シフトスイッチ２６からのシフト信号と、ＮＳＷ７０からのＮＳＷ接点信号とを受信して、演算処理部４００に送信する。

演算処理部４００は、シフト信号入力判定部４０２と、シフト判定部４０４と、アクチュエータ駆動制御部４０６と、シフト完了判定部４０８と、ポジション判定部４１０と、ガタ詰制御部４１２と、時間計測部４１４とを含む。

シフト信号入力判定部４０２は、シフトスイッチ２６からシフト信号を受信するか否かを判定する。シフト信号入力判定部４０２は、たとえば、シフト信号を受信すると、入力判定フラグをオンするようにしてもよい。

シフト判定部４０４は、シフト信号を受信すると、アクチュエータの回転状態、すなわち、エンコーダ４６の計数値から得られる回転量に基づいて特定される、現在選択されているシフトポジションと、シフトスイッチ２６から受信したシフト信号に基づいて特定されるシフトレバーの操作位置に対応したシフトポジションとが異なるか否かを判定する。

なお、シフト判定部４０４は、たとえば、入力判定フラグがオンであると、現在選択されているシフトポジションと、シフトレバーの操作位置に対応したシフトポジションとが異なるか否かの判定を実行するようにしてもよい。また、シフト判定部４０４は、現在選択されているシフトポジションと、シフトレバーの操作位置に対応したシフトポジションとが異なる場合には、シフト判定フラグをオンするようにしてもよい。なお、シフト判定部４０４は、ＮＳＷ７０から受信するＮＳＷ接点信号に基づいて、現在選択されているシフトポジションを検出するようにしてもよい。

アクチュエータ駆動制御部４０６は、現在選択されているシフトポジションと、シフトレバーの操作位置に対応したシフトポジションとが異なる場合には、自動変速機におけるシフトポジションがシフトレバーの操作位置に対応したシフトポジションに切り換えるようにアクチュエータ４２を制御する。

シフト完了判定部４０８は、ＮＳＷ７０から受信するＮＳＷ接点信号あるいはエンコーダ４６から受信する計数信号に基づいて、シフトレバーの操作位置に対応したシフトポジションに切り換わったか否かを判定する。なお、シフト完了判定部４０８は、たとえば、シフトポジションが切り換わったことを判定すると、完了判定フラグをオンするようにしてもよい。

ポジション判定部４１０は、シフトポジションが切り換わったことを判定すると、現在選択されているシフトポジションを判定する。ポジション判定部４１０は、たとえば、ＮＳＷ７０から受信するＮＳＷ接点信号に基づいて現在選択されているシフトポジションを判定するようにしてもよいし、あるいは、エンコーダ４６から受信する計数信号に基づいて、現在選択されているシフトポジションを判定するようにしてもよい。なお、ポジション判定部４１０は、完了判定フラグがオンであると、シフトポジションを判定するようにしてもよい。

ガタ詰制御部４１２は、判定されたシフトポジションに対応するシャフト１０２の回転方向についてのガタが詰まるようにアクチュエータ４２を制御する。

具体的には、ガタ詰制御部４１２は、切換後のシフトポジションがＰポジションであると、シフト切換機構４８のＲ（後進走行）ポジション側のガタが詰まるようにアクチュエータ４２を制御する。

さらに、ガタ詰制御部４１２は、切換後のシフトポジションがＲポジションであると、シフト切換機構４８のＮ（ニュートラル）ポジション側のガタが詰まるようにアクチュエータ４２を制御する。

さらに、ガタ詰制御部４１２は、切換後のシフトポジションがＤ（前進走行）ポジションであると、シフト切換機構４８のＮポジション側のガタが詰まるようにアクチュエータ４２を制御する。

さらに、ガタ詰制御部４１２は、切換後のシフトポジションがＮポジションであると、シフト切換機構４８のＰポジション側のガタが詰まるようにアクチュエータ４２を制御する。

さらに、ガタ詰制御部４１２は、切換後のシフトポジションが変速に用いられるギヤ段を予め定められた範囲に制限するシフトポジションであると、シフト切換機構４８におけるＮポジション側のガタが詰まるようにアクチュエータを制御する。

「自動変速に用いられるギヤ段を予め定められた範囲に制限するシフトポジション」とは、たとえば、１速段固定のシフトポジション、２速段固定のシフトポジション、１速段と２速段との間で自動変速するシフトポジション、１速段から最上段のギヤ段までのうちの予め定められた範囲内で自動変速するシフトポジション、あるいは、１速段から最上段のギヤ段までのうちのいずれか１つに固定する、手動変速モードに対応するシフトポジションである。

なお、本実施の形態においては、ディテントプレート１００の形状に対応させて、上述したようにガタ詰方向を規定したが、特に、これらのガタ詰め方向に限定されるものではない。

ガタ詰制御部４１２は、設定時間が経過するまで予め定められた出力が発現するように、アクチュエータ４２を制御する。設定時間は、切換後のシフトポジションに対応させて異なる時間が設定される。設定時間は、たとえば、ガタ詰まりが完了する時間であって、たとえば、実験等により適合される。これにより、各シフトポジションにおけるガタを精度よく低減することができる。ガタ詰制御部４１２は、設定時間が経過すると、アクチュエータ４２を停止するように制御する。時間計測部４１４は、上述した設定時間を計測するタイマーである。

なお、本実施の形態において、シフト信号入力判定部４０２、シフト判定部４０４、アクチュエータ駆動制御部４０６、シフト完了判定部４０８、ポジション判定部４１０、ガタ詰制御部４１２および時間計測部４１４は、いずれも演算処理部４００であるＣＰＵ（Central Processing Unit）が記憶部６００に記憶されたプログラムを実行することにより実現される、ソフトウェアとして機能するものとして説明するが、ハードウェアにより実現されるようにしてもよい。なお、このようなプログラムは記録媒体に記録されて車両に搭載される。

記憶部６００には、各種情報、プログラム、しきい値、マップ等が記憶され、必要に応じて演算処理部４００からデータが読み出されたり、格納されたりする。

以下、図４を参照して、本実施の形態に係るシフト切換機構の制御装置であるＳＢＷ−ＥＣＵ４０で実行されるプログラムの制御構造について説明する。

ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、シフト信号が入力されたか否かを判定する。シフト信号が入力されると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ１０２にて、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、入力されたシフト信号に対応するシフトポジションが、現在選択されているシフトポジションと異なるか否かを判定する。入力されたシフト信号に対応するシフトポジションと、現在選択されているシフトポジションとが異なると（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０４に移される。もしそうでないと（Ｓ１０２にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ１０４にて、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、入力されたシフト信号に対応するシフトポジションに切り換えるようにアクチュエータ４２を制御する。Ｓ１０６にて、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、シフトポジションの切換が完了したか否かを判定する。シフトポジションの切換が完了すると（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、処理はＳ１０８に移される。もしそうでないと（Ｓ１０６にてＮＯ）、処理はＳ１０６に戻されて、シフトポジションの切換が完了するまで待機する。

Ｓ１０８にて、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、現在選択されているシフトポジションを判定する。Ｓ１１０にて、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、タイマーを起動させて、時間計測を開始する。Ｓ１１２にて、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、ガタ詰制御を開始する。

Ｓ１１４にて、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、タイマーを起動させてから現在選択されているシフトポジションに対応した設定時間が経過したか否かを判定する（Ｓ１１４にてＹＥＳ）、処理はＳ１１６に移される。もしそうでないと（Ｓ１１４にてＮＯ）、処理はＳ１１４に戻されて、設定時間が経過するまで待機する。なお、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、ガタ詰制御を開始してから設定時間が経過したか否かを判定するようにしてもよい。Ｓ１１６にて、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、アクチュエータ４２を停止させて、ガタ詰制御を終了する。

以上のような構造、フローチャートに基づく、本実施の形態に係るシフト切換機構の制御装置であるＳＢＷ−ＥＣＵ４０の動作について図５および図６を参照しつつ説明する。

＜ＰポジションからＤポジションへの切換時＞
シフトレバーの操作位置がＰポジションに対応する位置にある場合には、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、シフトスイッチ２６から、図５（Ａ）に示すように、Ｐポジションに対応する信号を受信する。

また、アクチュエータ４２の回転位置は、Ｐポジションに対応する位置であるため、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、ＮＳＷ７０から、図５（Ｂ）に示すように、Ｐポジションに対応するＮＳＷ接点信号を受信する。さらに、図５（Ｃ）に示すように、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、エンコーダ４６から、ディテントプレート１００の回転位置がＰポジションに対応する位置にあることを示す計数信号を受信する。

時間Ｔ（０）において、運転者がシフトレバーをＤポジションに対応する位置に移動させると、図５（Ａ）に示すように、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、シフトスイッチ２６からＤポジションに対応するシフト信号を受信する（Ｓ１００にてＹＥＳ）。

現在選択されているシフトポジションがＰポジションであるため（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、時間Ｔ（１）において、アクチュエータ４２の駆動制御が開始される（Ｓ１０４）。このとき、図５（Ｄ）に示すように、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、予め定められたトルクＴｑ（１）が発現されるようにアクチュエータ４２を制御する。

図５（Ｃ）に示すように、時間Ｔ（１）以降において、アクチュエータ４２は、回転トルクを発現させて、ディテントプレート１００を回転させる。そのため、エンコーダ４６から出力される計数値は、Ｄポジションに対応する計数値に接近していく。たとえば、図５（Ｃ）の紙面下方向が計数値の減少側であるとすると、計数値は、時間の経過とともに減少していく。

アクチュエータ４２の回転が継続すると、時間Ｔ（２）において、ＮＳＷ７０からＳＢＷ−ＥＣＵ４０に出力されるＮＳＷ接点信号は、図５（Ｂ）に示すように、Ｐポジションに対応する信号からＲポジションに対応する信号に切り換わる。

時間Ｔ（３）において、ＮＳＷ７０からＳＢＷ−ＥＣＵ４０に出力されるＮＳＷ接点信号は、Ｒポジションに対応する信号からＮポジションに対応する信号に切り換わる。

時間Ｔ（４）において、ＮＳＷ７０からＳＢＷ−ＥＣＵ４０に出力されるＮＳＷ接点信号は、Ｎポジションに対応する信号からＤポジションに対応する信号に切り換わる。

時間Ｔ（５）において、エンコーダ４６から出力される計数信号に基づく計数値が、Ｄポジションに対応する計数値と略同じになると、アクチュエータ４２の駆動が停止されて、シフトポジションの切換が完了したことが判定される（Ｓ１０６にてＹＥＳ）。

時間Ｔ（６）において、シフトポジションの判定がなされるとともに（Ｓ１０８）、タイマーが起動される（Ｓ１１０）。

時間Ｔ（７）において、ガタ詰制御が開始される（Ｓ１１２）。このとき、図５（Ｄ）に示すように、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、切換後のシフトポジションがＤポジションであるため、Ｎポジション側のガタが詰められるようにガタ詰制御が実行される。

このとき、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、予め定められたトルクＴｑ（２）が発現するようにアクチュエータ４２を制御する。なお、予め定められたトルクＴｑ（２）の絶対値は、予め定められたトルクＴｑ（１）の絶対値以下であれば特に限定されるものではない。

時間Ｔ（８）において、ガタ詰制御が開始されてから、Ｄポジションに対応させて設定される設定時間Ｔａ（１）が経過すると（Ｓ１１４にてＹＥＳ）、アクチュエータ４２の駆動が停止されて、ガタ詰制御が終了する（Ｓ１１６）。

このとき、図５（Ｃ）に示すように、エンコーダ４６から出力される計数値は、Ｎポジションに近づく方向に増加する。すなわち、シフト切換機構４８のＮポジション側のガタが詰められた状態となる。

＜ＰポジションからＲポジションへの切換時＞
シフトレバーの操作位置がＰポジションに対応する位置にある場合には、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、シフトスイッチ２６から、図６（Ａ）に示すように、Ｐポジションに対応する信号を受信する。

また、アクチュエータ４２の回転位置は、Ｐポジションに対応する位置であるため、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、ＮＳＷ７０から、図６（Ｂ）に示すように、Ｐポジションに対応するＮＳＷ接点信号を受信する。さらに、図６（Ｃ）に示すように、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、エンコーダ４６から、ディテントプレート１００の回転位置がＰポジションに対応する位置にあることを示す計数信号を受信する。

時間Ｔ（１０）において、運転者がシフトレバーをＲポジションに対応する位置に移動させると、図６（Ａ）に示すように、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、シフトスイッチ２６からＲポジションに対応するシフト信号を受信する（Ｓ１００にてＹＥＳ）。

現在選択されているシフトポジションがＰポジションであるため（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、時間Ｔ（１１）において、アクチュエータ４２の駆動制御が開始される（Ｓ１０４）。このとき、図６（Ｄ）に示すように、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、予め定められたトルクＴｑ（１）が発現するようにアクチュエータ４２を制御する。

図６（Ｃ）に示すように、時間Ｔ（１１）以降において、アクチュエータ４２は、回転トルクを発現させて、ディテントプレート１００を回転させる。そのため、エンコーダ４６から出力される計数値は、Ｒポジションに対応する計数値に近づいていく。たとえば、図６（Ｃ）の紙面下方向が計数値の減少側であるとすると、計数値は、時間の経過とともに減少していく。

アクチュエータ４２の回転が継続すると、時間Ｔ（１２）において、ＮＳＷ７０からＳＢＷ−ＥＣＵ４０に出力されるＮＳＷ接点信号は、図６（Ｂ）に示すように、Ｐポジションに対応する信号からＲポジションに対応する信号に切り換わる。

時間Ｔ（１３）において、エンコーダ４６から出力される計数信号に基づく計数値が、Ｒポジションに対応する計数値と略同じになると、アクチュエータ４２の駆動が停止されて、シフトポジションの切換が完了したことが判定される（Ｓ１０６にてＹＥＳ）。

時間Ｔ（１４）において、シフトポジションの判定がなされるとともに（Ｓ１０８）、タイマーが起動される（Ｓ１１０）。

時間Ｔ（１５）において、ガタ詰制御が開始される（Ｓ１１２）。このとき、図６（Ｄ）に示すように、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、切換後のシフトポジションがＲポジションであるため、Ｎポジション側のガタが詰められるようにガタ詰制御が実行される。

このとき、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、予め定められたトルクＴｑ（３）が発現するようにアクチュエータ４２を制御する。このとき、アクチュエータ４２とシャフト１０２との間のスプライン嵌合部およびアクチュエータ４２内部のギヤ部におけるガタが詰められる。なお、予め定められたトルクＴｑ（３）の絶対値は、予め定められたトルクＴｑ（１）の絶対値以下であればよい。また、予め定められたトルクＴｑ（３）の絶対値は、予め定められたトルクＴｑ（２）の絶対値と同じであってもよい。

時間Ｔ（１６）において、ガタ詰制御が開始されてから、Ｒポジションに対応させて設定される設定時間Ｔａ（２）が経過すると（Ｓ１１４にてＹＥＳ）、アクチュエータ４２の駆動が停止されて、ガタ詰制御が完了する（Ｓ１１６）。

このとき、図６（Ｃ）に示すように、エンコーダ４６から出力される計数値は、Ｎポジションに近づく方向に増加する。すなわち、シフト切換機構４８のＮポジション側のガタが詰められた状態となる。

以上のようにして、本実施の形態に係るシフト切換機構の制御装置によると、シフトポジションが切り換えられた時点で、切換後のシフトポジションに対応した方向のシフト切換機構におけるガタが詰められるようにアクチュエータが制御されるため、切換後のシフトポジションに対応した方向に位置するシフトポジションに切り換えられる際には、速やかにシフトポジションを切り換えるようにアクチュエータを制御することができる。そのため、シフト操作に対する応答性を向上させることができる。また、ガタが詰められているため、切換の精度を向上させることができる。さらに、このような制御において、各レンジ間の中間位置にスイッチを設ける必要もないため、部品点数が増加することもない。したがって、コストの上昇および構成の複雑化を抑制しつつ、シフト操作に対する応答性および精度を向上させたシフト切換機構の制御装置を提供することができる。

なお、本実施の形態においては、ガタ詰制御は、設定時間が経過するまで予め定められた出力が発現するようにアクチュエータを制御することにより実現されるものであるが、特にこれに限定されるものではない。

たとえば、シフト制御システムは、図示しないアクチュエータの回転力に対する反力に対応する物理量を検出する反力検出部をさらに含み、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、検出された物理量に対応する反力が予め定められた反力を超えるまで、予め定められた出力が発現するようにアクチュエータを制御するようにしてもよい。

なお、反力検出部は、反力を直接的に検出するようにしてもよいし、アクチュエータに供給される電力状態（たとえば、電流値あるいは電圧値）およびアクチュエータの回転状態（たとえば、カウント値あるいはその変化量）に基づいて、反力を検出するようにしてもよい。

あるいは、ＳＢＷ−ＥＣＵは、エンコーダにより検出されたアクチュエータの回転量が予め定められた回転量を超えるまで、予め定められた出力が発現するようにアクチュエータを制御するようにしてもよい。なお、アクチュエータの回転量に対応する物理量が検出できれば、特にエンコーダに限定されるものではない。

さらには、ＳＢＷ−ＥＣＵは、上述した経過時間、反力および回転量についての３つの条件のうちいずれか１つの条件が成立するまで、予め定められた出力が発現するようにアクチュエータを制御するようにしてもよい。あるいは、ＳＢＷ−ＥＣＵは、上述した３つの条件のうちいずれか２つの条件が成立するまで、予め定められた出力が発現するようにアクチュエータを制御するようにしてもよい。あるいは、ＳＢＥ−ＥＣＵは、上述した３つの条件のうちのすべての条件が成立するまで、予め定められた出力が発現するようにアクチュエータを制御するようにしてもよい。

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シフト切換機構の制御装置が搭載された車両の構成を示す図である。 シフト機構の構成を示す図である。 本実施の形態に係るシフト切換機構の制御装置であるＳＢＷ−ＥＣＵの機能ブロック図である。 本実施の形態に係るシフト切換機構の制御装置であるＳＢＷ−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。 本実施の形態に係るシフト切換機構の制御装置であるＳＢＷ−ＥＣＵの動作を示すタイミングチャート（その１）である。 本実施の形態に係るシフト切換機構の制御装置であるＳＢＷ−ＥＣＵの動作を示すタイミングチャート（その２）である。

符号の説明

１０ シフト制御システム、２０ Ｐスイッチ、２２ インジケータ、２４ 入力部、２６ シフトスイッチ、２８ 車両電源スイッチ、３０ ＥＦＩ−ＥＣＵ、４０ ＳＢＷ−ＥＣＵ、４２ アクチュエータ、４６ エンコーダ、４８ シフト切換機構、５０ 表示部、５２ メータ、６０ 駆動機構、７０ ＮＳＷ、１００ ディテントプレート、１０２ シャフト、１０４ ロッド、１０６ パーキングロックポール、１０８ パーキングロックギヤ、１１０ ディテントスプリング、１１２ ころ、１２０ 非Ｐ位置、１２２ 山、１２４ Ｐ位置、３００ 入力Ｉ／Ｆ、４００ 演算処理部、４０２ シフト信号入力判定部、４０４ シフト判定部、４０６ アクチュエータ駆動制御部、４０８ シフト完了判定部、４１０ ポジション判定部、４１２ ガタ詰制御部、４１４ 時間計測部、５００ 出力Ｉ／Ｆ、６００ 記憶部。

Claims (13)

1. 操作部材の状態に対応した電気信号に基づいてアクチュエータの回転力により、変速機のシフトポジションを切り換えるシフト切換機構の制御装置であって、前記変速機は、複数のシフトポジションを有し、
   前記電気信号に基づいて、前記操作部材により選択された第１のシフトポジションを検知するための検知手段と、
   前記アクチュエータの回転状態に基づいて第２のシフトポジションを判定するための判定手段と、
   前記第１のシフトポジションと前記第２のシフトポジションが異なると、前記第１のシフトポジションに切り換えるように前記アクチュエータを制御するための制御手段と、
   前記第１のシフトポジションに切り換えるように前記アクチュエータの制御が開始される前に、前記シフト切換機構のガタが詰まるように前記アクチュエータを制御するためのガタ詰制御手段とを含み、
   前記ガタ詰制御手段は、切換後のシフトポジションが後進走行ポジションであると、前記シフト切換機構の前進走行ポジション側のガタが詰まるように前記アクチュエータを制御するための手段を含む、シフト切換機構の制御装置。
2. 前記ガタ詰制御手段は、前記後進走行ポジションに切り換えられた時点で、前記シフト切換機構の前進走行ポジション側のガタが詰まるように前記アクチュエータを制御するための手段を含む、請求項１に記載のシフト切換機構の制御装置。
3. 前記ガタ詰制御手段は、前記切換後のシフトポジションがパーキングポジションであると、前記シフト切換機構の後進走行ポジション側のガタが詰まるように前記アクチュエータを制御するための手段を含む、請求項１に記載のシフト切換機構の制御装置。
4. 前記ガタ詰制御手段は、前記切換後のシフトポジションが前進走行ポジションであると、前記シフト切換機構のニュートラルポジション側のガタが詰まるように前記アクチュエータを制御するための手段を含む、請求項１に記載のシフト切換機構の制御装置。
5. 前記ガタ詰制御手段は、前記切換後のシフトポジションがニュートラルポジションであると、前記シフト切換機構の後進走行ポジション側のガタが詰まるように前記アクチュエータを制御するための手段を含む、請求項１に記載のシフト切換機構の制御装置。
6. 前記ガタ詰制御手段は、前記切換後のシフトポジションが変速に用いられるギヤ段を予め定められた範囲に制限するシフトポジションであると、前記シフト切換機構のニュートラルポジション側のガタが詰まるように前記アクチュエータを制御するための手段を含む、請求項１に記載のシフト切換機構の制御装置。
7. 前記ガタ詰制御手段は、設定時間が経過するまで予め定められた出力が発現するように、前記アクチュエータを制御するための手段を含む、請求項１〜６のいずれかに記載のシフト切換機構の制御装置。
8. 前記設定時間は、切換後のシフトポジションに応じて異なる時間が設定される、請求項７に記載のシフト切換機構の制御装置。
9. 前記制御装置は、前記アクチュエータの回転力に対する反力に対応する物理量を検出するための反力検出手段をさらに含み、
   前記ガタ詰制御手段は、前記検出された物理量に対応する反力が予め定められた反力を超えるまで、予め定められた出力が発現するように、前記アクチュエータを制御するための手段を含む、請求項１〜８のいずれかに記載のシフト切換機構の制御装置。
10. 前記制御装置は、前記アクチュエータの回転量に対応する物理量を検出するための回転量検出手段をさらに含み、
    前記ガタ詰制御手段は、前記検出された物理量に対応する回転量が予め定められた回転量を超えるまで、予め定められた出力が発現するように、前記アクチュエータを制御するための手段を含む、請求項１〜９のいずれかに記載のシフト切換機構の制御装置。
11. 操作部材の状態に対応した電気信号に基づいてアクチュエータの回転力により、変速機のシフトポジションを切り換えるシフト切換機構の制御方法であって、前記変速機は、複数のシフトポジションを有し、
    前記電気信号に基づいて、前記操作部材により選択された第１のシフトポジションを検知するステップと、
    前記アクチュエータの回転状態に基づいて第２のシフトポジションを判定するステップと、
    前記第１のシフトポジションと前記第２のシフトポジションが異なると、前記第１のシフトポジションに切り換えられるように前記アクチュエータを制御するステップと、
    前記第１のシフトポジションに切り換えられるように前記アクチュエータの制御が開始される前に、前記シフト切換機構のガタが詰まるように前記アクチュエータを制御するステップとを含み、
    前記ガタが詰まるように前記アクチュエータを制御するステップは、切換後のシフトポジションが後進走行ポジションであると、前記シフト切換機構の前進走行ポジション側のガタが詰まるように前記アクチュエータを制御するステップを含む、シフト切換機構の制御方法。
12. 請求項１１に記載のシフト切換機構の制御方法をコンピュータで実現されるプログラム。
13. 請求項１１に記載のシフト切換機構の制御方法をコンピュータで実現されるプログラムが記録された記録媒体。

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