JP4998830B2 - シフトバイワイヤ式変速制御装置 - Google Patents

Description

この発明はシフトバイワイヤ式変速制御装置に係り、特に車両を頻繁に前後に移動させる必要がある状況で運転者のニーズに沿った変速制御の実現を図るシフトバイワイヤ式変速制御装置に関するものである。

車両に搭載された自動式の変速機の変速装置には、運転者がシフト操作装置のシフトレバーを操作すると、シフトケーブルを介して変速機内のマニュアルバルブが機械的に操作され、変速機のシフトポジション（「変速段」ともいう。）を変更するものがある。
このような機械的にシフトポジションを変更する変速装置に対して、シフト操作装置の操作を電気的に検出し、自動変速機の変速段をモータ等のアクチュエータにより変更するシフトバイワイヤ式変速制御装置がある。

特許第２９２３９５３号公報 特開平０１−１１２０６４号公報 実開昭６１−８２１５９号公報 実開平０３−６１６２号公報

ところで、従来のシフトバイワイヤ式変速制御装置においては、変速機保護のために、車両走行中に変速機の変速段をリバース（「Ｒ」とも記載する。）レンジからドライブ（「Ｄ」とも記載する。）レンジへ、または、ドライブレンジからリバースレンジへの変速制御を不可能とする機能を追加している。
しかし、走行状態に応じて運転者は車両が動いているときでも、シフトチェンジを要望することがある。
つまり、実際の操作としては、例えば急減速してシフトチェンジする場合などである。
この結果、前記シフトバイワイヤ式変速制御装置に追加されている機能によって、上述した運転者の要望に対応することができないという不都合がある。

この発明の目的は、車両を頻繁に前後に移動させる必要がある状況において、運転者のニーズに沿った変速制御を果たし得るシフトバイワイヤ式変速制御装置を実現することにある。

そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、運転者が選択したシフトレンジ位置を出力するシフト操作装置と、シフト制御手段の出力信号に応じて、変速機の変速段を変更するために動作するアクチュエータと、シフト操作位置の出力信号に応じて、前記アクチュエータを動作させるシフト制御手段とを備えたシフトバイワイヤ式変速制御装置において、前記シフト制御手段は、前記アクチュエータに変速段を車両を後退させることが可能な変速段又は車両を前進させることが可能な変速段に変更するよう指令する制御手段を備え、前記制御手段は、車両の減速度を算出する減速度算出手段と、車両の加速度を算出する加速度算出手段と、車両速度を検出する車速検出手段とを備え、シフト操作位置が車両を前進させることが可能な位置であり、かつ車両が実際に前進状態にあり、かつフットブレーキによる車両の制動が行われている時に、シフト操作位置が、前記車両を前進させることが可能な位置から、車両を後退させることが可能な位置へと操作された場合には、前記制御手段は、前記車速検出手段により検出された車両速度が、予め設定された設定速度と前記減速度算出手段から算出された減速度とを用いて算出された許可車速未満である場合に、前記アクチュエータに車両を後退させることが可能な変速段に変更するよう指令する一方、シフト操作位置が車両を後退させることが可能な位置であり、かつ車両が実際に後退状態にあり、かつフットブレーキによる車両の制動が行われている時に、シフト操作位置が、前記車両を後退させることが可能な位置から、車両を前進させることが可能な位置へと操作された場合には、前記制御手段は、前記車速検出手段により検出された車両速度が、予め設定された設定速度と前記加速度算出手段から算出された加速度とを用いて算出された許可車速未満である場合に、前記アクチュエータに車両を前進させることが可能な変速段に変更するよう指令し、前記許可車速は、減速度又は加速度が大きくなるほど大きくなるように設定されていることを特徴とする。

この発明によれば、縦列駐車や車庫入れ等の車両を頻繁に前後に移動させる必要がある状況において、運転者のニーズに沿った迅速な変速制御を実現することができる。

以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。

図１〜図３はこの発明の実施例を示すものである。
図２において、１はシフトバイワイヤ式変速制御装置である。
このシフトバイワイヤ式変速制御装置１は、運転者が選択したシフトレンジ位置を出力するシフト操作装置２と、後述するシフト制御手段５の出力信号に応じて、変速機、例えば自動変速機（「ＡＴ」ともいう。）３の変速段を変更するために動作するアクチュエータ（「ＡＣＴ」ともいう。）４と、シフト操作位置の出力信号に応じて、アクチュエータ４を動作させるシフト制御手段（「シフトコントローラ」ともいう。）５とを備えている。
前記シフト操作装置２は、シフトセレクト操作インターフェース（「操作子」ともいう。）と称されるものである。
前記自動変速機３は、ミッションギヤを切り替えて変速するものであり、シフトポジションとして、例えば、パーキングレンジ、ニュートラルレンジ（「Ｎレンジ」ともいう。）、リバースレンジ（「Ｒレンジ」ともいう。）、ドライブレンジ、３速レンジ、２速レンジ、ローレンジ（「Ｌレンジ」ともいう。）等を有している。
そして、前記自動変速機３は、この自動変速機３の変速段を変更するための前記アクチュエータ４を備えている。
このアクチュエータ４は、モータ６やマニュアルシフトシャフト７、ギヤ機構（図示せず）、角度センサ（図示せず）などを備えている。
このとき、前記アクチュエータ４は、前記マニュアルシフトシャフト７をモータ６で回転させ、回転角度信号を出力する。
つまり、前記アクチュエータ４は、マニュアルシフトシャフト７の回転角度情報である回転角度信号を、前記シフト制御手段５に出力する。
なお、回転角度信号としては、マニュアルシフトシャフト７の回転角度情報以外にも、モータ６の出力軸及び減速ギヤの回転角度でも同様に対応可能である。
また、マニュアルシフトシャフト７は、前記自動変速機３内部のディテント部材（図示せず）に連結し、回転することでシフトポジションをシフトチェンジするシャフトである。
更に、前記マニュアルシフトシャフト７にシフト（インヒビタ）スイッチ（「シフト（インヒビタ）ＳＷ」ともいう。）８を設けている。
このシフト（インヒビタ）スイッチ８は、前記マニュアルシフトシャフト７の回転に同期して回転し、各シフトポジション信号を出力する。
つまり、シフト（インヒビタ）スイッチ８は、現在のシフトポジション信号を前記シフト制御手段５に出力する。

また、前記自動変速機３のシフトポジションをシフトチェンジする前記シフトバイワイヤ式変速制御装置１がある。
このシフトバイワイヤ式変速制御装置１は、図２に示す如く、シフト制御手段５を備えている。
このとき、前記シフト制御手段５は、前記シフト操作装置２の出力信号に応じて、自動変速機３のシフトポジションをシフトチェンジするようにアクチュエータ４を動作させる。
換言すれば、前記シフト制御手段５は、前記シフト操作装置２からの信号により目標シフトポジションを設定し、アクチュエータ４を制御してシフトチェンジを行う。

前記シフト操作装置２は、レバー等の操作子を操作することで、運転者が要求するシフト要求信号ＰＲＮＤを出力するものであり、前記自動変速機３の各シフトポジションに対応した、パーキングレンジ位置、ニュートラルレンジ位置、リバースレンジ位置、ドライブレンジ位置、３速レンジ位置、２速レンジ位置、ローレンジ位置等を、運転者が人為的に選択操作可能である。
なお、リバースレンジ位置やドライブレンジ位置からなる走行レンジにおいては、ＭレンジやＳレンジ、Ｈレンジ等の異なる走行モードの場合も考えられる。
そして、前記シフト操作装置２を前記シフトバイワイヤ式変速制御装置１のシフト制御手段５に接続して設ける。

更に、前記シフトバイワイヤ式変速制御装置１は、前記アクチュエータ４を前記シフト操作装置２の選択状態に応じて駆動制御するシフトチェンジ機能を有している。

そして、前記シフトバイワイヤ式変速制御装置１のシフト制御手段５には、図２に示す如く、バッテリ９が接続され、車両情報１０が入力される一方、車両装置１１が接続される。
前記車両情報１０は、車速（「ＳＰＤ」とも記載する。）やイグニションパルス（「ＩＧ ＰＬＳ」とも記載する。）、ストップランプスイッチ（「ストップランプＳＷ」とも記載する。）、イグニションスイッチ（「ＩＧＮ ＳＷ」とも記載する。）などからなる。
また、前記車両装置１１は、自動変速機コントローラ（「ＡＴコントローラ」とも記載する。）や燃料噴射コントローラ、表示装置（ランプやシフトインジケータ等）、キーインターロック制御システムなどからなる。

このとき、シフト操作位置が車両を前進させることが可能な位置であり、かつ車両が実際に前進状態にあり、かつ図示しないフットブレーキによる車両の制動が行われている時に、シフト操作位置が、前記車両を前進させることが可能な位置から、車両を後退させることが可能な位置へと操作した場合には、前記シフト制御手段５は、前記アクチュエータ４に変速段を車両を後退させることが可能な変速段に変更するよう指令する制御手段１２を備えている。
詳述すれば、まず、この制御手段１２が変速段を変更するよう指令するための要件を以下にまとめる。
（１）シフト操作位置が車両を前進させることが可能な位置、例えばＤレンジ位置であり、
（２）車両が実際に前進状態、つまり、車両前進中であり、
（３）フットブレーキによる車両の制動が行われている時、つまり、フットブレーキがＯＮ操作されている時、
（４）シフト操作位置が、前記車両を前進させることが可能な位置から、車両を後退させることが可能な位置へと操作された場合、つまり、前記車両を前進させることが可能なシフト操作位置においてＲレンジシフトの要求があった場合
そして、上記の（１）〜（４）までのすべての要件を満足する場合には、前記制御手段１２は、前記アクチュエータ４に変速段をＲレンジに変更するよう指令するものである。
このため、縦列駐車や車庫入れ等の車両を頻繁に前後に移動させる必要がある状況において、運転者のニーズに沿った迅速な変速制御を実現することが可能である。

また、前記制御手段１２は、車両の減速度を算出する減速度算出手段１３と、車両速度を検出する車速検出手段１４とを備え、この車速検出手段１４により検出された車両速度が、予め設定された設定速度と前記減速度算出手段１３から算出された減速度とを用いて算出された許可車速未満である場合に変更指令を出力する。
つまり、図２に示す如く、前記制御手段１２は、車両の減速度を算出する減速度算出手段１３と、車両速度を検出する車速検出手段１４とを備えている。
そして、前記制御手段１２は、車速検出手段１４により検出された実際の車両速度（「現在車速」ともいう。）が、予め設定された設定速度であるシフト許可車速と前記減速度算出手段１３から算出された減速度である緩和ゲインＫとを用いて算出された許可車速未満である場合に変更指令を出力するものである。
このため、許可する車速を車両の減速度に応じて変更しているので、許可車速と運転者のニーズとのギャップを少なくすることが可能である。
このとき、前記シフト許可車速は、例えば１０ｋｍ／ｈに設定される。
また、前記緩和ゲインＫは、加減速度が大きいほど大きくなる数字となるように設定される。
つまり、算出される許可速度は、減速度が大きくなるほど大きくなるように設定される。
このため、許可車速の算出精度を高めることが可能である。

前記シフト制御手段５に備えた前記制御手段１２は、以下の機能をも有している。
つまり、制御手段１２は、シフト操作位置が車両を後退させることが可能な位置であり、かつ車両が実際に後退状態にあり、かつフットブレーキによる車両の制動が行われている時に、シフト操作位置が、前記車両を後退させることが可能な位置から、車両を前進させることが可能な位置へと操作した場合には、前記アクチュエータ４に変速段を車両を前進させることが可能な変速段に変更するよう指令する。
詳述すれば、まず、この制御手段１２が変速段を変更するよう指令するための要件を以下にまとめる。
（１）シフト操作位置が車両を後退させることが可能な位置、例えばＲレンジ位置であり、
（２）車両が実際に後退状態、つまり、車両後退中であり、
（３）フットブレーキによる車両の制動が行われている時、つまり、フットブレーキがＯＮ操作されている時、
（４）シフト操作位置が、前記車両を後退させることが可能な位置から、車両を前進させることが可能な位置へと操作された場合、つまり、前記車両を後退させることが可能なシフト操作位置においてＤレンジシフトの要求があった場合
そして、上記の（１）〜（４）までのすべての要件を満足する場合には、前記制御手段１２は、前記アクチュエータ４に変速段をＤレンジに変更するよう指令するものである。
このため、縦列駐車や車庫入れ等の車両を頻繁に前後に移動させる必要がある状況において、運転者のニーズに沿った迅速な変速制御を実現することが可能である。

また、前記制御手段１２は、車両の加速度を算出する加速度算出手段１５と、車両速度を検出する前記車速検出手段１４とを備え、この車速検出手段１４により検出された車両速度が、予め設定された設定速度と前記加速度算出手段１５から算出された加速度とを用いて算出された許可車速未満である場合に変更指令を出力する。
つまり、図２に示す如く、前記制御手段１２は、車両の加速度を算出する加速度算出手段１５と、車両速度を検出する車速検出手段１４とを備えている。
なお、前記加速度算出手段１５は、車両の後退速度を減速する度合いを表すものであり、車両進行方向を基準としているため、「加速度」の語句を使用した。
そして、前記制御手段１２は、車速検出手段１４により検出された実際の車両速度（「現在車速」ともいう。）が、予め設定された設定速度であるシフト許可車速と前記加速度算出手段１５から算出された加速度である緩和ゲインＫとを用いて算出された許可車速未満である場合に変更指令を出力するものである。
このため、許可する車速を車両の加速度に応じて変更しているので、許可車速と運転者のニーズとのギャップを少なくすることが可能である。
追記すれば、前記シフト許可車速は、上述した前記減速度算出手段１３の場合と同様に、例えば１０ｋｍ／ｈに設定される。
また、前記緩和ゲインＫは、加減速度が大きいほど大きくなる数字となるように設定される。
つまり、算出される許可速度は、加速度が大きくなるほど大きくなるように設定される。
このため、許可車速の算出精度を高めることが可能である。

次に、図１の前記シフトバイワイヤ式変速制御装置１の制御用フローチャートに沿って、ＤレンジからＲレンジへの操作についての作用を説明する。

前記シフトバイワイヤ式変速制御装置１の制御用プログラムがスタート（１０１）すると、前記制御手段１２が、シフト操作位置が車両を前進させることが可能な位置、例えばＤレンジ位置であり、かつ車両が実際に前進状態、つまり、車両前進中であるか否かの判断（１０２）に移行する。
この判断（１０２）がＹＥＳ（記号「Ｙ」とも記載する。）の場合には、車両を前進させることが可能なシフト操作位置においてＲレンジシフトの要求があったか否かの判断（１０３）に移行する。
また、上述の判断（１０２）がＮＯ（記号「Ｎ」とも記載する。）の場合には、そのまま後述する制御用プログラムのエンド（１０９）に移行する。

また、上述の車両を前進させることが可能なシフト操作位置においてＲレンジシフトの要求があったか否かの判断（１０３）において、この判断（１０３）がＹＥＳの場合には、フットブレーキによる車両の制動が行われているか、つまり、フットブレーキがＯＮ操作されているか否かの判断（１０４）に移行する。
また、判断（１０３）がＮＯの場合には、そのまま制御用プログラムのエンド（１０９）に移行する。

更に、上述のフットブレーキによる車両の制動が行われているか、つまり、フットブレーキがＯＮ操作されているか否かの判断（１０４）において、この判断（１０４）がＹＥＳの場合には、減速度の計算及び減速度からシフト許可車速、緩和ゲインＫの計算を行う処理（１０５）に移行する。
また、判断（１０４）がＮＯの場合には、そのまま制御用プログラムのエンド（１０９）に移行する。

そして、減速度の計算及び減速度からシフト許可車速、緩和ゲインＫの計算を行う処理（１０５）を実行した後には、現在車速がシフト許可車速と緩和ゲインＫの積よりも小さい、つまり、
現在車速＜シフト許可車速×緩和ゲインＫ
を満足するか否かの判断（１０６）に移行する。
この判断（１０６）がＹＥＳの場合には、前記制御手段１２が変速段を変更するよう指令する、つまり、シフトチェンジ制御実施の処理（１０７）に移行し、その後に制御用プログラムのエンド（１０９）に移行する。
また、判断（１０６）がＮＯの場合には、前記制御手段１２が変速段を変更しない、つまり、シフトチェンジ制御禁止の処理（１０８）に移行し、その後に制御用プログラムのエンド（１０９）に移行する。
なお、シフトチェンジ制御禁止の処理（１０８）の際には、アラーム鳴動も実施される。

また、図３の前記シフトバイワイヤ式変速制御装置１の制御用フローチャートに沿って、ＲレンジからＤレンジへの操作についての作用を説明する。

前記シフトバイワイヤ式変速制御装置１の制御用プログラムがスタート（２０１）すると、前記制御手段１２が、シフト操作位置が車両を後退させることが可能な位置、例えばＲレンジ位置であり、かつ車両が実際に後退状態、つまり、車両後退中であるか否かの判断（２０２）に移行する。
この判断（２０２）がＹＥＳ（記号「Ｙ」とも記載する。）の場合には、車両を後退させることが可能なシフト操作位置においてＤレンジシフトの要求があったか否かの判断（２０３）に移行する。
また、上述の判断（２０２）がＮＯ（記号「Ｎ」とも記載する。）の場合には、そのまま後述する制御用プログラムのエンド（２０９）に移行する。

また、上述の車両を後退させることが可能なシフト操作位置においてＤレンジシフトの要求があったか否かの判断（２０３）において、この判断（２０３）がＹＥＳの場合には、フットブレーキによる車両の制動が行われているか、つまり、フットブレーキがＯＮ操作されているか否かの判断（２０４）に移行する。
また、判断（２０３）がＮＯの場合には、そのまま制御用プログラムのエンド（２０９）に移行する。

更に、上述のフットブレーキによる車両の制動が行われているか、つまり、フットブレーキがＯＮ操作されているか否かの判断（２０４）において、この判断（２０４）がＹＥＳの場合には、加速度の計算及び加速度からシフト許可車速、緩和ゲインＫの計算を行う処理（２０５）に移行する。
また、判断（２０４）がＮＯの場合には、そのまま制御用プログラムのエンド（２０９）に移行する。

そして、加速度の計算及び加速度からシフト許可車速、緩和ゲインＫの計算を行う処理（２０５）を実行した後には、現在車速の絶対値がシフト許可車速と緩和ゲインＫの積よりも小さい、つまり、
｜現在車速｜＜シフト許可車速×緩和ゲインＫ
を満足するか否かの判断（２０６）に移行する。
この判断（２０６）がＹＥＳの場合には、前記制御手段１２が変速段を変更するよう指令する、つまり、シフトチェンジ制御実施の処理（２０７）に移行し、その後に制御用プログラムのエンド（２０９）に移行する。
また、判断（２０６）がＮＯの場合には、前記制御手段１２が変速段を変更しない、つまり、シフトチェンジ制御禁止の処理（２０８）に移行し、その後に制御用プログラムのエンド（２０９）に移行する。
なお、シフトチェンジ制御禁止の処理（２０８）の際には、アラーム鳴動も実施される。

これにより、運転者が選択したシフトレンジ位置を出力するシフト操作装置２と、シフト制御手段５の出力信号に応じて、自動変速機３の変速段を変更するために動作するアクチュエータ４と、シフト操作位置の出力信号に応じて、前記アクチュエータ４を動作させるシフト制御手段５とを備えたシフトバイワイヤ式変速制御装置１において、シフト操作位置が車両を前進させることが可能な位置であり、かつ車両が実際に前進状態にあり、かつフットブレーキによる車両の制動が行われている時に、シフト操作位置が、前記車両を前進させることが可能な位置から、車両を後退させることが可能な位置へと操作された場合には、前記シフト制御手段５は、前記アクチュエータ４に変速段を車両を後退させることが可能な変速段に変更するよう指令する制御手段１２を備えている。
従って、縦列駐車や車庫入れ等の車両を頻繁に前後に移動させる必要がある状況において、運転者のニーズに沿った迅速な変速制御を実現することができる。

また、前記制御手段１２は、車両の減速度を算出する減速度算出手段１３と、車両速度を検出する車速検出手段１４とを備え、この車速検出手段１４により検出された車両速度が、予め設定された設定速度と前記減速度算出手段１３から算出された減速度とを用いて算出された許可車速未満である場合に変更指令を出力している。
従って、許可する車速を車両の減速度に応じて変更しているので、許可車速と運転者のニーズとのギャップを少なくすることが可能である。

更に、許可車速は、減速度が大きくなるほど大きくなるように設定されている。
従って、許可車速の算出精度を高めることが可能である。

更にまた、運転者が選択したシフトレンジ位置を出力するシフト操作装置２と、シフト制御手段５の出力信号に応じて、自動変速機３の変速段を変更するために動作するアクチュエータ４と、シフト操作位置の出力信号に応じて、前記アクチュエータ４を動作させるシフト制御手段５とを備えたシフトバイワイヤ式変速制御装置１において、シフト操作位置が車両を後退させることが可能な位置であり、かつ車両が実際に後退状態にあり、かつフットブレーキによる車両の制動が行われている時に、シフト操作位置が、前記車両を後退させることが可能な位置から、車両を前進させることが可能な位置へと操作された場合には、前記シフト制御手段５は、前記アクチュエータ４に変速段を車両を前進させることが可能な変速段に変更するよう指令する制御手段１２を備えている。
従って、縦列駐車や車庫入れ等の車両を頻繁に前後に移動させる必要がある状況において、運転者のニーズに沿った迅速な変速制御を実現することができる。

また、前記制御手段１２は、車両の加速度を算出する加速度算出手段１５と、車両速度を検出する車速検出手段１４とを備え、この車速検出手段１４により検出された車両速度が、予め設定された設定速度と前記加速度算出手段１５から算出された加速度とを用いて算出された許可車速未満である場合に変更指令を出力している。
従って、許可する車速を車両の加速度に応じて変更しているので、許可車速と運転者のニーズとのギャップを少なくすることが可能である。

この発明の実施例を示すシフトバイワイヤ式変速制御装置のＤレンジからＲレンジへの操作についての制御用フローチャートである。 シフトバイワイヤ式変速制御装置のシステム図である。 シフトバイワイヤ式変速制御装置のＲレンジからＤレンジへの操作についての制御用フローチャートである。

符号の説明

１ シフトバイワイヤ式変速制御装置
２ シフト操作装置
３ 変速機、例えば自動変速機（「ＡＴ」ともいう。）
４ アクチュエータ（「ＡＣＴ」ともいう。）
５ シフト制御手段（「シフトコントローラ」ともいう。）
６ モータ
７ マニュアルシフトシャフト
８ シフト（インヒビタ）スイッチ
９ バッテリ
１０ 車両情報
１１ 車両装置
１２ 制御手段
１３ 減速度算出手段
１４ 車速検出手段
１５ 加速度算出手段

Claims (1)

1. 運転者が選択したシフトレンジ位置を出力するシフト操作装置と、シフト制御手段の出力信号に応じて、変速機の変速段を変更するために動作するアクチュエータと、シフト操作位置の出力信号に応じて、前記アクチュエータを動作させるシフト制御手段とを備えたシフトバイワイヤ式変速制御装置において、前記シフト制御手段は、前記アクチュエータに変速段を車両を後退させることが可能な変速段又は車両を前進させることが可能な変速段に変更するよう指令する制御手段を備え、前記制御手段は、車両の減速度を算出する減速度算出手段と、車両の加速度を算出する加速度算出手段と、車両速度を検出する車速検出手段とを備え、シフト操作位置が車両を前進させることが可能な位置であり、かつ車両が実際に前進状態にあり、かつフットブレーキによる車両の制動が行われている時に、シフト操作位置が、前記車両を前進させることが可能な位置から、車両を後退させることが可能な位置へと操作された場合には、前記制御手段は、前記車速検出手段により検出された車両速度が、予め設定された設定速度と前記減速度算出手段から算出された減速度とを用いて算出された許可車速未満である場合に、前記アクチュエータに車両を後退させることが可能な変速段に変更するよう指令する一方、シフト操作位置が車両を後退させることが可能な位置であり、かつ車両が実際に後退状態にあり、かつフットブレーキによる車両の制動が行われている時に、シフト操作位置が、前記車両を後退させることが可能な位置から、車両を前進させることが可能な位置へと操作された場合には、前記制御手段は、前記車速検出手段により検出された車両速度が、予め設定された設定速度と前記加速度算出手段から算出された加速度とを用いて算出された許可車速未満である場合に、前記アクチュエータに車両を前進させることが可能な変速段に変更するよう指令し、前記許可車速は、減速度又は加速度が大きくなるほど大きくなるように設定されていることを特徴とするシフトバイワイヤ式変速制御装置。

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