JP6168010B2 - 車両用シフト位置検出装置および車両用シフト制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、シフト操作子のシフト位置を検出する車両用シフト位置検出装置、およびその車両用シフト位置検出装置を有する車両用シフト制御装置による異常判定に関するものである。

シフト操作子のシフト位置を検出するシフト位置検出装置として、直線上に３個並べられたセンサとして機能するホール素子に磁石を対向配置し、各ホール素子から出力される信号（出力電圧）に基づいて、シフト操作子のシフト位置を検出するものが提案されている。特許文献１のポジションセンサがその一例である。特許文献１のポジションセンサにあっては、さらに各ホール素子による信号（電圧信号）の出力差を算出し、その出力差と予め設定されている基準値との比較を行い、その出力差と基準値との差分が所定の許容差を超えた場合に、何れかのホール素子の故障を判定することが記載されている。また、センサとして前記ホール素子を４個以上設けることもでき、この場合には、４個以上のホール素子のうち何れか１個が故障しても残りの３個以上の素子を用いて、シフト位置を検出できることが記載されている。

特開２０１３−６００５５号公報 特開２０１０−１０７３７６号公報

ところで、例えば４個以上のセンサうち何れか１個のセンサが、断線やショート等の電気故障により異常検出された場合を考える。このとき、残りの正常な３個以上のセンサから出力される信号に基づいて退避走行を実行することができるが、この退避走行中にさらに残りのセンサの異常が発生した場合には、確実にその異常を検出し、例えばニュートラルレンジへ切り替えるなど別のフェールセーフを実行する必要がある。ここで、センサにおいて断線やショートなどの電気故障にあっては常時異常を検出できるが、センサから出力される信号（出力電圧）が固着する異常（所謂中間固着）の場合には、例えば特定のシフト位置へのシフト操作が実行されない限りその異常を検出することが困難な場合がある。また、センサの異常に起因して前後進切替の誤作動が発生する可能性もあり、車両の安全性を考慮すれば、１個のセンサで故障が検出されるとニュートラルレンジに切り替えるなどの退避走行が困難となるフェールセーフを実行することが望ましく、退避走行の実行が困難となっていた。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、少なくとも４個のセンサで構成されるシフト位置検出装置において、前後進切替の誤作動を回避しつつ退避走行が可能となる車両用シフト位置検出装置、およびその車両用シフト位置検出装置を有する車両用シフト制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するための、第１発明の要旨とするところは、(a)シフト操作子に一体的に設けられている磁石と、その磁石に対向して配置されている少なくとも４個のセンサと、前記磁石が前記シフト操作子の操作に伴って前記各センサに対して相対変位したときに前記各センサから出力される信号に基づいて前記シフト操作子のシフト位置への操作を決定するシフト位置決定部とを、含んで構成される、車両用シフト位置検出装置であって、(b)前記少なくとも４個のセンサのうち何れか１つの異常が判定されると、残りの少なくとも３個のセンサによってシフト位置を決定するものであり、(c)前記少なくとも３個のセンサが、走行中の走行方向と逆方向に走行するシフト位置への信号を出力するか否かに基づいて異常判定を行う異常判定部をさらに備えることを特徴とする。

このようにすれば、少なくとも４個のセンサのうちの１個のセンサが故障しても残りの少なくとも３個のセンサによって退避走行が可能となる。ここで、その少なくとも３個のセンサが、走行中の走行方向と逆方向に走行するシフト位置への信号を出力するか否かに基づいて、残りの少なくとも３個のセンサについても異常判定されるので、残りの少なくとも３個のセンサによる退避走行中の前後進切替の誤作動が確実に回避される。従って、前後進切替の誤作動を確実に回避しつつ、少なくとも３個のセンサによる退避走行が可能となる。

また、第２発明の要旨とするところは、第１発明の車両用シフト位置検出装置において、前記シフト位置決定部は、前記少なくとも３個のセンサから出力される信号が何れも同じシフト位置を示す場合、その少なくとも３個のセンサによって判定されるシフト位置に決定することを特徴とする。このように、少なくとも４個のセンサのうち１つのセンサが故障した場合であっても、残りの少なくとも３個のセンサから出力される信号が何れも同じシフト位置を示す場合には、そのシフト位置に操作されたものと判断され、そのシフト位置に基づいた退避走行が可能となる。

また、第３発明の要旨とするところは、第１発明または第２発明の車両用シフト位置検出装置において、前記少なくとも４個のセンサは、前記シフト操作子に設けられている前記磁石との相対位置に応じた電圧信号を出力するものであり、前記少なくとも４個のセンサは、それぞれ異なる電圧値の電圧信号を出力するものであることを特徴とする。このように、少なくとも４個のセンサが、磁石との相対位置に応じてそれぞれ異なる電圧値を出力することで、各センサ毎に出力された電圧値に基づくシフト位置の判定が可能となる。

また、第４発明の要旨とするところは、第３発明の車両用シフト位置検出装置において、前記シフト操作子は、一直線上に配置された前記少なくとも４個のセンサの配置方向に沿って操作されるシフト方向と、そのシフト方向に対して垂直なセレクト方向とに、操作可能に構成されており、前記シフト操作子が前記セレクト方向に操作されると、前記少なくとも４個のセンサから出力される電圧値の相対関係が反転することを特徴とする。このように、シフト操作子がセレクト方向に操作されると、各センサから出力される電圧値の相対関係が反転するため、シフト操作子がセレクト方向に操作されたことを判定することができる。

また、第５発明の要旨とするところは、第３発明または第４発明の車両用シフト位置検出装置において、前記少なくとも４個のセンサから出力される電圧値の差分値が、予め設定されている許容値を超えたか否かに基づいて異常判定されることを特徴とする。このように制御されることで、各センサから出力される電圧値の差分値を随時算出するとともに、その差分値が許容値を超えたか否か判定することで、異常が発生したセンサを随時検出することができる。

また、上記目的を達成するための第６発明の要旨とするところは、(a)シフト操作子に一体的に設けられている磁石と、その磁石に対向して配置されている少なくとも４個のセンサと、前記磁石が前記シフト操作子の操作に伴って前記各センサに対して相対変位したときに前記各センサから出力される信号に基づいて前記シフト操作子のシフト位置への操作を決定するシフト位置決定部とを、含んで構成される、車両用シフト位置検出装置を有する車両用シフト制御装置であって、(b)前記少なくとも４個のセンサのうち何れか１つの異常が判定されると、残りの少なくとも３個のセンサによってシフト位置を決定するものであり、(c)前記少なくとも３個のセンサが、走行中の走行方向と逆方向に走行するシフト位置への信号を出力するか否かに基づいて異常判定を行う異常判定部をさらに備え、(d)前記異常判定部によって異常が判定されると、駆動装置のシフトレンジをニュートラルレンジに切り替えることを特徴とする。

このようにすれば、少なくとも４個のセンサのうちの１個のセンサが故障しても残りの少なくとも３個のセンサによって退避走行が可能となる。ここで、その少なくとも３個のセンサが、走行中の走行方向と逆方向に走行するシフト位置への信号を出力するか否かに基づいて、残りの少なくとも３個のセンサについても異常判定されるので、残りの少なくとも３個のセンサによる退避走行中の前後進切替の誤作動が確実に回避される。従って、前後進切替の誤作動を確実に回避しつつ、少なくとも３個のセンサによる退避走行が可能となる。ここで、少なくとも３個のセンサの何れかに異常が判定されると、駆動装置のシフトレンジがニュートラルレンジに切り替えられるため、前後進切替の誤作動による逆走を確実に回避することができる。

本発明の一実施例である車両用シフト制御装置の概略構成を説明する図である。 図１のシフトレバーによって操作されるシフト操作装置の概要を示す図である。 図２のシフト操作装置によって操作されるシフトレバーのシフト操作位置を検出するシフト位置検出装置の基本構成を示す図である。 図３において、Ｂ位置とＭ位置との間でシフトレバーをシフト操作したとき、各ホールＩＣから出力される電圧値を示す図である。 図３において、Ｒ位置とＤ位置との間でシフトレバーをシフト操作したとき、各ホールＩＣから出力される電圧値を示す図である。 図３において、Ｍ位置とＮ位置との間でシフトレバーをセレクト方向に移動したときの各ホールＩＣから出力される電圧値を示す図である。 図４乃至図６で示したシフト位置と電圧値との関係をまとめた関係マップである。 図１の電子制御装置の制御作動の要部を説明する機能ブロックである。 図８の電子制御装置の制御作動の要部、すなわち１個のホールＩＣが故障した場合であっても退避走行を可能とする制御作動を説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明の一実施例である車両用シフト制御装置１０の概略構成を説明する図である。シフト制御装置１０は、電子制御装置２０、シフト操作装置３０、駆動装置４０などを備え、駆動装置４０のシフトレンジを電気的に切り替えるシフトバイワイヤ方式のシフト制御装置として機能する。なお、以下においては、駆動力源としてエンジンと電動機とを備えたハイブリッド車両に本発明のシフト制御装置１０が適用された場合の例について説明するが、本発明のシフト制御装置１０は、エンジン車両、電動車両など、他の形式の車両であっても適用できる。

電子制御部２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力インターフェースなどから成る所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、不図示のエンジンや駆動装置４０に備えられたモータＭＧに関するハイブリッド駆動制御等の駆動制御、シフトバイワイヤ方式を用いた駆動装置４０のシフトレンジの切替制御などを実行する。

電子制御部２０には、例えばシフトレバー３２のシフト位置（シフト操作位置）Ｐshを検出する為の位置センサからのシフト位置信号（シフト操作位置信号）、運転者に操作されて駆動装置４０のシフトレンジをパーキングレンジ（Ｐレンジ）とパーキングレンジ以外の非Ｐレンジとの間で切り替えるためのＰスイッチ信号を含む複数の信号（例えば車速Ｖを表す車速信号など）が供給される。

また、電子制御部２０からは、例えばエンジン出力を制御するエンジン出力制御指令信号、駆動装置４０内の電動機の作動を指令するハイブリッドモータ制御指令信号、駆動装置４０のシフトレンジを切り替える為のシフトレンジ切替制御指令信号、パーキングロック装置５０の作動を指令するＰ切替制御指令信号等が、それぞれ出力される。

電子制御装置２０は、駆動装置４０の作動を統括的に制御する。例えば、電子制御装置２０は、車両走行に関わるハイブリッドモータ制御指令を駆動装置４０へ出力して車両走行を制御する。また、電子制御装置２０は、シフト操作装置３０からのシフト位置信号に基づいた車両のシフトレンジ切替制御指令を駆動装置４０へ出力してシフトレンジの切替を電気的に制御する。また、電子制御装置２０は、Ｐスイッチ３４からのＰスイッチ信号に基づいて駆動装置４０のシフトレンジをＰレンジと非Ｐレンジとの間で切り替えるＰ切替制御指令をパーキングロック装置５０へ出力する。

図２は、図１のシフトレバー３２によって操作されるシフト操作装置３０の概要を一例として示している。なお、図２にあっては、Ｐスイッチ３４が省略されている。シフト操作装置３０は、例えば運転席の近傍に配置され、複数のシフト位置Ｐshへ操作されるモーメンタリ式のシフトレバー３２を備えている。なお、モーメンタリ式とは、運転者によるシフトレバー３２の移動が解除されると、シフトレバー３２が予め設定されている元位置へ自動的に復帰する形式に対応する。また、シフトレバー３２が、本発明のシフト操作子に対応する。

図２に示すように、シフトレバー３２は、シフトゲート３６に沿って車両前後方向に平行なシフト方向および車幅方向に平行なセレクト方向への移動が許容されている。シフト操作装置３０において、シフトレバー３２のシフト方向への操作は、第１直線Ｌ１に沿った操作と、第１直線と平行な第２直線Ｌ２に沿った操作が許容されている。第１直線Ｌ１上には、後進走行レンジに切り替えられるＲポジション（Ｒ位置）、動力伝達が遮断されるニュートラルポジション（Ｎ位置）、および前進走行レンジに切り替えられるＤポジション（Ｄ位置）の３つのシフト位置Ｐshが設定されている。また、第２直線Ｌ２上には、シフトレバー３２の操作後に自動復帰させられる中立ポジション（Ｍ位置）、およびエンジンブレーキを発生させるＢポジション（Ｂ位置）の２つの操作ポジションが設定されている。また、Ｍ位置とＮ位置との間でシフトレバー３２のセレクト操作が許容されている。

図３は、図２のシフト操作装置３０によって操作されるシフトレバー３２のシフト位置Ｐshを検出するシフト位置検出装置６０の基本的なハード構成を示している。シフト位置検出装置６０は、シフトレバー３２に一体的に設けられシフトレバー３２の操作に伴ってそのレバー３２とともに一体的に移動する単一の磁石６２と、その磁石６２の下面に対向して図示しない基板に移動不能に配置されている４個のホールＩＣ６４（以下、ＩＣ１）、ホールＩＣ６６（以下、ＩＣ２）、ホールＩＣ６８（以下、ＩＣ３）、ホールＩＣ７０（以下、ＩＣ４）とを、含んで構成されている。なお、以下、ホールＩＣ１、ホールＩＣ２、ホールＩＣ３、およびホールＩＣ４を区別しない場合には、単に各ホールＩＣと記載する。また、各ホールＩＣは、磁石６２の下方に配置されているため、実際には各ホールＩＣは表示されないが、磁石６２に対する各ホールＩＣの相対位置がわかるように、図３にあっては便宜上各ホールＩＣが表示されている。なお、本発明のシフト位置検出装置は、前記磁石６２、ホールＩＣ６４、ホールＩＣ６６、ホールＩＣ６８、ホールＩＣ７０、後述する電子制御装置２０（シフト位置決定部８０、第２異常判定部８６）を含んで構成されている。

図３についてさらに説明すると、シフトレバー３２が図２に対応する各シフト位置Ｐshに操作されたときの磁石６２および各ホールＩＣの相対位置をそれぞれ示している。従って、図３にあっては、各シフト位置Ｐsh毎に磁石６２および各ホールＩＣが設けられているようにみえるが、実際には、シフト操作装置３０は、単一の磁石６２および４個のホールＩＣから構成されており、磁石６２がシフトレバー３２の操作に伴って４個のホールＩＣに対して相対変位させられる。なお、ホールＩＣ６４、ホールＩＣ６６、ホールＩＣ６８、ホールＩＣ７０が、本発明の少なくとも４個のセンサに対応している。

図３に示すように、各ホールＩＣは、シフト方向に沿って等間隔で一直線上に配置されている。従って、シフトレバー３２は、各ホールＩＣが配置される方向に沿って操作されるシフト方向と、そのシフト方向に対して垂直なセレクト方向とに操作可能に構成されている。このシフトレバー３２に一体的に設けられている磁石６２は、矩形に形成され、Ｎ極とＳ極とが上下左右で隣り合うように着磁されることで、磁極が破線で示すような仮想的な４つの領域に分割されている。詳細には、セレクト方向の第１直線Ｌ１側を右側、セレクト方向の第２直線Ｌ２側を左側とし、シフト方向のＲ位置側を上側、シフト方向のＢ位置およびＤ位置側を下側とすると、磁石６２の左上側および右下側がＮ極、磁石６２の右上側および左下側がＳ極となっている。以下、磁石６２の右上側の領域Ａ１（Ｓ極）と定義し、磁石６２の左上側を領域Ａ２（Ｎ極）と定義し、磁石６２の左下側を領域Ａ３（Ｓ極）と定義し、磁石６２の右下側を領域Ａ４（Ｎ極）と定義する。

そして、シフトレバー３２がシフトゲート３６に沿って各シフト位置Ｐshに操作されると、磁石６２および各ホールＩＣの相対的な位置関係が図３に示す状態となる。例えば、シフトレバー３２がＭ位置（中立）にある場合、磁石６２の領域Ａ１がＩＣ１およびＩＣ２と対向し、領域Ａ４がＩＣ３およびＩＣ４と対向する。また、シフトレバー３２が、Ｍ位置からＢ位置にシフト操作されると、磁石６２が各ホールＩＣに対して図３の下側に相対移動させられるに伴い、磁石６２の領域Ａ１がＩＣ１〜ＩＣ３と対向し、領域Ａ４がＩＣ４と対向する。また、シフトレバー３２が、Ｍ位置からＲ位置に向かってシフト操作およびセレクト操作されると、磁石６２が各ホールＩＣに対して図３の右上側に相対移動させられるに伴い、磁石６２の領域Ａ２がＩＣ１と対向し、領域Ａ３がＩＣ２〜ＩＣ４と対向する。また、シフトレバー３２が、Ｍ位置からＮ位置に向かってセレクト操作されると、磁石６２が各ホールＩＣに対して図３の右側に相対移動させられるに伴い、磁石６２の領域Ａ２がＩＣ１およびＩＣ２と対向し、領域Ａ３がＩＣ３およびＩＣ４と対向する。また、シフトレバー３２が、Ｍ位置からＤ位置に向かってシフト操作およびセレクト操作されると、磁石６２が各ホールＩＣに対して図３の右下側に相対移動させられるに伴い、磁石６２の領域Ａ２がＩＣ１〜ＩＣ３と対向し、領域Ａ３がＩＣ４と対向する。

図４は、図３において、Ｂ位置とＭ位置との間でシフトレバー３２をシフト操作したとき、各ホールＩＣから出力される電圧値を示している。図４において横軸が、シフトレバー３２を第２直線Ｌ２上をシフト方向に移動させたときのシフトレバー３２の位置を示し、縦軸がその位置において各ホールＩＣから出力される電圧値を示している。

図４に示すように、シフトレバー３２が第２直線Ｌ２に沿ってＢ位置からＭ位置側に移動するに従って、各ホールＩＣから出力される電圧値が正側に比例するように構成されている。また、シフトレバー３２が第２直線Ｌ２上のどの位置にあっても、ＩＣ１から出力される電圧値がＩＣ２から出力される電圧値よりも低く、ＩＣ２から出力される電圧値がＩＣ３から出力される電圧値よりも低く、ＩＣ３から出力される電圧値がＩＣ４から出力される電圧値よりも低くなっている（ＩＣ１＜ＩＣ２＜ＩＣ３＜ＩＣ４）。このように、各ホールＩＣは、磁石６２との相対位置（相対距離）に応じた信号電圧（電圧）を出力し、シフトレバー３２の位置毎にそれぞれ異なる電圧値を出力する。

図４に示すように、シフトレバー３２がＭ位置（中間位置）にあると、ＩＣ１から１．００Ｖ程度の電圧が出力され、ＩＣ２から２．００Ｖ程度の電圧が出力され、ＩＣ３から３．００Ｖ程度の電圧が出力され、ＩＣ４から４．００Ｖ程度の電圧が出力される。シフトレバー３２がＢ位置にあると、ＩＣ１から０．５Ｖ程度の電圧が出力され、ＩＣ２から１．００Ｖ程度の電圧が出力され、ＩＣ３から２．００Ｖ程度の電圧が出力され、ＩＣ４から３．００Ｖ程度の電圧が出力される。

図５は、図３において、Ｒ位置とＤ位置との間でシフトレバー３２をシフト操作したとき、各ホールＩＣから出力される電圧値を示している。図５に示すように、シフトレバー３２が第１直線Ｌ１に沿ってＲ位置からＤ位置側に移動するに従って、各ホールＩＣから出力される電圧値が正側に比例するように構成されている。また、シフトレバー３２が第１直線Ｌ１上のどの位置にあっても、ＩＣ４から出力される電圧値がＩＣ３から出力される電圧値よりも低く、ＩＣ３から出力される電圧値がＩＣ２から出力される電圧値よりも低く、ＩＣ２から出力される電圧値がＩＣ１から出力される電圧値よりも低くなっている（ＩＣ４＜ＩＣ３＜ＩＣ２＜ＩＣ１）。このように、各ホールＩＣは、それぞれ異なる電圧値を出力する。

図５に示すように、シフトレバー３２がＲ位置にあると、ＩＣ４から０．５Ｖの電圧が出力され、ＩＣ３から１．００Ｖ程度の電圧が出力され、ＩＣ２から２．００Ｖ程度の電圧が出力され、ＩＣ１から３．００Ｖ程度の電圧が出力される。また、シフトレバー３２がＮ位置にあると、ＩＣ４から１．００Ｖ程度の電圧が出力され、ＩＣ３から１．００Ｖ程度の電圧が出力され、ＩＣ２から２．００Ｖ程度の電圧が出力され、ＩＣ１から３．００Ｖ程度の電圧が出力される。また、シフトレバー３２がＤ位置にあると、ＩＣ４から２．００Ｖ程度の電圧が出力され、ＩＣ３から３．００Ｖ程度の電圧が出力され、ＩＣ２から４．００Ｖ程度の電圧が出力され、ＩＣ１から４．５０Ｖ程度の電圧が出力される。

ここで、シフトレバー３２が第１直線Ｌ１上を移動したときの各ホールＩＣから出力される電圧値の相対関係（大小関係：ＩＣ４＜ＩＣ３＜ＩＣ２＜ＩＣ１）と、第２直線Ｌ２上を移動したときの各ホールＩＣから出力される電圧値の相対関係（大小関係：ＩＣ１＜ＩＣ２＜ＩＣ３＜ＩＣ４）とが反転しているのは、シフトレバー３２がセレクト操作されると、各ホールＩＣと対向する極性が反転するためである。

図６は、Ｍ位置とＮ位置との間でシフトレバー３２をセレクト方向に移動したときの各ホールＩＣから出力される電圧値を示している。シフトレバー３２がセレクト方向に操作されると、図３からもわかるように各ホールＩＣと対向する磁石６２の極性が反転しており、この極性の反転によって各ホールＩＣの電圧値の相対関係（大小関係）が反転している。

図７は、各ホールＩＣから出力される電圧値（シフトセンサ電圧）とシフト位置Ｐshとの対応関係をマップ化したものであって、図４乃至図６で示したシフト位置Ｐshと電圧値との関係に対応している。図７のマップは予め求められて記憶されており、このマップから実際にホールＩＣから出力される電圧値に基づいて、シフトレバー３２のシフト位置Ｐshが判定される。なお、各シフト位置Ｐshについて電圧値の幅があるのは、各ホールＩＣから出力される電圧値のバラツキが考慮されているためである。

例えば、ＩＣ１から０．４Ｖ〜０．６Ｖ程度の電圧が出力されるとシフトレバー３２がＢ位置と判定され、ＩＣ１から０．６Ｖ〜１．６Ｖ程度の電圧が出力されるとシフトレバー３２がＭ位置と判定され、ＩＣ１から２．７Ｖ〜３．６Ｖ程度の電圧が出力されるとシフトレバー３２がＲ位置と判定され、ＩＣ１から３．６Ｖ〜４．４Ｖ程度の電圧が出力されるとシフトレバー３２がＮ位置と判定され、ＩＣ１から４．４Ｖ〜４．８Ｖ程度の電圧が出力されるとシフトレバー３２がＤ位置と判定される。

また、ＩＣ２から０．９Ｖ〜１．６Ｖ程度の電圧が出力されるとシフトレバー３２がＢ位置と判定され、ＩＣ２から１．６Ｖ〜２．７Ｖ程度の電圧が出力されるとシフトレバー３２がＭ位置と判定され、ＩＣ２から１．６Ｖ〜２．５Ｖ程度の電圧が出力されるとシフトレバー３２がＲ位置と判定され、ＩＣ２から２．５〜３．６Ｖ程度の電圧が出力されるとシフトレバー３２がＮ位置と判定され、ＩＣ２から３．６Ｖ〜４．２Ｖ程度の電圧が出力されるとシフトレバー３２がＤ位置と判定される。

また、ＩＣ３から０．９Ｖ〜１．６Ｖ程度の電圧が出力されるとシフトレバー３２がＲ位置と判定され、ＩＣ３から１．６Ｖ〜２．５Ｖ程度の電圧が出力されるとシフトレバー３２がＢ位置と判定され、ＩＣ３から１．６Ｖ〜２．７Ｖ程度の電圧が出力されるとシフトレバー３２がＮ位置と判定され、ＩＣ３から２．５Ｖ〜３．６Ｖ程度の電圧が出力されるとシフトレバー３２がＭ位置と判定され、ＩＣ３から２．７Ｖ〜３．６Ｖ程度の電圧が出力されるとシフトレバー３２がＤ位置と判定される。

また、ＩＣ４から０．４Ｖ〜０．６Ｖ程度の電圧が出力されるとシフトレバー３２がＲ位置と判定され、ＩＣ４から０．６Ｖ〜１．６Ｖ程度の電圧が出力されるとシフトレバー３２がＮ位置と判定され、ＩＣ４から１．６Ｖ〜２．４Ｖ程度の電圧が出力されるとシフトレバー３２がＤ位置と判定され、ＩＣ４から２．７Ｖ〜３．６Ｖの電圧が出力されるとシフトレバー３２がＢ位置と判定され、ＩＣ４から３．６Ｖ〜４．６Ｖ程度の電圧が出力されるとシフトレバー３２がＭ位置と判定される。

そして、各ホールＩＣから出力される電圧に基づいて判定されるシフト位置Ｐshが一致すると、シフトレバー３２が該当するシフト位置Ｐshに操作されたものと判定される。ところで、ＩＣ２およびＩＣ３にあっては、同じ電圧値であっても２つのシフト位置Ｐshが該当する領域が存在する。例えば、ＩＣ３の電圧値が３．０Ｖの場合、Ｍ位置およびＤ位置の何れかが該当し、ＩＣ３ではシフト位置Ｐshが確定されないこととなる。このような場合には、他のホールＩＣ（ＩＣ１、ＩＣ２、ＩＣ４）に基づいて判定されるシフト位置Ｐshに基づいて判定される。例えば、ＩＣ３に基づいてＭ位置およびＤ位置の何れかであった場合において、他のホールＩＣ（ＩＣ１、ＩＣ２、ＩＣ４）の全てがＤ位置と判定するとＤ位置に決定される。

ところで、本実施例のシフト制御装置１０にあっては、各ホールＩＣの何れか１つが故障（以下、一重故障）した場合であっても、残りの３個のホールＩＣに基づいて判定されるシフト位置Ｐshに基づく退避走行が実行される。詳細には、他の３個のホールＩＣによって判定されるシフト位置Ｐshが一致した場合には、そのシフト位置Ｐshに決定される。しかしながら、３個のホールＩＣのうち、さらに何れか１個が故障（以下、二重故障）する可能性もある。このような場合には、シフト位置検出装置の信頼性が低下するため、このホールＩＣの故障を検出すると、ニュートラルレンジへの切替等の別のフェールセールを実行する必要がある。ここで、断線やショートが発生した場合には、そのホールＩＣから出力される電圧値が０Ｖや５Ｖ以上となるために故障したホールＩＣが速やかに特定されるが、電圧値がシフト位置Ｐshを判定する電圧値範囲（本実施例では０．４Ｖ〜４．８Ｖ）で張り付く所謂中間固着等の偏差異常が発生することもある。このような故障が発生した場合には、特定の操作が実行されない限りホールＩＣの故障が検出されない場合があり、さらにこのホールＩＣの故障に起因して前後進切替の誤作動が発生する可能性もある。従って、一重故障が発生した時点でニュートラルレンジへの切替等の退避走行が困難となるフェールセーフを実行することが望ましく、従来では一重故障が発生した後に退避走行を実行することが困難となっていた。本実施例では、以下に説明する制御を実行することで、二重故障目が発生したときの前後進切替の誤作動を確実に防止することで、一重故障発生後の退避走行を可能にする。

図８は、図１の電子制御装置２０の制御作動の要部を説明する機能ブロックである。図８に示すシフト位置決定部８０は、各ホールＩＣ（ＩＣ１〜ＩＣ４）から出力される電圧（電圧信号）の電圧値に基づいてシフトレバー３２の所定のシフト位置Ｐshへの操作を決定する。シフト位置確定部８０は、各ホールＩＣから出力される電圧値を常時検出し、その電圧値から図７のマップに基づいて各ホールＩＣの電圧値に基づくシフト位置Ｐshを判定する。そして、シフト位置決定部８０は、４個の各ホールＩＣに基づいて判定される各シフト位置Ｐshのうち３個以上が同じ場合に、該当するシフト位置Ｐshに決定する。

また、ＩＣ２およびＩＣ３にあっては、所定の電圧値の範囲では２つのシフト位置Ｐshが該当することがある。このような場合には、シフト位置決定部８０は、他の３つのホールＩＣに基づくシフト位置Ｐshを比較することで、シフト位置Ｐshを決定する。例えばＩＣ３から出力される電圧値が２．７Ｖ〜３．６Ｖの間であった場合、ＩＣ３ではＭ位置およびＤ位置の何れかとなる。ここで、他のホールＩＣ（ＩＣ１、ＩＣ２、ＩＣ４）においてシフト位置Ｐshが全てＤ位置と判定されると、最も選択数の多いシフト位置ＰshであるＤ位置に決定される。言い換えれば、ＩＣ３ではＭ位置およびＤ位置の２つのシフト位置Ｐshが判定され、他の３個のホールＩＣではそれぞれＤ位置が判定されるため、５つのシフト位置Ｐshのうち４つがＤ位置となり、そのうち最も選択数の多い（選択数が３つ以上である）Ｄ位置に決定される。

第１異常判定部８２は、各ホールＩＣのうち何れか１つの故障を判定する。例えば所定のホールＩＣから出力される電圧値が０Ｖや５Ｖを超えるなど、断線やショートに起因してシフト位置Ｐshを検出する電圧値範囲から外れている場合には、該当するホールＩＣが故障（一重故障確定）したものと判定する。

また、第１異常判定部８２は、各ホールＩＣの電圧（電圧信号）の差分値（偏差）を常時算出しており、この差分が予め設定されている許容値を超えた（偏差異常）か否かに基づいてホールＩＣの故障を判定する。例えば、所定のホールＩＣと他の各ホールＩＣとの電圧値の差分が何れも予め設定されている許容値を超え、且つ、他の各ホールＩＣに関する電圧値の差分は全て許容値の範囲内にあった場合には、その所定のホールＩＣにおいて電圧値が貼り付く中間固着等の偏差異常が発生したものと判定される。すなわち、第１異常判定部８２は、各ホールＩＣ毎の電圧値の差分に基づいて、故障したホールＩＣを特定する（一重故障確定）。なお、各ホールＩＣの電圧値の差分から、例えばＩＣ２およびＩＣ３の何れかが一方が故障したと判定されるなど、故障したホールＩＣが確定されない場合、第１異常判定部８２は一重故障を確定しない。

シフト位置決定部８０は、第１異常判定部８２によって４個のホールＩＣのうち何れか１つの故障が判定されても、残り３個のホールＩＣに基づいてシフト位置Ｐshを決定する。そして、決定されたシフト位置Ｐshに基づいて、車両の退避走行が継続して実行される。このとき、第２異常判定部８６は、さらに他の３個のホールＩＣについて異常判定を実行する。なお、第２異常判定部８６が、本発明の異常判定部に対応している。

シフト位置決定部８０は、３個のホールＩＣの電圧値に基づくシフト位置Ｐshが何れも同じか否かを判定し、３個のホールＩＣの電圧値（電圧信号）に基づくシフト位置Ｐshが何れも同じ場合には、その３個のホールＩＣに基づいて判定されるシフト位置Ｐshに決定する。レンジ切替制御部９０は、このシフト位置決定部８０によって決定されたシフト位置Ｐshに対応するシフトレンジに切り替える指令を駆動装置４０に出力し、これに伴って駆動装置４０がそのシフトレンジに切り替えられることで退避走行が実行される。ここで、前述したように、ＩＣ２およびＩＣ３では、電圧値によっては２つのシフト位置Ｐshが該当し、１つのシフト位置Ｐshに確定されない場合がある。このような場合には、他の２個のホールＩＣにおいて、前記２つのシフト位置Ｐshのうちの１つであって、且つ、何れも同じシフト位置Ｐshが判定された場合であっても、そのシフト位置Ｐshに決定されない。

ここで、３個のホールＩＣの電圧値に基づくシフト位置Ｐshが一致しない場合には、シフトレンジ判定部８８が実行される。シフトレンジ判定部８８は、現在の駆動装置４０のシフトレンジが前進走行レンジ（Ｄレンジ、Ｂレンジ）および後進走行レンジ（Ｒレンジ）の何れかであるか否かを判定する。このシフトレンジは、駆動装置４０の実際のシフトレンジに対応する。

そして、現在走行中のシフトレンジが前進走行レンジおよび後進走行レンジの何れかであった場合には、第２異常判定部８６が実行される。第２異常判定部８６は、３個のホールＩＣのうち２個のホールＩＣについて、現在のシフトレンジに対して進行方向（走行方向）が逆方向に走行されるシフト位置Ｐshが選択された状態が所定時間Ｔa以上経過したか否かを判定する。なお、所定時間Ｔaは、予め設定されている値であり、具体的には、所定のシフト位置Ｐshへの操作が確定される値（例えば１００ｍｓｅｃ程度）に設定されている。

例えば、現在のシフトレンジが前進走行レンジ（Ｄレンジ、Ｂレンジ）であった場合、３つのホールＩＣうちの２つのホールＩＣにおいて、後進方向レンジ（Ｒレンジ）に切り替えられるＲ位置に対応する電圧値の出力された状態が所定時間Ｔa以上経過した場合が該当する。また、現在のシフトレンジが後進走行レンジ（Ｒレンジ）であった場合、３つのホールＩＣのうちの２つのホールＩＣにおいて、前進走行レンジ（Ｄレンジ、Ｂレンジ）に切り替えられるシフト位置Ｐsh（Ｄ位置、Ｂ位置）に対応する電圧値の出力された状態が所定時間Ｔa以上経過した場合が該当する。

第２異常判定部８６によって、２個のホールＩＣについて、進行方向（走行方向）が逆方向に走行されるシフトレンジに対応するシフト位置Ｐshが選択された状態が所定時間Ｔa以上経過したと判定されると、３個のホールＩＣのうちさらに１個のホールＩＣが故障（二重故障発生）したものと判定される。そして、第２異常判定部８６によって異常（故障）が判定されると、レンジ制御部９０は、フェールセーフとして駆動装置４０のシフトレンジをニュートラルレンジ（動力伝達遮断）に切り替える指令を駆動装置４０に出力する。これより、駆動装置４０のシフトレンジがニュートラルレンジに切り替えられることから、前後進切替の誤作動が確実に防止される。

上記のように、３個のホールＩＣのうち２個のホールＩＣについて、現在のシフトレンジに対して逆方向に走行するシフトレンジに対応するシフト位置Ｐshが選択された状態が所定時間Ｔa以上経過した場合、さらに１つのホールＩＣが故障（二重故障）したものと判定され、フェールセーフ（ニュートラルレンジ切替）が実行される。これより、１個のホールＩＣが故障した後の退避走行中に、さらに１個のホールＩＣにおいて偏差異常（中間固着）が発生した場合であっても、２個のホールＩＣについて逆方向へのシフトレンジに対応するシフト位置Ｐshへの切替が判定されると、フェールセーフが実行されて駆動装置４０がニュートラル状態に切り替えられるため、前後進切替の誤作動を確実に防止することができる。従って、４個のホールＩＣのうち１個のホールＩＣが故障し、残り３個のホールＩＣによって決定されるシフト位置Ｐshに基づいて走行が継続された場合であっても、走行中の前後進切替の誤作動が確実に防止されるため、退避走行を安全に実行することができる。

図９は、電子制御装置２０の制御作動の要部、すなわち１個のホールＩＣが故障した場合であっても退避走行を可能とする制御作動を説明するフローチャートである。このフローチャートは、例えば数ｍｓｅｃ乃至は数十ｍｓｅｃ程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。

先ず、第１異常判定部８２に対応するステップＳ１（以下、ステップを省略する）において、４個のホールＩＣ（シフトセンサ）のうち何れか１個のホールＩＣが故障したか否かが判定される。例えば所定のホールＩＣの電圧値が０Ｖ、あるいは５．０Ｖを超えた場合、そのホールＩＣに関して断線やショートが発生したものと判定される。或いは、所定のホールＩＣの電圧値と他の３個のホールＩＣの電圧値との差分が何れも許容値を超えており、且つ、他の３個のホールＩＣに関する電圧値の差分が何れも許容値の範囲内にあった場合、その所定のホールＩＣが故障したものと判定される。Ｓ１が否定される場合にはＳ７に進む。

シフト位置決定部８０に対応するＳ７では、４個のホールＩＣのうち３個以上のホールＩＣにおいて判定されるシフト位置Ｐshが等しいか否かが判定される。３個以上のホールＩＣにおいて判定されるシフト位置Ｐshが等しい場合には、本判定が肯定され、Ｓ３に進む。シフト位置決定部８０に対応するＳ３では、Ｓ７で判定されたシフト位置Ｐshに決定される。一方、Ｓ７が否定される場合、本ルーチンが終了させられる。

一方、Ｓ１が肯定される場合、第１異常判定部８２に対応するＳ２において、残りの３個のホールＩＣによって判定されるシフト位置Ｐshが何れも等しいか否かが判定される。残り３個のホールＩＣによって判定されるシフト位置Ｐshが何れも等しい場合、Ｓ２が肯定され、Ｓ３において、残り３個のホールＩＣによって判定されたシフト位置Ｐshが確定される。

Ｓ２が否定される、すなわち残り３個のホールＩＣによって判定されるシフト位置Ｐshが一致しない場合、シフトレンジ判定部８８に対応するＳ４が実行される。Ｓ４では、現在のシフトレンジが前進走行レンジ（Ｄレンジ、Ｂレンジ）および後進走行レンジ（Ｒレンジ）の何れかであるか否かが判定される。現在のシフトレンジがＮレンジなど前進走行レンジおよび後進走行レンジの何れにも該当しない場合、Ｓ４が否定され、本ルーチンが終了させられる。

一方、Ｓ４が肯定される場合、すなわち現時点で前進走行または後進走行の何れかのシフトレンジにあった場合、第２異常判定部８６に対応するＳ５において、３つのホールＩＣのうちの何れか２個において現在のシフトレンジと逆方向のシフトレンジに対応するシフト位置Ｐshに操作された状態が、所定時間Ｔa以上経過したか否かが判定される。Ｓ５が肯定される、すなわち２個のホールＩＣにおいて現在のシフトレンジと逆方向のシフトレンジに対応するシフト位置Ｐshに操作された状態が、所定時間Ｔa以上経過したと判定されると、レンジ切替制御部９０に対応するＳ６において、駆動装置４０がニュートラルレンジに切り替えられて動力伝達が遮断される。一方、Ｓ５が否定される場合、本ルーチンは終了させられる。

このように、１個のホールＩＣが故障した場合であっても残り３個のホールＩＣによって退避走行が実行される。ここで、この退避走行中においてさらにホールＩＣが故障する可能性があり、シフト位置検出装置６０の信頼性低下に起因して前後進切替の誤作動が発生する可能性もある。そこで、３個のホールＩＣのうち、２個のホールＩＣにおいて現在のシフトレンジと逆方向へのシフトレンジに対応するシフト位置Ｐshへのシフト操作が所定時間Ｔa以上経過した場合において、さらに１個のホールＩＣにおいて偏差異常が発生したと判定し、フェールセーフとしてニュートラルレンジに切り替えられることで、前後進切替の誤作動が確実に防止される。従って、１個のホールＩＣが故障しても、前後進の誤作動は回避されるため、残り３個のホールＩＣに基づいて安全な退避走行が可能となる。

上述のように、本実施例によれば、４個のホールＩＣのうちの１個のホールＩＣが故障しても残りの３個のホールＩＣによって退避走行が可能となる。ここで、その３個のホールＩＣが、走行中の走行方向と逆方向に走行するシフト位置Ｐshへの電圧信号を出力するか否かに基づいて、この３個のホールＩＣについても異常判定されるの、残りの３個のホールＩＣによる退避走行中の前後進切替の誤作動が確実に回避される。従って、前後進切替の誤作動を確実に回避しつつ、３個のホールＩＣによる退避走行が可能となる。また、３個のホールＩＣの何れかに異常が判定されると、駆動装置４０のシフトレンジがニュートラルレンジに切り替えられるため、前後進切替の誤作動による逆走を確実に回避することができる。

また、本実施例によれば、４個のホールＩＣのうち１つのホールＩＣが故障した場合であっても、残りの３個のホールＩＣから出力される電圧信号が何れも同じシフト位置Ｐshを示す場合には、そのシフト位置Ｐshに操作されたものと判断され、そのシフト位置Ｐshに基づいた退避走行が可能となる。

また、本実施例によれば、４個のホールＩＣが、磁石６２との相対位置に応じてそれぞれ異なる電圧値を出力することで、各ホールＩＣ毎に出力された電圧値に基づくシフト位置Ｐshの判定が可能となる。

また、本実施例によれば、シフトレバー３２がセレクト方向に操作されると、各ホールＩＣから出力される電圧値の相対関係が反転するため、シフトレバー３２がセレクト方向に操作されたことを判定することができる。

また、本実施例によれば、４個のホールＩＣから出力される電圧値の差分値が、予め設定されている許容値を超えたか否かに基づいて異常判定されることで、各ホールＩＣから出力される電圧値の差分値を随時算出するとともに、その差分値が許容値を超えたか否か判定することで、異常が発生したホールＩＣを随時検出（特定）することができる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、前述の実施例では、シフト位置検出装置６０が４個のホールＩＣで構成されていたが、本発明は、シフト位置検出装置が５個以上のホールＩＣで構成されも適用することができる。例えばホールＩＣが５個の場合には、１個のホールＩＣが故障すると残り４個のホールＩＣに基づく退避走行が実行され、例えば３個のホールＩＣが走行中の進行方向（走行方向）と異なるシフト位置への信号（信号電圧）を出力した場合に異常と判定され、ニュートラルレンジへの切替等のフェールセーフが実行される。また、Ｎ個のホールＩＣで構成される場合には、１個のホールＩＣが故障した場合には、（Ｎ−１）個のホールＩＣに基づいて退避走行が実行され、例えば（Ｎ−２）個のホールＩＣが走行中の進行方向と逆方向に走行されるシフト位置Ｐshへの信号（電圧信号）を出力した場合に異常と判定され、ニュートラルレンジへの切替等のフェールセーフが実行される。

また、前述の実施例のシフト操作装置における各シフト位置Ｐshの配置は一例であって、適宜変更することができる。また、シフトレバー３２がモーメンタリ式となっているが、必ずしもモーメンタリ式に限定されない。

また、前述の実施例では、１つのホールＩＣが故障し、残り３個のホールＩＣの何れかに偏差異常が発生した場合について記載されているが、残り３個のホールＩＣの何れかに断線やショートが検出された場合には、その時点でフェールセーフが実行されても構わない。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

３２：シフトレバー（シフト操作子）
４０：駆動装置
６０：シフト位置検出装置
６２：磁石
６４、６６、６８、７０：ホールＩＣ（センサ）
８０：シフト位置決定部
８６：第２異常判定部（異常判定部）

Claims (6)

1. シフト操作子に一体的に設けられている磁石と、該磁石に対向して配置されている少なくとも４個のセンサと、前記磁石が前記シフト操作子の操作に伴って前記各センサに対して相対変位したときに前記各センサから出力される信号に基づいて前記シフト操作子のシフト位置への操作を決定するシフト位置決定部とを、含んで構成される、車両用シフト位置検出装置であって、
   前記少なくとも４個のセンサのうち何れか１つの異常が判定されると、残りの少なくとも３個のセンサによってシフト位置を決定するものであり、
   前記少なくとも３個のセンサが、走行中の走行方向と逆方向に走行するシフト位置への信号を出力するか否かに基づいて異常判定を行う異常判定部をさらに備える
   ことを特徴とする車両用シフト位置検出装置。
2. 前記シフト位置決定部は、前記少なくとも３個のセンサから出力される信号が何れも同じシフト位置を示す場合、該少なくとも３個のセンサによって判定されるシフト位置に決定する
   ことを特徴とする請求項１の車両用シフト位置検出装置。
3. 前記少なくとも４個のセンサは、前記シフト操作子に設けられている前記磁石との相対位置に応じた電圧信号を出力するものであり、
   前記少なくとも４個のセンサは、それぞれ異なる電圧値の電圧信号を出力するものであることを特徴とする請求項１または２の車両用シフト位置検出装置。
4. 前記シフト操作子は、一直線上に配置された前記少なくとも４個のセンサの配置方向に沿って操作されるシフト方向と、該シフト方向に対して垂直なセレクト方向とに、操作可能に構成されており、
   前記シフト操作子が前記セレクト方向に操作されると、前記少なくとも４個のセンサから出力される電圧値の相対関係が反転することを特徴とする請求項３の車両用シフト位置検出装置。
5. 前記少なくとも４個のセンサから出力される電圧値の差分値が、予め設定されている許容値を超えたか否かに基づいて異常判定されることを特徴とする請求項３または４の車両用シフト位置検出装置。
6. シフト操作子に一体的に設けられている磁石と、該磁石に対向して配置されている少なくとも４個のセンサと、前記磁石が前記シフト操作子の操作に伴って前記各センサに対して相対変位したときに前記各センサから出力される信号に基づいて前記シフト操作子のシフト位置への操作を決定するシフト位置決定部とを、含んで構成される、車両用シフト位置検出装置を有する車両用シフト制御装置であって、
   前記少なくとも４個のセンサのうち何れか１つの異常が判定されると、残りの少なくとも３個のセンサによってシフト位置を決定するものであり、
   前記少なくとも３個のセンサが、走行中の走行方向と逆方向に走行するシフト位置への信号を出力するか否かに基づいて異常判定を行う異常判定部をさらに備え、
   前記異常判定部によって異常が判定されると、駆動装置のシフトレンジをニュートラルレンジに切り替える
   ことを特徴とする車両用シフト制御装置。

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