JP6187306B2 - 車両のシフト切替制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動変速機のシフトポジションをアクチュエータの作動により電気的に切り替える車両のシフト切替制御装置に関するものである。

人為的に操作されるシフト操作装置における操作位置に応じた要求ポジションに基づいて、前記自動変速機のシフトポジションをアクチュエータの作動により電気的に切り替える切替機構を備えた車両が良く知られている。例えば、特許文献１に記載されたレンジ切換機構(上記切替機構に相当)を備えた車両がそれである。この特許文献１には、運転者のレンジ切換操作により目標シフトレンジ(上記要求ポジションに相当)が切り換えられてから、実際のシフトレンジ(ポジションも同意)が目標シフトレンジに到達するまでのモータ駆動時間に相当する遅れ時間以上に設定された所定の待ち時間が経過するまで待機した後に、実際のシフトレンジが目標シフトレンジと一致しているか否かを判定することが開示されている。又、特許文献１には、レンジ切換機構として、公知のＰ，Ｒ，Ｎ，Ｄの４つのシフトレンジを切り換える装置、Ｐレンジとそれ以外のレンジ(NotＰレンジ)との２つのレンジのみを切り換える装置等が開示されている。

特開２００８−１８４９８５号公報

ところで、外力が付与されていない状態では操作子(例えばシフトレバー、スイッチ)が初期位置に戻されるモーメンタリ型のシフト操作装置が備えられる場合、例えば運転者が所望するシフトポジションに対応した操作位置へ操作子を操作している間だけその操作位置に基づいた要求ポジションが設定される。その為、要求ポジションが初期位置に対応した設定に戻された後に、操作位置に基づいた要求ポジションに対応する自動変速機のシフトポジションへの切替えが完了する場合がある。このような場合、初期位置に対応した要求ポジションと、切替えが完了したときの自動変速機のシフトポジションとは不一致となるので、運転者が所望するシフトポジションへの正常な切替作動であるにも拘わらず、誤って異常と判定される恐れがある。尚、上述したような課題は未公知である。

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、シフト操作装置がモーメンタリ型である場合に、要求ポジションとシフトポジションとの比較において、誤って異常と判定されることを防止することができる車両のシフト切替制御装置を提供することにある。

前記目的を達成する為の第１の発明の要旨とするところは、(a) 運転者によって操作されていないときは初期位置に戻され、且つ、自動変速機のシフトポジションに対応した操作位置へ運転者により操作される操作子を有するシフト操作装置と、車輪と共に回転する回転歯にロック歯が噛み合うロック状態と前記ロック状態が解除された非ロック状態とをアクチュエータの作動により切り替える切替機構とを備える車両において、前記初期位置及び前記操作位置に基づいて要求ポジションを設定する要求ポジション設定部と、前記要求ポジションに基づいて前記自動変速機のシフトポジションを電気的に切り替えるものであり、前記ロック状態とすることによって、前記自動変速機のシフトポジションを、前記自動変速機内の動力伝達経路が遮断され、且つ、前記切替機構によって前記車輪の回転が機械的に阻止される駐車ポジションとする一方で、前記非ロック状態とすることによって、前記自動変速機のシフトポジションを、前記自動変速機内の動力伝達経路が遮断されるニュートラル状態とする為の中立ポジション、及び前記車両を走行させる為の走行ポジションの何れかのシフトポジションとするシフトポジション切替制御部とを備える、車両のシフト切替制御装置であって、(b) 前記要求ポジション設定部により設定された要求ポジションを、前記要求ポジション設定部により前記操作位置に基づいて新たに要求ポジションが設定されるまで保持する要求ポジション保持部と、(c) 前記要求ポジション保持部により保持された要求ポジションと、前記自動変速機のシフトポジションとを比較して異常であるか否かを判定する異常判定部とを、更に備え、(d) 前記異常判定部は、前記自動変速機のシフトポジションが前記走行ポジションである場合は、前記要求ポジション保持部により保持された要求ポジションが、前記初期位置に基づく要求ポジションである場合、前記駐車ポジションである場合、及び前記中立ポジションである場合の何れの場合も異常であると判定する一方で、(e) 前記自動変速機のシフトポジションが、前記駐車ポジションである場合及び前記中立ポジションである場合の何れの場合も、前記要求ポジション保持部により保持された要求ポジションが、前記初期位置に基づく要求ポジションである場合、前記駐車ポジションである場合、前記中立ポジションである場合、及び前記走行ポジションである場合の何れの場合も正常であると判定することにある。

このようにすれば、例えば操作子が操作されたことによる要求ポジションの駐車ポジションと走行ポジション又は中立ポジションとの間の変化に基づいた自動変速機のシフトポジションの切替えが切替機構によるロック状態と非ロック状態との間の切替えを伴う為に、シフト操作装置において操作子がある操作位置から初期位置へ戻された後に自動変速機のシフトポジションがその操作位置に対応したシフトポジションへ切り替えられる場合、操作子の位置に応じた要求ポジションは初期位置に基づいた要求ポジションとされるが、保持された要求ポジションは操作子が直前に操作された操作位置に応じた要求ポジションとされるので、シフト操作装置がモーメンタリ型である場合に、要求ポジションとシフトポジションとの比較において、誤って異常と判定されることが防止される。
例えば、操作子が操作されたことによる要求ポジションの駐車ポジションから走行ポジションへの変化に基づいた自動変速機のシフトポジションの駐車ポジションから走行ポジションへの切替えが切替機構による切替えを伴う為に、シフト操作装置において操作子が走行ポジションに対応した走行位置から初期位置へ戻された後に自動変速機のシフトポジションが駐車ポジションから走行ポジションへ切り替えられる場合、操作子の位置に応じた要求ポジションは初期位置に基づいた要求ポジションとされるが、保持された要求ポジションは走行ポジションとされるので、誤って異常と判定されることが防止されると共に、走行ポジションへの切替え過程ではシフトポジションは駐車ポジションとされるので、誤って異常と判定されることが防止される。
又、操作子が操作されたことによる要求ポジションの走行ポジションから駐車ポジションへの変化に基づいた自動変速機のシフトポジションの走行ポジションから駐車ポジションへの切替えが切替機構による切替えを伴う為に、シフト操作装置において操作子が駐車ポジションに対応した走行位置から初期位置へ戻された後に自動変速機のシフトポジションが走行ポジションから駐車ポジションへ切り替えられる場合、駐車ポジションへの切替え過程ではシフトポジションは中立ポジションとされるので、誤って異常と判定されることが防止される。

ここで、第２の発明は、前記第１の発明に記載の車両のシフト切替制御装置において、前記異常判定部は、前記自動変速機のシフトポジションが前記走行ポジションである場合は、前記要求ポジション保持部により保持された要求ポジションが前記シフトポジションとは走行方向が反対となる走行ポジションである場合に異常であると判定することにある。このようにすれば、運転者が所望する走行方向とは反対の走行方向へシフトポジションが制御された場合は異常と判定することで、フェールセーフ処理を実施することができる。

また、第３の発明は、前記第１の発明又は第２の発明に記載の車両のシフト切替制御装置において、前記異常判定部は、前記要求ポジション保持部により保持された要求ポジションと、前記自動変速機のシフトポジションとを比較して異常である状態か否かを判定し、前記異常である状態が所定時間以上継続した場合に異常であると判定することにある。このようにすれば、前記要求ポジション保持部により保持された要求ポジションと、前記自動変速機のシフトポジションとを比較して、異常を確実に判断(確定)することができる。

本発明が適用される車両の概略構成を説明する図であると共に、車両に設けられた制御系統の要部を説明するブロック線図である。 自動変速機のシフトポジションを人為的操作により切り替えるシフト操作装置の一例を示す図である。 駆動輪の回転を機械的に阻止する切替機構の一例を示す斜視図である。 電子制御装置の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。 要求ポジションと制御ポジションとを比較したときに正常と判定するか或いは異常と判定するかをまとめた図表である。 電子制御装置の制御作動の要部すなわちシフト操作装置がモーメンタリ型である場合に要求ポジションと制御ポジションとの比較において誤って異常と判定されることを防止する為の制御作動を説明するフローチャートである。 図６のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートの一例である。

以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明が適用される車両１０を構成するエンジン１２から駆動輪１４までの動力伝達経路の概略構成を説明する図であると共に、切替機構１６などを制御する為に車両１０に設けられた制御系統の要部を説明するブロック線図である。図１において、車両１０は、切替機構１６、自動変速機１８などを備え、電気制御により自動変速機１８のシフトポジション(レンジも同意)を切り替えるシフトバイワイヤ(ＳＢＷ)方式を採用している。自動変速機１８は、例えば走行用駆動力源としての内燃機関であるエンジン１２の動力をカウンタギヤ対２０の一方を構成する自動変速機１８の出力回転部材としての出力歯車２２から、カウンタギヤ対２０、ファイナルギヤ対２４、ディファレンシャルギヤ２６、及び一対のドライブシャフト２８等を順次介して一対の駆動輪１４へ伝達する。これら自動変速機１８、カウンタギヤ対２０、ファイナルギヤ対２４、ディファレンシャルギヤ２６等により動力伝達装置としてのトランスアクスルが構成される。又、車両１０は、更に、シフト操作装置３０を備えている。

車両１０には、切替機構１６の作動状態や自動変速機１８のシフトポジションの切替えなどを制御する車両１０のシフト切替制御装置を含む電子制御装置８０が備えられている。電子制御装置８０は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに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車両１０の各種制御を実行する。例えば、電子制御装置８０は、エンジン１２の出力制御、自動変速機１８の変速制御、シフトバイワイヤ方式を用いた自動変速機１８のシフトポジションの切替制御、切替機構１６の作動状態の切替制御等の車両制御を実行するようになっており、必要に応じてエンジン１２の出力制御用や自動変速機１８の変速制御用等に分けて構成される。電子制御装置８０には、車両１０に設けられた各種センサ(例えばシフトレバー３２の操作位置センサであるシフトセンサ３４及びセレクトセンサ３６、Ｐスイッチ３８、車速センサ４０、ブレーキスイッチ４２、エンコーダ５２(図３参照)など)により検出された各種信号(例えばシフトレバー３２の操作位置(レバーポジション)Ｐlevに対応する操作信号としてのシフトレバー位置信号Ｓplev、Ｐスイッチ３８が操作されたときの操作位置(Ｐスイッチオンポジション)Ｐswに対応する操作信号としてのＰスイッチ信号Ｓpsw、自動変速機１８の出力回転速度に対応する車速Ｖを表す車速信号、常用ブレーキであるフットブレーキペダル４４が操作されたブレーキオン状態を表すブレーキ操作信号Ｓbra、切替機構１６における位置信号としてのＰロック駆動モータ５０(図３参照)の回転角度を示す回転信号Ｓangなど)が供給される。電子制御装置８０からは、車両１０に設けられた各装置(例えばエンジン１２、切替機構１６、自動変速機１８など)に各種出力信号(例えばエンジン１２の出力制御の為のエンジン出力制御指令信号Ｓeng、切替機構１６の切替制御の為のＰ切替制御指令信号Ｓplock、自動変速機１８の変速制御の為の変速制御指令信号Ｓshift、自動変速機１８のシフトポジションを切り替える為のシフトポジション切替制御指令信号Ｓpos、インジケータ４６を作動させて自動変速機１８のシフトポジション(Ｐポジションを含む)を表示する為のシフトポジション表示信号Ｓindiなど)が供給される。

図２は、自動変速機１８において複数種類のシフトポジションを人為的操作により切り替える切替装置(操作装置)としてのシフト操作装置３０の一例を示す図である。このシフト操作装置３０は、例えば運転席の近傍に配設され、自動変速機１８の複数のシフトポジションに対応した複数の操作位置(レバーポジションＰlev及びＰスイッチオンポジションＰsw)へ運転者により選択的に操作される操作子としてシフトレバー３２及びＰスイッチ３８を有している。シフトレバー３２及びＰスイッチ３８はどちらも、外力が付与されていない状態では元位置(初期位置)に戻されるモーメンタリ式の操作子、すなわち運転者によって操作されていないときは初期位置に戻される操作子(換言すれば操作力を解くと初期位置へ自動的に復帰する自動復帰式の操作子)である。シフトレバー３２は、自動変速機１８のシフトポジションをパーキングポジション(Ｐポジション)以外の所望のシフトポジション(Ｒ，Ｎ，Ｄポジション)とする為に運転者により複数のレバーポジションＰlevへ択一的に操作される。Ｐスイッチ３８は、シフトレバー３２の近傍に別スイッチとして備えられた操作子であり、自動変速機１８のシフトポジションをＰポジションとしてパーキングロックする為に運転者により操作される。

シフトレバー３２は、図２に示すように車両の前後方向又は上下方向(すなわち縦方向)に配列された３つのレバーポジションＰlevであるＲ操作ポジション(Ｒ操作位置)、Ｎ操作ポジション(Ｎ操作位置)、Ｄ操作ポジション(Ｄ操作位置)と、それに平行に配列されたＭ操作ポジション(Ｍ操作位置)、Ｂ操作ポジション(Ｂ操作位置)とへそれぞれ操作されるようになっており、レバーポジションＰlevに応じたシフトレバー位置信号Ｓplevを電子制御装置８０へ出力する。又、シフトレバー３２は、Ｒ操作ポジションとＮ操作ポジションとＤ操作ポジションとの相互間で縦方向に操作可能とされ、Ｍ操作ポジションとＢ操作ポジションとの相互間で縦方向に操作可能とされ、更に、Ｍ操作ポジションとＢ操作ポジションとの相互間で上記縦方向に直交する車両の横方向に操作可能とされている。Ｍ操作ポジションは、シフトレバー３２の初期位置(ホームポジション)であり、Ｍ操作ポジション以外のレバーポジションＰlev(Ｒ，Ｎ，Ｄ，Ｂ操作ポジション)へシフト操作されていたとしても、運転者がシフトレバー３２を解放すれば(すなわちシフトレバー３２に作用する外力が無くなれば)、バネなどの機械的機構によりシフトレバー３２はＭ操作ポジションへ戻るようになっている。

Ｐスイッチ３８は、例えばモーメンタリ式の押しボタンスイッチであって、運転者によりＰスイッチオンポジションＰswであるＰ操作ポジション(Ｐ操作位置)まで押込み操作される毎にＰスイッチ信号Ｓpswを電子制御装置８０へ出力する。Ｐスイッチ３８が押込み操作されていない状態は、Ｐスイッチ３８の初期位置(ホームポジション)であり、ＰスイッチオンポジションＰswまで押込み操作されていたとしても、運転者がＰスイッチ３８を解放すれば、バネなどの機械的機構によりＰスイッチ３８は初期位置へ戻るようになっている。

シフト操作装置３０が各操作位置へ操作された際には、電子制御装置８０により、その操作位置に対応した操作信号に基づいてその操作位置に対応した自動変速機１８のシフトポジションに切り替えられると共に、現在の操作位置すなわち自動変速機１８のシフトポジションの状態がインジケータ４６に表示される。

自動変速機１８の各シフトポジション(Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄポジション)について説明する。Ｐスイッチ３８がＰスイッチオンポジションＰswまで押込み操作されることにより選択されるＰポジションは、自動変速機１８内の動力伝達経路が遮断され、且つ、切替機構１６により駆動輪１４の回転を機械的に阻止するパーキングロック(Ｐロック)が実行される駐車ポジションである。又、シフトレバー３２がＲ操作ポジションへシフト操作されることにより選択されるＲポジションは、車両を後進させる駆動力が駆動輪に伝達される後進走行ポジション(すなわち車両１０を後進走行させる為の後進走行ポジション)である。又、シフトレバー３２がＮ操作ポジションへシフト操作されることにより選択されるニュートラルポジション(Ｎポジション)は、自動変速機１８内の動力伝達経路が遮断されるニュートラル状態とする為の中立ポジションである。又、シフトレバー３２がＤ操作ポジションへシフト操作されることにより選択されるＤポジションは、車両を前進させる駆動力が駆動輪３８に伝達される前進走行ポジション(すなわち車両１０を前進走行させる為の前進走行ポジション)である。又、シフトレバー３２がＢ操作ポジションへシフト操作されることにより選択されるＢポジションは、Ｄポジションにおいてエンジンブレーキ効果を発揮させ駆動輪１４の回転を減速させる減速前進走行ポジション(エンジンブレーキポジション)である。

本実施例のシフト操作装置３０では、シフトレバー３２及びＰスイッチ３８に作用する外力が無くなれば初期位置へ戻されるので、シフトレバー３２及びＰスイッチ３８を視認しただけでは選択中のシフトポジションを認識することは出来ない。その為、運転者の見易い位置にインジケータ４６が設けられており、選択中のシフトポジションがＰポジションである場合も含めてインジケータ４６に表示されるようになっている。

本実施例の車両１０では、所謂シフトバイワイヤを採用している。そして、シフト操作装置３０は、図２に示すように、上記縦方向である第１方向Ｐ１とその方向と交差する(すなわち直交する)横方向である第２方向Ｐ２とに２次元的にシフト操作される。その為、シフト操作装置３０は、シフトレバー３２のレバーポジションＰlevを検出する為の位置センサとして、第１方向Ｐ１のシフト操作を検出する第１方向検出部としてのシフトセンサ３４と、第２方向Ｐ２のシフト操作を検出する第２方向検出部としてのセレクトセンサ３６とを備えている。シフトセンサ３４とセレクトセンサ３６とは何れも、レバーポジションＰlevに応じたシフトレバー位置信号Ｓplevとしての電圧を電子制御装置８０に対して出力する。すなわち、シフトセンサ３４とセレクトセンサ３６とが全体として、レバーポジションＰlevを検出するレバーポジション検出部を構成している。電子制御装置８０は、そのシフトレバー位置信号Ｓplevの電圧に基づいてレバーポジションＰlevを認識(判定)する。

レバーポジションＰlevの認識について一例を示す。シフトセンサ３４の検出信号電圧ＶＳＦは、Ｒ操作ポジションを示す第１方向第１位置P1_1、Ｍ操作ポジション或いはＮ操作ポジションを示す第１方向第２位置P1_2、及びＢ操作ポジション或いはＤ操作ポジションを示す第１方向第３位置P1_3の各位置に対応する電圧レベル(low範囲、mid範囲、high範囲内の各電圧)になる。又、セレクトセンサ３６の検出信号電圧ＶＳＬは、Ｍ操作ポジション或いはＢ操作ポジションを示す第２方向第１位置P2_1、及びＲ操作ポジション、Ｎ操作ポジション、或いはＤ操作ポジションを示す第２方向第２位置P2_2の各位置に対応する電圧レベル(low範囲、high範囲内の各電圧)になる。電子制御装置８０はこのように変化する検出信号電圧ＶＳＦ，ＶＳＬを検出することにより、各電圧レベルの組み合わせによってレバーポジションＰlev(Ｒ，Ｎ，Ｄ，Ｍ，Ｂ操作ポジション)を認識する。

図３は、自動変速機１８の出力歯車２２の回転を機械的に固定するＰロックを行う(すなわち駆動輪１４の回転を機械的に阻止する)切替機構１６の構成を説明する斜視図である。図３において、切替機構１６は、Ｐロック機構４８、Ｐロック駆動モータ５０、エンコーダ５２などを備え、電子制御装置８０からの制御信号に基づいて車両１０の移動を防止したり、車両１０の移動を許容する。

Ｐロック駆動モータ５０は、例えばスイッチトリラクタンスモータ(ＳＲモータ)により構成され、電子制御装置８０からの指令(制御信号)を受けてシフトバイワイヤシステムによってＰロック機構４８を駆動するアクチュエータである。エンコーダ５２は、Ａ相、Ｂ相及びＺ相の信号を出力するロータリエンコーダであって、Ｐロック駆動モータ５０と一体的に回転し、ＳＲモータの回転状況を検知してその回転状況を表す信号すなわちＰロック駆動モータ５０の移動量(回転量)に応じた計数値(エンコーダカウント)を取得する為のパルス信号を電子制御装置８０へ供給する。電子制御装置８０は、エンコーダ５２から供給される信号を取得してＳＲモータの回転状況を把握し、ＳＲモータを駆動する為の通電の制御を行う。

Ｐロック機構４８は、Ｐロック駆動モータ５０により回転駆動されるシャフト５４、シャフト５４の回転に伴って回転するディテントプレート５６、ディテントプレート５６の回転に伴って動作するロッド５８、車輪としての駆動輪１４と共に回転する回転歯(すなわち駆動輪１４と連動して回転する回転歯)であるパーキングギヤ６０、パーキングギヤ６０を回転阻止(ロック)する為のロック歯であるパーキングロックポール６２、ディテントプレート５６の回転を制限するディテントスプリング６４、及びころ６６などを備えている。

パーキングギヤ６０は、それがロック状態とされれば駆動輪１４もロック状態とされる関係にあれば、設けられる場所に制限は無いが、例えば自動変速機１８の出力歯車２２と同心上に固定されている(図１参照)。ディテントプレート５６は、シャフト５４を介してＰロック駆動モータ５０の駆動軸に作動的に連結されており、ロッド５８、ディテントスプリング６４、ころ６６などと共にＰロック駆動モータ５０により駆動されて、Ｐポジションに対応するパーキングロックポジションと、Ｐポジション以外の各シフトポジション(Ｒ，Ｎ，Ｄ，Ｂポジション)である非Ｐポジションに対応する非パーキングロックポジションとを切り替える為のパーキングロック位置決め部材として機能する。

図３は、非パーキングロック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６２がパーキングギヤ６０をロック状態としていないので、駆動輪１４の回転はＰロック機構４８によっては妨げられない。この状態から、Ｐロック駆動モータ５０によりシャフト５４を図３に示す矢印Ｃの方向に回転させると、ディテントプレート５６を介してロッド５８が図３に示す矢印Ａの方向に押され、ロッド５８の先端に設けられたテーパー部材６８によりパーキングロックポール６２が図３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５６の回転に伴って、ディテントプレート５６の頂部に設けられた２つの谷のうち一方(すなわち非パーキングロックポジション)にあったディテントスプリング６４のころ６６は、山７０を乗り越えて他方の谷(すなわちパーキングロックポジション)へ移る。ころ６６は、その軸心を中心として回転可能にディテントスプリング６４に設けられている。ころ６６がパーキングロックポジションに来るまでディテントプレート５６が回転したとき、パーキングロックポール６２は、パーキングギヤ６０と噛み合う位置まで押し上げられる。これにより、パーキングギヤ６０と連動して回転する駆動輪１４の回転が機械的に阻止され、自動変速機１８のシフトポジションがＰポジションとされる。

このように、切替機構１６は、運転者の操作に基づいて(換言すればシフトレバー位置信号ＳplevやＰスイッチ信号Ｓpswに従って)、Ｐロック駆動モータ５０の作動により自動変速機１８のシフトポジションを切り替える切替機構であって、パーキングギヤ６０にパーキングロックポール６２が噛み合うロック状態(パーキングロックポジション)とそのロック状態が解除された非ロック状態(非パーキングロックポジション)とをＰロック駆動モータの作動により切り替えるパーキングロック装置１６である。尚、駆動輪１４を回転不能状態(ロック状態)とする代わりに、同じく車輪としての不図示の従動輪を回転不能状態として車両１０の移動を防止しても良い。このような場合には、切替機構１６は、従動輪と共に回転する回転歯を運転者の操作に基づいてロック状態と非ロック状態とに切り替えるように構成される。

図４は、電子制御装置８０による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図４において、電子制御装置８０は、要求ポジション設定手段すなわち要求ポジション設定部８２、シフトポジション切替制御手段すなわちシフトポジション切替制御部８４、及び異常判定手段すなわち異常判定部８６を機能的に備えている。

要求ポジション設定部８２は、例えばシフト操作装置３０における初期位置及び操作位置に基づいて、運転者が所望する自動変速機１８のシフトポジションである要求ポジションを設定する。具体的には、要求ポジション設定部８２は、シフトレバー位置信号ＳplevやＰスイッチ信号Ｓpswに基づいて、シフトレバー３２及びＰスイッチ３８が何れも初期位置にあると判断した場合には、要求ポジションを「無し」に設定する。又、要求ポジション設定部８２は、シフトレバー位置信号ＳplevやＰスイッチ信号Ｓpswに基づいて、シフトレバー３２及びＰスイッチ３８が何れかの操作位置(レバーポジションＰlev及びＰスイッチオンポジションＰsw)に所定時間Ａ以上連続して維持されてから初期位置に戻されるまで、要求ポジションをその操作位置に対応するシフトポジションに設定する。上記所定時間Ａは、例えば運転者の意思によってある操作位置に確実に操作されたと判断できる時間として予め設計的に或いは実験的に求められて記憶された(すなわち予め定められた)操作判定閾値である。又、この所定時間Ａは、各操作位置で一律の値が設定されも良いし、各操作位置によって異なる値が設定されても良い。

シフトポジション切替制御部８４は、例えば要求ポジション設定部８２により設定された要求ポジションに基づいて、自動変速機１８のシフトポジションを電気的に切り替える。つまり、シフトポジション切替制御部８４は、要求ポジションに対応したシフトポジションへの切替えを行う。具体的には、シフトポジション切替制御部８４は、Ｐロック駆動モータ５０の回転角度を示す(すなわち切替機構１６におけるパーキングロックの作動状態を表す)回転信号Ｓangに基づいて、パーキングギヤ６０がロック状態にあるか或いは非ロック状態にあるかを判断する(すなわち自動変速機１８のシフトポジションがＰポジションであるか或いは非Ｐポジションであるかを判断する)。シフトポジション切替制御部８４は、パーキングギヤ６０が非ロック状態にあるときに(すなわちシフトポジションが非Ｐポジションにあるときに)、要求ポジション設定部８２により要求ポジションとしてＰポジションが設定された場合には、切替機構１６を作動させてパーキングギヤ６０をロック状態とすることによって、自動変速機１８のシフトポジションを非ＰポジションからＰポジションへ切り替える。一方で、シフトポジション切替制御部８４は、パーキングギヤ６０がロック状態にあるときに(すなわちシフトポジションがＰポジションであるときに)、要求ポジション設定部８２により要求ポジションとして非Ｐポジション(ここではＲ，Ｎ，Ｄポジション；後述するリジェクト機能参照)の何れか１つが設定された場合には、切替機構１６を作動させてパーキングギヤ６０を非ロック状態とすることによって、自動変速機１８のシフトポジションをＰポジションから非Ｐポジションへ切り替えると共に、要求ポジションに対応したＲポジション、Ｎポジション、Ｄポジションの何れかのシフトポジションへ切り替える。

本実施例では、電気制御により自動変速機１８のシフトポジションを切り替えるシフトバイワイヤ(ＳＢＷ)方式を採用しているので、シフトポジション切替制御部８４は、運転者によりシフト操作装置３０が操作されてもシフトポジションの切替えを受け付けないようにする(すなわち切替機構１６の切替作動を電気的に禁止する)リジェクト機能(或いはフェールセーフ機能)を備えている。具体的には、シフトポジション切替制御部８４は、Ｐロック許可車速Ｖｐを超える車速Ｖでの車両走行中に要求ポジションがＰポジションとされても、シフトポジションをＰポジションへ切り替えず、Ｎポジションとする。又、シフトポジション切替制御部８４は、フットブレーキペダル４４を踏まない状態で(すなわちブレーキオン状態を表すブレーキ操作信号Ｓbraが出力されていない状態で)シフトポジションがＰポジションであるときに要求ポジションが非Ｐポジションとされても、Ｐポジションを維持する。又、Ｂポジションは、Ｄポジションにおいて切り替えられることを前提とするエンジンブレーキポジションであるので、シフトポジション切替制御部８４は、Ｄポジション以外のシフトポジションであるときに要求ポジションがＢポジションとされても、シフトポジションをＢポジションへ切り替えない。例えば、シフトポジション切替制御部８４は、シフトポジションがＰポジションであるときに要求ポジションがＢポジションとされてもＰポジションを維持したり、シフトポジションがＲ又はＮポジションであるときに要求ポジションがＢポジションとされてもＮポジションとする。又、シフトポジション切替制御部８４は、シフトポジションがＤポジションであるときの所定車速を超える車両走行中に要求ポジションがＲポジションとされてもＮポジションとしたり、シフトポジションがＲポジションであるときの所定車速を超える車両走行中に要求ポジションがＤポジションとされてもＮポジションとする。

異常判定部８６は、例えば要求ポジションと自動変速機１８の実際のシフトポジションとを比較して正常であるか或いは異常であるかを判定する。自動変速機１８の実際のシフトポジションは、例えばシフトポジション切替制御部８４により制御されているシフトポジション(すなわちシフトポジション切替制御部８４が出力する指令値)であり、本実施例では制御ポジションと称す。又、ここでの異常は、例えば要求ポジションと制御ポジションとが一致しないという異常であり、より具体的には、シフトポジション切替制御部８４によるシフトポジション切替制御の異常である。そして、異常判定時には、例えば所定のフェールセーフ作動が実行される。

異常判定部８６は、基本的には、要求ポジションと制御ポジションとが一致する場合に正常と判定する一方で、要求ポジションと制御ポジションとが不一致となる場合に異常と判定する。但し、制御ポジションが駆動輪１４への動力伝達が遮断されるシフトポジション(Ｐ，Ｎポジション)である非走行ポジションとされる場合には、車両１０を移動させる力が発生させられないので、制御ポジションと要求ポジションとが不一致となっても正常と判定する。又、ＤポジションとＢポジションとは同じ前進走行ポジションであるので、このポジション間では、制御ポジションと要求ポジションとが不一致となっても正常と判定する。尚、Ｐ，Ｎ操作ポジションは、自動変速機１８の非走行ポジションに対応した非走行位置である。又、Ｒ，Ｄ，Ｂ操作ポジションは、駆動輪１４への動力伝達が可能とされるシフトポジション(Ｒ，Ｄ，Ｂポジション)である自動変速機１８の走行ポジションに対応した走行位置である。

図５は、上述した観点を採り入れて、要求ポジションと制御ポジションとを比較したときに正常と判定するか或いは異常と判定するかをまとめた図表である。図５において、異常判定部８６は、制御ポジションが走行ポジション(Ｒ，Ｄ，Ｂポジション)である場合は、要求ポジションが「無し」及び非走行ポジション(Ｐ，Ｎポジション)の何れの場合も異常であると判定する。又、異常判定部８６は、制御ポジションが走行ポジションである場合は、要求ポジションが制御ポジションとは走行方向が反対となる走行ポジションである場合に異常であると判定する。従って、異常判定部８６は、制御ポジションが走行ポジションである場合は、要求ポジションが制御ポジションとは走行方向が同じとなる走行ポジションである場合に正常であると判定する。一方で、異常判定部８６は、制御ポジションが非走行ポジションである場合は、要求ポジションが「無し」、非走行ポジション、及び走行ポジションの何れの場合も正常であると判定する。尚、制御ポジションが変化したときの正常／異常の判定に、この図５の図表を用いるようにしても良い。

ところで、Ｐポジションと非Ｐポジションとの間のシフトポジションの切替えでは、切替機構１６の切替作動を伴う。この場合、制御ポジションは、切替機構１６の切替作動が完了した後(すなわちＰロック駆動モータの動作期間)が経過した後に、確定される(切り替えられる)。そうすると、制御ポジションが切り替えられた時点では、既に、要求ポジションが「無し」となっている場合がある。その為、要求ポジションに対応したシフトポジションへの正常なポジション切替作動であるにも拘わらず、誤って異常と判定される恐れがある。

そこで、電子制御装置８０は、更に、要求ポジション保持手段すなわち要求ポジション保持部８８を機能的に備えている。要求ポジション保持部８８は、例えば要求ポジション設定部８２により設定された要求ポジションを、要求ポジション設定部８２により操作位置に基づいて新たに要求ポジションが設定されるまで保持する。つまり、操作位置に基づいて要求ポジションが変化した場合には、それに合わせて保持された要求ポジションも変化させられるが、初期位置に基づいて要求ポジションが「無し」へ変化した場合には、保持された要求ポジションは変化させられない。例えば、要求ポジションがＤポジションに切り替えられた場合には、保持された要求ポジションもＤポジションに切り替えられるが、要求ポジションがＤポジションから「無し」に切り替えられた場合には、保持された要求ポジションはＤポジションがそのまま保持される。本実施例では、要求ポジション保持部８８により保持された要求ポジションを、要求ポジション(比較用)と称す。

異常判定部８６は、例えば制御ポジションと比較して正常であるか或いは異常であるかを判定するときの要求ポジションを、要求ポジション設定部８２により設定された要求ポジションではなく、要求ポジション(比較用)とする。すなわち、異常判定部８６は、要求ポジション(比較用)と制御ポジションとを比較して異常であるか否かを判定する。具体的には、異常判定部８６は、要求ポジション(比較用)と制御ポジションとを比較して異常である状態か否かを判定し、異常である状態と判定した場合にはその異常である状態が所定時間Ｂ以上継続したか否かを判定し、異常である状態が所定時間Ｂ以上継続したと判定した場合には異常であると判定する(すなわち異常を確定する。)この所定時間Ｂは、例えば異常を確実に判断(確定)することができる異常である状態の継続時間として予め定められた異常判定閾値である。

図６は、電子制御装置８０の制御作動の要部すなわちシフト操作装置３０がモーメンタリ型である場合に要求ポジションと制御ポジションとの比較において誤って異常と判定されることを防止する為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数ｍｓｅｃ乃至数十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。図７は、図６のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートの一例である。

図６において、先ず、要求ポジション設定部８２に対応するステップ(以下、ステップを省略する)Ｓ１０において、例えばシフト操作装置３０における初期位置及び操作位置に基づいて要求ポジションが設定(決定)される。次いで、シフトポジション切替制御部８４に対応するＳ２０において、例えば上記Ｓ１０にて設定された要求ポジションに基づいて自動変速機１８のシフトポジションが切り替えられ、制御ポジションが確定(決定)される。次いで、要求ポジション保持部８８に対応するＳ３０において、例えば要求ポジションが「無し」以外であるか否かが判定される。このＳ３０の判断が肯定される場合は要求ポジション保持部８８に対応するＳ４０において、例えば上記Ｓ１０にて設定された要求ポジションが要求ポジション(比較用)と異なっている場合には要求ポジション(比較用)がそのＳ１０にて設定された要求ポジションへ更新される。上記Ｓ３０の判断が否定される場合或いは上記Ｓ４０に次いで、異常判定部８６に対応するＳ５０において、例えば要求ポジション(比較用)と制御ポジションとが比較されて異常である状態か否かが判定され、異常である状態と判定された場合にはその異常である状態が所定時間Ｂ継続されたか否かが判定される。このＳ５０の判断が否定される場合は上記Ｓ１０へ戻るが肯定される場合は異常判定部８６に対応するＳ６０において、例えば異常が確定される。

図７のｔ１時点において、要求ポジションがＤポジションとされると、要求ポジション(比較用)はＤポジションへ更新され、その後要求ポジションが「無し」とされても要求ポジション(比較用)はＤポジションのまま保持される。そして、Ｐポジションから非Ｐポジションへ切り替える為のＰロック駆動モータの動作期間が経過したｔ２時点において、制御ポジションがＤポジションへ切り替えられる。このように要求ポジションが「無し」とされた後に制御ポジションが要求ポジションに対応したＤポジションへ切り替えられる場合であっても、要求ポジション(比較用)はＤポジションとされるので、要求ポジションと制御ポジションとの比較において誤って異常と判定されることが防止される。加えて、制御ポジションが非走行ポジション(ここではＰポジション)から走行ポジション(ここではＤポジション)へ切り替えられる場合、その切替え過程では制御ポジションは非走行ポジションとされるので、誤って異常と判定されることが防止される。より具体的には、制御ポジションがＰポジションから非Ｐポジションへ切り替えられる場合、その切替え過程では制御ポジションはＰポジションとされるので、誤って異常と判定されることが防止される。次いで、図７のｔ３時点において、要求ポジションがＲポジションとされると、要求ポジション(比較用)はＲポジションへ更新される。ここでは非Ｐポジションのまま切り替える必要がないので、制御ポジションも速やかにＲポジションへ切り替えられる。次いで、図７のｔ４時点において、要求ポジションがＰポジションとされると、要求ポジション(比較用)はＰポジションへ更新される。そして、非ＰポジションからＰポジションへ切り替える為のＰロック駆動モータの動作期間が経過したｔ５時点において、制御ポジションがＰポジションへ切り替えられる。このＰロック駆動モータの動作期間では、非Ｐポジションのままであるので、制御ポジションは速やかにＮポジションへ切り替えられる。このように制御ポジションが非ＰポジションからＰポジションへ切り替えられる場合、その切替え過程では制御ポジションはＮポジションとされるので、誤って異常と判定されることが防止される。次いで、図７のｔ６時点において、要求ポジションがＮポジションとされると、要求ポジション(比較用)はＮポジションへ更新される。そして、Ｐポジションから非Ｐポジションへ切り替える為のＰロック駆動モータの動作期間が経過したｔ７時点において、制御ポジションがＮポジションへ切り替えられる。次いで、図７のｔ８時点において、要求ポジションがＤポジションとされると、要求ポジション(比較用)はＤポジションへ更新される。ここでは非Ｐポジションのまま切り替える必要がないので、制御ポジションも速やかにＤポジションへ切り替えられる。その後要求ポジションが「無し」とされても要求ポジション(比較用)はＤポジションのまま保持されるので、誤って異常と判定されることが防止される。次いで、図７のｔ９時点において、要求ポジションの変化が無く、要求ポジション(比較用)がＤポジションで保持されたまま制御ポジションがＲポジションへ切り替えられると、異常と判定される。

上述のように、本実施例によれば、要求ポジションの変化に基づいた制御ポジションの切替えが切替機構１６による切替えを伴う為に、シフト操作装置３０において操作位置から初期位置へ戻された後に制御ポジションがその操作位置に対応したシフトポジションへ切り替えられる場合、要求ポジションは初期位置に基づいた要求ポジションとされるが、保持された要求ポジションはその操作位置に応じた要求ポジションとされるので、シフト操作装置３０がモーメンタリ型である場合に、要求ポジションと制御ポジションとの比較において、誤って異常と判定されることが防止される。

また、本実施例によれば、要求ポジションの走行ポジションへの変化に基づいた制御ポジションの走行ポジションへの切替えが切替機構１６による切替えを伴う為に、シフト操作装置３０において走行位置から初期位置へ戻された後に制御ポジションが走行ポジションへ切り替えられる場合、要求ポジションは初期位置に基づいた要求ポジションとされるが、要求ポジション(比較用)は走行ポジションとされるので、誤って異常と判定されることが防止される。

また、本実施例によれば、運転者が所望する走行方向とは反対の走行方向へ制御ポジションが制御された場合は異常と判定することで、所定のフェールセーフ処理の実施が可能となる。

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、制御ポジションが非走行ポジション(Ｐ，Ｎポジション)である場合には、要求ポジションが何れであっても正常と判定されるので、異常判定部８６による正常／異常の判定は、例えば要求ポジション或いは制御ポジションが走行ポジション(Ｒ，Ｄ，Ｂポジション)へ変化した場合に少なくとも実行するようにしても良い。又、要求ポジションが非走行ポジションへ変化する場合には、必ずしもその要求ポジションを保持して要求ポジション(比較用)としなくても良い。

また、前述の実施例では、シフト操作装置３０はシフトレバー３２及びＰスイッチ３８を備えていたが、これに限らない。例えば、シフト操作装置３０は、運転者のシフト意思を電気的信号に変換する操作装置であれば良い。具体的には、シフト操作装置３０は、各シフトポジションに対応したＰ，Ｒ，Ｎ，Ｄ等の操作位置と、その操作位置へ操作されるレバーやダイヤル等の操作子と、その操作子が各操作位置へ操作されたことを電気的に検出する位置センサとを備えているような操作装置であれば良い。

また、前述の実施例では、ディテントプレート５６の回動動作に連動してＰポジション(パーキングロックポジション、ロック状態)と１つの非Ｐポジション(非パーキングロックポジション、非ロック状態)とを選択的に切り替える切替機構１６に本発明を適用した例を示したが、これに限らない。例えば、Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄ等の各シフトポジションに対応して、Ｐロック駆動モータ５０の作動により自動変速機１８のシフトポジションを切り替える切替機構であっても本発明は適用され得る。

また、前述の実施例において、自動変速機１８は、変速機単体、トルクコンバータ及び複数の変速比を有する変速機、或いはこの変速機等に加え減速機構部やディファレンシャル機構部により構成される。この変速機は、公知の遊星歯車式自動変速機、公知の同期噛合型平行２軸式自動変速機、公知のＤＣＴ(Dual Clutch Transmission)、公知のベルト式無段変速機、公知のトラクション型無段変速機、エンジンからの動力を第１電動機及び出力軸へ分配する例えば遊星歯車装置で構成される差動機構とその差動機構の出力軸に設けられた第２電動機とを備えてその差動機構の差動作用によりエンジンからの動力の主部を駆動輪側へ機械的に伝達しエンジンからの動力の残部を第１電動機から第２電動機への電気パスを用いて電気的に伝達することにより電気的に変速比が変更される電気式無段変速機として機能する自動変速機、或いはエンジン軸や出力軸などに動力伝達可能に電動機が備えられる所謂パラレル式のハイブリッド車両に搭載される自動変速機などである。

尚、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。

１０：車両
１４：駆動輪(車輪)
１６：切替機構
１８：自動変速機
３０：シフト操作装置
３２：シフトレバー(操作子)
３８：Ｐスイッチ(操作子)
５０：Ｐロック駆動モータ(アクチュエータ)
６０：パーキングギヤ(回転歯)
６２：パーキングロックポール(ロック歯)
８０：電子制御装置(シフト切替制御装置)
８２：要求ポジション設定部
８４：シフトポジション切替制御部
８６：異常判定部
８８：要求ポジション保持部

Claims (3)

1. 運転者によって操作されていないときは初期位置に戻され、且つ、自動変速機のシフトポジションに対応した操作位置へ運転者により操作される操作子を有するシフト操作装置と、車輪と共に回転する回転歯にロック歯が噛み合うロック状態と前記ロック状態が解除された非ロック状態とをアクチュエータの作動により切り替える切替機構とを備える車両において、前記初期位置及び前記操作位置に基づいて要求ポジションを設定する要求ポジション設定部と、前記要求ポジションに基づいて前記自動変速機のシフトポジションを電気的に切り替えるものであり、前記ロック状態とすることによって、前記自動変速機のシフトポジションを、前記自動変速機内の動力伝達経路が遮断され、且つ、前記切替機構によって前記車輪の回転が機械的に阻止される駐車ポジションとする一方で、前記非ロック状態とすることによって、前記自動変速機のシフトポジションを、前記自動変速機内の動力伝達経路が遮断されるニュートラル状態とする為の中立ポジション、及び前記車両を走行させる為の走行ポジションの何れかのシフトポジションとするシフトポジション切替制御部とを備える、車両のシフト切替制御装置であって、
   前記要求ポジション設定部により設定された要求ポジションを、前記要求ポジション設定部により前記操作位置に基づいて新たに要求ポジションが設定されるまで保持する要求ポジション保持部と、
   前記要求ポジション保持部により保持された要求ポジションと、前記自動変速機のシフトポジションとを比較して異常であるか否かを判定する異常判定部と
   を、更に備え、
   前記異常判定部は、前記自動変速機のシフトポジションが前記走行ポジションである場合は、前記要求ポジション保持部により保持された要求ポジションが、前記初期位置に基づく要求ポジションである場合、前記駐車ポジションである場合、及び前記中立ポジションである場合の何れの場合も異常であると判定する一方で、前記自動変速機のシフトポジションが、前記駐車ポジションである場合及び前記中立ポジションである場合の何れの場合も、前記要求ポジション保持部により保持された要求ポジションが、前記初期位置に基づく要求ポジションである場合、前記駐車ポジションである場合、前記中立ポジションである場合、及び前記走行ポジションである場合の何れの場合も正常であると判定することを特徴とする車両のシフト切替制御装置。
2. 前記異常判定部は、前記自動変速機のシフトポジションが前記走行ポジションである場合は、前記要求ポジション保持部により保持された要求ポジションが前記シフトポジションとは走行方向が反対となる走行ポジションである場合に異常であると判定することを特徴とする請求項１に記載の車両のシフト切替制御装置。
3. 前記異常判定部は、前記要求ポジション保持部により保持された要求ポジションと、前記自動変速機のシフトポジションとを比較して異常である状態か否かを判定し、前記異常である状態が所定時間以上継続した場合に異常であると判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両のシフト切替制御装置。

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