JP7044672B2 - レンジ切替装置 - Google Patents

Description

本発明は、レンジ切替装置に関し、特に、シフトバイワイヤ機構が採用されたレンジ切替装置に関する。

近年、シフトレバー（セレクトレバー）の操作位置をセンサによって検出し、その検出結果に基づいて、アクチュエータ（例えば電動モータ等）を駆動することにより、自動変速機のシフトレンジを切り替えるシフトバイワイヤ（ＳＢＷ）機構を備えた車両（自動変速機）が実用化されている。

また、ＳＢＷが採用されたシフタ（セレクタ）として、ホーム（Ｈ）ポジションと前進走行（Ｄ）ポジション及び後進走行（Ｒ）ポジションとの間の経路上にニュートラル（Ｎ）ポジションが配置されているシフトゲート（シフトパターン）上をシフトレバーが移動可能に設けられ、非操作時に自動的にホームポジションに戻るモーメンタリ式のシフタも実用化されている（例えば、特許文献１参照）。

ここで、特許文献１には、上述したようなモーメンタリ機能を有するシフト操作装置において、運転者の要求に適切に応答することができる、変速機のシフト操作装置が開示されている。より具体的には、このシフト操作装置では、ニュートラルポジション位置を経由する前のシフトレバーの位置を予め記憶しておき、それがホームポジション位置である場合にはより短いニュートラルポジション認識時間ＴＮ（１）とし、ニュートラルポジション位置経由前のシフトレバーの位置が前進走行ポジション位置や後進走行ポジション位置である場合にはより長いニュートラルポジション認識時間ＴＮ（２）とする。

特許文献１に記載のシフト操作装置によれば、ニュートラルポジション認識時間ＴＮ（１）を短くすることにより、ホームポジション位置からニュートラルポジション位置へ移動させたい場合には、ニュートラルポジションを短い時間で認識（判定）することができる。一方、ニュートラルポジション認識時間ＴＮ（２）を長くすることにより、前進走行ポジション位置や後進走行ポジション位置からホームポジション位置への戻りの場合にはニュートラルポジションであることを認識しにくくなる（すなわち、誤判定を防止することができる）。

特開２００５－７９９３号公報

しかしながら、上述したニュートラルポジション認識時間ＴＮ（２）を長くすると、例えば、運転者がシフトレバーを前進走行ポジションに保持していて、その後、前進走行レンジからニュートラルレンジに切替えたくて、シフトレバーを前進走行ポジションからニュートラルポジションに操作した（動かした）場合を想定すると、ニュートラルレンジにしたいときに、なかなかニュートラルレンジにならず、運転者に違和感を与えるおそれがある。一方、ニュートラルポジション認識時間ＴＮ（２）を短くすると、例えば、極低温時などにおいて、シフトレバーの戻る速度が遅くなった場合に誤判定してしまうおそれがある。

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、セレクトレバーが、ホームポジションと前進走行ポジション、後進走行ポジションとの間の移動経路上にニュートラルポジションが配置されているシフトゲート上を移動可能に設けられ、非操作時に自動的にホームポジションに戻るモーメンタリ式のレンジ切替装置において、セレクトレバーが前進走行ポジション又は後進走行ポジションからニュートラルポジションに移動するときに、モーメンタリ機能の作用で戻っているのか、運転者がニュートラルポジションを選択したいのかを、誤ることなく、かつ、運転者に違和感を与えることなく判定することが可能なレンジ切替装置を提供することを目的とする。

本発明に係るレンジ切替装置は、ホームポジション判定領域と前進走行ポジション判定領域、後進走行ポジション判定領域との間の移動経路上にニュートラルポジション判定領域が配置されているシフトゲート上を移動可能にされ、非操作時に自動的にホームポジション判定領域に戻るモーメンタリ式のセレクトレバーと、セレクトレバーの位置を検出する位置検出手段と、セレクトレバーの位置の時間変化に応じて、セレクトレバーの移動速度を求める移動速度取得手段と、セレクトレバーの移動速度に基づいて、セレクトレバーが前進走行ポジション判定領域又は後進走行ポジション判定領域からニュートラルポジション判定領域側に移動する際に、ニュートラルポジション判定領域を通過するために要すると予想される予想通過時間を求める通過時間取得手段と、求められた予想通過時間に応じて、ニュートラルポジションが選択されているか否かを判定するニュートラル判定時間を設定する判定時間設定手段と、セレクトレバーがニュートラルポジション判定領域内に位置している時間を計時する計時手段と、計時時間が、ニュートラル判定時間以上となった場合に、ニュートラルポジションが選択されていると判定する判定手段とを備えることを特徴とする。

本発明に係るレンジ切替装置によれば、セレクトレバーの位置が検出され、そのセレクトレバーの位置の時間変化に応じて、セレクトレバーの移動速度が求められる。そして、セレクトレバーの移動速度に基づいて、セレクトレバーが前進走行ポジション又は後進走行ポジションからニュートラルポジション側に移動する際に、ニュートラルポジション判定領域を通過するために要すると予想される予想通過時間が求められ、求められた予想通過時間に応じて、ニュートラルポジションが選択されているか否かを判定するニュートラル判定時間が設定される。一方、セレクトレバーがニュートラルポジション判定領域内に位置している時間が計時される。そして、計時時間がニュートラル判定時間以上となった場合に、ニュートラルポジションが選択されていると判定される。すなわち、セレクトレバーの移動速度から求められるニュートラルポジション判定領域の予想通過時間に応じてニュートラル判定時間が可変される。そのため、セレクトレバーが自動的に戻される場合も、運転者が前進走行ポジション又は後進走行ポジションからニュートラルポジションに操作する場合も、その時々のリアルタイムの移動速度に応じて適切なニュートラル判定時間を設定することができる。よって、誤判定を防止するために必要以上に判定時間を長くする必要がない。その結果、セレクトレバーが前進走行ポジション又は後進走行ポジションからニュートラルポジションに移動するときに、モーメンタリ機能の作用で戻っているのか、運転者がニュートラルポジションを選択したいのかを、誤ることなく、かつ、運転者に違和感を与えることなく判定することが可能となる。

また、本発明に係るレンジ切替装置では、位置検出手段が、セレクトレバーの車幅方向の位置を検出する第１位置検出手段と、セレクトレバーの車両前後方向の位置を検出する第２位置検出手段とを有し、セレクトレバーの車幅方向の位置及び車両前後方向の位置からセレクトレバーの２次元上の位置を検出することが好ましい。

この場合、セレクトレバーの車幅方向の位置及び車両前後方向の位置からセレクトレバーの２次元上の位置が検出されるため、適確にセレクトレバーの２次元上（すなわち、シフトゲート上）の位置を検出することが可能となる。

本発明に係るレンジ切替装置では、セレクトレバーが、前進走行ポジション判定領域又は後進走行ポジション判定領域を出てから、ニュートラルポジション判定領域に入るまでに要した時間と、前進走行ポジション判定領域、後進走行ポジション判定領域とニュートラルポジション判定領域との間の距離とに基づいて、移動速度取得手段が、セレクトレバーの移動速度を求めることが好ましい。

この場合、セレクトレバーが、前進走行ポジション判定領域又は後進走行ポジション判定領域を出てから、ニュートラルポジション判定領域に入るまでに要した時間と、前進走行ポジション判定領域、後進走行ポジション判定領域とニュートラルポジション判定領域との間の距離とに基づいて、セレクトレバーの移動速度が求められるため、適切にセレクトレバーの移動速度を求めることが可能となる。

本発明に係るレンジ切替装置では、判定時間設定手段が、雰囲気温度を考慮して、ニュートラル判定時間を設定することが好ましい。

この場合、雰囲気温度を考慮して、ニュートラル判定時間が設定されるため、例えば、極低温時などにも、より適切にニュートラル判定時間を設定することが可能となる。

本発明に係るレンジ切替装置は、ホームポジション判定領域と前進走行ポジション判定領域、後進走行ポジション判定領域との間の移動経路上にニュートラルポジション判定領域が配置されているシフトゲート上を移動可能にされ、非操作時に自動的にホームポジション判定領域に戻るモーメンタリ式のセレクトレバーと、セレクトレバーが、ニュートラルポジション判定領域、前進走行ポジション判定領域、後進走行ポジション判定領域、又は、ホームポジション判定領域内に位置しているか否かを検知する位置検知手段と、セレクトレバーが、所定時間以上、ニュートラルポジション判定領域、前進走行ポジション判定領域、後進走行ポジション判定領域、又は、ホームポジション判定領域内に位置している場合に、当該レンジが選択されていると判定する判定手段とを備え、判定手段が、前進走行ポジションが選択されたと判定した場合、その後、セレクトレバーが、ホームポジション判定領域内又は後進走行ポジション判定領域内に位置していると検知されるまで、ニュートラルポジションが選択されているか否かの判定を停止し、後進走行ポジションが選択されたと判定した場合、その後、セレクトレバーが、ホームポジション判定領域内又は前進走行ポジション判定領域内に位置していると検知されるまで、ニュートラルポジションが選択されているか否かの判定を停止することを特徴とする。

本発明に係るレンジ切替装置によれば、前進走行ポジションが選択されたと判定された場合、その後、セレクトレバーが、ホームポジション判定領域内又は後進走行ポジション判定領域内に位置していると検知されるまで、ニュートラルポジションが選択されているか否かの判定が停止され、後進走行ポジションが選択されたと判定された場合、その後、セレクトレバーが、ホームポジション判定領域内又は前進走行ポジション判定領域内に位置していると検知されるまで、ニュートラルポジションが選択されているか否かの判定が停止される。すなわち、前進走行ポジション又は後進走行ポジションからホームポジションに戻る（移動する）際にはニュートラルポジションが選択されているか否かの判定が行われなくなるため、確実に誤判定を防止することができる。なお、ニュートラルポジションを選択する際には、一度、セレクトレバーをホームポジション等に戻し、ホームポジション等からニュートラルポジションに移動することにより、ニュートラルポジションを選択することができる。

本発明によれば、セレクトレバーが、ホームポジションと前進走行ポジション、後進走行ポジションとの間の移動経路上にニュートラルポジションが配置されているシフトゲート上を移動可能に設けられ、非操作時に自動的にホームポジションに戻るモーメンタリ式のレンジ切替装置において、セレクトレバーが前進走行ポジション又は後進走行ポジションからニュートラルポジションに移動するときに、モーメンタリ機能の作用で戻っているのか、運転者がニュートラルポジションを選択したいのかを、誤ることなく、かつ、運転者に違和感を与えることなく判定することが可能となる。

第１実施形態に係るレンジ切替装置の構成を示すブロック図である。 シフトゲート、及び、各ポジション判定領域を示す図である。 第１実施形態に係るレンジ切替装置によるＮレンジ切替処理の処理手順を示すフローチャートである。 第２実施形態に係るレンジ切替装置の構成を示すブロック図である。 第２実施形態に係るレンジ切替装置によるＮレンジ切替処理の処理手順を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図中、同一又は相当部分には同一符号を用いることとする。また、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。

（第１実施形態）
まず、図１及び図２を併せて用いて、第１実施形態に係るレンジ切替装置１の構成について説明する。図１は、レンジ切替装置１の構成を示すブロック図である。図２は、シフトゲート２２、及び、各ポジション判定領域を示す図である。

レンジ切替装置（セレクタ）１は、自動変速機１０のシフトレンジを切替えるものである。レンジ切替装置１は、主として、自動変速機１０のシフトレンジを選択するための操作を受け付けるセレクトレバー（シフトレバー）２１と、セレクトレバー２１の位置を検出する位置センサ２３（第１位置センサ２３１、第２位置センサ２３２）と、セレクトレバー２１の位置データに基づいて自動変速機１０のシフトレンジを切り替えるシフトバイワイヤ・コントロールユニット（以下「ＳＢＷ－ＣＵ」という）４０とを備えて構成されている。

自動変速機１０は、エンジン（図示省略）の出力軸に接続され、該エンジンからの駆動力を変換して出力する。ここで、自動変速機１０としては、ロックアップクラッチ機能とトルク増幅機能を持つトルクコンバータ、及び、変速ギヤ列とコントロールバルブ（油圧機構）を含むトランスミッション部を有して構成され、コントロールバルブにより自動変速可能に構成された有段自動変速機や、例えばチェーン式等の無段変速機（ＣＶＴ）等を挙げることができる。なお、本実施形態では、ＣＶＴを採用した。

自動変速機１０には、ＳＢＷ－ＣＵ４０と電気的に接続され、該ＳＢＷ－ＣＵ４０からの制御信号（駆動信号）に応じて、自動変速機１０のシフトレンジを切り替えるシフトバイワイヤ・アクチュエータ（以下「ＳＢＷアクチュエータ」という）１１が取り付けられている。

ＳＢＷアクチュエータ１１は、ＳＢＷ－ＣＵ４０からの制御信号に応じて、例えば、自動変速機１０のマニュアル弁を動かして、自動変速機１０のシフトレンジを切り替える。ＳＢＷアクチュエータ１１は、マニュアル弁を動かす電動モータ１２を含んで構成されている。ここで、自動変速機１０は、後進走行レンジ（Ｒ（リバース）レンジ）、中立レンジ（Ｎ（ニュートラル）レンジ）、前進走行レンジ（Ｄ（ドライブ）レンジ）、ブレーキ（Ｂ）レンジ、及び、駐車レンジ（Ｐ（パーキング）レンジ）を取り得るように構成されている。

例えば、車両のセンターコンソール等には、運転者によるシフト操作（自動変速機１０のシフトレンジを選択するための操作）を受付けるセレクトレバー（シフトレバー）２１が設けられている。

図２に示されるように、セレクトレバー２１は、Ｈ（ホーム）ポジション判定領域２２ＨとＤ（前進走行）ポジション判定領域２２Ｄ及びＲ（後進走行）ポジション判定領域２２Ｒとの間の移動経路上にＮ（ニュートラル）ポジション判定領域２２Ｎが配置されているシフトゲート２２上を移動可能にされ、非操作時に自動的にＨポジション２２Ｈに戻るモーメンタリ式のセレクトレバーである。

また、図２に示されるように、シフトゲート２２は、アルファベットのスモールｈ状に形成されている。すなわち、シフトゲート２２は、車両前後方向（図面上下方向）に延在する溝状の第１ゲート２２ａと、一端が第１ゲート２２ａの中間部と接続され、車幅方向（図面左右方向）に延在する溝状の第２ゲート２２ｂと、一端が第２ゲート２２ｂの他端と接続され、車両後方（図面下方向）に延在する溝状の第３ゲート２２ｃとから形成されている。

シフトゲート２２には、Ｈポジションが選択されているか否かを判定するためのＨポジション判定領域２２Ｈ、Ｎポジションが選択されているか否かを判定するためのＮポジション判定領域２２Ｎ、Ｄポジションが選択されているか否かを判定するためのＤポジション判定領域２２Ｄ、Ｒポジションが選択されているか否かを判定するためのＲポジション判定領域２２Ｒ、及び、Ｂポジションが選択されているか否かを判定するためのＢポジション判定領域２２Ｂが配置されている。

より具体的には、Ｈポジション判定領域２２Ｈは、第２ゲート２２ｂと第３ゲート２２ｃとの交点に配置されており、運転者がセレクトレバー２１を操作していないときにセレクトレバー２１が位置するホームポジションである。セレクトレバー２１は、非操作時には、例えば、ばねの付勢力などによって自動的にＨポジションに戻るように構成されている。

Ｎポジション判定領域２２Ｎは、第２ゲート２２ｂと第１ゲート２２ａとの交点に配置されており、自動変速機１０をＮレンジに移行し車両を非駆動（中立）状態にするポジションである。運転者がセレクトレバー２１をＨポジションからＤポジション又はＲポジションに操作するときに、セレクトレバー２１は、Ｎポジション判定領域２２Ｎを通過する。また、セレクトレバー２１がＤポジションやＲポジションからＨポジションに自動的に復帰するときにもＮポジション判定領域２２Ｎを通過する。

Ｄポジション判定領域２２Ｄは、第１ゲート２２ａの一端（車両後方側の端部）に配置されており、自動変速機１０をＤレンジに移行し車両を前進走行状態にするポジションである。

Ｒポジション判定領域２２Ｒは、第１ゲート２２ａの他端（車両前方側の端部）に配置されており、自動変速機１０をＲレンジに移行し車両を後進走行状態にするポジションである。

Ｂポジション判定領域２２Ｂは、第３ゲート２２ｃの他端（車両後方側の端部）に配置されており、自動変速機１０をＢレンジに移行し車両をエンジンブレーキ作動状態にするポジションである。

Ｈポジション判定領域２２Ｈ、Ｎポジション判定領域２２Ｎ、Ｄポジション判定領域２２Ｄ、Ｒポジション判定領域２２Ｒ、Ｂポジション判定領域２２Ｂそれぞれは、所定の大きさを持っており、いずれかの判定領域内に、セレクトレバー２１が、所定の判定時間以上継続して位置している場合（すなわち、セレクトレバー２１が保持された場合）に、当該ポジションが選択されたと判定される。なお、レンジ切替装置１には、例えば、パーキングスイッチが設けられており、該パーキングスイッチが操作されることにより、自動変速機１０がＰ（パーキング）レンジに切替えられる。この場合、自動変速機１０は、出力軸がロックされた状態となる。

セレクトレバー２１のシフトゲート２２上（２次元上）の位置は、位置センサ２３によって検出される。位置センサ２３は、特許請求の範囲に記載の位置検出手段として機能する。より具体的には、位置センサ２３は、セレクトレバー２１の車幅方向（左右方向）の位置を検出する第１位置センサ２３１（第１位置検出手段に相当）と、セレクトレバー２１の車両前後方向の位置を検出する第２位置センサ２３２（第２位置検出手段に相当）とを有し、車幅方向（左右方向）位置及び車両前後方向位置からセレクトレバー２１の２次元上（シフトゲート２２上）の位置を検出する。

なお、位置センサ２３（第１位置センサ２３１及び第２位置センサ２３２）としては、例えば、リニアエンコーダや、セレクトレバー２１の操作角度を検出する角度センサ等を用いることができる。位置センサ２３（第１位置センサ２３１及び第２位置センサ２３２）は、ＳＢＷ－ＣＵ４０に接続されており、検出されたセレクトレバー２１の位置データ（位置に応じた検出信号（例えば電圧値等））が、ＳＢＷ－ＣＵ４０に読み込まれる。

上述したように、ＳＢＷ－ＣＵ４０は、ＳＢＷアクチュエータ１１と接続されている。また、ＳＢＷ－ＣＵ４０は、ＣＡＮ１００を介して、トランスミッション・コントロールユニット（以下「ＴＣＵ」という）５０等と通信可能に接続されている。

ＴＣＵ５０は、自動変速機１０の変速制御を司る制御ユニットである。ＴＣＵ５０には、自動変速機１０に設けられた出力軸回転センサ等の各種センサ等が接続されている。また、ＴＣＵ５０は、ＣＡＮ１００を通して、エンジン回転数やアクセルペダル開度等の情報、及び、ＳＢＷ－ＣＵ４０から送信された自動変速機１０のシフトレンジ等の情報を受信する。

ＴＣＵ５０は、取得した、出力軸回転数（車速）、エンジン回転数、アクセルペダル開度、及び、シフトレンジ等の各種情報に基づいて、コントロールバルブ１５を構成するソレノイドバルブ（電磁弁）を駆動し、自動変速機１０の変速制御等を行う。ここで、コントロールバルブ１５は、自動変速機１０を変速させるための油圧をコントロールする。より具体的には、コントロールバルブ１５は、スプールバルブと該スプールバルブを動かすソレノイドバルブを用いて油路を開閉することで、オイルポンプで発生した油圧を、例えば、ドライブプーリやドリブンプーリ等に供給する。なお、ＴＣＵ５０は、自動変速機１０の各種情報を、ＣＡＮ１００を介して、ＳＢＷ－ＣＵ４０に送信する。

ＳＢＷ－ＣＵ４０は、位置センサ２３（第１位置センサ２３１及び第２位置センサ２３２）から入力されたセレクトレバー２１の位置データ、及び、ＴＣＵ５０から受信した各種入力情報等に基づいて、制御信号（モータ駆動信号）を生成して出力し、ＳＢＷアクチュエータ１１を駆動することにより自動変速機１０のシフトレンジを切り替える。ここで、ＳＢＷ－ＣＵ４０は、セレクトレバー２１がＤポジション又はＲポジションからＮポジションに移動するときに、モーメンタリ機能の作用で戻っているのか、運転者がＮポジションを選択したいのかを、誤ることなく、かつ、運転者に違和感を与えることなく判定するする機能を有している。

そのため、ＳＢＷ－ＣＵ４０は、移動速度取得部４１、通過時間取得部４２、判定時間設定部４３、計時部４４、判定部４５を機能的に備えている。ＳＢＷ－ＣＵ４０は、演算を行うマイクロプロセッサ、該マイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラム等を記憶するＥＥＰＲＯＭ、演算結果などの各種データを記憶するＲＡＭ、バッテリによってその記憶内容が保持されるバックアップＲＡＭ、及び、ＳＢＷアクチュエータ１１を駆動するドライバ回路等を含む入出力Ｉ／Ｆ等を有して構成されている。ＳＢＷ－ＣＵ４０では、ＥＥＰＲＯＭなどに記憶されているプログラムがマイクロプロセッサによって実行されることにより、移動速度取得部４１、通過時間取得部４２、判定時間設定部４３、計時部４４、判定部４５それぞれの機能が実現される。

移動速度取得部４１は、セレクトレバー２１の位置の時間変化に応じて、セレクトレバー２１の移動速度を求める。移動速度取得部４１は、特許請求の範囲に記載の移動速度取得手段として機能する。移動速度取得部４１は、例えば、セレクトレバー２１がＤポジション判定領域２２Ｄ又はＲポジション判定領域２２Ｒを出てから、Ｎポジション判定領域２２Ｎに入るまでに要した時間と、Ｄポジション判定領域２２Ｄ、Ｒポジション判定領域２２ＲとＮポジション判定領域２２Ｎとの間の距離とに基づいて、セレクトレバー２１の移動速度を求める。なお、取得されたセレクトレバー２１の移動速度は、通過時間取得部４２に出力される。

通過時間取得部４２は、セレクトレバー２１の移動速度に基づいて、セレクトレバー２１がＤポジション又はＲポジションからＮポジション側に移動する際に、Ｎポジション判定領域２２Ｎを通過するために要すると予想される予想通過時間を求める。通過時間取得部４２は、特許請求の範囲に記載の通過時間取得手段として機能する。ここで、Ｎポジション判定領域２２Ｎ内の経路長をＤとし、セレクトレバー２１の移動速度をＶとした場合、予想通過時間Ｔは次式（１）により求められる。なお、取得された予想通過時間Ｔは、判定時間設定部４３に出力される。
予想通過時間Ｔ＝Ｄ／Ｖ ・・・（１）

判定時間設定部４３は、求められた予想通過時間Ｔに応じて、Ｎポジションが選択されているか否かを判定するＮ（ニュートラル）判定時間ＴＮを設定する。判定時間設定部４３は、特許請求の範囲に記載の判定時間設定手段として機能する。その際に、判定時間設定部４３は、求められた予想通過時間Ｔに、マージンを持たせて（加えて）、Ｎ判定時間ＴＮを設定することが好ましい。ここで、マージンをＡとすると、Ｎ判定時間ＴＮは、例えば、次式（２）によって求められる。
Ｎ判定時間ＴＮ＝Ａ＋予想通過時間Ｔ ・・・（２）

また、その際に、判定時間設定部４３は、雰囲気温度を考慮して、例えば、上記マージンＡ（すなわちＮ判定時間ＴＮ）を設定することが好ましい。なお、雰囲気温度は、例えば、車両に設けられたエアコンディショナの室内温度センサにより検出することができる。設定されたＮ判定時間ＴＮは、判定部４５に出力される。

計時部４４は、タイマ又はカウンタを有して構成されており、セレクトレバー２１が、Ｎポジション判定領域２２Ｎ内に位置している時間（保持されている時間）を計時する。計時部４４は、特許請求の範囲に記載の計時手段として機能する。なお、同様に、計時部４４は、セレクトレバー２１が、Ｄポジション判定領域２２Ｄ、Ｒポジション判定領域２２Ｒ内などに位置している時間（保持されている時間）も計時する。計時時間は、判定部４５に出力される。

判定部４５は、計時時間がＮ判定時間ＴＮ以上となった場合に、Ｎポジションが選択されていると判定する。一方、判定部４５は、計時時間がＮ判定時間ＴＮ未満の場合に、モーメンタリ機能によりセレクトレバー２１が戻されていると判定する。すなわち、判定部４５は、特許請求の範囲に記載の判定手段として機能する。なお、同様に、判定部４５は、セレクトレバー２１が、予め設定された所定時間以上、Ｄポジション判定領域２２Ｄ又はＲポジション判定領域２２Ｒに位置している場合に、当該レンジが選択されていると判定する。

次に、図３を参照しつつ、レンジ切替装置１の動作について説明する。図３は、レンジ切替装置１によるＮレンジ切替処理の処理手順を示すフローチャートである。本処理は、主としてＳＢＷ－ＣＵ４０において、所定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に繰り返して実行される。

ステップＳ１００では、セレクトレバー２１の位置が読み込まれる。続いて、ステップＳ１０２では、セレクトレバー２１が、Ｄポジション判定領域２２Ｄ又はＲポジション判定領域２２ＲからＮポジション判定領域２２Ｎに移動されたか否かについての判定が行われる。ここで、セレクトレバー２１が、Ｄポジション判定領域２２Ｄ又はＲポジション判定領域２２ＲからＮポジション判定領域２２Ｎに移動された場合には、ステップＳ１０４に処理が移行する。一方、セレクトレバー２１が、Ｄポジション判定領域２２Ｄ又はＲポジション判定領域２２ＲからＮポジション判定領域２２Ｎに移動されていないときには、本処理から一旦抜ける。

ステップＳ１０４では、セレクトレバー２１がＮポジション判定領域２２Ｎ内に位置している時間を計時するタイマの計時（又はカウンタのカウントアップ）が始動される。次に、ステップＳ１０６では、セレクトレバー２１が、Ｄポジション判定領域２２Ｄ又はＲポジション判定領域２２ＲからＮポジション判定領域２２Ｎに移動する間に要した時間と、Ｄポジション判定領域２２Ｄ、Ｒポジション判定領域２２ＲとＮポジション判定領域２２Ｎとの間の距離とに基づいて、セレクトレバー２１の移動速度が演算される。

続いて、ステップＳ１０８では、セレクトレバー２１の移動速度と、シフトゲート２２のＮポジション判定領域２２Ｎ内の移動経路長とに基づいて、Ｎポジション判定領域２２Ｎを通過するために要すると予想される予想通過時間が演算される。続くステップＳ１１０では、求められた予想通過時間に応じて、Ｎポジションが選択されているか否かを判定するＮ判定時間が設定される。なお、Ｎ判定時間の設定方法については上述したとおりであるので、ここでは詳細な説明を省略する。

次に、ステップＳ１１２では、セレクトレバー２１がＮポジション判定領域２２Ｎの外に移動したか否かについての判断が行われる。ここで、セレクトレバー２１がＮポジション判定領域２２Ｎの外に移動した場合には、本処理から抜ける。一方、セレクトレバー２１がＮポジション判定領域２２Ｎの外に移動していないときには、ステップＳ１１４に処理が移行される。

ステップＳ１１４では、セレクトレバー２１がＮポジション判定領域２２Ｎ内に位置している時間を計時するタイマ（又はカウンタ）がカウントアップされる。その後、ステップＳ１１６では、計時時間がＮ判定時間以上となったか否かについての判断が行われる。ここで、計時時間がＮ判定時間以上となった場合には、ステップＳ１１８に処理が移行する。一方、計時時間がＮ判定時間以上となっていないときには、ステップＳ１１２に処理が移行し、上述したステップＳ１１２～Ｓ１１６の処理が再度（繰り返して）実行される。

ステップＳ１１８では、Ｎポジションが選択されていると判定される。そして、ＳＢＷアクチュエータ１１が駆動されて、自動変速機１０のシフトレンジがＮレンジに切替えられる。その後、本処理から抜ける。

以上、説明したように、本実施形態によれば、セレクトレバー２１の位置が検出され、そのセレクトレバー２１の位置の時間変化に応じて、セレクトレバー２１の移動速度が求められる。そして、セレクトレバー２１の移動速度に基づいて、セレクトレバー２１がＤポジション又はＲポジションからＮポジション側に移動する際に、Ｎポジション判定領域２２Ｎを通過するために要すると予想される予想通過時間が求められ、求められた予想通過時間に応じて、Ｎポジションが選択されているか否かを判定するＮ判定時間が設定される。一方、セレクトレバー２１がＮポジション判定領域２２Ｎ内に位置している時間が計時される。そして、計時時間がＮ判定時間以上となった場合に、Ｎポジションが選択されていると判定される。すなわち、セレクトレバー２１の移動速度から求められるＮポジション判定領域２２Ｎの予想通過時間に応じてＮ判定時間が可変される。そのため、セレクトレバー２１が自動的に戻される場合も、運転者がＤポジション又はＲポジションからＮポジションに操作する場合も、その時々のリアルタイムの移動速度に応じて適切なＮ判定時間を設定することができる。よって、誤判定を防止するために必要以上に判定時間を長くする必要がない。その結果、セレクトレバー２１がＤポジション又はＲポジションからＮポジションに移動するときに、モーメンタリ機能の作用で戻っているのか、運転者がＮポジションを選択したいのかを、誤ることなく、かつ、運転者に違和感を与えることなく判定することが可能となる。

その際に、本実施形態によれば、セレクトレバー２１の車幅方向の位置及び車両前後方向の位置からセレクトレバー２１の２次元上の位置が検出されるため、適確にセレクトレバー２１の２次元上（すなわち、シフトゲート２２上）の位置を検出することが可能となる。

また、本実施形態によれば、Ｄポジション判定領域２２Ｄ又はＲポジション判定領域２２Ｒを出てから、Ｎポジション判定領域２２Ｎに入るまでに要した時間と、Ｄポジション判定領域２２Ｄ、Ｒポジション判定領域２２ＲとＮポジション判定領域２２Ｎとの間の距離とに基づいて、セレクトレバー２１の移動速度が求められるため、適切にセレクトレバー２１の移動速度を求めることが可能となる。

さらに、本実施形態によれば、雰囲気温度を考慮して、Ｎ判定時間が設定されるため、例えば、極低温時などにも、より適切にＮ判定時間を設定することが可能となる。

（第２実施形態）
次に、図４を用いて第２実施形態に係るレンジ切替装置１Ｂの構成について説明する。図４は、レンジ切替装置１Ｂの構成を示すブロック図である。なお、図４において上記第１実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号が付されている。

本実施形態は、位置センサ２３に代えて位置センサ２３Ｂ１～２３Ｂ５が用いられている点で上述した第１実施形態と異なっている。また、ＳＢＷ－ＣＵ４０に代えてＳＢＷ－ＣＵ４０Ｂが用いられている点で上述した第１実施形態と異なっている。さらに、ＳＢＷ－ＣＵ４０Ｂは、移動速度取得部４１、通過時間取得部４２、判定時間設定部４３を有しておらず、計時部４４に代えて計時部４４Ｂを有するとともに、判定部４５に代えて判定部４５Ｂを有している点でＳＢＷ－ＣＵ４０と異なっている。その他の構成は、上述した第１実施形態と同一または同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。

位置センサ２３Ｂ１は、セレクトレバー２１が、Ｎポジション判定領域２２Ｎ内に位置しているか否かを検知する。位置センサ２３Ｂ２は、セレクトレバー２１が、Ｄポジション判定領域２２Ｄ内に位置しているか否かを検知する。位置センサ２３Ｂ３は、セレクトレバー２１が、Ｒポジション判定領域２２Ｒ内に位置しているか否かを検知する。位置センサ２３Ｂ４は、セレクトレバー２１が、Ｈポジション判定領域２２Ｈ内に位置しているか否かを検知する。位置センサ２３Ｂ５は、セレクトレバー２１が、Ｂポジション判定領域２２Ｂ内に位置しているか否かを検知する。位置センサ２３Ｂ１～２３Ｂ５は、特許請求の範囲に記載の位置検知手段として機能する。なお、各センサの検知データはＳＢＷ－ＣＵ４０に出力される。

ＳＢＷ－ＣＵ４０の判定部４５Ｂは、位置センサ２３Ｂ１～２３Ｂ５の検知結果に基づいて、セレクトレバー２１が、所定時間以上、Ｎポジション判定領域２２Ｎ、Ｄポジション判定領域２２Ｄ、Ｒポジション判定領域２２Ｒ、Ｈポジション判定領域２２Ｈ、Ｂポジション判定領域２２Ｂに位置している場合に、当該レンジが選択されていると判定する。判定部４５Ｂは、特許請求の範囲に記載の判定手段として機能する。

特に、判定部４５Ｂは、Ｄポジションが選択されたと判定した場合、その後、セレクトレバー２１が、Ｈポジション判定領域２２Ｈ内、Ｒポジション判定領域２２Ｒ内に位置していると検知されるまで、Ｎポジションが選択されているか否かの判定を停止する。同様に、Ｒポジションが選択されたと判定した場合、その後、セレクトレバー２１が、Ｈポジション判定領域２２Ｈ内又はＤポジション判定領域２２Ｄ内に位置していると検知されるまで、Ｎポジションが選択されているか否かの判定を停止する。

次に、図５を参照しつつ、レンジ切替装置１Ｂの動作について説明する。図５は、レンジ切替装置１ＢによるＮレンジ切替処理の処理手順を示すフローチャートである。本処理は、主としてＳＢＷ－ＣＵ４０Ｂにおいて、所定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に繰り返して実行される。

ステップＳ２００では、セレクトレバー２１の位置が読み込まれる。続いて、ステップＳ２０２では、Ｄポジション又はＲポジションが選択されたか否かについての判断が行われる。ここで、Ｄポジション又はＲポジションが選択された場合には、ステップＳ２０４に処理が移行する。一方、Ｄポジション又はＲポジションが選択されていないときには、本処理から一旦抜ける。

ステップＳ２０４では、Ｎポジションの判定を行うことが禁止される。続いて、ステップＳ２０６では、セレクトレバー２１が、Ｎポジションを除く他のポジション、すなわち、Ｈポジション、Ｄポジション、又は、Ｒポジションに移動したか否かについての判断が行われる。ここで、Ｈポジション、Ｄポジション、又は、Ｒポジションに移動した場合には、ステップＳ２０８に処理が移行する。一方、Ｈポジション、Ｄポジション、又は、Ｒポジションに移動していないときには、ステップＳ２０４に処理が移行し、上述したステップＳ２０４～Ｓ２０６の処理が再度（繰り返して）実行される。

ステップＳ２０８では、Ｎポジションの判定を行うことが許可される。次に、ステップＳ２１０では、Ｎポジションが選択されたか否か、すなわち、セレクトレバー２１がＮポジション判定領域２２Ｎ内に所定時間以上保持されたか否かについての判断が行われる。ここで、Ｎポジションが選択された場合には、ステップＳ２１２に処理が移行する。一方、Ｎポジションが選択されていないときには、本処理から一旦抜ける。

ステップＳ２１２では、Ｎポジションが選択されていると判定される。そして、ＳＢＷアクチュエータ１１が駆動されて、自動変速機１０のシフトレンジがＮレンジに切替えられる。その後、本処理から抜ける。

本実施形態によれば、Ｄポジションが選択されたと判定した場合、その後、セレクトレバー２１が、Ｈポジション判定領域２２Ｈ内又はＲポジション判定領域２２Ｒ内に位置していると検知されるまで、Ｎポジションが選択されているか否かの判定が停止される。同様に、Ｒポジションが選択されたと判定した場合、その後、セレクトレバー２１が、Ｈポジション判定領域２２Ｈ内又はＤポジション判定領域２２Ｄ内に位置していると検知されるまで、Ｎポジションが選択されているか否かの判定が停止される。すなわち、Ｄポジション又はＲポジションからＨポジションに戻る（移動する）際にはＮポジションが選択されているか否かの判定が行われなくなるため、確実に誤判定を防止することができる。なお、Ｎポジションを選択する際には、一度、セレクトレバー２１をＨポジション等に戻し、Ｈポジション等からＮポジションに移動することにより、Ｎポジションを選択することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態のシステム構成は一例であり、本発明のシステム構成は上記実施形態には限られない。例えば、ＳＢＷ－ＣＵ４０とＳＢＷアクチュエータ１１を一体にしてもよい。また、ＳＢＷ－ＣＵ４０とＴＣＵ５０とを一つのユニットとしてもよい。

本発明は、自動変速機を搭載していない車両（例えば、電動モータなどで車輪を直接駆動するＥＶ（電気自動車）や、ＦＣＶ（燃料電池自動車）や、ＳＨＥＶ（シリーズハイブリッド自動車）など）にも適用することができる。

また、セレクトレバー２１の移動速度は、シフトレバー２１の今回位置と前回位置との差、及び、位置のサンプリング周期（時間）に基づいて、算出してもよい。

１、１Ｂ レンジ切替装置（セレクタ）
１０ 自動変速機
１１ シフトバイワイヤ・アクチュエータ
２１ セレクトレバー（シフトレバー）
２２ シフトゲート（シフトパターン）
２３，２３Ｂ１～２３Ｂ５ 位置センサ
２３１ 第１位置センサ
２３２ 第２位置センサ
２２Ｈ Ｈポジション判定領域（Ｈポジション）
２２Ｎ Ｎポジション判定領域（Ｎポジション）
２２Ｒ Ｒポジション判定領域（Ｒポジション）
２２Ｄ Ｄポジション判定領域（Ｄポジション）
２２Ｂ Ｂポジション判定領域（Ｂポジション）
４０，４０Ｂ シフトバイワイヤ・コントロールユニット（ＳＢＷ－ＣＵ）
４１ 移動速度取得部
４２ 通過時間取得部
４３ 判定時間設定部
４４，４４Ｂ 計時部
４５，４５Ｂ 判定部
５０ トランスミッション・コントロールユニット（ＴＣＵ）
１００ ＣＡＮ

Claims (4)

1. ホームポジション判定領域と前進走行ポジション判定領域、後進走行ポジション判定領域との間の移動経路上にニュートラルポジション判定領域が配置されているシフトゲート上を移動可能にされ、非操作時に自動的にホームポジション判定領域に戻るモーメンタリ式のセレクトレバーと、
   前記セレクトレバーの位置を検出する位置検出手段と、
   前記位置検出手段により検出されたセレクトレバーの位置の時間変化に応じて、前記セレクトレバーの移動速度を求める移動速度取得手段と、
   前記移動速度取得手段により求められたセレクトレバーの移動速度に基づいて、前記セレクトレバーが前進走行ポジション判定領域又は後進走行ポジション判定領域からニュートラルポジション判定領域側に移動する際に、該ニュートラルポジション判定領域を通過するために要すると予想される予想通過時間を求める通過時間取得手段と、
   前記通過時間取得手段により求められた予想通過時間に応じて、ニュートラルポジションが選択されているか否かを判定するニュートラル判定時間を設定する判定時間設定手段と、
   前記セレクトレバーがニュートラルポジション判定領域内に位置している時間を計時する計時手段と、
   前記計時手段により計時された計時時間が、前記ニュートラル判定時間以上となった場合に、ニュートラルポジションが選択されていると判定する判定手段と、を備えることを特徴とするレンジ切替装置。
2. 前記位置検出手段は、前記セレクトレバーの車幅方向の位置を検出する第１位置検出手段と、前記セレクトレバーの車両前後方向の位置を検出する第２位置検出手段と、を有し、前記セレクトレバーの車幅方向の位置及び車両前後方向の位置から前記セレクトレバーの２次元上の位置を検出することを特徴とする請求項１に記載のレンジ切替装置。
3. 前記移動速度取得手段は、前記セレクトレバーが前進走行ポジション判定領域又は後進走行ポジション判定領域を出てから、ニュートラルポジション判定領域に入るまでに要した時間と、前進走行ポジション判定領域、後進走行ポジション判定領域とニュートラルポジション判定領域との間の距離とに基づいて、前記セレクトレバーの移動速度を求めることを特徴とする請求項１又は２に記載のレンジ切替装置。
4. 前記判定時間設定手段は、雰囲気温度を考慮して、前記ニュートラル判定時間を設定することを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のレンジ切替装置。

Images