(57)【要約】【課題】シフトポジションを早期に把握することができるシフト切替機構の制御装置を提供すること。【解決手段】アクチュエータにより回転駆動されてシフトポジションに対応した複数の凹部を有するディテントプレートと、複数の凹部に係合可能なコロを有するディテントスプリングと、を備えたシフト切替機構の制御装置であって、複数の凹部は、アクチュエータの回転駆動力に対してディテントプレートの回転変化量が異なるように設定されており、凹部に係合したコロが隣り合う凹部間の凸部を乗り超えない範囲で、アクチュエータによりディテントプレートへ回転駆動力を付与し、ディテントプレートの回転変化量からシフトポジションを判定する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクチュエータにより回転駆動されてシフトポジションに対応した複数の凹部を有するディテントプレートと、前記複数の凹部に係合可能なコロを有するディテントスプリングと、を備えたシフト切替機構の制御装置であって、
前記複数の凹部は、前記アクチュエータの回転駆動力に対して前記ディテントプレートの回転変化量が異なるように設定されており、
前記凹部に係合した前記コロが隣り合う凹部間の凸部を乗り超えない範囲で、前記アクチュエータにより前記ディテントプレートへ回転駆動力を付与し、前記ディテントプレートの回転変化量から前記シフトポジションを判定することを特徴とするシフト切替機構の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シフト切替機構の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、シフト切替機構の制御装置において、ディテントプレートが可動範囲の限界位置で停止するまでモータを回転させて、モータの停止判定を行い、前記限界位置に対応するシフトポジションをモータの基準位置として学習することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１２９５８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されたシフト切替機構の制御装置では、モータの基準位置として学習する際に、ディテントプレートが可動範囲の限界位置で停止するまでモータを回転させて、モータの停止判定を行うため、前記基準位置となるシフトポジションを把握するまでに時間がかかってしまう。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、シフトポジションを早期に把握することができるシフト切替機構の制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るシフト切替機構の制御装置は、アクチュエータにより回転駆動されてシフトポジションに対応した複数の凹部を有するディテントプレートと、前記複数の凹部に係合可能なコロを有するディテントスプリングと、を備えたシフト切替機構の制御装置であって、前記複数の凹部は、前記アクチュエータの回転駆動力に対して前記ディテントプレートの回転変化量が異なるように設定されており、前記凹部に係合した前記コロが隣り合う凹部間の凸部を乗り超えない範囲で、前記アクチュエータにより前記ディテントプレートへ回転駆動力を付与し、前記ディテントプレートの回転変化量から前記シフトポジションを判定することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係るシフト切替機構の制御装置においては、ディテントプレートを可動範囲限界まで回転させずとも、ディテントプレートが有する複数の凹部の形状差を利用して、アクチュエータの回転駆動力に対するディテントプレートの回転変化量からシフトポジションを判定することができる。よって、本発明に係るシフト切替機構の制御装置は、ディテントプレートが可動範囲の限界位置で停止するまでモータを回転させて、モータの停止判定を行いシフトポジションを把握する場合よりも、シフトポジションを早期に把握することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態に係る車両の概略構成を示した図である。
【図２】図２は、シフト切替機構の概略構成を示した斜視図である。
【図３】図３は、ディテントスプリングのコロがＰ位置または非Ｐ位置にある場合におけるディテントプレートの位置変化量についての説明図である。
【図４】図４は、電子制御装置が実施するシフト位置判定制御の一例を示したフローチャートである。
【図５】図５は、４つのシフトポジションに対応した４つの谷部が頂部に設けられたディテントプレートの位置変化量についての説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明に係るシフト切替装置の制御装置の一実施形態について説明する。なお、本実施形態により本発明が限定されるものではない。
【００１０】
図１は、実施形態に係る車両１０の概略構成を示した図である。図１において、車両１０は、シフト切替機構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など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など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。また、車両１０は、さらに、シフト操作装置３０を備えている。
【００１１】
車両１０には、シフト切替機構１６の作動状態や自動変速機１８のシフトポジションの切り替えなどを制御する電子制御装置４０が備えられている。電子制御装置４０は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェースなど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したが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４０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、及び、シフト切替機構１６の作動状態の切替制御など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の変速制御用などに分けて構成される。
【００１２】
電子制御装置４０には、例えば、レバーポジションセンサ３４、Ｐスイッチ３６、及び、エンコーダ５２（図２参照）などの各種センサによって検出された、シフトレバー位置信号、Ｐスイッチ信号、及び、駆動モータ５０（図２参照）の回転角度を示す回転信号などの各種信号が供給される。一方、電子制御装置４０からは、例えば、エンジン１２、シフト切替機構１６、自動変速機１８、及び、インジケータ４２などに、エンジン出力制御指令信号、Ｐ切替制御指令信号、変速制御指令信号、シフトポジション切替制御指令信号、及び、シフトポジション表示信号などの各種出力信号が供給される。
【００１３】
シフト操作装置３０は、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（レバーポジション及びＰスイッチオンポジション）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３６を有している。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）とするために、運転者によって複数のレバーポジションへ択一的に操作される。Ｐスイッチ３６は、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ために運転者により操作される。Ｐスイッチ３６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スイッチ信号を電子制御装置４０へ出力する。Ｐスイッチ３６が押込み操作されていない状態は、Ｐスイッチ３６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３６を解放すれば、バネなどの機械的機構によりＰスイッチ３６は初期位置へ戻るようになっている。なお、シフト操作装置３０においては、Ｐスイッチ３６に替えて、シフトレバー３２のレバーポジションとしてＰポジションを設け、運転者によってシフトレバー３２を操作してシフトポジションをＰポジションにするようにしてもよい。
【００１４】
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４０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４２に表示される。
【００１５】
次に、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３６がＰスイッチオンポジション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、シフト切替機構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。また、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１０を後進させる駆動力が駆動輪１４に伝達される後進走行ポジションである。また、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ための中立ポジションである。また、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１０を前進させる駆動力が駆動輪１４に伝達される前進走行ポジションである。
【００１６】
図２は、シフト切替機構１６の概略構成を示した斜視図である。図２において、シフト切替機構１６は、Ｐロック機構４８、駆動モータ５０、及び、エンコーダ５２などを備え、電子制御装置４０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。
【００１７】
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４０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、駆動モータ５０と一体的に回転し、駆動モータ５０の回転量（回転状況）を検出して、その回転量を表す信号を電子制御装置４０へ供給する。電子制御装置４０は、エンコーダ５２から供給される信号を取得して、駆動モータ５０の回転量（回転状況）を把握し、駆動モータ５０を駆動するための通電の制御を行う。
【００１８】
Ｐロック機構４８は、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、駆動輪１４と共に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）するため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、コロ６６などを備えている。
【００１９】
パーキングギヤ６０は、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、及び、コロ６６などと共に駆動モータ５０により回転駆動されて、Ｐ位置に対応するパーキングロックポジションと、Ｐ位置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位置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ためのパーキングロック位置決め部材として機能する。
【００２０】
なお、図２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おり、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、駆動モータ５０によりシャフト５４を、図２中矢印Ｃ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２中矢印Ａ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２中矢印Ｂ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つの谷部７０，７１のうちの一方の谷部７１（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のコロ６６は、山部７２を乗り越えて他方の谷部７０（パーキングロックポジション）へ移る。コロ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。コロ６６が谷部７０に入り込み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。
【００２１】
このように、シフト切替機構１６は、シフトレバー位置信号やＰスイッチ信号にしたがって、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、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、駆動モータ５０の作動により切り替えるパーキングロック装置である。
【００２２】
なお、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、シフト切替機構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。
【００２３】
図３は、ディテントスプリング６４のコロ６６がＰ位置または非Ｐ位置にある場合におけるディテントプレート５６の位置変化量についての説明図である。本実施形態においては、ディテントプレート５６の頂部に設けられた複数の凹部である２つの谷部７０，７１にディテントスプリング６４が係合可能であり、谷部７０，７１が、駆動モータ５０の回転駆動力に対してディテントプレート５６の位置変化量（回転変化量）が異なるように設定されている。そして、電子制御装置４０は、谷部７１に係合したコロ６６が、谷部７０と谷部７１との間の凸部である山部７２を乗り超えない範囲で、駆動モータ５０によりディテントプレート５６に回転駆動力を付与させて、ディテントプレート５６の位置変化量（回転変化量）からシフト位置（シフトポジション）を判定する。なお、ディテントプレート５６の位置変化量（回転変化量）は、エンコーダ５２によって検出された駆動モータ５０の回転量に基づいて電子制御装置４０が算出する。
【００２４】
すなわち、図３に示すように、駆動モータ５０を駆動させる前に、ディテントプレート５６の谷部７０（Ｐ位置）にディテントスプリング６４のコロ６６がある場合には、駆動モータ５０を駆動させると、コロ６６がすぐに谷部７０のＰ壁に当たる。そのため、このときのディテントプレート５６の位置変化量は微小となる。一方、駆動モータ５０を駆動させる前に、ディテントプレート５６の谷部７１（非Ｐ位置）にコロ６６がある場合には、駆動モータ５０を駆動させると、Ｐ壁方向へディテントプレート５６が回転することによって、コロ６６が谷部７１から山部７２を登ることになる。そのため、このときのディテントプレート５６の位置変化量は、コロ６６が谷部７０（Ｐ位置）にある場合よりも大きくなる。
【００２５】
実施形態に係る電子制御装置４０は、駆動モータ５０によってディテントプレート５６をＰ壁方向へ回転させたときのディテントプレート５６の位置変化量が、閾値α未満の場合はＰ位置と判定し、閾値α以上閾値β未満の場合は不定と判定し、閾値β以上の場合は非Ｐ位置と判定する。
【００２６】
図４は、電子制御装置４０が実施するシフト位置判定制御の一例を示したフローチャートである。図４に示したシフト位置判定制御において、まず、電子制御装置４０は、Ｐ壁方向へディテントプレート５６を回転させるように駆動モータ５０を駆動させる（ステップＳ１）。次に、電子制御装置４０は、ディテントプレート位置変化量が閾値α未満であるか判断する（ステップＳ２）。ディテントプレート位置変化量が閾値α未満であると判断した場合（ステップＳ２でＹｅｓ）、電子制御装置４０は、シフト位置がＰ位置であると判定して（ステップＳ３）、一連の制御を終了する。
【００２７】
一方、ディテントプレート位置変化量が閾値α以上であると判断した場合（ステップＳ２でＮｏ）、電子制御装置４０は、ディテントプレート位置変化量が閾値β未満であるかを判断する（ステップＳ４）。ディテントプレート位置変化量が閾値β未満であると判断した場合（ステップＳ４でＹｅｓ）、電子制御装置４０は、シフト位置が不定であると判定して（ステップＳ５）、一連の制御を終了する。
【００２８】
一方、ディテントプレート位置変化量が閾値β以上であると判断した場合（ステップＳ４でＮｏ）、電子制御装置４０は、シフト位置が非Ｐ位置であると判定して（ステップＳ６）、一連の制御を終了する。
【００２９】
これにより、実施形態に係る電子制御装置４０においては、ディテントプレートが可動範囲の限界位置で停止するまでモータを回転させて、モータの停止判定を行いシフト位置（シフトポジション）を把握する従来のモータ基準位置学習よりも短い時間だけ、駆動モータ５０を駆動させることによって（Ｐ壁位置でのモータ停止判定なし）、従来のモータ基準位置学習よりも早く、シフト位置（シフトポジション）がＰ位置と非Ｐ位置とのどちらにあるかを判定し、シフト位置（シフトポジション）を早期に把握することができる。これにより、実施形態に係る電子制御装置４０は、従来のモータ基準位置学習よりも早期に、エンジン始動条件のシフト位置（シフトポジション）情報を求めることができる。
【００３０】
なお、車両走行中の電子制御装置４０におけるマイコンリセット後に、シフト位置判定制御を行ったとき、ディテントプレート５６の山部７２を超えて谷部７１（非Ｐ位置）から谷部７０（Ｐ位置）に切り替えてしまうとラチェットが発生してしまう。そのため、駆動モータ５０の回転駆動量（ディテントプレート５６の位置変化量）は、ディテントスプリング６４のコロ６６の位置が谷部７１（非Ｐ位置）側にあると仮定して、谷部７１（非Ｐ位置）へのコロ６６の吸い込み範囲から出ない範囲とする。
【００３１】
また、本実施形態においては、電子制御装置４０がシフト位置制御を実施する際の駆動モータ５０によるディテントプレート５６の回転方向が、Ｐ壁方向のみであるが、これは市場で勝手にＰ抜けが起こらないようにするためであり、Ｐ壁方向とは反対方向（コロ６６がＰ位置から非Ｐ位置へ向かう方向）へディテントプレート５６が回転するように駆動モータ５０を駆動させても、シフト位置判定は可能である。
【００３２】
図５は、４つのシフトポジション（Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄ）に対応した４つの谷部８０，８１，８２，８３が頂部に設けられたディテントプレート５６の位置変化量についての説明図である。図５に示すように、ディテントプレート５６の頂部に４つのシフトポジション（Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄ）に対応した４つの谷部８０，８１，８２，８３が設けられた場合も同様に、電子制御装置４０は、ディテントプレート５６の位置変化量からシフト位置を判定する。すなわち、電子制御装置４０は、駆動モータ５０によってディテントプレート５６をＰ壁方向へ回転させたときのディテントプレート５６の位置変化量が、閾値α未満の場合はＰ位置と判定し、閾値α以上閾値β未満の場合は不定と判定し、閾値β以上の場合はＰポジション（Ｐ位置）以外のＲ，Ｎ，Ｄポジションのそれぞれを特定するような判定ではなく非Ｐ位置と判定する。
【符号の説明】
【００３３】
１０  車両
１６  シフト切替機構
１８  自動変速機
３０  シフト操作装置
４０  電子制御装置
５０  駆動モータ
５６  ディテントプレート
６４  ディテントスプリング
６６  コロ
７０  谷部
７１  谷部
７２  山部
８０  谷部
８１  谷部
８２  谷部
８３  谷部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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