(57)【要約】【課題】自動変速機において、運転者の要求するレンジと自動変速機のレンジが異なる状態の発生を防止する。【解決手段】自動変速機７が持つ複数のレンジに対応した複数のレンジ位置を有し、運転者の切換操作により前記レンジ位置のうちいずれか一つが目標レンジ位置として選択され、前記目標レンジ位置を電気信号に変換して目標レンジ信号として出力する目標レンジ指令手段としてのシフトデバイス１と、前記目標レンジ信号に応じて自動変速機のレンジ切換を行うレンジ切換手段とを有するシフトバイワイヤ式自動変速機制御装置において、自動変速機７のレンジが前進レンジのまま目標レンジ指令手段のレンジ位置が後進レンジ位置１０ａに切り換わる切換操作、および自動変速機７のレンジが後進レンジのまま目標レンジ指令手段のレンジ位置が前進レンジ位置１０ｃに切り換わる切換操作を禁止する切換操作禁止手段としてのシフトロック機構８を設ける。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動変速機が持つ複数のレンジに対応した複数のレンジ位置を有し、運転者の切換操作により前記レンジ位置のうちいずれか一つが目標レンジ位置として選択され、前記目標レンジ位置を電気信号に変換して目標レンジ信号として出力する目標レンジ指令手段と、
前記目標レンジ信号に応じて自動変速機のレンジ切換を行うレンジ切換手段と、
を有するシフトバイワイヤ式自動変速機制御装置において、
自動変速機のレンジが前進レンジのまま目標レンジ指令手段のレンジ位置が後進レンジ位置に切り換わる切換操作、および自動変速機のレンジが後進レンジのまま目標レンジ指令手段のレンジ位置が前進レンジ位置に切り換わる切換操作を禁止する切換操作禁止手段を備えたことを特徴とするシフトバイワイヤ式自動変速機の制御装置。
【請求項２】
前記目標レンジ指令手段において、前記複数のレンジ位置は、後進レンジ、ニュートラルレンジ、前進レンジの順に並び、前記切換操作禁止手段は運転者が前進レンジ位置からニュートラルレンジ位置へ、あるいは後進レンジ位置からニュートラルレンジ位置への切換操作を行った場合は、自動変速機がニュートラルレンジになるまでニュートラルレンジ位置から他のレンジ位置への切換操作を禁止する請求項１に記載のシフトバイワイヤ式自動変速機の制御装置。
【請求項３】
前記レンジ切換手段は、前記目標レンジ信号に応じて自動変速機のレンジ切換を制御するアクチュエータを有し、前記切換操作禁止手段は運転者が前進位置からニュートラルレンジ位置へ、あるいは後進レンジ位置からニュートラルレンジ位置への切換操作を行った後、自動変速機がニュートラルレンジで停止せず、次のレンジに切り換わろうとしたとき、ニュートラルレンジ位置から他のレンジ位置への切換操作を禁止するとともに、前記アクチュエータの動作を停止させる請求項２に記載のシフトバイワイヤ式自動変速機の制御装置。
【請求項４】
前記切換操作禁止手段は、自動変速機のレンジが前記目標レンジ位置と一致するまで前記目標レンジ指令手段の切換操作を禁止する請求項１〜３のいずれか一つに記載のシフトバイワイヤ式自動変速機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のシフトレンジをもち、そのレンジの切り換えを電気的な制御によって行う自動変速機、無段変速機の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動変速機において、前進、後進、ニュートラル、パーキングといったレンジの切り換えは、マニュアルシャフトを回転させてレンジ切換弁を切り換えることによって行う。このマニュアルシャフトを電子制御によって回転させるシフトバイワイヤ式変速機構について特開平５−２０３０４２号に開示されている。
【０００３】
【本発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来技術では、シフトバイワイヤコントロールユニットの故障やマニュアルシャフト回転用モータの固着等により、運転者の選択したレンジとマニュアルシャフト位置が異なる状況、例えば前進レンジで走行後に運転者は後進レンジに切り換え操作を行ったが、マニュアルシャフト回転用モータの固着によってレンジ切り換えが行えず前進レンジのままである状況が発生し得る。
【０００４】
そこで、本発明ではシフトバイワイヤ式変速機構の制御にフェイルセーフ機能を追加して、上記のような状況の発生を防止することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、自動変速機が持つ複数のレンジに対応した複数のレンジ位置を有し、運転者の切換操作により前記レンジ位置のうちいずれか一つがが目標レンジ位置として選択され、前記目標レンジ位置を電気信号に変換して目標レンジ信号として出力する目標レンジ指令手段と、前記目標レンジ信号に応じて自動変速機のレンジ切換を行うレンジ切換手段とを有するシフトバイワイヤ式自動変速機制御装置において、自動変速機のレンジが前進レンジのまま目標レンジ指令手段のレンジ位置が後進レンジ位置に切り換わる切換操作、および自動変速機のレンジが後進レンジのまま目標レンジ指令手段のレンジ位置が前進レンジ位置に切り換わる切換操作を禁止する切換操作禁止手段を設ける。
【０００６】
【作用・効果】
本発明によれば、自動変速機のレンジが前進レンジのまま目標レンジ指令手段のレンジ位置が後進レンジ位置に切り換わる切換操作、および自動変速機のレンジが後進レンジのまま目標レンジ指令手段のレンジ位置が前進レンジ位置に切り換わる切換操作を禁止するので、運転者が希望する進行方向と、車両の進行方向が逆になることを防止できる。
【０００７】
また、目標レンジ指令手段の切換操作が禁止されることで運転者が故障を認知しやすくなる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【０００９】
図１に第１の実施形態のシフトバイワイヤ式自動変速機システムの構成図を示す。
【００１０】
目標レンジ指令手段としてシフトデバイス１を用い、運転者はこのシフトデバイス１のセレクトダイヤル１０を回転させることによって目標レンジを選択する。
【００１１】
運転者が選択した目標レンジは、シフトデバイス位置センサ２によって検出され、目標レンジ信号に変換されてシフトバイワイヤコントロールユニット（ＳＢＷ・Ｃ／Ｕ）３に入力される。
【００１２】
ここで、シフトデバイス位置センサ２にはポテンショメータを用いて、セレクトダイヤル１０の回転角度に応じた電圧を出力し、この電圧の大きさに応じて目標レンジを判断する。
【００１３】
ＳＢＷ・Ｃ／Ｕ３は入力された目標レンジ信号に基づいてアクチュエータとしてのモータ４を制御し、このモータ４がマニュアルシャフト５を回転させることで自動変速機７のレンジが切り換わる。
【００１４】
なお、マニュアルシャフト５は図示しないマニュアル弁スプールに連結されており、所定のシフト位置へ回転制御される。
【００１５】
自動変速機７のレンジは、角度センサ６によって検出され、自動変速機レンジ信号としてＳＢＷ・Ｃ／Ｕ３に入力される。ここで、角度センサ６はシフトデバイス位置センサ２と同様にポテンショメータを用い、モータ４の回転角度に応じた電圧を出力し、この電圧の大きさに応じて自動変速機７のレンジを判断する。
【００１６】
本実施形態で用いるシフトデバイス１は、図３に示すようにセレクトダイヤル１０とシフトロック機構８とシフトスイッチ１１とを有し、複数のレンジ位置が後進レンジ位置１０ａ、ニュートラルレンジ位置１０ｂ、前進レンジ位置１０ｃの順で並んでいる。
【００１７】
また、切換操作禁止手段として、後述するシフトロック機構８とセレクトダイヤル１０の外周に設けた爪１２とを用い、セレクトダイヤル１０でニュートラルレンジ位置１０ｂを選択したときに、爪１２をシフトロック機構８のストッパー８ｃによって拘束し、セレクトダイヤル１０を回転不可能にする。
【００１８】
セレクトダイヤル１０とシフトスイッチ１１とは連動し、前述したシフトデバイス位置センサ２は、シフトスイッチ１１の回転角度を読み取ることによってセレクトダイヤル１０の回転角度を検出する。
【００１９】
ニュートラルレンジ１０ｂの位置にはシフトロック機構８が設けられており、このシフトロック機構８はＳＢＷ・Ｃ／Ｕ３によって自動変速機レンジ信号に基づいて制御される。
【００２０】
ここでシフトロック機構８について図４を用いて説明する。
【００２１】
シフトロック機構８はデバイスロックソレノイド８ａ、スプリング８ｂおよびストッパー８ｃで構成され、デバイスロックソレノイド８ａがオフの状態では、ストッパー８ｃはスプリング８ｂによってセレクトダイヤル１０側に押し付けられており、オンの状態では、ストッパー８ｃはデバイスロックソレノイド８ａによって押し上げられ、スプリング１１ｂを押し縮める方向に移動する。
【００２２】
デバイスロックソレノイド８ａは、前述したとおり自動変速機レンジ信号に基づいてＳＢＷ・Ｃ／Ｕ３によってそのオン・オフが制御される。
【００２３】
ここで、後進レンジ位置１０ａから前進レンジ位置１０ｃに切り換える際のシフトロック機構８の動作について図４（Ａ）〜（Ｅ）を用いて説明する。
【００２４】
（Ａ）は後進レンジ位置１０ａを選択している状態であり、爪１２は後進レンジ位置１０ａにある。このときストッパー８ｃはスプリング８ｂによってセレクトダイヤル１０側に押し付けられている。
【００２５】
セレクトダイヤル１０を回すことによって爪１２も回転し、ストッパー８ｃに接触する。このとき爪１２はストッパー８ｃを押し上げながら回転を続け（Ｂ）、ニュートラルレンジ位置１０ｂまで回転した時点でストッパー８ｃに拘束され（Ｃ）、セレクトダイヤル１０は回転不可能になる。
【００２６】
ストッパー８ｃに拘束された後、後述するＳＢＷ・Ｃ／Ｕ３の判断によりデバイスロックソレノイド８ａがオンになると、ストッパー８ｃはデバイスロックソレノイド８ａによって押し上げられ、セレクトダイヤル１０は再び回転可能になり、前進レンジ位置１０ｃまで回転してレンジ切換動作が完了する（Ｅ）。
【００２７】
つまり、ニュートラルレンジ１０ｂ以外のレンジからニュートラルレンジ１０ｂへの切り換えは自由に行えるが、ニュートラルレンジ１０ｂから他のレンジへの切り換えは、デバイスロックソレノイド１１ａがオンにならなければ不可能である。
【００２８】
次に本発明のシフトバイワイヤ式自動変速機システムの制御について図２のフローチャートを用いて説明する。
【００２９】
ステップＳ１０１でシフトデバイス位置センサ２からの信号に基づいてレンジ位置の切換があるか否か、およびどのレンジ位置への切り換えかを判定する。
【００３０】
レンジ位置の切り換えを検出しなった場合には再びステップＳ１０１を繰り返す。
【００３１】
レンジ位置の切り換えを検出した場合にはステップＳ１０２に進み、ステップＳ１０１で検出したレンジ位置切換が、ニュートラルレンジ１０ｂであるか否かについて判定する。
【００３２】
ニュートラルレンジ１０ｂでない場合には、ステップＳ１０３に進み、自動変速機７のレンジがシフトデバイス１で選択されたレンジになるようモータ４を制御し、ステップＳ１０４に進む。
【００３３】
ステップＳ１０４ではステップＳ１０３での制御が正常に行われたか否か判定を行う。すなわち、自動変速機７のレンジが運転者の選択したレンジ位置と一致しているか否かの判定を行う。
【００３４】
一致している状態が所定時間経過した場合にはステップＳ１０３の制御が正常に終了したと判定し、ステップＳ１０５に進み、デバイスロックソレノイド８ａをオフにして処理を終了する。
【００３５】
一致している時間が所定時間に満たない場合、または一定時間経過しても一致しない場合には、ステップＳ１０６に進み、モータ４に逆電圧を印加するブレーキ処理を行った後、ステップＳ１０７で警告ランプを点灯する。
【００３６】
ステップＳ１０２で運転者の選択したレンジ位置がニュートラルレンジ１０ｂであった場合には、ステップＳ１０８に進み、自動変速機７のレンジがニュートラルレンジ１０ｂになるようにモータ４を制御するニュートラルレンジ位置決め処理を行い、ステップＳ１０９に進む。
【００３７】
ステップＳ１０９では、ステップＳ１０８での位置決め処理が正常に終了したか否かを判定する。
【００３８】
正常に終了しなかった場合には、ステップＳ１１１でモータ４に逆電圧を印加するブレーキ処理を行った後、ステップＳ１１２で警告ランプを点灯する。
【００３９】
なお、ステップＳ１０７、Ｓ１１２の処理は警告ランプに限らず、運転者にレンジ切換が正常終了しなかったことを認識させることが可能であれば警告音などでも構わない。
【００４０】
ステップＳ１０９でニュートラルレンジ１０ｂへの切り換えが正常に終了した場合には、ステップＳ１１０でデバイスロックソレノイド８ａをオンにして処理を終了する。終了時にはデバイスロックソレノイド８ａがオンになっているので、セレクトダイヤル１０は回転自由な状態、つまりレンジ位置切り換えが可能な状態となっている。
【００４１】
以上の制御により、本実施形態では前進レンジ１０ｃから後進レンジ１０ａ、またはその逆のように、ニュートラルレンジ１０ｂをまたぐレンジ切換を行う場合には、ニュートラルレンジ１０ｂへの切り換えが正常に終了しなければセレクトダイヤル１０はデバイスロックソレノイド８ａの拘束により他のレンジ位置へ切り換えることができず、またモータ４またはモータ４の駆動回路に故障が発生して制御不能になった場合には、モータ４に逆電圧を印加して停止させるので自動変速機７のレンジはニュートラルレンジ１０ｂで停止する。
【００４２】
したがって運転者の選択したレンジ位置と自動変速機７のレンジが異なることで発生する、運転者の意図しない進行方向への走行を防止できる。
【００４３】
また、セレクトダイヤル１０の切換操作が禁止されるので、運転者が故障を認知しやすい。
【００４４】
次に第二実施形態について説明する。
【００４５】
本実施形態はシステムの構成は基本的に第一実施形態と同じであるが、図５に示すようにセレクトダイヤル２０が異なっている。
【００４６】
本実施形態で用いるセレクトダイヤル２０は爪１２がレンジ位置と同数あり、どのレンジ位置を選択しても、いずれかの爪１２がストッパー８ｃに拘束されるようになっている。
【００４７】
本実施形態の制御フローを図６に示す。
【００４８】
ステップＳ２００でセレクトダイヤル２０で選択したレンジ位置と自動変速機７のレンジが一致しているか否かを判定し、一致している場合にはステップＳ２０１でデバイスロックソレノイド８ａをオンにして、ステップＳ２０２に進む。
【００４９】
ステップＳ２００でセレクトダイヤル２０で選択したレンジ位置と自動変速機７のレンジが一致していない場合には、ステップＳ２０５に進みデバイスロックソレノイド８ａをオフにして処理を終了する。
【００５０】
ステップＳ２０２ではシフトデバイス位置センサ２によってレンジ切換指令の有無を判定し、レンジ切換指令が無い場合には、処理を終了する。
【００５１】
レンジ切換指令がある場合には、ステップＳ２０３でデバイスロックソレノイド８ａをオフにしてステップＳ２０４に進む。
【００５２】
ステップＳ２０４では自動変速機７のレンジがニュートラルレンジ１０ｂになるようにモータ４を制御するニュートラルレンジ位置決め処理を行い、処理を終了する。
【００５３】
以上の制御により、本実施形態ではすべてのレンジに対応して爪１２があるので、レンジ切換が正常に行われないとセレクトダイヤル２０が動かず、このためすべてのレンジで運転者の要求レンジと自動変速機７のレンジがずれることを防止できる。
【００５４】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のシステム構成を示す図である。
【図２】第一実施形態の制御ルーチンを表すフローチャートである。
【図３】（Ａ）（Ｂ）はシフトデバイスの正面図と横断面図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｅ）はシフトロック機構を説明する図である。
【図５】第二実施形態のシフトロック機構を説明する図である。
【図６】第二実施形態の制御ルーチンを表すフローチャートである。
【符号の説明】
１　シフトデバイス
２　シフトデバイス位置センサ
３　シフトバイワイヤコントロールユニット
４　モータ
５　マニュアルシャフト
６　角度センサ
７　自動変速機
８　シフトロック機構
９　警告ランプ
１０　セレクトダイヤル
１１　シフトスイッチ
１１ａ　デバイスロックソレノイド
１１ｂ　スプリング
１１ｃ　ストッパー
１２　爪
【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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【図６】
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