(57)【要約】【課題】運転者の切り換え操作とフェイル判定のタイミングとの不調和によって運転者の感じる違和感を軽減し快適な操作性を保障するシフトバイワイヤ式自動変速機のフェイル判定装置を提供する。【解決手段】本発明は、運転者がレンジ位置の切り換えを開始すると、ステップ１〜３にて、タイマ値ＴＲが設定値ＴＲ（０）となるまでカウントし、このとき、特定のレンジ位置への指令があればステップ９にてレンジ位置に応じたレンジ環境に指令し、特定のレンジ位置への指令がなければステップ４にて信号変化率Ａを演算する。ステップ５にて信号変化率ＡがＡ＜Ａｍｉｎとなるとステップ１０にて警告灯７の点灯を指令し判定時間Ｔを前回の判定時間に保持する。次にステップ６にてＡ≦Ａｍａｘの範囲（ＩＩ）でなければ、フェイル判定することなくフェイル処理を指令し、Ａ≦Ａｍａｘの範囲（ＩＩ）であれば、ステップ７にて、信号変化率Ａに対して係数αを乗算して延長時間ΔＴを求め、この延長時間ΔＴを前回の延長時間ΔＴに加算して新たな判定時間Ｔとして設定し、ステップ８にて、設定間隔ＴＲを０にリセットする。【選択図】        図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者の切り換え操作によって選択したレンジ位置を指令するレンジ指令手段を備え、この指令に基づいて運転者の要求するレンジ環境を設定するシフトバイワイヤ式自動変速機において、
レンジ指令手段がレンジ位置を指令しない時間が所定の判定時間以上継続した場合、レンジ指令手段をフェイル状態と判定するフェイル判定手段と、
運転者がレンジ位置の切り換えを開始してから所定の設定間隔毎にレンジ位置の切換速度を検出するレンジ位置切換速度検出手段と、
切換速度に基づいて判定時間を設定する判定時間設定手段と、を備えることを特徴とするシフトバイワイヤ式自動変速機のフェイル判定装置。
【請求項２】
前記判定時間設定手段は、切換速度が低速なほど判定時間を長く設定するものであることを特徴とする請求項１に記載のシフトバイワイヤ式自動変速機のフェイル判定装置。
【請求項３】
前記判定時間設定手段は、切換速度が前記速度範囲の下限値を下回るとき、判定時間を前回の判定時間に保持するものであることを特徴とする請求項１または２に記載のシフトバイワイヤ式自動変速機のフェイル判定装置。
【請求項４】
切換速度が前記速度範囲の下限値を下回るとき、運転者に対して警告を行う警告手段を付加して備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のシフトバイワイヤ式自動変速機のフェイル判定装置。
【請求項５】
前記フェイル判定手段は、切換速度が前記速度範囲の上限値を上回るとき、レンジ指令手段をフェイル状態と判定するものであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のシフトバイワイヤ式自動変速機のフェイル判定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、運転者の切り換え操作によって選択したレンジ位置を指令するレンジ指令手段を備え、この指令に基づいて運転者の要求するレンジ環境を設定するシフトバイワイヤ式自動変速機のフェイル判定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
シフトバイワイヤ式自動変速機には、２つの電制アクチュエータを用いるものがあり、通常は一方の電制アクチュエータ（以下、「メインアクチュエータ」という）に、運転者が選択したＰ（パーキング），Ｒ（リバース），Ｎ（ニュートラル），Ｄ（ドライブ），Ｌ（ロー）などのレンジ位置に応じた動作を指令し、このメインアクチュエータの動作に応じてレンジ位置伝達部材を変位させることにより、運転者が選択したレンジ環境を設定する一方、他方の電制アクチュエータを、メインアクチュエータが故障した場合のバックアップとして用いる（以下、「バックアップアクチュエータ」という）ものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また運転者の切り換え操作によって選択したレンジ位置を指令するレンジ指令手段（以下、「シフトデバイス」という）には、ポテンショメータ（可変抵抗器）のように運転者の操作位置を連続値として指令する可変抵抗器を用いた装置があり（例えば、特許文献２参照。）、実際には、複数のポテンショメータを直列に多重配置してシフトデバイスを構成している。
【０００４】
【特許文献１】
実開平６−４０５１３号公報
【特許文献２】
特開平７−３１０８２３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記構成のようなシフトデバイスにあっては、隣り合うレンジ信号出力領域の境界線付近で指令のハンチングが発生することを防止する等の目的から、これらレンジ信号出力領域の間には特定のレンジ位置を指令しないレンジ外信号出力領域を設ける場合があるため、運転者が切換操作を開始してから特定のレンジ信号を指令しない状態が一定期間以上継続した場合にはシフトデバイスをフェイル状態と判定し、警告することにより運転者が切換操作を行った位置がレンジ外信号出力領域のままであるといったフェイル状態を回避する必要がある。
【０００６】
しかしながら、こうしたフェイル状態の判定は、その判定時間を短く設定すると誤ったフェイル状態の判定を誘発する恐れがあり、例えば、運転者がシフトデバイスを誤ってレンジ外信号出力領域に操作した場合や運転者が非常に遅い切り換え操作を実施した場合、誤ったフェイル判定により運転者に警告が発せられて運転者に違和感を与えることになる。また反対に判定時間を長く設定すると、レンジ位置を指令してから実際にアクチュエータの動作を開始できるまでの時間も長くなるため、例えば、運転者が切り換え操作を迅速に実施している場合、レンジ位置の指令に対する動作遅れにより運転者に違和感を与えることになる。
【０００７】
本発明の解決すべき課題は、こうした事実に鑑みてなされたものであり、運転者の切り換え操作による選択指令に基づいて運転者の要求するレンジ環境を設定するにおいて、フェイル状態を判定するのに要する時間を運転者の切り換え操作に応じて適切に設定することにより、運転者の切り換え操作とフェイル判定のタイミングとの不調和によって運転者の感じる違和感を軽減し快適な操作性を保障するシフトバイワイヤ式自動変速機のフェイル判定装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、運転者の切り換え操作によって選択したレンジ位置を指令するレンジ指令手段を備え、この指令に基づいて運転者の要求するレンジ環境を設定するシフトバイワイヤ式自動変速機において、レンジ指令手段がレンジ位置を指令しない時間が所定の判定時間以上継続した場合、レンジ指令手段をフェイル状態と判定するフェイル判定手段と、運転者がレンジ位置の切り換えを開始してから所定の設定間隔毎にレンジ位置の切換速度を検出するレンジ位置切換速度検出手段と、切換速度に基づいて判定時間を設定する判定時間設定手段と、を備えることを特徴とするフェイル判定装置である。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１において、前記判定時間設定手段は、切換速度が低速なほど判定時間を長く設定するものであることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１または２において、前記判定時間設定手段は、切換速度が前記速度範囲の下限値を下回るとき、判定時間を前回の判定時間に保持するものであることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれか一項において、切換速度が前記速度範囲の下限値を下回るとき、運転者に対して警告を行う警告手段を付加して備えることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項５に係る発明は、請求項１乃至４のいずれか一項において、前記フェイル判定手段は、切換速度が前記速度範囲の上限値を上回るとき、レンジ指令手段をフェイル状態と判定するものであることを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の効果】
請求項１に係る発明においては、シフト指令手段がレンジ位置をしない時間が所定の判定時間以上継続した場合、シフト指令手段をフェイル状態と判定するが、このときの判定時間は運転者がレンジ位置の切り換えを開始してから所定の設定間隔毎に検出した切換速度に基づいて設定する。このため、フェイル状態を判定するのに要する時間を運転者の切り換え操作に応じて適切に設定することができる。
【００１４】
従って請求項１に係る発明によれば、運転者の切り換え操作に応じた適切なタイミングでフェイル状態を判定できるから、運転者の切り換え操作とフェイル判定のタイミングとの不調和によって運転者の感じる違和感が軽減され快適な操作性を保障することができる。
【００１５】
請求項２に係る発明においては、切換速度が低速なほど判定時間を長く設定するから、ドライバ毎に異なる操作時間に適したフェイル発生時間を設定することが可能となり、ドライバの感じる違和感を軽減することが可能となる。
【００１６】
ところで、切換速度が極端に遅い場合は、レンジ操作手段がフェイル状態である可能性が高い。そこで、請求項３に係る発明においては、切換速度が前記速度範囲の下限値を下回るとき、判定時間を前回の判定時間に保持する。かかる構成よれば、快適な操作性を保障する一方、レンジ指令手段がフェイル状態である可能性が高い場合は迅速にフェイル判定を実行することができる。
【００１７】
また切換速度が極端に遅い場合は、レンジ操作手段がフェイル状態である可能性が高いが、運転者が誤った位置にレンジ位置を固定している場合も考慮する必要があるのも事実である。そこで、請求項４に係る発明においては、切換速度が前記速度範囲の下限値を下回るとき、運転者に対して警告を行う警告手段を付加して備える。かかる構成よれば、運転者の切り換え操作によってフェイル状態が引き起こされた場合、それを運転者に認識させて正常なレンジ位置の切り換えるように促し、不用意にフェイル処理を実行することを防止することができる。
【００１８】
また切換速度が極端に速い場合も、レンジ操作手段がフェイル状態である可能性が高い。この状態は、シフトレンジ操作手段の電気的な失陥であり、ドライバの操作に起因するものではない。そこで、請求項５に係る発明においては、切換速度が前記速度範囲の上限値を上回るときは、実際にフェイル判定することなく、レンジ指令手段がフェイル状態であると判定する。かかる構成よれば、快適な操作性を保障する一方、車両に急激な挙動変化を及ぼすフェイル状態に対しては迅速なフェイル処理を実行することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態になるシフトバイワイヤ式自動変速機のフェイル判定装置を示すシステム図であり、図２（ａ），（ｂ）はそれぞれ、電制アクチュエータである２つのステップモータを用いて自動変速機内のレンジ環境を設定する駆動系の要部を例示する模式図および斜視図である。
【００２０】
図１において、符号１はシフトバイワイヤ式自動変速機を示し、この自動変速機１は、ステップモータ２を通常運転者が選択するレンジ位置に応じて動作するメインモータとして、また、ステップモータ３をステップモータ２が故障したときのバックアップモータとして用い、メインモータ２またはバックアップモータ３の動作によって、運転者がシフトデバイス１０の切り換え操作により希望するレンジ位置に応じたレンジ環境を設定する。
【００２１】
メインモータ２およびバックアップモータ３にはそれぞれ、ウォームギアＧ２，Ｇ３が取り付けられ、これらウォームギアＧ２，Ｇ３を介して遊星歯車機構４に駆動結合する。遊星歯車機構４は、サンギアＳおよびリングギアＲを入力とし、サンギアＳおよびリングギアＲそれぞれに噛み合う複数のピニオンＰを支持するキャリアＣを出力とする。具体的には、図２（ａ）に示す如く、メインモータ２のウォームギアＧ２をリングギアＲに噛み合せる一方、バックアップモータ３のウォームギアＧ３をサンギアＳと一体に設けた入力ギアＳｏに噛み合せ、レンジ位置伝達部材であるマニュアルシャフト５がキャリアＣと一体に結合している。
【００２２】
つまり、メインモータ２およびバックアップモータ３はそれぞれ、遊星歯車機構４を介してマニュアルシャフト５に駆動結合することにより、メインモータ２およびバックアップモータ３の動作を互いに独立した入力として該動作のうちの少なくとも一方に応じてマニュアルシャフト５を変位させることができ、マニュアルシャフト５が変位（回転）する方向は、遊星歯車機構４に入力されたメインモータ２およびバックアップモータ３の回転数の差で決定される。
【００２３】
図２（ｂ）において、符号６は、マニュアルシャフト５が回転した位置に応じて自動変速機１内のレンジ環境を設定する、所謂、ディテント機構である。ディテント機構６は、マニュアルシャフト５に扇状のレバー６１を一体に固定し、このレバー６１によって既存のレンジ切換弁６２のスプール６２ａを軸線方向に移動させる一方、レバー６１の噛合部６１ａが片持ちスプリング６３の先端に設けたローラ６３ａと係合することにより、マニュアルシャフト５の回転に応じてスプール６２ａを位置決めする。
【００２４】
つまりマニュアルシャフト５は、メインモータ２またはバックアップモータ３の回転数に応じて変位した位置によって、自動変速機１内に配したレンジ切換弁６２を、シフトデバイス１０で選択したＰ（パーキング）レンジ位置，Ｒ（リバース）レンジ位置，Ｎ（ニュートラル）レンジ位置，Ｄ（ドライブ）レンジ位置に応じた位置に変位させる。これにより、レンジ切換弁６２は、Ｐ〜Ｄレンジ位置に応じた油圧回路を選択し、自動変速機１内をＰ〜Ｄレンジ位置に応じたレンジ環境に設定する。
【００２５】
本実施形態において、ステップモータ２，３の回転はコントローラ１００によって制御される。このため、コントローラ１００には、図１に示す如く、マニュアルシャフト５の角度θを検出する角度センサ２１からの角度信号Θと、シフトデバイス１０での切り換え操作を示すダイアル位置信号Ｓｄとが入力される。
【００２６】
シフトデバイス１０は、図３に示す如く、スイッチ本体１１内に円形のセレクトダイアル１２を備える。セレクトダイアル１２は、スイッチ本体１１に対して回転自在に支持されて運転者の希望する走行形態に応じたＰ，Ｒ，Ｎ，Ｄレンジ位置を選択するものであり、その背面には、図４に示す如く、これと共に回転する３個の可動子１２ａを備える。
【００２７】
またシフトデバイス１０は、図３に示す如く、３つのシフトスイッチ１３を備える。シフトスイッチ１３はそれぞれ、図４に示す如く、スイッチ本体１１内に固定され可動子１２ａの回転方向に沿って抵抗値が連続的に異なる円形の抵抗素子であり、特に、スイッチ本体１１上の表示したＰレンジ位置，Ｒレンジ位置，Ｎレンジ位置，Ｄレンジ位置に対応する領域には、図４（ａ）に示す如く、扇状のレンジ位置抵抗部１３ｐ，１３ｒ，１３ｎ，１３ｄを備える。
【００２８】
すなわち、シフトスイッチ１３は、所謂ポテンショメータであって、可動子１２ａがレンジ位置抵抗部１３ｐ，１３ｒ，１３ｎ，１３ｄのいずれかと接触している場合にはそのレンジ位置抵抗部１３ｐ，１３ｒ，１３ｎ，１３ｄの抵抗値に応じてそれぞれＰレンジ位置，Ｒレンジ位置，Ｎレンジ位置，Ｄレンジ位置を指令するダイアル位置信号Ｓｄを連続的に出力し、可動子１２ａがレンジ位置抵抗部１３ｐ，１３ｒ，１３ｎ，１３ｄ以外の箇所で接触している場合にはＰレンジ位置，Ｒレンジ位置，Ｎレンジ位置，Ｄレンジ位置外であることを示すダイアル位置信号Ｓｄを連続的に出力する。
【００２９】
３つのシフトスイッチ１３は、そのレンジ位置抵抗部１３ｐ，１３ｒ，１３ｎ，１３ｄそれぞれが整列するよう直列に一体結合されて１つのスイッチシステム（以下、「３重系スイッチ１３」と総称する）をなす。このため、例えば、１つのシフトスイッチ１３が故障しても、他のシフトスイッチ１３から正常なダイアル位置信号Ｓｄをコントローラ１００に出力することができる。これによりステップモータ２，３の回転は、セレクトダイアル１２による切り換え操作で選択したＰレンジ位置、Ｒレンジ位置、Ｎレンジ位置、Ｄレンジ位置に応じて制御される。
【００３０】
ところが、上記構成のようなシフトデバイス１０にあっては、これらレンジ位置抵抗部１３ｐ，１３ｒ，１３ｎ，１３ｄの間には、図５に例示の如く、可動子１２ａがレンジ位置抵抗部１３ｐ，１３ｒ，１３ｎ，１３ｄのいずれとも接触しない領域つまり特定のレンジ位置を指令しないレンジ外信号出力領域（図５では斜線で示す領域）が存在し、また、本実施形態のような多重系のシフトスイッチを用いる場合、３つのシフトスイッチ１３間でレンジ位置抵抗部１３ｐ，１３ｒ，１３ｎ，１３ｄの配列に組み付け誤差などが生じていると、本来、３つのシフトスイッチ１３の全てで同じレンジ位置を指令すべき領域であるにも関わらず、シフトスイッチ１３の全てでレンジ位置の不明なレンジ外信号出力領域が存在することになる。
【００３１】
このため、運転者が切換操作を開始してから一定期間以上、シフトデバイス１０が特定のレンジ信号を出力しない状態が継続した場合にはフェイル状態と判定し、運転者が切換操作を行った位置がレンジ外信号出力領域にあるフェイル状態を回避する必要があるが、こうしたレンジ外信号出力領域にあるフェイル状態を判定する適切なタイミングは、運転者の切り換え操作に伴うレンジ位置の切換速度に大きく関係する。
【００３２】
そこで、本実施形態では、コントローラ１００にて、シフトデバイス１０がレンジ位置を指令しない時間が所定の判定時間Ｔ以上継続した場合、シフトデバイス１０をフェイル状態と判定する一方、シフトデバイス１０によるレンジ位置の切り換え開始をトリガーに、図６のフローチャートに示す判定ルーチンに従って、フェイル判定を実行する。
【００３３】
図６の判定ルーチンは、３重系スイッチ１３からダイアル位置信号Ｓｄが入力されたことをトリガーに、まずステップ１にて、判定時間Ｔの延長が必要か否かを判定するための延長判定タイミング管理用タイマを動作させるとともに、ダイアル位置信号ＳｄがＰレンジ位置，Ｒレンジ位置，Ｎレンジ位置，Ｄレンジ位置のいずれかを指令する信号なのか、レンジ位置の不明なレンジ位置外を示す信号なのかを判定する。
【００３４】
ステップ１にて、ダイアル位置信号Ｓｄがいずれかのレンジ位置を指令する信号であれば、ステップ９にて、そのレンジ位置に応じた動作をステップモータ２に指令することにより、自動変速機１内のレンジ環境を運転者の要求するレンジ環境を設定する処理を実行する。
【００３５】
これに対し、ステップ１にて、ダイアル位置信号Ｓｄがレンジ位置外を示す信号であれば、セレクトダイアル１２がレンジ位置外にあるとしてステップ１２に移行し、このステップ２にて、延長判定タイミング管理用タイマのタイマ値ＴＲを、前回のタイマ値ＴＲ（ＯＬＤ）に「１」を加算してＴＲ＝ＴＲ（ＯＬＤ）＋１に更新する。但し、判定開始当初のタイマ値ＴＲはＴＲ＝０に初期化されているため、前回のタイマ値ＴＲ（ＯＬＤ）はＴＲ（ＯＬＤ）＝０として処理する。
【００３６】
ステップ３では、タイマ値ＴＲが設定値ＴＲ（０）に達しているかどうかを判定し、タイマ値ＴＲが設定値ＴＲ（０）に到達していなければ、ステップ１にて、Ｐレンジ位置，Ｒレンジ位置，Ｎレンジ位置，Ｄレンジ位置であると判定されない限り、タイマ値ＴＲが設定値ＴＲ（０）に達するまでタイマ値ＴＲを加算し、タイマ値ＴＲが設定値ＴＲ（０）に達すれば、レンジ位置外にあると判定してから設定間隔Δｔが経過したとしてステップ４に移行する。なお、設定値ＴＲ（０）は、シフト操作手段の形態により決定される平均的なシフト切換時間により適宜決定する。
【００３７】
ステップ４では、設定間隔Δｔに達したときの切換速度Ｖを演算する。この切換速度Ｖは、具体的には、設定値ＴＲ（０）間隔毎のダイアル位置信号Ｓｄの変化率Ａである。このため、初回は、今回のダイアル位置信号Ｓｄを設定値ＴＲ（０）で除算した値が信号変化率Ａとなり、それ以降は、前回の判定タイミングからのダイアル位置信号Ｓｄの変化を設定値ＴＲ（０）で除算した値が信号変化率Ａとなる。
【００３８】
ステップ５では、運転者がシフトデバイス１０を誤ってレンジ外信号出力領域に操作したり、運転者が非常に遅い切り換え操作を実施しているかどうかを判定する。具体的には、信号変化率Ａが予め設定した下限値Ａｍｉｎよりも小さいかどうかを判定する。なお、下限値Ａｍｉｎは、シフト操作手段の形態により決定されるシフト切換時間の最大値により適宜決定する。
【００３９】
ステップ５にて、信号変化率Ａが予め設定した下限値Ａｍｉｎよりも小さいと判定されると、運転者がシフトデバイス１０を誤ってレンジ外信号出力領域に操作したり、運転者が非常に遅い切り換え操作を実施しているとしてステップ１０に移行し、車内に配置した警告灯７に対して点灯を指令し、運転者に対して警告を行い、運転者にシフトデバイス操作を促す一方、判定時間Ｔを前回の判定時間値Ｔ（ＯＬＤ）（初回は初期値Ｔ１０）に保持して、運転者がレンジ位置の切り換えを開始してから、シフトデバイス１０がレンジ位置を指令しない時間が所定の判定時間Ｔ以上継続した場合、シフトデバイス１０をフェイル状態と判定する。
【００４０】
これに対し、ステップ５にて、信号変化率Ａが予め設定した下限値Ａｍｉｎ以上であると判定されると、運転者がシフトデバイス１０を誤ってレンジ外信号出力領域に操作したり、運転者が非常に遅い切り換え操作を実施していないとして、さらにステップ６に移行する。このステップ６では、シフトデバイス１０が故障して通常のダイアル操作ではあり得ない信号変化率Ａが得られているかどうかを判定する。具体的には、信号変化率Ａが予め設定した上限値Ａｍａｘよりも大きいかどうかを判定する。なお、上限値Ａｍａｘは、シフト操作手段の形態により制約を受ける最速のシフト操作時間により適宜決定する。
【００４１】
ステップ６にて、信号変化率Ａが上限値Ａｍａｘよりも大きいと判定されると、シフトデバイス１０が故障して通常のダイアル操作ではあり得ない信号変化率Ａが得られているとして、実際にフェイル判定することなく、シフトデバイス１０がフェイル状態であると判定し、ステップ１１にて、フェイル処理を実行するよう指令する。
【００４２】
このフェイル処理には、例えば、シフトバイワイヤ式自動変速機１のシステム自体を停止させるといった処理や、１つのシフトスイッチ１３が故障した場合、残り２つのシフトスイッチ１３で出力されたダイアル位置信号Ｓｂを指令値として採用する処理等がある。
【００４３】
またシフトデバイス１０は、図４に示す如く、スイッチ本体１１に光学式の距離センサ１４を備え、この距離センサ１４から可動子１２ａまでの距離Ｌをコントローラ１００に出力する。このため、ステップ１１にて、可動子１２ａがレンジ位置抵抗部１３ｐ，１３ｒ，１３ｎ，１３ｄのいずれとも接触しない無信号状態つまりレンジ位置が不明な状態（図５参照）であれば、他のフェイル処理として、前回のレンジ位置および距離センサ１４で検出した距離Ｌをもとに、運転者がセレクトダイアル１２を前回のレンジ位置（例えばＲレンジ位置）からどちら向き（Ｐ→ＲまたはＲ→Ｎ）に操作したかを判定し、その操作向きで前回のレンジ位置（Ｒレンジ位置）と隣接するレンジ位置（Ｐ→ＲではＮレンジ位置、Ｒ→ＮではＰレンジ位置）が運転者によって選択されたレンジ位置とみなしてレンジ環境を設定してもよい。
【００４４】
これに対し、ステップ６にて、信号変化率Ａが上限値Ａｍａｘ以下であると判定されると、シフトデバイス１０の故障や、運転者がシフトデバイス１０を誤ってレンジ外信号出力領域に操作したり、運転者が非常に遅い切り換え操作を実施して得られる信号変化率Ａではなく、運転者の切り換え操作によって得られる正常な信号変化率Ａであるとして、ステップ７に移行する。
【００４５】
従って、ステップ５，６によれば、図７に示す如く、信号変化率Ａによる判定領域を
（Ｉ）    ０＜Ａ＜Ａｍｉｎ      ：運転者が誤ってシフトデバイス１０を固定
（ＩＩ）    Ａｍｉｎ≦Ａ≦Ａｍａｘ  ：運転者がシフトデバイス１０を正常操作
（ＩＩＩ）    Ａｍａｘ＜Ａ＜∞      ：シフトデバイス１０の故障による信号変化
の３つの領域に分類することができる。
【００４６】
ステップ７では、信号変化率ＡがＡｍｉｎ≦Ａ≦Ａｍａｘの範囲（ＩＩＩ）内にあるため、レンジ位置の切換速度Ｖがシフトデバイス１０を正常に操作したときの切換速度であるとして、運転者がレンジ位置の切り換えを開始してから、シフトデバイス１０がレンジ位置を指令しない時間が所定の判定時間Ｔ以上継続した場合、シフトデバイス１０をフェイル状態と判定する。
【００４７】
判定時間Ｔは、フェイル判定しない信号変化率Ａの範囲（ＩＩ）の上限値Ａｍａｘによる一定速で運転者が切り換え操作を行ったときの理想時間Ｔｏに余裕しろδを加算した時間Ｔ１０を初期値とし、運転者がレンジ位置の切り換えを開始してから設定間隔Δｔで信号変化率Ａを算出する度に、信号変化率Ａに基づいて設定される。
【００４８】
具体的には、ステップ４で求めた信号変化率Ａに対して係数αを乗算して延長時間ΔＴ（＝Ａ×α）を求め、この延長時間ΔＴを前回の判定時間Ｔ（ＯＬＤ）に加算した値Ｔ（ＯＬＤ）＋ΔＴを判定時間Ｔとして設定する。但し、係数αは、信号変化率Ａによらない一定値であっても、信号変化率Ａに応じて変化する変数であってもよい。
【００４９】
判定時間Ｔを修正した後は、さらに設定間隔Δｔ後に判定時間Ｔを修正する可能性を考慮してステップ８に移行し、このステップ８にてタイマ値ＴＲをＴＲ＝０にリセットしたのち、ステップ１にリターンする。
【００５０】
図８は、或る切り換え操作において、図６の判定ルーチンを用いて判定時間Ｔを修正するときの作用を示すタイムチャートである。なお、図８において、実線Ｌ１は、運転者が実際に行った切り換え操作による信号変化率を例示する実操作曲線であり、一点鎖線Ｌ２は、フェイル判定しない信号変化率Ａの範囲（ＩＩ）の上限値Ａｍａｘによる一定速で運転者が行ったときの信号変化率Ａを示す理想操作曲線である。
【００５１】
図８では、時刻ｔ＝０で、運転者がレンジ位置の切り換えを開始すると、信号変化率Ａは実線Ｌ１の如く変動する。このため、コントローラ１００ではまず、時刻ｔ＝０にて、設定間隔Δｔの計測を開始する（ステップ１〜３）。そして、設定間隔Δｔに到達した時刻ｔ＝ｔ１にて、延長判定を行うため、信号変化率Ａ＝Ａ１を演算する（ステップ４）。この時刻ｔ＝ｔ１での信号変化率Ａ１は、実線Ｌ１に示す如く、Ａｍｉｎ≦Ａ≦Ａｍａｘの範囲（ＩＩ）にあるため、運転者がシフトデバイス１０を正常操作していると判定する（ステップ５，６）。それと同時に、信号変化率Ａ１に対して係数αを乗算して延長時間ΔＴ（＝Ｔ１１＝Ａ１×α）を求め、この延長時間Ｔ１１を初期値Ｔ１０に加算して新たな判定時間Ｔ（Ｔ１＝Ｔ１０＋Ｔ１１）として設定したのち、設定間隔Δｔ毎に信号変化率Ａを演算するための初期化を実行する（ステップ８）。
【００５２】
つまり、時刻ｔ＝０から時刻ｔ＝ｔ１までの間のフェイル状態の判定には、判定時間Ｔ＝Ｔ１０を用い、運転者が時刻ｔ＝０で切り換え操作を開始してからシフトデバイス１０がレンジ位置を指令しない時間が判定時間Ｔ１０以上継続した場合、シフトデバイス１０をフェイル状態と判定し、時刻ｔ＝ｔ１以降は、判定時間Ｔ＝Ｔ１を用いてフェイル状態を判定する。
【００５３】
そして再び設定間隔Δｔを計測し（ステップ１〜３）、設定間隔Δｔが経過した時刻ｔ＝ｔ２でも、新たに信号変化率Ａ２を演算し（ステップ４）、この信号変化率Ａ２が範囲（ＩＩ）にあるため（ステップ５，６）、信号変化率Ａ２に対して係数αを乗算して延長時間ΔＴ（＝Ｔ１２＝Ａ１×α）を求め、この延長時間Ｔ１２を前回の判定時間Ｔ１に加算して新たな判定時間Ｔ（Ｔ２＝Ｔ１＋Ｔ１２）として設定したのち（ステップ７）、再び設定間隔Δｔ毎に信号変化率Ａを演算するための初期化を実行する（ステップ８）。
【００５４】
つまり、時刻ｔ＝ｔ１から時刻ｔ＝ｔ２までの間のフェイル状態の判定には、判定時間Ｔ＝Ｔ１を用い、運転者が時刻ｔ＝０で切り換え操作を開始してからシフトデバイス１０がレンジ位置を指令しない時間が判定時間Ｔ１以上継続した場合、シフトデバイス１０をフェイル状態と判定し、時刻ｔ＝ｔ２以降は、判定時間Ｔ＝Ｔ２を用いてフェイル状態を判定する。
【００５５】
以下同様に、信号変化率Ａが範囲（ＩＩ）内にある状態では、時刻ｔ＝ｔ３，ｔ４，ｔ５の設定間隔Δｔ毎にそれぞれ延長判定を行い、時刻ｔ＝ｔ３から時刻ｔ＝ｔ４までの間は、延長時間ΔＴ（＝Ｔ１３＝Ａ３×α）を前回の判定時間Ｔ２に加算した新たな判定時間Ｔ（Ｔ３＝Ｔ２＋Ｔ１３）でフェイル状態の判定し、時刻ｔ＝ｔ４から時刻ｔ＝ｔ５までの間は、延長時間ΔＴ（＝Ｔ１４＝Ａ４×α）を前回の判定時間Ｔ２に加算した新たな判定時間Ｔ（Ｔ４＝Ｔ３＋Ｔ１４）でフェイル状態の判定し、時刻ｔ＝ｔ５から時刻ｔ＝ｔ６までの間は、延長時間ΔＴ（＝Ｔ１５＝Ａ５×α）を前回の判定時間Ｔ２に加算した新たな判定時間Ｔ（Ｔ５＝Ｔ４＋Ｔ１５）でフェイル状態の判定する。
【００５６】
従って本実施形態においては、運転者がレンジ位置の切り換えを開始してから設定間隔Δｔ毎にレンジ位置の切換速度として信号変化率Ａを検出し、この信号変化率Ａが範囲（ＩＩ）内にあるときは、シフトデバイス１０がレンジ位置をしない時間が判定時間Ｔ以上継続した場合、シフトデバイス１０をフェイル状態と判定するが、このときの判定時間Ｔは設定間隔Δｔ毎に検出した信号変化率Ａに基づいて設定する。このため、フェイル状態を判定するのに要する時間を運転者の切り換え操作に応じて適切に設定することができる。
【００５７】
従って本実施形態によれば、運転者の切り換え操作に応じた適切なタイミングでフェイル状態を判定できるから、運転者の切り換え操作とフェイル判定のタイミングとの不調和によって運転者の感じる違和感が軽減され快適な操作性を保障することができる。
【００５８】
特に本実施形態においては、係数αを変数として信号変化率Ａが小さいほど判定時間Ｔを長く設定、即ち、切換速度が低速なほど判定時間を長く設定することが好ましい。かかる構成によれば、ドライバ毎に異なる操作時間に適したフェイル発生時間を設定することが可能となり、ドライバの感じる違和感を軽減することが可能となる。
【００５９】
ところで、切換速度Ｖが極端に遅い場合は、シフトデバイス１０がフェイル状態である可能性が高い。そこで、本実施形態においては、ステップ１０にて、切換速度である信号変化率Ａが範囲（ＩＩ）の下限値Ａｍｉｎを下回るとき、判定時間Ｔを前回の判定時間Ｔ（ＯＬＤ）に保持している。
【００６０】
具体的には、図８を参照すると、時刻ｔ＝ｔ２にての延長判定で、信号変化率Ａ２が範囲（ＩＩ）の下限値Ａｍｉｎを下回れば、前回の延長判定における判定時間Ｔ１（＝Ｔ１０＋Ｔ１１）を保持する。かかる構成よれば、快適な操作性を保障する一方、シフトデバイス１０がフェイル状態である可能性が高い場合は迅速にフェイル判定を実行することができる。
【００６１】
また切換速度Ｖが極端に遅い場合は、シフトデバイス１０がフェイル状態である可能性が高いが、運転者が誤った位置にレンジ位置を固定している場合も考慮する必要があるのも事実である。そこで、本実施形態においては、図１に示す如く、信号変化率Ａが下限値Ａｍｉｎを下回るとき、運転者に対して警告を行う警告灯７を付加して備えている。かかる構成よれば、運転者の切り換え操作によってフェイル状態が引き起こされた場合、それを運転者に認識させて正常なレンジ位置の切り換えるように促し、不用意にフェイル処理を実行することを防止することができる。
【００６２】
また切換速度Ｖが極端に速い場合も、シフトデバイス１０がフェイル状態である可能性が高い。この状態は、シフトレンジ操作手段の電気的な失陥であり、ドライバの操作に起因するものではない。そこで、本実施形態においては、信号変化率Ａが範囲（ＩＩ）の上限値Ａｍａｘを上回るときは、ステップ１１の如く、実際にフェイル判定することなく、シフトデバイス１０がフェイル状態であると判定する。かかる構成よれば、快適な操作性を保障する一方、車両に急激な挙動変化を及ぼすフェイル状態に対しては迅速なフェイル処理を実行することができる。
【００６３】
上述したところは、本発明の好適な実施形態を示したに過ぎず、当業者によれば、請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。例えば、モータ２，３とマニュアルシャフト５を駆動結合する機構は、遊星歯車機構に限ることはない。
【００６４】
また、切換速度Ｖを求めるパラメータも、抵抗値に限らず、電流や電圧を用いてもよい。そして電制アクチュエータもモータに限らず、伸縮ロッドなどの直動式であってもよい。このため、レンジ位置伝達部材も回転シャフトに限らず、その軸線方向に沿って移動する部材など、電制アクチュエータの動作をレンジ環境設定手段に伝達できるものであればよい。
【００６５】
またレンジ環境設定手段も、電制アクチュエータの動作に応じてレンジ環境を設定できるものであれば、油圧回路を切り換えてレンジ環境を変更するものレンジ切換弁６２に限らず、電気的な制御でレンジ環境を変更するものであってもよい。シフトデバイス１０も、レンジ位置の切り換え操作を連続的に検出できるものであればダイアル式に限らず、シフトレバー式でもよい。
【００６６】
さらに自動変速機１も、有段式に限らず、例えば、入出力プーリ間にベルトを動力伝達可能に掛け渡し、入出力プーリのいずれか一方を駆動させてプーリ溝幅を変更することにより無段階の変速を行うＶベルト式無段変速機構であってもよい。同様に自動変速機１は、入出力ディスク間にトラニオンによって回転自在に支持されたパワーローラを動力伝達可能に配置し、トラニオンに機械式オイルポンプからの油圧に基づいた制御圧を供給してこれら入出力ディスクの斜面に沿ってパワーローラを傾転させることにより無段階の変速を行うトロイダル型無段変速機構であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態になるシフトバイワイヤ式自動変速機の故障診断装置を示すシステム図である。
【図２】（ａ），（ｂ）はそれぞれ、２つのステップモータを用いて自動変速機内のレンジ環境を設定する駆動系の要部を例示する模式図および斜視図である。
【図３】（ａ），（ｂ）はそれぞれ、シフトデバイスの拡大正面図および拡大側面図である。
【図４】（ａ），（ｂ）はそれぞれ、シフトデバイスの内部構造を説明する拡大正面図および拡大側面図である。
【図５】（ａ），（ｂ）はそれぞれ、シフトデバイスが無信号状態となったときの内部構造を説明する拡大正面図および拡大側面図である。
【図６】本発明の一実施形態として、コントローラにて実行されるフローチャートである。
【図７】信号変化率Ａによる判定領域を示す図である。
【図８】切り換え操作において、図６の判定ルーチンを用いて判定時間Ｔを修正するときの作用を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１  シフトバイワイヤ式自動変速機
２，３  ステップモータ
４  遊星歯車機構
５  マニュアルシャフト
６  レンジ環境設定手段
７  警告手段
１０  レンジ選択装置
１００  コントローラ
【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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【図７】
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【図８】
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