(57)【要約】【課題】ＣＰＵの制御周期にかかわらず、レンジの切換えを適正に行うことができるようにする。【解決手段】レンジ制御回動部材と、制御周期ごとの回転角度を検出する位置検出部と、変更先のレンジの切換位置までの目標角度を設定する目標角度設定処理手段と、目標角度及び検出角度に基づいて、駆動部を駆動する駆動部制御処理手段と、制御周期が経過するごとの検出角度及び制動開始角度に基づいて、制動開始角度に到達するまでの到達所要時間を推定する到達所要時間推定処理手段と、到達所要時間に基づいて制動開始判定を行う制動開始判定処理手段と、制動開始判定に基づいて駆動部の制動を開始する制動処理手段とを有する。到達所要時間が推定され、到達所要時間に基づいて制動開始判定が行われるので、制御周期が経過するタイミングより前に駆動部の制動を開始することができる。【選択図】図１
2007139103.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者による変速指示部材の操作に従って回動させられるレンジ制御回動部材と、制御周期ごとの前記レンジ制御回動部材の回転角度を検出する位置検出部と、前記変速指示部材の操作に基づいて、現在のレンジの切換位置又はあらかじめ決定された位置から変更先のレンジの切換位置までの目標角度を設定する目標角度設定処理手段と、前記目標角度、及び前記位置検出部によって検出された回転角度である検出角度に基づいて、駆動部を駆動する駆動部制御処理手段と、制御周期が経過するごとの検出角度、及び変更先のレンジの切換位置より手前の所定の位置にあらかじめ設定され、駆動部の制動を開始するための制動開始角度に基づいて、制動開始角度に到達するまでの到達所要時間を推定する到達所要時間推定処理手段と、前記到達所要時間に基づいて制動開始判定を行う制動開始判定処理手段と、前記制動開始判定に基づいて駆動部の制動を開始する制動処理手段とを有することを特徴とするレンジ切換制御システム。
【請求項２】
前記到達所要時間推定処理手段は、前記検出角度を微分することによって、前記レンジ制御回動部材の回転速度を算出する回転速度算出処理手段、並びに前記回転速度、検出角度及び制動開始角度に基づいて前記到達所要時間を算出する到達所要時間算出処理手段を備える請求項１に記載のレンジ切換制御システム。
【請求項３】
前記回転速度算出処理手段は、検出角度の微分値がノイズであるかどうかを判断するノイズ判定処理手段を備える請求項２に記載のレンジ切換制御システム。
【請求項４】
前記制動開始判定処理手段は、到達所要時間及び制御周期に基づいて制動開始判定を行う請求項１に記載のレンジ切換制御システム。
【請求項５】
前記制動開始判定処理手段は、到達所要時間が制御周期より短く、前記所定のタイミングからの経過時間が到達所要時間より短い場合に、到達所要時間が経過した後に、制動開始の実行を設定する請求項４に記載のレンジ切換制御システム。
【請求項６】
前記制動開始判定処理手段は、到達所要時間が制御周期より短く、前記所定のタイミングからの経過時間が到達所要時間以上である場合に、制動を開始する請求項４に記載のレンジ切換制御システム。
【請求項７】
運転者による変速指示部材の操作に従って回動させられるレンジ制御回動部材の回転角度を、制御周期ごとに検出し、前記変速指示部材の操作に基づいて、現在のレンジの切換位置又はあらかじめ決定された位置から変更先のレンジの切換位置までの目標角度を設定し、該目標角度、及び前記位置検出部によって検出された回転角度である検出角度に基づいて、駆動部を駆動し、制御周期が経過するごとの検出角度、及び変更先のレンジの切換位置より手前の所定の位置にあらかじめ設定され、駆動部の制動を開始するための制動開始角度に基づいて、制動開始角度に到達するまでの到達所要時間を推定し、該到達所要時間に基づいて制動開始判定を行い、該制動開始判定に基づいて駆動部の制動を開始することを特徴とするレンジ切換制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンジ切換制御システム及びレンジ切換制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動変速機を備えた車両においては、運転者がシフトレバーを操作することによって、Ｐ（パーキング）レンジ、Ｒ（リバース）レンジ、Ｎ（ニュートラル）レンジ及びＤ（ドライブ）レンジの各レンジのうちの所定のレンジを選択すると、マニュアルバルブが切り換えられ、所定の油圧が発生させられ、該油圧がマニュアルバルブから出力される。この場合、運転者によって選択されたレンジの情報を、電気信号に変換し、電気信号によってモータを駆動し、マニュアルバルブを切り換えるようにしたシフトバイワイヤ（ＳＢＷ）システムが提供されている。
【０００３】
該シフトバイワイヤシステムにおいては、モータとマニュアルバルブとの間に、ディテント機構が配設され、前記モータが駆動されると、マニュアルシャフトが回動させられ、該マニュアルシャフトと連結され、前記ディテント機構を構成するディテントレバーが回動させられる。このとき、ディテントレバーに各レンジと対応させて形成されたレンジ溝にローラを位置させることによって、ディテントレバーの位置決めが行われ、マニュアルバルブのスプールの位置決めが行われる。
【０００４】
その場合、前記マニュアルバルブのスプールの位置を検出するためにマニュアルシャフトの回転角度を位置センサによって検出するようにしていて、位置センサによって検出された回転角度、すなわち、検出角度とあらかじめ設定された目標角度との偏差に基づいて、制御装置においてフィードバック制御が行われるようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
その場合、現在のレンジから変更先のレンジにレンジを切り換えようとすると、モータを駆動し、前記マニュアルシャフトを現在のレンジの切換位置から変更先のレンジの切換位置に移動させることになるが、変更先のレンジの切換位置でマニュアルシャフトを精度良く停止させようとすると、所定の制動開始点でモータの制動を開始する必要がある。
【０００６】
そこで、位置センサによって検出された回転角度を表す検出角度が制動開始点の制動開始角度と等しくなると、制動開始判定が行われ、モータの制動を開始するようにしている。
【特許文献１】特開２００５−１０６２７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記従来のシフトバイワイヤシステムにおいては、制御装置を構成するＣＰＵによる動作である制動開始判定に遅れが発生すると、モータによる制動の開始が遅れてしまう。
【０００８】
すなわち、前記ＣＰＵにおいては、発振子による発振によって所定の制御周期が設定され、該制御周期に基づいて、各種の演算、処理等が行われるようになっているが、検出角度の処理を行っている間に、マニュアルシャフトが制動開始点に到達すると、制動開始判定に遅れが発生し、制動の開始がその分遅れてしまう。
【０００９】
例えば、制動開始判定を２〔ｍｓ〕ごとに実施する場合、制動の開始が最大で２〔ｍｓ〕遅れる可能性がある。
【００１０】
このように、制動の開始が遅れ、マニュアルシャフトを変更先の切換位置に置くのに必要な時間が長くなり、レンジの切換えを適正に行うことができなくなってしまう。
【００１１】
本発明は、前記従来のシフトバイワイヤシステムの問題点を解決して、ＣＰＵの制御周期にかかわらず、レンジの切換えを適正に行うことができるレンジ切換制御システム及びレンジ切換制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そのために、本発明のレンジ切換制御システムにおいては、運転者による変速指示部材の操作に従って回動させられるレンジ制御回動部材と、制御周期ごとの前記レンジ制御回動部材の回転角度を検出する位置検出部と、前記変速指示部材の操作に基づいて、現在のレンジの切換位置又はあらかじめ決定された位置から変更先のレンジの切換位置までの目標角度を設定する目標角度設定処理手段と、前記目標角度、及び前記位置検出部によって検出された回転角度である検出角度に基づいて、駆動部を駆動する駆動部制御処理手段と、制御周期が経過するごとの検出角度、及び変更先のレンジの切換位置より手前の所定の位置にあらかじめ設定され、駆動部の制動を開始するための制動開始角度に基づいて、制動開始角度に到達するまでの到達所要時間を推定する到達所要時間推定処理手段と、前記到達所要時間に基づいて制動開始判定を行う制動開始判定処理手段と、前記制動開始判定に基づいて駆動部の制動を開始する制動処理手段とを有する。
【００１３】
本発明の他のレンジ切換制御システムにおいては、さらに、前記到達所要時間推定処理手段は、前記検出角度を微分することによって、前記レンジ制御回動部材の回転速度を算出する回転速度算出処理手段、並びに前記回転速度、検出角度及び制動開始角度に基づいて前記到達所要時間を算出する到達所要時間算出処理手段を備える。
【００１４】
本発明の更に他のレンジ切換制御システムにおいては、さらに、前記回転速度算出処理手段は、検出角度の微分値がノイズであるかどうかを判断するノイズ判定処理手段を備える。
【００１５】
本発明の更に他のレンジ切換制御システムにおいては、さらに、前記制動開始判定処理手段は、到達所要時間及び制御周期に基づいて制動開始判定を行う。
【００１６】
本発明のレンジ切換制御方法においては、運転者による変速指示部材の操作に従って回動させられるレンジ制御回動部材の回転角度を、制御周期ごとに検出し、前記変速指示部材の操作に基づいて、現在のレンジの切換位置又はあらかじめ決定された位置から変更先のレンジの切換位置までの目標角度を設定し、該目標角度、及び前記位置検出部によって検出された回転角度である検出角度に基づいて、駆動部を駆動し、制御周期が経過するごとの検出角度、及び変更先のレンジの切換位置より手前の所定の位置にあらかじめ設定され、駆動部の制動を開始するための制動開始角度に基づいて、制動開始角度に到達するまでの到達所要時間を推定し、該到達所要時間に基づいて制動開始判定を行い、前記制動開始判定に基づいて駆動部の制動を開始する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、レンジ切換制御システムにおいては、運転者による変速指示部材の操作に従って回動させられるレンジ制御回動部材と、制御周期ごとの前記レンジ制御回動部材の回転角度を検出する位置検出部と、前記変速指示部材の操作に基づいて、現在のレンジの切換位置又はあらかじめ決定された位置から変更先のレンジの切換位置までの目標角度を設定する目標角度設定処理手段と、前記目標角度、及び前記位置検出部によって検出された回転角度である検出角度に基づいて、駆動部を駆動する駆動部制御処理手段と、制御周期が経過するごとの検出角度、及び変更先のレンジの切換位置より手前の所定の位置にあらかじめ設定され、駆動部の制動を開始するための制動開始角度に基づいて、制動開始角度に到達するまでの到達所要時間を推定する到達所要時間推定処理手段と、前記到達所要時間に基づいて制動開始判定を行う制動開始判定処理手段と、前記制動開始判定に基づいて駆動部の制動を開始する制動処理手段とを有する。
【００１８】
この場合、制動開始角度に到達するまでの到達所要時間が推定され、該到達所要時間に基づいて制動開始判定が行われるので、制御周期が経過するタイミングより前に駆動部の制動を開始することができる。
【００１９】
したがって、制動の開始が遅れることがなく、ＣＰＵの制御周期にかかわらず、レンジ制御回動部材を変更先のレンジの切換位置に置くのに必要な時間を短くすることができ、レンジの切換えを適正に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２１】
図２は本発明の実施の形態におけるレンジ切換制御システムの駆動機構部を示す斜視図、図３は本発明の実施の形態におけるディテントレバーを示す図である。
【００２２】
図において、１１はレンジ切換制御システムであり、該レンジ切換制御システム１１は、車両に搭載される多段自動変速機、無段変速機（ＣＶＴ）等の自動変速機に組み込まれる。また、１２は操作者である運転者が走行レンジを選択するために操作することによって、電気信号であるシフト信号Ｓ１を発生させる変速指示部材としてのシフトレバーである。そして、運転者の操作に基づいてシフトレバー１２が所定の位置に置かれると、Ｐレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ及びＤレンジの各レンジのうちの一つのレンジが選択され、シフトレバー１２において、選択されたレンジに対応するシフト信号Ｓ１が発生させられる。本実施の形態においては、変速指示部材として、シフトレバー１２が使用されるようになっているが、該シフトレバー１２に代えて、シフトボタン、シフトスイッチ、音声入力装置等を使用することができる。そして、１３は、該シフトレバー１２と所定のラインで接続され、シフトレバー１２からシフト信号Ｓ１を受けて、制御信号を発生させることによって、所定の制御を行う制御装置である。該制御装置１３は、図示されないＣＰＵ及びＲＡＭ、ＲＯＭ等の記録装置から成り、コンピュータとして機能し、各種のプログラム、データ等に基づいて演算処理を行う。
【００２３】
また、１４は、前記制御装置１３から制御信号を受けて駆動され、回転を発生させる変速用の駆動部としてのモータであり、該モータ１４は、図示されない出力軸をハウジングｈｇ内に挿入するようにして、ハウジングｈｇの外側に取り付けられ、前記制御装置１３によって回転方向、回転時間、回転タイミング等が制御される。本実施の形態においては、前記モータ１４として、ロータに永久磁石を備えた直流モータが使用される。
【００２４】
そして、１５はモータ１４によって発生させられた回転を受け、回転運動を直進運動に変換する第１の運動方向変換部としてのボールねじであり、該ボールねじ１５は、モータ１４からの回転を受けて回転させられる第１の変換要素としてのボールねじ軸２１、及びボールねじ軸２１に対して軸方向に移動自在に配設され、ボールねじ軸２１と螺（ら）合させられる第２の変換要素としてのボールナット２２を備える。また、前記モータ１４の出力軸に小径のギヤｇ１が、前記ボールねじ軸２１に大径のギヤｇ２が取り付けられ、ギヤｇ１、ｇ２が噛（し）合させられる。したがって、モータ１４の回転をギヤｇ１、ｇ２によって減速させてボールねじ軸２１に伝達することができる。なお、本実施の形態においては、前記第１の運動方向変換部として、ボールねじ１５が使用されるようになっているが、該ボールねじ１５に代えてローラねじを使用することができる。
【００２５】
また、１６は前記ボールねじ１５から出力された直進運動に従って揺動させられる揺動部材としてのアーム部材であり、該アーム部材１６は、左右に別れた二股部３３を備え、該二股部３３の先端に、係合部としての一対の円柱状の突起３６が形成され、該各突起３６と、前記ボールナット２２の左右に形成された被係合部としての各溝２７とがそれぞれ係合させられる。そして、前記アーム部材１６の基端部には、矩（く）形の透孔３７が形成され、該透孔３７に、第１のレンジ制御回動部材としてのマニュアルシャフト３４の一方の端部に形成された嵌（かん）合部３８が嵌合される。
【００２６】
したがって、前記ボールナット２２が軸方向に移動するのに伴って、アーム部材１６が、前記透孔３７を揺動中心にして揺動し、透孔３７を介してマニュアルシャフト３４を回動させる。なお、前記透孔３７及び嵌合部３８によって、アーム部材１６とマニュアルシャフト３４との相対回転を規制する第１の回転規制部が構成される。なお、前記ボールねじ１５、アーム部材１６、マニュアルシャフト３４等は、ハウジングｈｇ内に配設される。
【００２７】
また、１９は、前記アーム部材１６の揺動及びマニュアルシャフト３４の回動に伴って、揺動運動を直進運動に変換する第２の運動方向変換部としてのディテント機構、３５は、自動変速機のバルブボディ３１内に配設され、前記ディテント機構１９から出力される直進運動を受けて所定の油圧を発生させるレンジ切換部材としての、かつ、油圧発生部材としてのマニュアルバルブ、１８は位置検出部としての位置センサである。該位置センサ１８は、マニュアルバルブ３５内において進退（図２において左右方向に移動）させられるスプール１７の位置を検出するために、中央を貫通するマニュアルシャフト３４の回転角度を検出し、回転角度に応じた電圧、すなわち、出力電圧を発生させ、センサ出力として前記制御装置１３に送る。
【００２８】
前記ディテント機構１９は、第２のレンジ制御回動部材としての、かつ、位置決め部材としてのディテントレバー４０、バルブボディ３１に取り付けられた付勢部材としてのディテントスプリング４１、及び該ディテントスプリング４１の先端に回転自在に配設され、前記ディテントレバー４０を所定の位置で保持するための係合部材としての、かつ、回転体としてのローラ４２を有する。
【００２９】
前記ディテントレバー４０は、板状の部材から成り、マニュアルシャフト３４の回動を受ける回動伝達部４４、該回動伝達部４４から所定の方向に向けて突出させて形成された位置決め部４５、及び前記回動伝達部４４から所定の他の方向に向けて突出させて形成されたアーム部４６を有し、前記回動伝達部４４に矩形の透孔４３が形成され、該透孔４３に前記マニュアルシャフト３４の他方の端部に形成された角柱状の嵌合部３９が嵌合される。そして、ディテントレバー４０は、前記マニュアルシャフト３４を揺動中心として、矢印Ａ、Ｂ方向に揺動させられる。なお、前記透孔４３及び嵌合部３９によって、マニュアルシャフト３４とディテントレバー４０との相対回転を規制する第２の回転規制部が構成される。
【００３０】
また、前記アーム部４６に穴４７が形成され、該穴４７にスプール１７の一端に形成された連結部４８が挿入される。したがって、前記ディテントレバー４０が矢印Ａ、Ｂ方向に揺動させられるのに伴って、スプール１７は、矢印Ｃ、Ｄ方向に進退させられ、Ｐレンジに対応するＰ位置、Ｒレンジに対応するＲ位置、Ｎレンジに対応するＮ位置、及びＤレンジに対応するＤ位置に置かれ、バルブボディ３１内の油路を切り換えて、所定のレンジを設定する。
【００３１】
また、前記ディテントレバー４０において、位置決め部４５の外周縁に、切換領域としての、かつ、被係止部位としての４個のレンジ溝ｄｐ、ｄｒ、ｄｎ、ｄｄがバルブボディ３１側から反対側にかけて形成される。そして、各レンジ溝ｄｐ、ｄｒ間、レンジ溝ｄｒ、ｄｎ間、及びレンジ溝ｄｎ、ｄｄ間に、制御切換点としての山ｍｐｒ、ｍｒｎ、ｍｎｄが、レンジ溝ｄｐ側の端部に山ｍｐが、レンジ溝ｄｄ側の端部に山ｍｄが形成される。前記レンジ溝ｄｐ、ｄｒ、ｄｎ、ｄｄは、スプール１７のＰ位置、Ｒ位置、Ｎ位置及びＤ位置に対応させて形成され、ローラ４２が、各レンジ溝ｄｐ、ｄｒ、ｄｎ、ｄｄと選択的に係合させられ、しかも、各レンジ溝ｄｐ、ｄｒ、ｄｎ、ｄｄの所定の位置、本実施の形態においては、各レンジ溝ｄｐ、ｄｒ、ｐｄｎ、ｄｄの最も深い位置に設定された切換位置ｐｐ、ｐｒ、ｐｎ、ｐｄに置かれると、前記スプール１７が位置決めされて、Ｐ位置、Ｒ位置、Ｎ位置及びＤ位置に置かれる。なお、前記ローラ４２が切換位置ｐｐ、ｐｒ、ｐｎ、ｐｄに置かれることによって、マニュアルシャフト３４及びディテントレバー４０も、それぞれ、Ｐレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ及びＤレンジの各レンジの切換位置に置かれる。
【００３２】
ディテントスプリング４１は、ほぼ長板状の部材によって形成され、基端部がバルブボディ３１に固定され、先端に二股部４９を備える。そして、該二股部４９に、ローラ４２が回転自在に支持される。ディテントスプリング４１は、所定の付勢力でローラ４２をディテントレバー４０側に付勢し、各レンジ溝ｄｐ、ｄｒ、ｄｎ、ｄｄに押し付けて、ディテントレバー４０を位置決めし、保持する。
【００３３】
なお、前記ディテントレバー４０には、回動させるに当たり基準位置が設定される。そして、該基準位置から各切換位置ｐｐ、ｐｒ、ｐｎ、ｐｄまでの回転角度、及び基準位置から各山ｍｐｒ、ｍｒｎ、ｍｎｄまでの回転角度、並びに各回転角度に対応する出力電圧が、制御装置１３に配設された図示されない記録装置に電圧／角度変換マップとして記録される。
【００３４】
次に、前記構成のレンジ切換制御システム１１の動作について、ＰレンジからＲレンジへの切換を例に説明する。
【００３５】
まず、Ｐレンジにおいて、前記ローラ４２は、レンジ溝ｄｐの切換位置ｐｐに置かれている。そして、運転者が、シフトレバー１２を操作して、レンジをＰレンジからＲレンジに切り換えると、これに対応したシフト信号Ｓ１が制御装置１３に送られる。該制御装置１３の図示されないレンジ切換処理手段は、レンジ切換処理を行い、モータ１４を駆動し、ボールねじ軸２１を回転させる。この回転により、ボールナット２２が、図２において左方向に移動させられ、これに伴い、アーム部材１６が図２において時計回りに回動させられる。
【００３６】
次に、アーム部材１６の回動が、マニュアルシャフト３４を介してディテントレバー４０に伝達され、該ディテントレバー４０が矢印Ａ方向に回動させられるとともに、スプール１７が矢印Ｃ方向に移動させられる。そして、前記レンジ切換処理手段は、ローラ４２がＲレンジの切換位置ｐｒに到達し、位置センサ１８の出力電圧が切換位置ｐｒに対応する値になると、モータ１４の駆動を停止させる。
【００３７】
次に、前記制御装置１３の動作について説明する。
【００３８】
図１は本発明の実施の形態における制御装置の動作を説明するブロック図、図４は本発明の実施の形態におけるレンジ切換処理手段の動作を示すフローチャート、図５は本発明の実施の形態における目標角度マップを示す図、図６は本発明の実施の形態におけるディテントレバーの動作を示す図、図７は本発明の実施の形態における制動開始判定処理手段の動作を示す図、図８は本発明の実施の形態における制動開始判定処理におけるノイズ判定マップを示す図である。
【００３９】
図１において、１２はシフトレバー、１３は制御装置、１４はモータ（Ｍ）、１８は位置センサである。
【００４０】
前記制御装置１３において、９１は目標角度設定処理手段としての目標角度設定部、９２は変換処理手段としての、かつ、電圧／角度変換処理手段としての電圧／角度変換部、９４は制御部、９６は減算器演算処理手段としての減算器である。なお、前記目標角度設定部９１、電圧／角度変換部９２、制御部９４、減算器９６等によってレンジ切換処理手段が構成される。
【００４１】
運転者がシフトレバー１２を操作して、現在のレンジから変更先のレンジ（目標レンジ）にレンジを変更すると、前記レンジ切換処理手段は、シフトを開始し、前記目標角度設定部９１は、目標角度設定処理を行い、目標角度θｅを設定する。そのために、目標角度設定部９１の図示されないレンジ判定処理手段は、レンジ判定処理を行い、シフトレバー１２からシフト信号Ｓ１を受け、シフト信号Ｓ１に基づいて現在のレンジ及び変更先のレンジを判定する。続いて、目標角度設定部９１の図示されない目標角度算出処理手段は、目標角度算出処理を行い、図５の目標角度マップを参照し、現在のレンジの切換位置を初期位置としたときの、変更先のレンジの切換位置までの目標角度θｅを読み出す。
【００４２】
なお、前記目標角度マップには、現在のレンジ及び変更先のレンジに対応させて目標角度θｅがテーブルとして記録される。
【００４３】
例えば、現在のレンジがＲレンジであり、変更先のレンジがＮレンジであって、Ｒ−Ｎ切換えを行う場合、目標角度マップから目標角度θｅとしてθｒｎが読み出され、設定される。なお、前記目標角度設定部９１は、現在のレンジの切換位置に代えて、あらかじめ設定された位置から、変更先のレンジの切換位置までの目標角度θｅを設定することができる。
【００４４】
また、前記電圧／角度変換部９２は、電圧／角度変換処理を行い、位置センサ１８の出力電圧を読み込むとともに、前記電圧／角度変換マップを参照し、位置センサ１８の出力電圧に対応する回転角度を検出角度θｓとして算出し、該検出角度θｓを減算器９６に送る。該減算器９６は、演算処理を行い、目標角度θｅ及び検出角度θｓを読み込み、目標角度θｅから検出角度θｓを減算し、偏差である角度差δθを算出し、該角度差δθを制御部９４に送る。
【００４５】
続いて、該制御部９４の図示されない駆動部制御処理手段としてのモータ制御処理手段は、駆動部制御処理としてのモータ制御処理を行い、角度差δθを読み込み、該角度差δθに基づいてフィードバック制御、本実施の形態においては、ＰＩ制御を行い、角度差δθに応じた電圧指令値ｖｂを発生させ、該電圧指令値ｖｂに対応するモータ制御信号をモータ１４に送り、前記電圧指令値ｖｂに対応する目標トルクＴＭ* でモータ１４を駆動する。そして、該モータ１４の駆動に伴って、ローラ４２は、現在のレンジのレンジ溝から変更先のレンジのレンジ溝に向けて移動を開始する。
【００４６】
図６に示されるように、例えば、Ｒ−Ｎ切換えを行う場合、目標角度θｅとしてθｒｎが設定されると、タイミングｔ１でモータ１４が駆動され、ローラ４２は、Ｒレンジの切換位置ｐｒから山ｍｒｎに向けて矢印Ｅ方向に移動を開始する。そして、タイミングｔ２で山ｍｒｎを通過すると、ローラ４２は、Ｎレンジの切換位置ｐｎに向けて矢印Ｆ方向に更に移動させられる。
【００４７】
ところで、タイミングｔ３で切換位置ｐｎに到達すると、モータ１４の駆動が停止させられ、Ｒ−Ｎ切換えが終了するが、ローラ４２が切換位置ｐｎで急激に停止させられると、モータ１４、ディテント機構１９等に衝撃が発生し、モータ１４、ディテント機構１９等を破損させてしまう。
【００４８】
そこで、ローラ４２が切換位置ｐｎに到達する前に、マニュアルシャフト３４が制動開始点に到達し、検出角度θｓがあらかじめ設定された制動開始角度θｂｐになると、制動開始判定が行われ、モータ１４の制動を開始するようにしている。
【００４９】
ところが、本実施の形態においては、制御装置１３を構成するＣＰＵにおいては、発振子による発振によって所定の制御周期が設定され、該制御周期に基づいて、各種の演算、処理等が行われるようになっているが、検出角度θｓの処理を行っている間に、マニュアルシャフト３４が制動開始点に到達すると、制動開始判定に遅れが発生すると、制動の開始がその分遅れてしまう。また、制動開始判定を行う際に、優先順位の高い他の処理を行う必要がある場合、他の処理が優先して行われることになるが、その場合、制動開始判定に遅れが発生すると、制動の開始がその分遅れてしまう。
【００５０】
そこで、モータ１４の駆動が開始されると、前記レンジ切換処理手段の制動開始判定処理手段は、制動開始判定処理を行い、モータ１４の制動を開始するための制動開始判定を行う。そのために、前記制動開始判定処理手段の検出角度判定処理手段は、検出角度判定処理を行い、ＣＰＵに設定された制御周期τｓが経過するごとに、タイミングｔａで検出角度θｓを読み込み、該検出角度θｓがあらかじめ設定された制動開始角度θｂｐより大きいかどうかを判断する。なお、本実施の形態においては、Ｐレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ及びＤレンジの順にレンジを切り換える場合、図７の線Ｌ１で示されるように、回転角度θが次第に大きくなるが、Ｄレンジ、Ｎレンジ、Ｒレンジ及びＰレンジの順にレンジを切り換える場合、回転角度θが次第に小さくなる。したがって、前記検出角度判定処理において、実際は、検出角度θｓの絶対値が制動開始角度θｂｐの絶対値より大きいかどうかが判断される。
【００５１】
そして、検出角度θｓが制動開始角度θｂｐより大きい場合、前記制御部９４の図示されない制動処理手段は、制動処理を行い、モータ１４の回生を行うことによって、モータ１４を制動する。
【００５２】
また、図７の例で示されるように、検出角度θｓが制動開始角度θｂｐ以下である場合、前記レンジ切換処理手段の回転速度算出処理手段は、回転速度算出処理を行い、前記検出角度θｓを読み込み、該検出角度θｓを微分することによって、検出角度θｓの傾きで表されるマニュアルシャフト３４及びディテントレバー４０の回転速度δθｓを算出するとともに、ＣＰＵに内蔵されたタイマから、タイミングｔａの時刻である現在の時刻Ｔｃを読み込み、タイミングｔａで算出された回転速度δθｓを回転速度δθｓａとし、該回転速度δθｓａと現在の時刻Ｔｃとを対応させて記録装置に記録する。
【００５３】
ところで、前記回転速度δθｓは、検出角度θｓを微分することによって算出されるので、位置センサ１８のノイズであることがある。そこで、前記レンジ切換処理手段のノイズ判定処理手段は、ノイズ判定処理を行い、記録装置の図８で示されるノイズ判定マップを参照し、マニュアルシャフト３４の回転角度θに対応する閾値δθｔｈを読み出し、検出角度θｓの微分値がノイズであるかどうかを判断する。
【００５４】
前記微分値が閾値δθｔｈ以下である場合、位置センサ１８のノイズである可能性が低く、前記微分値が閾値δθｔｈより大きい場合、位置センサ１８のノイズである可能性が高い。そこで、前記回転速度算出処理手段は、検出角度θｓの微分値が閾値δθｔｈ以下である場合、検出角度θｓの微分値を、ノイズではないと判断し、回転速度δθｓとし、検出角度θｓの微分値が閾値δθｔｈより大きい場合、微分値はノイズであると判断し、検出角度θｓの微分値を回転速度δθｓとせず、一つ前の制御周期τｓのタイミングｔａで算出された前回の回転速度を、今回の制御周期τｓのタイミングｔａで算出された回転速度δθｓａとする。
【００５５】
なお、図８に示されるように、ローラ４２がレンジ溝から山に向けて移動する際には、ディテントレバー４０に加わるトルク（ディテントトルク）Ｔｍは、正の最大値から徐々に小さくなり、ローラ４２が山から隣接するレンジ溝に向けて移動する際には、前記トルクＴｍは負の値を採る。したがって、ローラ４２が山から隣接するレンジ溝に向けて移動する際には、引込みによってマニュアルシャフト３４の回転が促進され、回転角度θが高くなりやすい。そこで、ローラ４２が山から隣接するレンジ溝に向けて移動する間の閾値δθｔｈは、レンジ溝から山に向けて移動する際の閾値δθｔｈより高くされる。
【００５６】
続いて、前記レンジ切換処理手段の到達所要時間推定処理手段は、到達所要時間推定処理を行い、タイミングｔａから、検出角度θｓと前記制動開始角度θｂｐとが等しくなるまでの時間、すなわち、到達所要時間Ｔｂを推定する。そのために、到達所要時間推定処理手段は、タイミングｔａの検出角度θｓ、制動開始角度θｂｐ及び回転速度δθｓａを読み込み、到達所要時間Ｔｂ
Ｔｂ＝（θｂｐ−θｓａ）／δθｓａ
を算出する。
【００５７】
なお、検出角度θｓの微分値がノイズである場合、前回の制御周期τｓの回転速度が今回の制御周期τｓの回転速度δθｓａにされる。
【００５８】
続いて、前記制動開始判定処理手段は、推定された到達所要時間Ｔｂを評価する。すなわち、制動開始判定処理手段は、到達所要時間Ｔｂ及び制御周期τｓを読み込み、到達所要時間Ｔｂが制御周期τｓより短いかどうかを判断する。到達所要時間Ｔｂが制御周期τｓ以上である場合、マニュアルシャフト３４及びディテントレバー４０の位置が制動開始点から離れていて、タイミングｔａからタイミングｔｂまでの間に検出角度θｓと制動開始角度θｂｐとが等しくなることはないので、制動開始判定を行わない。
【００５９】
また、到達所要時間Ｔｂが制御周期τｓより短い場合、制動開始判定処理手段は、前記現在の時刻Ｔｃを読み込み、タイミングｔａの時刻から現在の時刻までの経過時間δＴｃを算出し、該経過時間δＴｃが到達所要時間Ｔｂより短いかどうかを判断する。経過時間δＴｃが到達所要時間Ｔｂより短い場合、タイミングｔａから到達所要時間Ｔｂが経過していないので、前記制動開始判定処理手段は、到達所要時間Ｔｂが経過した後に、制動開始の割込処理の実行を設定し、到達所要時間Ｔｂが経過すると、制動処理手段は、割込処理によってモータ１４の制動を開始する。
【００６０】
また、経過時間δＴｃが到達所要時間Ｔｂ以上である場合、タイミングｔａから到達所要時間Ｔｂが経過しているので、前記制動開始判定処理手段は、制動開始の実行を設定し、制動処理手段は、直ちにモータ１４の制動を開始する。
【００６１】
続いて、前記制御部９４の図示されない制御終了判定処理手段は、制御終了判定処理を行い、ローラ４２が切換位置ｐｎに到達し、マニュアルシャフト３４及びディテントレバー４０の回動が停止させられたかどうかを判断する。そして、ローラ４２が切換位置ｐｎに到達し、マニュアルシャフト３４及びディテントレバー４０の回動が停止させられると、制御終了判定処理手段は、制御終了判定を行う。そして、モータ制御処理手段はモータ制御処理を終了する。
【００６２】
このように、本実施の形態においては、制御周期τｓごとのタイミングｔａで到達所要時間Ｔｂが推定され、経過時間Ｔｃが到達所要時間Ｔｂより短い場合、制御周期τｓが経過するタイミングｔｂより前にモータ１４の制動を開始することができる。
【００６３】
したがって、制動の開始が遅れることがなく、マニュアルシャフト３４を変更先のレンジの切換位置に置くのに必要な時間を短くすることができ、レンジの切換えを適正に行うことができる。
【００６４】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１  検出角度θｓが制動開始角度θｂｐより大きいかどうかを判断する。検出角度θｓが制動開始角度θｂｐより大きい場合はステップＳ２に、検出角度θｓが制動開始角度θｂｐ以下である場合はステップＳ３に進む。
ステップＳ２  制動を開始し、リターンする。
ステップＳ３  回転速度δθｓを算出し、現在の時刻Ｔｃを記録する。
ステップＳ４  回転速度δθｓが閾値δθｔｈ以下であるかどうかを判断する。回転速度δθｓが閾値δθｔｈ以下である場合はステップＳ５に、回転速度δθｓが閾値δθｔｈより大きい場合はステップＳ６に進む。
ステップＳ５  到達所要時間Ｔｂを算出する。
ステップＳ６  前回の回転速度を回転速度δθｓａとし、到達所要時間Ｔｂを算出する。
ステップＳ７  到達所要時間Ｔｂが前回の制御周期τｓより短いかどうかを判断する。到達所要時間Ｔｂが前回の制御周期τｓより小さい場合はステップＳ８に進み、到達所要時間Ｔｂが前回の制御周期τｓ以上である場合はリターンする。
ステップＳ８  経過時間δＴｃが到達所要時間Ｔｂより短いかどうかを判断する。経過時間δＴｃが到達所要時間Ｔｂより短い場合はステップＳ９に、経過時間δＴｃが到達所要時間Ｔｂ以上である場合はステップＳ１０に進む。
ステップＳ９  制動を開始し、リターンする。
ステップＳ１０  到達所要時間Ｔｂが経過した後に、制動開始の割込処理の実行を設定し、リターンする。
【００６５】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施の形態における制御装置の動作を説明するブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるレンジ切換制御システムの駆動機構部を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態におけるディテントレバーを示す図である。
【図４】本発明の実施の形態におけるレンジ切換処理手段の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態における目標角度マップを示す図である。
【図６】本発明の実施の形態におけるディテントレバーの動作を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態における制動開始判定処理手段の動作を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態における制動開始判定処理におけるノイズ判定マップを示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
１１    レンジ切換制御システム
１２    シフトレバー
１４    モータ
１８    位置センサ
３４    マニュアルシャフト
４０    ディテントレバー
９１    目標角度設定部
９２    電圧／角度変換部
９４    制御部
９６    減算器
【図１】
2007139103.tif 000003
【図２】
2007139103.tif 000004
【図３】
2007139103.tif 000005
【図４】
2007139103.tif 000006
【図５】
2007139103.tif 000007
【図６】
2007139103.tif 000008
【図７】
2007139103.tif 000009
【図８】
2007139103.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成17年11月29日(2005.11.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2007139103.tif 000011
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2007139103.tif 000012