JP2002349702A - シフトバイワイヤシステム - Google Patents
シフトバイワイヤシステムInfo
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- JP2002349702A JP2002349702A JP2001160131A JP2001160131A JP2002349702A JP 2002349702 A JP2002349702 A JP 2002349702A JP 2001160131 A JP2001160131 A JP 2001160131A JP 2001160131 A JP2001160131 A JP 2001160131A JP 2002349702 A JP2002349702 A JP 2002349702A
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- potentiometer
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- Gear-Shifting Mechanisms (AREA)
Abstract
を確保しつつ、確実に目標レンジポジションにシフト可
能なシフトバイワイヤシステムを提供すること。 【解決手段】 シフトバイワイヤシステムにおいて、シ
フト制御手段を、ポテンショメータ値とインヒビタスイ
ッチ信号を制御周期毎に記憶する記憶部と、記憶部から
予め設定された所定レンジへの切り替わりを表すインヒ
ビタスイッチ信号の切り替わり目を検索する切り替わり
目検索部と、検索された切り替わり目制御周期における
ポテンショメータ値に前記所定レンジのレンジ幅の半分
に相当するシフトアクチュエータ駆動量を加減した真の
レンジ位置相当値を算出するレンジ位置相当値算出部
と、真のレンジ位置相当値と前記目標駆動量との差を演
算する補正量演算部と、演算された補正量に基づいて前
記所定レンジに対応する目標値を補正する補正部とを有
する手段とした
Description
トレンジの選択を電気制御に基づくモータ駆動により行
うシフトバイワイヤシステムの技術分野に属する。
は、例えば、特開平5−203042号公報に記載のも
のが知られている。この公報に記載のシフトバイワイヤ
システムは、電気制御に基づいて駆動するモータにより
自動変速機のレンジ切換弁が切り換えられるとともに、
図7に示すように、モータとレンジ切換弁との間の動力
伝達系路に所定の遊び量δが設けられ、更にレンジ切換
弁がディテント機構により複数のレンジポジションで位
置決めされる。
能な位置センサが設けられ、この位置センサからの検出
信号に基づき、所定時間内での検出値の変化量が所定値
以下の時にモータの駆動を停止するよう制御される。こ
れにより、ディテント機構のスプリング力などの設計条
件にとらわれることなくモータロックなどを防止するこ
とで、モータの目標レンジポジションにおいて確実に停
止させることができる技術が記載されている。
シフトバイワイヤシステムにあっては、図7に示すよう
に、モータとレンジ切換弁との間の動力伝達系路である
コントロールシャフト101とウォームホイルの回転軸
心部のボス部100に所定の遊び量δが設けられている
ため、コントロールシャフト101の側面101aと、
コントロールシャフトの側面101aとボス部100と
の当接部100aが、コントロールシャフト101が作
動する度にぶつかるため、耐久性を確保できないという
問題があった。
もので、その目的とするところは、自動変速機のシフト
ポジションの選択を電気制御に基づくモータ駆動により
行うシフトバイワイヤシステムにおいて、耐久性を確保
しつつ、確実に目標レンジポジションにシフト可能なシ
フトバイワイヤシステムを提供することにある。
め、請求項1記載の発明では、ドライバにより操作さ
れ、パーキングレンジ、リバースレンジ、ニュートラル
レンジ及びドライブレンジなどの各レンジに応じたシフ
トポジションを示すスイッチ信号を出力するシフトスイ
ッチと、自動変速機に設けられ、マニュアルバルブとパ
ーキングロッド等を駆動するシフトアクチュエータと、
前記シフトアクチュエータの駆動量を検出するポテンシ
ョメータと、前記シフトスイッチ信号に基づいて、現在
のシフトポジションから予め設定された前記スイッチ信
号が示すレンジに対応するシフトポジション目標値まで
の前記シフトアクチュエータの目標駆動量を算出するシ
フトアクチュエータ目標駆動量算出部と、算出された目
標駆動量に基づいて前記シフトアクチュエータに駆動信
号を出力するシフトアクチュエータ駆動信号出力部とを
有し、前記ポテンショメータ値によりフィードバック制
御を行うシフト制御手段と、を備えたシフトバイワイヤ
システムにおいて、マニュアルバルブの位置を表すレン
ジ信号を出力するインヒビタスイッチを設け、前記シフ
ト制御手段を、前記ポテンショメータ値と前記インヒビ
タスイッチ信号を制御周期毎に記憶する記憶部と、前記
記憶部から予め設定された所定レンジへの切り替わりを
表すインヒビタスイッチ信号の切り替わり目箇所を検索
する切り替わり目検索部と、検索された切り替わり目制
御周期におけるポテンショメータ値からシフトアクチュ
エータ移動方向の実際のレンジ位置中央値を算出するレ
ンジ位置相当値算出部と、前記真のレンジ位置相当値と
前記目標駆動量との差を演算する補正量演算部と、演算
された補正量に基づいて前記所定レンジに対応する目標
値を補正する補正部と、を有する手段としたことを特徴
とする。
載のシフトバイワイヤシステムにおいて、前記所定レン
ジをリバースレンジまたはニュートラルレンジとし、前
記切り替わり目検索部は、シフトアクチュエータ駆動方
向に対し前記所定レンジを通過するときの始点側を切り
替わり目として検索することを特徴とする。
イヤシステムにあっては、マニュアルバルブの位置を表
すレンジ信号を出力するインヒビタスイッチが設けられ
ている。そして、シフト制御手段が下記の制御部を有
し、下記のシフト制御が行われる。すなわち、記憶部に
おいて、ポテンショメータ値とインヒビタスイッチ信号
が制御周期毎に記憶され、切り替わり目検索部におい
て、記憶部から予め設定された所定レンジへの切り替わ
りを表すインヒビタスイッチ信号の切り替わり目箇所が
検索される。次に、レンジ位置相当値算出部において、
検索された切り替わり目制御周期におけるポテンショメ
ータ値に所定レンジのレンジ幅の半分に相当するシフト
アクチュエータ駆動量を加減した実際のレンジ位置中央
値が算出され、補正量演算部において、真のレンジ位置
相当値と目標駆動量との差が演算される。そして、補正
部において、この演算された補正量に基づいて所定レン
ジに対応する目標値が補正される。
れた検出値とはシフトアクチュエータの駆動量であり、
シフトアクチュエータ自体の製品のばらつきや温度変
化、経年変化などにより実際のマニュアルバルブの動き
と一致しているとは限らない。よって、実際のマニュア
ルバルブの動きとポテンショメータの示す値とが一致し
ているかどうかをチェックする必要がある。ここで、イ
ンヒビタスイッチ信号の切り替わり目から所定レンジの
レンジ幅の半分に相当するシフトアクチュエータ駆動量
を加減した位置が真の所定レンジ位置相当値であること
は事前に設定できる。尚、加減とはシフトアクチュエー
タの駆動方向により加算もしくは減算する必要があるか
らである。この真のレンジ位置相当値と、シフトアクチ
ュエータの目標駆動量とを比較することで、シフトアク
チュエータの駆動量に応じてマニュアルバルブの適正な
位置決めが成されているかどうかを判断することができ
る。更に補正量を算出することで、予め設定された目標
値を補正することが可能となり、常にマニュアルバルブ
を正確に位置決めすることができる。尚、従来技術のよ
うに、遊び等を用いて制御する必要がないため、耐久性
の悪化を防止することができる。
ムでは、所定レンジがリバースレンジまたはニュートラ
ルレンジとして設定されている。そして、切り替わり目
検索部において、シフトアクチュエータ駆動方向に対し
リバースレンジまたはニュートラルレンジを通過すると
きの始点側を切り替わり目として検索する。すなわち、
運転者が例えばパーキングレンジからドライブレンジに
シフトスイッチを操作した際、シフトアクチュエータは
パーキングレンジ位置からドライブレンジ位置まで駆動
し、リバースレンジ及びニュートラルレンジを通過す
る。このとき、記憶部に記憶されたリバースレンジまた
はニュートラルレンジの始点側を切り替わり目として検
索し、この切り替わり目の制御周期に記憶されたポテン
ショメータ値を用いて補正制御を行う。一方、運転者が
ドライブレンジからパーキングレンジにシフトスイッチ
を操作した際、シフトアクチュエータはドライブレンジ
位置からパーキングレンジ位置まで駆動し、ニュートラ
ルレンジ及びリバースレンジを通過する。このとき、記
憶部に記憶されたリバースレンジまたはニュートラルレ
ンジの始点側(すなわちP→D操作時と反対側のレンジ
端部)を切り替わり目として検索し、この切り替わり目
の制御周期に記憶されたポテンショメータ値を用いて補
正制御を行う。よって、シフトスイッチの操作方向によ
り、リバースレンジまたはニュートラルレンジの両側か
ら補正制御を行うことが可能となり、より真の所定レン
ジ位置への収束性を高めることができる。
ワイヤシステムを実現する実施の形態を、請求項1〜請
求項2に対応する第1実施例に基づいて説明する。
1は第1実施例のシフトバイワイヤシステムを表す全体
構成図である。図中1はシフトの選択位置を示すインジ
ケータ、2は運転者に異常を知らせるフェイルランプ、
3はイグニッションスイッチ、4はシフト位置を選択す
るシフトスイッチ、5はシフトロック機構である。ま
た、20はシフトコントロールユニット、40は自動変
速機60を制御するCVTコントロールユニット、50
はエンジンコントロールユニット、60は自動変速機で
あり、61は変速機構部、62は自動変速機が選択して
いるレンジ信号を出力するインヒビタスイッチである。
尚、本実施例では変速機構部61にベルト式無段変速機
を搭載しているが、有段変速機であっても何ら問題なく
使用できる。30はインヒビタスイッチ62の近傍に設
けられたシフトアクチュエータ、31はメインモータ、
32はサブモータである。
テムを表す全体システム図である。シフトコントロール
ユニット20には、メインモータ31の駆動電圧を演算
するメインCPU21aと、このメインCPU21aに
より演算された駆動電圧をメインモータ31に供給する
メインドライバ21が備えられている。また、サブモー
タ32の駆動電圧を演算するサブCPU22aと、この
サブCPU22aにより演算された駆動電圧をサブモー
タ32に供給するサブドライバ22が備えられている。
これらメインCPU21aとサブCPU22aは常に相
互を監視し、異常を検出することができるよう構成され
ている。また、シフトコントロールユニット20は、変
速機構部61の変速制御を行うCVTコントロールユニ
ット40からの信号が入力されると共に、エンジンコン
トロールユニット50に信号を出力する。
ータ31又はサブモータ32により駆動する歯車機構3
3と、メインモータ31の温度を検出する温度センサ3
5と、歯車機構33に連結し、インヒビタスイッチ62
を介してシフトレンジをコントロールするコントロール
シャフト36の回転角度を検出するポテンショメータ3
4が備えられ、シフトコントロールユニット20からの
信号に基づいて駆動する。
3はシフトコントロールユニット20で実行されるPレ
ンジ→Nレンジ,Dレンジ方向へシフトチェンジする際
のシフト位置補正制御処理の流れを示すフローチャート
で、以下、各ステップについて説明する。
ョンを読み込む。
を読み込む。
目標値から目標駆動量を算出する。
かを判断し、位置決め開始であればステップ104Aに
おいてメモリを設定し、それ以外はステップ105へ進
む。
力する。
4の値とインヒビタスイッチ62の信号を読み込みメモ
リ内に蓄積する。
が目標値に到達したかどうかを判断し、目標値に達して
いればステップ108へ進み、到達していなければステ
ップ101へ進み、制御を繰り返す。
停止する。
4の変化率が0かどうかを判断し、0でなければ、0に
なるまで待つ。0であれば最終目標位置に到達したと判
断し、ステップ110へ進む。
インヒビタスイッチ信号の切り替わり目制御周期を検索
する。
周期のポテンショメータ値PNにNレンジ幅の半分の駆
動量Pαを加算した値PとNレンジ目標値PN *との差
△Pを次の式より演算する。 P=PN+Pα △P=P−PN * ステップ112では、△P<0かどうかを判断し、△P
<0であればステップ113へ進み、△P≧0であれば
ステップ114へ進む。
現在の基準位置である目標値に1を加算し補正する。
判断し、△P>0であればステップ115へ進み、△P
=0であれば本制御を終了する。
現在の基準位置である目標値に1を減算し補正する。
において行われる制御は、通常のシフト操作によるモー
タ駆動の制御である。すなわち、現在のシフトポジショ
ンとシフトスイッチ信号からモータの目標駆動量を設定
し、ポテンショメータから出力される実駆動量と目標駆
動量を一致させる。
は、最終目標駆動量に到達するかどうかを判断するため
にデータを安定化させるためである。これは、運転者が
シフトスイッチを例えばPレンジからDレンジに操作し
た最、シフトスイッチ信号はPレンジ信号,Rレンジ信
号,Nレンジ信号,Dレンジ信号のそれぞれを出力す
る。このように、目標駆動量がその都度変更される場合
があり、運転者のシフトスイッチの操作が終了し、最終
レンジ位置に到達したかどうかを見極めるためである。
行われる制御は、モータの目標駆動量を算出するための
予め設定された目標値の基準位置補正制御である。図4
はポテンショメータ値とインヒビタスイッチ信号を表す
タイムチャートであり、図5はメモリに格納されるポテ
ンショメータ値とインヒビタスイッチ信号を表す図であ
る。
スイッチを操作した場合を例に説明する。図4のタイム
チャートに示すように、シフトスイッチ信号に応じてモ
ータが駆動され、ポテンショメータ値が上昇する。この
とき、図5のメモリの概略図に示すように、メモリ内に
は各制御周期におけるポテンショメータ値Pとインヒビ
タスイッチ信号Sn(n=1〜7)が格納される。そし
て、最終レンジ位置に到達後、メモリからステップ11
0でR−N→Nの切り替わり目、すなわち、インヒビタ
スイッチ信号がS4〜S5に変化する場所を検索する。
図5の例で示すと、制御周期t4からt5に移行すると
ころである。
は、インヒビタスイッチ信号S5が出力されてからNレ
ンジ幅の半分の駆動量Pαを加算した位置に設定されて
いる。よって、ステップ111でポテンショメータ値P
N−1にNレンジ幅の半分の駆動量Pαを加算した値P
とNレンジ目標値PN *の差△Pを演算することで、設
定された目標値の値が実際に目標位置に駆動しているか
どうかを確認する。ここで、Pα=2,PN=N(N=
1,2,3,・・・)とした場合、図5の場合であれ
ば、P=PN−1+Pαであるから、 △P=P−PN *=PN−1+Pα−PN *=N―1+
2−N=1 となる。よって、△P>0であるため、ステップ103
における目標値算出ステップにおいて、現基準位置の目
標値から−1の基準位置に補正する。尚、仮に△Pが2
以上であっても補正値は土1とする。これは、急激な基
準位置の変化を抑制することで、制御の安定を図るため
である。
ンジのインヒビタスイッチ信号S5を用いて行われる。
これは、Nレンジで中心位置が確保されれば、他のレン
ジでは確実にレンジ位置が維持されるからである。
ジ操作時]図6はシフトコントロールユニット20で実
行されるDレンジ→Nレンジ,Pレンジ方向へシフトチ
ェンジする際のシフト位置補正制御処理の流れを示すフ
ローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
ョンを読み込む。
を読み込む。
目標値から目標駆動量を算出する。
かを判断し、位置決め開始であればステップ204Aに
おいてメモリを設定し、それ以外はステップ205へ進
む。
力する。
4の値とインヒビタスイッチ62の信号を読み込みメモ
リ内に蓄積する。
PNが目標値以下に到達したかどうかを判断し、目標値
以下に達していればステップ208へ進み、到達してい
なければステップ201へ進み、制御を繰り返す。
停止する。
4の変化率が0かどうかを判断し、0でなければ、0に
なるまで待つ。0であれば最終目標位置に到達したと判
断し、ステップ210へ進む。
インヒビタスイッチ信号の切り替わり目制御周期を検索
する。
周期のポテンショメータ値PNにNレンジ幅の半分の駆
動量Pαを減算した値PとNレンジ目標値PN *との差
△Pを次の式より演算する。 P=PN−Pα △P=P−PN * ステップ212では、△P>0かどうかを判断し、△P
>0であればステップ213へ進み、△P≦0であれば
ステップ214へ進む。
現在の基準位置である目標値に1を加算し補正する。
判断し、△P>0であればステップ115へ進み、△P
=0であれば本制御を終了する。
現在の基準位置である目標値に1を減算し補正する。
において行われる制御は、通常のシフト操作によるモー
タ駆動の制御であり、図3のフローチャートと基本的に
同じであるため説明を省略する。ただし、ステップ20
7においてポテンショメータ値PNが目標値よりも小さ
くなるかどうかを判断している点が異なる。
行われる制御は、モータの目標駆動量を算出するための
予め設定された目標値の基準位置補正制御である。
スイッチ4を操作した場合を例に説明する。図4のタイ
ムチャートに示すように、シフトスイッチ信号に応じて
モータが駆動され、ポテンショメータ値が下降する。こ
のとき、メモリ内には各制御周期におけるポテンショメ
ータ値PNとインヒビタスイッチ信号Sn(n=1〜
7)が格納される。そして、最終レンジ位置に到達後、
メモリからステップ210でD−N→Nの切り替わり目
を検索する。
は、インヒビタスイッチ信号S5が出力されてからNレ
ンジ幅の半分の駆動量Pαを減算した位置に設定されて
いる。よって、ステップ211でポテンショメータ値P
N−1にNレンジ幅の半分の駆動量Pαを減算した値P
とNレンジ目標値PN *の差△Pを演算することで、設
定された目標値の値が実際に目標位置に駆動しているか
どうかを確認する。△P<0であれば、ステップ203
における目標値算出ステップにおいて、現基準位置の目
標値から−1の基準位置に補正する。尚、仮に△Pが土
2以上であっても補正値は土1とする。これは、急激な
基準位置の変化を抑制することで、制御の安定を図るた
めである。
バイワイヤシステムにあっては、ポテンショメータ34
により検出された検出値とはシフトアクチュエータ30
の駆動量であり、シフトアクチュエータ30自体の製品
のばらつきや温度変化、経年変化などにより実際のマニ
ュアルバルブの動きと一致しているとは限らない。よっ
て、実際のマニュアルバルブの動きとポテンショメータ
34の示す値とが一致しているかどうかをチェックする
必要がある。ここで、インヒビタスイッチ信号の切り替
わり目からニュートラルレンジのレンジ幅の半分に相当
するシフトアクチュエータ駆動量Pαを加算もしくは減
算した値が、真のNレンジ位置相当値Pであることは事
前に設定できるため、この真のレンジ位置相当値Pと、
シフトアクチュエータのNレンジ目標駆動量PN *とを
比較することで、シフトアクチュエータの駆動量に応じ
てマニュアルバルブの適正な位置決めが成されているか
どうかを判断することができる。更に補正量を算出する
ことで、予め設定された目標値を補正することが可能と
なり、常にマニュアルバルブを正確に位置決めすること
ができる。尚、従来技術のように、遊び等を用いて制御
する必要がないため、耐久性の悪化を防止することがで
きる。
アクチュエータ駆動方向に対しNレンジを通過するとき
の始点側を切り替わり目として検索する。すなわち、運
転者が例えばPレンジからDレンジにシフトスイッチ4
を操作した際、シフトアクチュエータ30はPレンジ位
置からDレンジ位置まで駆動し、Rレンジ及びNレンジ
を通過する。このとき、メモリに記憶されたNレンジの
始点側を切り替わり目として検索し、この切り替わり目
の制御周期に記憶されたポテンショメータ値P Nを用い
て補正制御を行う。一方、運転者がDレンジからPレン
ジにシフトスイッチ4を操作した際、シフトアクチュエ
ータ30はDレンジ位置からPレンジ位置まで駆動し、
Nレンジ及びRレンジを通過する。このとき、メモリに
記憶されたNレンジの始点側(すなわちP→D操作時と
反対側のレンジ端部)を切り替わり目として検索し、こ
の切り替わり目の制御周期に記憶されたポテンショメー
タ値PNを用いて補正制御を行う。よって、シフトスイ
ッチ4の操作方向により、Nレンジの両側から補正制御
を行うことが可能となり、より真の所定レンジ位置への
収束性を高めることができる。
ワイヤシステムを第1実施例に基づき説明してきたが、
具体的な構成については、これらの実施例に限られるも
のではなく、特許請求の範囲の各請求項に記載された本
発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許
容される。例えば、第1実施例ではNレンジを用いて補
正制御を行ったが、Rレンジを用いて補正制御を行って
も良い。
全体システム図である。
システム図である。
る位置補正制御を表すフローチャートである。
るポテンショメータ値とインヒビタスイッチ信号を表す
タイムチャートである。
るメモリを表す概略図である。
る位置補正制御を表すフローチャートである。
びδを表す概略図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 ドライバにより操作され、パーキングレ
ンジ、リバースレンジ、ニュートラルレンジ及びドライ
ブレンジなどの各レンジに応じたシフトポジションを示
すスイッチ信号を出力するシフトスイッチと、 自動変速機に設けられ、マニュアルバルブとパーキング
ロッド等を駆動するシフトアクチュエータと、 前記シフトアクチュエータの駆動量を検出するポテンシ
ョメータと、 前記シフトスイッチ信号に基づいて、現在のシフトポジ
ションから予め設定された前記スイッチ信号が示すレン
ジに対応するシフトポジション目標値までの前記シフト
アクチュエータの目標駆動量を算出するシフトアクチュ
エータ目標駆動量算出部と、算出された目標駆動量に基
づいて前記シフトアクチュエータに駆動信号を出力する
シフトアクチュエータ駆動信号出力部とを有し、前記ポ
テンショメータ値によりフィードバック制御を行うシフ
ト制御手段と、 を備えたシフトバイワイヤシステムにおいて、 マニュアルバルブの位置を表すレンジ信号を出力するイ
ンヒビタスイッチを設け、 前記シフト制御手段を、前記ポテンショメータ値と前記
インヒビタスイッチ信号を制御周期毎に記憶する記憶部
と、前記記憶部から予め設定された所定レンジへの切り
替わりを表すインヒビタスイッチ信号の切り替わり目箇
所を検索する切り替わり目検索部と、検索された切り替
わり目制御周期におけるポテンショメータ値からシフト
アクチュエータ移動方向の実際のレンジ位置中央値を算
出するレンジ位置相当値算出部と、前記真のレンジ位置
相当値と前記目標駆動量との差を演算する補正量演算部
と、演算された補正量に基づいて前記所定レンジに対応
する目標値を補正する補正部と、を有する手段としたこ
とを特徴とするシフトバイワイヤシステム。 - 【請求項2】 請求項1に記載のシフトバイワイヤシス
テムにおいて、 前記所定レンジをリバースレンジまたはニュートラルレ
ンジとし、 前記切り替わり目検索部は、シフトアクチュエータ駆動
方向に対し前記所定レンジを通過するときの始点側を切
り替わり目として検索することを特徴とするシフトバイ
ワイヤシステム。
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JP2001160131A JP3993755B2 (ja) | 2001-05-29 | 2001-05-29 | シフトバイワイヤシステム |
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