JP2007009946A - 車両制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】レンジ検出装置に異常が発生しても指示されたシフトレンジに切り替え可能なシフトバイワイヤシステムを提供する。
【解決手段】自動変速機に往復移動可能に設けられたシフトレンジを、移動位置に応じて切り替え、そのシフトレンジ切替弁を往復移動させるアクチュエータを有する車両制御システムにおいて、制御装置は、レンジ検出装置が検出する検出信号に基づいてレンジ検出装置の状態を判定し、レンジ検出装置の異常を確認すると規制部によって移動が規制されるまでシフトレンジ切替弁を移動させて一方の端の位置を確定し（Ｓ２２０）、確定した一方の端の位置を基準に作動量に基づいてアクチュエータを制御して指示シフトレンジに応じた位置にシフトレンジ切替弁を移動させる（Ｓ２３０〜Ｓ２４０）。レンジ検出装置に異常が生じてもシフトレンジ切替指示に応じたシフトレンジに切り替えることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、シフトバイワイヤシステムを備えた車両制御システムに関する。

近年、車両搭乗者が選択した指示シフトレンジを検出し、検出した指示シフトレンジに応じて、自動変速機のシフトレンジを切り替えるシフトレンジ切替弁を電動モータなどのアクチュエータで駆動するシフトバイワイヤシステムが用いられるようになってきている（例えば、特許文献１参照）。
ところで、シフトバイワイヤシステムには、現在のシフトレンジ（実シフトレンジ）を検出するレンジ検出装置を備え、シフトレンジの切り替えが指示されると、レンジ検出装置によって検出される実シフトレンジが指示シフトレンジに一致するまで電動モータに通電することによって指示シフトレンジに切り替えるものがある。しかしながら、このようなシフトバイワイヤシステムによると、レンジ検出装置自体の故障、レンジ検出装置とシフトバイワイヤシステムの制御装置とを接続するハーネスの断線、ハーネスのショートなどによるレンジ検出装置の異常が発生すると、実シフトレンジを検出できなくなり、指示シフトレンジに切り替えることができなくなるという問題がある。

特開２０００−１７０９０５号公報

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、レンジ検出装置に異常が発生しても指示されたシフトレンジに切り替え可能な車両制御システムを提供することを目的とする。

請求項１〜１３に記載の発明によると、レンジ検出装置の異常を確認した場合、規制部によって移動が規制されるまでシフトレンジ切替弁を移動させることにより、シフトレンジ切替弁の往復移動範囲の一方の端の位置を確定できる。請求項１〜１３に記載の発明はシフトレンジ切替弁をあるシフトレンジに対応する位置から別のシフトレンジに対応する位置へ移動させる際のアクチュエータの作動量をシフトレンジ間毎に記憶装置に記憶しているので、往復移動範囲の一方の端の位置を確定できれば、確定した位置を基準にして記憶装置に記憶されている作動量に一致するまでアクチュエータを作動させることにより、シフトレンジ切替弁を指示シフトレンジに応じた位置に移動させることができる。よって、請求項１〜１３に記載の発明によると、レンジ検出装置に異常が生じてもシフトレンジ切替指示に応じたシフトレンジに切り替えることができる。
請求項３に記載の発明によると、レンジ検出装置の異常を確認するとシフトレンジ切替指示が入力されるのを待つことなく一方の端の位置を確定するので、シフトレンジ切替指示が入力されたとき直ぐに指示シフトレンジに切り替えることができる。また、請求項３に記載の発明によると、一方の端の位置を確定した後、シフトレンジ切替弁を元のシフトレンジ又は非走行レンジに対応する位置に移動させる。元のシフトレンジに対応する位置に移動させると、車両搭乗者は一方の端の位置を確定するためにシフトレンジが一時的に切り替わったことを意識することなく操作することができる。また、車両が停車中の場合は、非走行レンジに対応する位置に移動させると、一方の端の位置を確定した後の車両を安全に保つことができる。

請求項４に記載の発明によると、規制部によって移動が規制されるまでシフトレンジ切替弁を移動させて他方の端の位置を確定するので、他方の端に対応するシフトレンジにより確実に切り替えることができる。
請求項５に記載の発明によると、一方の端の位置と他方の端の位置とを連続して確認するので、他方の端の位置に対応するシフトレンジに切り替えるシフトレンジ切替指示が入力されたとき、他方の端の位置に対応するシフトレンジに直ぐに且つ正確に切り替えることができる。

請求項６に記載の発明によると、レンジ検出装置の異常を確認するとシフトレンジ切替指示が入力されるのを待つことなく一方の端の位置および他方の端の位置を確定するので、シフトレンジ切替指示が入力されたとき直ぐに指示シフトレンジに切り替えることができる。また、請求項６に記載の発明によると、一方の端の位置及び他方の端の位置を確定した後、シフトレンジ切替弁を元のシフトレンジ又は非走行レンジに対応する位置に移動させる。元のシフトレンジに対応する位置に移動させると、車両搭乗者は一方の端の位置および他方の端の位置を確定するためにシフトレンジが一時的に切り替わったことを意識することなく操作することができる。また、車両が停車中の場合は、非走行レンジに対応する位置に移動させると、一方の端の位置及び他方の端の位置を確定した後の車両を安全に保つことができる。

請求項９に記載の発明によると、シフトレンジ切替可能な場合のみシフトレンジ切替弁を移動させるので、往復移動範囲の一方の端の位置をより安全な状態で確定できる。

請求項１０に記載の発明によると、車両が停止中であり且つブレーキが作動中の状態のときシフトレンジ切替可能と判定するので、往復移動範囲の一方の端の位置をより安全な状態で確定できる。
請求項１１に記載の発明によると、ブレーキが作動し、車両が停車している状態でシフトレンジ切替弁を移動させるので、シフトレンジ切替弁を移動させて走行レンジに切り替わっても車両を確実に停止させておくことができ、車両の安全をより確実に確保できる。
請求項１２に記載の発明によると、自動変速機がニュートラルの状態でシフトレンジ切替弁を移動させるので、シフトレンジ切替弁を移動させて走行レンジに切り替わっても車両を確実に停止させておくことができ、車両の安全をより確実に確保できる。

請求項１３に記載の発明によると、エンジントルクが低下した状態で前記シフトレンジ切替弁を移動させるので、シフトレンジ切替弁を移動させて走行レンジに切り替わっても車両を確実に停止させておくことができ、車両の安全をより確実に確保できる。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の説明では、「電子制御ユニット」を「ＥＣＵ」と略記する。
（第一実施形態）
図２は、本発明の第一実施形態に係る車両制御システムを用いた車両システム１を示す模式図である。車両制御システムとしてのシフトバイワイヤシステム３は、車両の走行を制御するシステムであり、車内ＬＡＮ回線１７を介して自動変速機制御ＥＣＵ（以下「ＡＴ制御ＥＣＵ」という）２５、エンジン制御ＥＣＵ４１、ブレーキ制御ＥＣＵ６１、および通知装置８０に電気的又は光学的に接続されている。また、シフトバイワイヤシステム３は、回動部材としてのディテントプレート７２（図３参照）が自動変速機２０のシフトレンジ切替弁２４（図３参照）に係合することによって自動変速機２０に機械的に接続されている。また、シフトバイワイヤシステム３には、車両搭乗者が選択したシフトレンジである指示シフトレンジへの切り替えを指示するシフトレンジ切替指示をシフトバイワイヤシステム３に出力するシフトレンジセレクタ３９が接続されている。なお、シフトレンジセレクタ３９をＡＴ制御ＥＣＵ２５に接続し、ＡＴ制御ＥＣＵ２５がシフトバイワイヤシステム３にシフトレンジ切替指示を出力してもよい。

始めに、自動変速機２０について説明する。
自動変速機２０は、いずれかのシフトレンジで締結する複数の図示しない摩擦係合要素と、摩擦係合要素への出力油圧を制御する複数の電磁弁２３と、マニュアル弁２２とを有している。マニュアル弁２２にはシフトレンジ切替弁としてのマニュアルバルブ２４が往復移動可能に設けられている。マニュアルバルブ２４が往復移動方向に移動するとマニュアルバルブ２４の移動位置に応じて自動変速機２０内の油路に加わる油圧が切り替わり、自動変速機２０のシフトレンジが切り替わる。自動変速機２０には走行レンジとしての前進（Ｄ）レンジおよび後進（Ｒ）レンジ、非走行レンジとしての駐車（Ｐ）レンジおよび中立（Ｎ）レンジが用意されており、シフトバイワイヤシステム３がマニュアルバルブ２４をシフトレンジ切替指示に応じた位置に移動させることにより、シフトレンジ切替指示に応じたシフトレンジに切り替わる。自動変速機２０には、マニュアルバルブ２４の位置に依ることなく電磁弁２３の出力油圧によって摩擦要素の締結状態を切替制御することによりＮレンジを実現する構成が採用されている。

次に、ＡＴ制御ＥＣＵ２５について説明する。
自動変速機制御装置としてのＡＴ制御ＥＣＵ２５は、マイクロコンピュータを主体に構成された電子回路である。ＡＴ制御ＥＣＵ２５は各電磁弁２３を電気的に制御することにより摩擦係合要素に加わる出力油圧を増減し、摩擦係合要素の係合および開放を切り替える。摩擦係合要素の係合および開放が切り替わることにより、自動変速機２０の変速段が切り替わる。また、ＡＴ制御ＥＣＵ２５は電磁弁２３の出力油圧を制御することにより、マニュアルバルブ２４の位置に依ることなくＮレンジを実現する。以下の説明では、マニュアルバルブ２４の位置に依ることなく電磁弁２３の制御によりニュートラル状態、すなわちＮレンジを実現する制御を「Ｎレンジ制御」という。

次に、エンジン制御ＥＣＵ４１について説明する。
エンジン制御装置としてのエンジン制御ＥＣＵ４１は、マイクロコンピュータを主体に構成された電子回路である。エンジン制御ＥＣＵ４１には、エンジン５０の吸気通路におけるスロットル開度を調整するスロットル装置５１、エンジン５０の吸気管又は気筒への燃料噴射量を調整する燃料噴射弁５２、および車両のアクセルペダルの操作量を表す信号をエンジン制御ＥＣＵ４１へ出力するアクセル装置５３が電気的に接続されている。エンジン制御ＥＣＵ４１は、車両搭乗者によるアクセルペダルの操作に従ってスロットル装置５１および燃料噴射弁５２を電気的に制御し、それによりエンジントルクを調整する。また、エンジン制御ＥＣＵ４１は、スロットル装置５１および燃料噴射弁５２をアクセルペダルの操作に依らず制御する自動制御機能も有している。

次に、ブレーキ制御ＥＣＵ６１について説明する。
ブレーキ制御装置としてのブレーキ制御ＥＣＵ６１は、マイクロコンピュータを主体に構成されている。ブレーキ制御ＥＣＵ６１には、ブレーキ作動装置６２が接続されている。ブレーキ作動装置６２は車両のブレーキに機械的又は電気的に接続されており、ブレーキ制御ＥＣＵ６１は車両搭乗者によるブレーキペダルの操作に従ってブレーキ作動装置６２を制御することにより車両のブレーキを作動させる。ブレーキ制御ＥＣＵ６１は、ブレーキ作動装置６２を電気的に制御することでブレーキペダルの操作に依らずにブレーキを作動させる自動制御機能も有している。

次に、シフトバイワイヤシステム３について説明する。
シフトバイワイヤシステム３は、シフトバイワイヤ制御ＥＣＵ（以下「ＳＢＷ制御ＥＣＵ」）４０、アクチュエータ３０、変換機構３１、回転角センサ３４、およびレンジ検出装置としてのシフトレンジセンサ３６を備えている。

制御装置としてのＳＢＷ制御ＥＣＵ４０は、マイクロコンピュータを主体に構成された電子回路である。ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０には、アクチュエータ３０、回転角センサ３４、シフトレンジセンサ３６、およびシフトレンジセレクタ３９が接続されている。ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０は記憶装置としてのメモリを有しており、メモリにはマニュアルバルブ２４をあるシフトレンジに対応する位置から別のシフトレンジに対応する位置へ移動させる際のアクチュエータ３０の作動量がシフトレンジ間毎に記憶されている。シフトレンジセンサ３６の状態が正常の場合、ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０はシフトレンジセンサ３６が検出する検出信号を参照しながらアクチュエータ３０を制御することによって指示シフトレンジを実現する。シフトレンジセンサ３６に異常が生じてシフトレンジセンサ３６の検出信号を参照できなくなった場合、ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０はメモリに記憶されているシフトレンジ間毎の作動量に基づいてアクチュエータ３０を制御することによって指示シフトレンジを実現する。

アクチュエータ３０は、電動モータ３２および減速機構３３を備えている。電動モータ３２は、図示しないロータと、ロータの中心に設けられる出力軸３２ａと、回転方向に配列された複数のコイルを結線してなる駆動部３５を有している。駆動部３５はＳＢＷ制御ＥＣＵ４０に電気的に接続されており、当該駆動部３５への通電に従ってロータの回転駆動力を発生させる。減速機構３３は、電動モータ３２の出力軸３２ａの回転駆動力を増大して変換機構３１側へ出力する。

回転角センサ３４は、電動モータ３２の出力軸３２ａに設けられている。回転角センサ３４は例えば出力軸３２ａが所定角度回転する毎にパルス信号を出力するロータリエンコーダであり、ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０は回転角センサ３４から出力されるパルス信号をカウントすることによって出力軸３２ａの回転角度を判定する。
ここで、前述したメモリに記憶されている作動量のより具体的な例について説明する。作動量とは、具体的には例えばマニュアルバルブ２４をあるシフトレンジに対応する位置からそれに隣り合う別のシフトレンジに対応する位置に移動させる際の出力軸３２ａの相対回転角度である。メモリは作動量としての相対回転角度をロータリエンコーダのパルス信号の数に置き換えて記憶している。なお、作動量は、相対回転角度以外の情報で記憶してもよい。例えば作動量を、出力軸３２ａを相対回転角度分回転させるために必要な通電時間で記憶してもよい。

変換機構３１は、減速機構３３から出力された回転駆動力を直線駆動力に変換してマニュアルバルブ２４を軸方向に移動させる。以下、変換機構３１の詳細について説明する。
図３は、変換機構３１の模式図である。変換機構３１は、コントロールロッド７１、ディテントプレート７２、ディテントスプリング７３、およびローラ７４を有している。コントロールロッド７１は、マニュアルバルブ２４の軸線に直交する姿勢で配置されており、軸方向の一端が減速機構３３に接続されている。ディテントプレート７２はコントロールロッド７１に固定されており、コントロールロッド７１と一体に回動する。ディテントスプリング７３は板バネであり、所定の固定部に片持ち支持されている。ディテントスプリング７３はローラ７４をディテントプレート７２に向けて付勢している。規制部としてのローラ７４は、ディテントスプリング７３の先端部に取り付けられている。ディテントプレート７２にはマニュアルバルブ２４が係合されており、ディテントプレート７２が往復回動するとマニュアルバルブ２４が軸方向に往復移動する。ディテントプレート７２は略円弧状をなす板状の部材であり、その円弧状の外周部に複数の凹部７５が形成されている。複数の凹部７５はそれぞれ自動変速機２０の各シフトレンジに対応する位置に配置されている。マニュアルバルブ２４が特定の位置に移動すると自動変速機２０のシフトレンジは当該特定の位置に対応するシフトレンジに切り替わり、このときそのシフトレンジに対応する凹部７５とローラ７４とが係合する。凹部７５とローラ７４とが係合するとディテントプレート７２の回動が規制され、マニュアルバルブ２４は当該特定の位置に定位する。以下、ディテントプレート７２の詳細を図５に基づいて説明する。

図５は、ディテントプレート７２のより詳細な模式図である。ディテントプレート７２に形成されている複数の凹部７５ｐ、凹部７５ｒ、凹部７５ｎおよび凹部７５ｄは、図示するように左からＰレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジに対応している。凹部７５とローラ７４とが係合すると、ディテントプレート７２に電動モータ３２の回転駆動力が作用していないとき、ローラ７４が凹部７５の壁に当接してディテントプレート７２の回動が規制される。ディテントプレート７２に電動モータ３２の回転駆動力が作用すると、ローラ７４が凹部７５の壁を乗り越え、ディテントプレート７２が回動する。

ただし、Ｐレンジに対応する凹部７５ｐの左側の壁（以下「Ｐ壁」という）７６、およびＤレンジに対応する凹部７５ｄの右側の壁（以下「Ｄ壁」という）７７は、ディテントプレート７２に電動モータ３２の回転駆動力が作用してもローラ７４が乗り越えられない形状に形成されている。従って、ディテントプレート７２を図５においてＢ方向に回動させると、ローラ７４がＰ壁に当接することによってディテントプレート７２の回動が規制され、それによりマニュアルバルブ２４は往復移動範囲の一方の端で移動が規制される。マニュアルバルブ２４が往復移動範囲の一方の端まで移動するとＰレンジが実現される。Ｐレンジを実現できれば、Ｐレンジから指示シフトレンジへの切り替えに必要な相対回転角度分だけ電動モータ３２の出力軸３２ａを回転させることにより、シフトレンジセンサ３６の検出信号を参照することなく任意の指示シフトレンジを実現できる。Ｄレンジについても同様であり、Ｄ壁７７に付き当ててＤレンジを実現することにより、任意の指示シフトレンジを実現できる。マニュアルバルブ２４がＤレンジを実現する位置は、特許請求の範囲に記載の「往復移動範囲の他方の端」に相当する。

図２に示すシフトレンジセンサ３６は、例えば減速機構３３の出力軸、変換機構３１のディテントプレート７２の回転角、マニュアルバルブ２４の移動位置などに基づいて実シフトレンジを検出し、検出したシフトレンジ（実シフトレンジ）を表す検出信号をＳＢＷ制御ＥＣＵ４０へ出力する。ここではディテントプレート７２の回転角に基づいて実シフトレンジを検出するシフトレンジセンサ３６の例を説明する。図５に示すように、ディテントプレート７２の板厚方向の一方の端面７８には、ディテントプレート７２の回転方向に沿って複数のシフトレンジ端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４が設置されており、ローラ７４とコントロールロッド７１とを結ぶ直線上に接触端子３６ａが設置されている。接触端子３６ａはディテントプレート７２から離間して設置されている。ディテントプレート７２とともにこれら端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４が回転し、接触端子３６ａと順次接触する構成により、シフトレンジセンサ３６が構成されている。ディテントプレート７２が電動モータ３２の回転により図５の矢印Ａ、Ｂの両方向に回転すると、ディテントプレート７２の回転位置によって接触端子３６ａがシフトレンジ端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４のいずれかと導通する。ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０へは各シフトレンジ端子から検出信号が出力され、導通しているシフトレンジ端子からの検出信号はオン、導通していないシフトレンジ端子からの検出信号はオフになる。ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０はどの検出信号がオンであるかによって実シフトレンジを判定する。

次に、図２に示すシフトレンジセレクタ３９について説明する。
シフトレンジセレクタ３９は、車両搭乗者がシフトレンジを選択するためのレバー式、ボタン式などの操作部３７と、選択されたシフトレンジを検出するセレクタセンサ３８とを備えている。セレクタセンサ３８は、シフトレンジを検出すると検出したシフトレンジへの切り替えを指示するシフトレンジ切替指示をＳＢＷ制御ＥＣＵ４０へ出力する。

通知装置８０は、車内ＬＡＮ回線１７に電気的に又は光学的に接続されている。通知装置８０は、車内ＬＡＮ回線１７に接続された他の電装品から指令を受信し、当該指令に従って所定の車両状態を車両搭乗者へ通知する。尚、車両状態の通知は、例えば車両のインストルメントパネル上の表示によって行ってもよいし、車両のスピーカから音声を発することによって行ってもよいし、それら表示および音声の双方によって行ってもよい。

次に、ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０が自動変速機２０のシフトレンジを変更する処理について説明する。
図４は、ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０が自動変速機２０のシフトレンジを変更する処理の流れを示すフローチャートである。この処理は、シフトレンジセレクタ３９からシフトレンジ切替指示が出力されると実行される。

Ｓ１０５では、ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０はシフトレンジ切替の可否を判定する。具体的には、ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０は車速の検出信号やブレーキ状態の検出信号に基づいて、車両が停止状態にあり且つ車両のブレーキが作動状態にあるか否かを判定する。ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０は、車両が停止状態にあり且つ車両のブレーキが作動状態であればシフトレンジ切替可能と判定し、そうでなければシフトレンジ切替不可と判定する。ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０は、シフトレンジ切替可能の場合はＳ１１５に進み、シフトレンジ切替不可の場合はＳ１１０に進む。

Ｓ１１０では、ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０は、通知装置８０を制御してシフトレンジ切替不可を車両搭乗者に通知し、処理を終了する。
Ｓ１１５では、ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０は、シフトレンジセンサ３６から出力される検出信号が全てオフであるか否かを判定する。シフトレンジセンサ３６が正常であれば全てオフになることはあり得ないので、全てオフであればＳＢＷ制御ＥＣＵ４０は異常と判定してＳ１３０に進む。それ以外であればＳ１２０に進む。

Ｓ１２０では、ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０は、シフトレンジセンサ３６から出力される検出信号の２つ以上がオンであるか否かを判定する。シフトレンジセンサ３６が正常であれば２つ以上がオンになることはあり得ないので、２つ以上がオンであればＳＢＷ制御ＥＣＵ４０は異常と判定してＳ１３０に進む。それ以外であればＳＢＷ制御ＥＣＵ４０は正常と判定してＳ１２５に進む。

Ｓ１２５では、ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０はシフトレンジセンサ３６が正常である場合のシフトレンジ切替処理を実行する。具体的には、ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０は、シフトレンジセンサ３６によって検出される検出信号によって実シフトレンジを判定し、実シフトレンジと指示シフトレンジとが一致するまで電動モータ３２への通電をフィードバック制御する。これによりマニュアルバルブ２４が指示シフトレンジに応じた位置に移動し、指示シフトレンジが実現される。

Ｓ１３０では、ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０はシフトレンジセンサ３６が異常である場合のシフトレンジ切替処理を実行する。以下、シフトレンジセンサ３６が異常である場合のシフトレンジ切替処理について図１に基づいて説明する。
図１は、シフトレンジセンサ３６が異常である場合のシフトレンジ切替処理の流れを示すフローチャートである。シフトレンジセンサ３６が異常の場合は実シフトレンジが不明になるので、実シフトレンジに基づくフィードバック制御を行うことができない。そこで、ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０は以下のフローチャートに従ってシフトレンジを切り替える。

Ｓ２２０では、ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０は電動モータ３２を制御し、ローラ７４がＰ壁７６に突き当たるまでディテントプレート７２を図５に示すＢ方向に回動させる。ローラ７４がＰ壁７６に突き当たると回転角センサ３４からのパルス信号が途切れるので、ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０はパルス信号が一定時間以上途切れることでＰ壁７６に突き当たったと判定し、電動モータ３２への通電を停止する。ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０はローラ７４がＰ壁７６に突き当たると、そのときの出力軸３２ａの回転角をパーキングレンジ位置（以下「Ｐレンジ位置」）として確定する。

Ｓ２２５では、ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０は、Ｐレンジから指示シフトレンジへの切り替えに必要な出力軸３２ａの相対回転角度をメモリから取得する。前述したように相対回転角度は回転角センサ３４のパルス信号の数としてメモリに記憶されている。
Ｓ２３０では、ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０は回転角センサ３４からパルス信号が出力されるまで電動モータ３２に通電する。

Ｓ２３５では、ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０は一定時間以内にパルス信号が出力されればＳ２４０に進み、一定時間以上経過してもパルス信号が出力されなければ回転角センサ３４の異常と判定してＳ２５０に進む。
Ｓ２４０では、ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０は電動モータ３２への通電を停止し、パルス信号をカウントするカウンタに１を加算する。カウンタの値がメモリから取得した数と一致した場合はＳ２４５に進み、一致しない場合はＳ２３０に戻って処理を繰り返す。カウンタの値がメモリから取得した数と一致するまで電動モータ３２への通電を繰り返すことにより、マニュアルバルブ２４が指示シフトレンジに対応した位置に移動し、指示シフトレンジが実現される。
Ｓ２４５では、ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０はＡＴ制御ＥＣＵ２５にシフトレンジの切り替えが終了したことを通知する。

Ｓ２５０では、ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０はシフトレンジ切り替え不能と判定し、車両の安全を確保するためＡＴ制御ＥＣＵ２５にニュートラル制御要求を送信する。
Ｓ２５５では、ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０はエンジン制御ＥＣＵ４１にトルクダウン要求を送信する。
Ｓ２６０では、ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０は、通知装置８０を制御してシフトレンジ切替不可を車両搭乗者に通知し、処理を終了する。
なお、上述した処理のうちＳ２２０については、最初にシフトレンジセンサ３６を異常と判定したときのみ実行し、それ以降にシフトレンジ切替指示が出力された場合は省略してもよい。Ｓ２２０を省略した場合、Ｓ２２５ではＰレンジからではなく前回の指示シフトレンジから今回の指示シフトレンジへの切り替えに必要な出力軸３２ａの相対回転角度をメモリから取得することになる。

以上説明した本発明の第一実施形態によると、シフトレンジセンサ３６から出力される検出信号の異常によってシフトレンジセンサ３６の異常を確認した場合、Ｐ壁７６によって移動が規制されるまでマニュアルバルブ２４を移動させることにより、Ｐレンジ位置を確定できる。また、第一実施形態によると、メモリに各シフトレンジ間の相対回転角度を表す作動量が記憶されているので、Ｐレンジ位置を確定できれば、Ｐレンジ位置を基準にして電動モータ３２の出力軸３２ａを指示シフトレンジに対応する相対回転角度回転させることにより、シフトレンジ切替指示に応じた位置にマニュアルバルブ２４を移動させることができる。これによりシフトレンジ切替指示に応じたシフトレンジに切り替えることができる。よって、第一実施形態によると、シフトレンジセンサ３６に異常が生じても指示されたシフトレンジに切り替えることができる。

また、第一実施形態ではシフトレンジセンサ３６の異常を確認すると車両状態に基づいてシフトレンジ切替可否を判定し、シフトレンジ切替可能な場合のみマニュアルバルブ２４を移動させるので、往復移動範囲の一方の端の位置をより安全な状態で確定できる。
なお、ここではＰ壁７６に付き当ててＰレンジ位置を確定する場合を例に説明したが、Ｄ壁７７に付き当ててＤレンジ位置を確定し、Ｄレンジ位置を基準に他のシフトレンジに切り替えるようにしてもよい。ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０は車両が停止しており且つブレーキが作動していることを確認する上、ブレーキ制御ＥＣＵ６１、ＡＴ制御ＥＣＵ２５、およびエンジン制御ＥＣＵ４１への各要求によって安全を更に高めるので、Ｄ壁７７に付き当てても危険は生じない。

（第二実施形態）
第二実施形態は第一実施形態の変形例である。第二実施形態では、第一実施形態と同様にＰ壁７６に付き当ててＰレンジ位置を確定した後、Ｄレンジに切り替えるシフトレンジ切替指示が出力されたとき、作動量ではなくＤ壁７７に付き当てることによってＤレンジを実現する例である。第二実施形態ではＲレンジおよびＮレンジについては第一実施形態と同様に作動量に基づいて実現される。

図６は、Ｄ壁７７に付き当てることによってＤレンジを実現する処理の流れを示すフローチャートである。この処理は、第一実施形態と同様にしてＰレンジ位置を確定した後、シフトレンジ切替指示が出力されると開始される。
Ｓ３０５では、シフトレンジ切替指示によって指示されているシフトレンジがＤレンジであるか否かを判定する。ＤレンジであればＳ３１０に進み、Ｄレンジ以外であればＳ３１５に進む。

Ｓ３１０では、ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０は、ローラ７４がＤ壁７７に突き当たるまでディテントプレート７２を図５に示すＡ方向に回動させる。これによりＤレンジが実現される。このときＳＢＷ制御ＥＣＵ４０は、Ｐレンジ位置に対するＤレンジの相対位置（Ｄレンジ位置）を確定する。Ｄレンジ位置は具体的にはＰレンジ位置からのパルス信号の数として確定される。

Ｓ３１５では、ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０は、現在の実シフトレンジから指示シフトレンジへの切り替えに必要な出力軸３２ａの相対回転角度をメモリから取得する。前述したように相対回転角度は回転角センサ３４のパルス信号の数としてメモリに記憶されている。
Ｓ３２０では、ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０は第一実施形態と同様にして指示シフトレンジを実現する。

なお、Ｄ壁７７への付き当ては、Ｐレンジ位置を確定した後、最初にＤレンジへのシフトレンジ切替指示が出力されたときのみ行い、それ以降にＤレンジへのシフトレンジ切替指示が出力された場合は、実シフトレンジと確定したＤレンジ位置との相対回転角度に基づいてＤレンジを実現するものとする。
例えば凹部７５の摩耗などによって作動量として記憶されている相対回転角度と実際の相対回転角度とにズレが生じる可能性がある。第二実施形態によると、ＤレンジについてはＰ壁７６と同様にＤ壁７７に付き当てることによって位置を確定するので、Ｄレンジにより正確に切り替えることができる。

また、ここではＰレンジ位置を確定した後、Ｄレンジに切り替えるシフトレンジ切替指示を受信したときにＤ壁７７に付き当てる場合を例に説明したが、これとは逆に、Ｄレンジ位置を確定した後、Ｐレンジに切り替えるシフトレンジ切替指示を受信したときにＰ壁７６に付き当ててもよい。

（第三実施形態）
第三実施形態は、シフトレンジセンサ３６が異常である場合に、Ｐレンジ位置の確定とＤレンジ位置の確定とを連続して行う例である。
図７および図８は、第三実施形態に係るシフトレンジセンサ３６が異常である場合のシフトレンジ切替処理の流れを示すフローチャートである。この処理は、シフトレンジセレクタ３９からシフトレンジ切替指示が出力されると実行される。ここでは第一実施形態と実質的に同一の処理については同一の符号を付して説明を省略する。

Ｓ４０５では、ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０はＡＴ制御ＥＣＵ２５にニュートラル制御要求を送信する。ＡＴ制御ＥＣＵ２５はニュートラル制御要求を受信するとＮレンジ制御を実行してＮレンジを実現する。自動変速機２０がニュートラルの状態でマニュアルバルブ２４を移動させると、マニュアルバルブ２４を移動させて走行レンジに切り替わっても車両を確実に停止させておくことができ、車両の安全をより確実に確保できる。

Ｓ４１０では、ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０はブレーキ制御ＥＣＵ６１にブレーキ作動要求を送信する。ブレーキ制御ＥＣＵ６１はブレーキ作動要求を受信するとブレーキ作動装置６２を制御してブレーキを作動させる。ブレーキが作動し、車両が停車している状態でマニュアルバルブ２４を移動させると、マニュアルバルブ２４を移動させて走行レンジに切り替わっても車両を確実に停止させておくことができ、車両の安全をより確実に確保できる。

Ｓ４１５では、ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０はエンジン制御ＥＣＵ４１にトルクダウン要求を送信する。エンジン制御ＥＣＵ４１はトルクダウン要求を受信するとスロットル装置５１および燃料噴射弁５２を制御してエンジントルクを低下させる。エンジントルクが低下した状態でマニュアルバルブ２４を移動させると、マニュアルバルブ２４を移動させて走行レンジに切り替わっても車両を確実に停止させておくことができ、車両の安全をより確実に確保できる。

Ｓ４２０では、ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０は、ローラ７４がＤ壁７７に突き当たるまでディテントプレート７２を図５に示すＡ方向に回動させる。これによりＤレンジが実現される。ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０はこのときの出力軸３２ａの回転角をＤレンジ位置として記憶する。
Ｓ４２５では、ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０は、Ｄレンジから指示シフトレンジへの切り替えに必要な出力軸３２ａの相対回転角度をメモリから取得する。

Ｓ４３０では、ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０はブレーキ制御ＥＣＵ６１にブレーキ作動解除要求を送信する。ブレーキ制御ＥＣＵ６１はブレーキ作動解除要求を受信するとブレーキ作動装置６２を制御してブレーキを解除させる。
Ｓ４３５では、ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０はＡＴ制御ＥＣＵ２５にニュートラル制御解除要求を送信する。ＡＴ制御ＥＣＵ２５はニュートラル制御解除要求を受信すると電磁弁２３を制御してＮレンジ制御を解除する。

以上説明した第三実施形態によると、Ｐレンジ位置とＤレンジ位置とを連続して確定するので、Ｄレンジに切り替えるシフトレンジ切替指示をうけたときＤレンジに直ぐに且つ正確に切り替えることができる。
なお、付き当てを連続して行う場合、自動変速機２０の油圧の立ち上がりが遅い場合は、上述したニュートラル制御、ブレーキ作動、トルクダウンなどを依頼せず、油圧が立ち上がる前に行ってもよい。
また、ここではＰ壁７６に付き当てた後に連続してＤ壁７７に付き当てる場合を例に説明したが、Ｄ壁７７に付き当てた後に連続してＰ壁７６に付き当ててもよい。

（第四実施形態）
第四実施形態は、シフトレンジ切替指示の有無に依らず、一定時間間隔でシフトレンジセンサ３６の異常を判定し、異常と判定した場合に直ぐにＰレンジ位置を確定する場合の例である。

図９は、Ｐレンジ位置を確定する処理の流れを示すフローチャートである。この処理は、シフトレンジ切替指示の有無に依らず一定時間間隔で実行される。
Ｓ５０５では、ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０は、シフトレンジセンサ３６から出力された検出信号が全てオフであるか否かを判定する。ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０は全てオフであれば異常と判定してＳ５１５に進み、それ以外であればＳ５１０に進む。

Ｓ５１０では、ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０は、シフトレンジセンサ３６から出力された検出信号の２つ以上がオンであるか否かを判定する。ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０は２つ以上がオンであれば異常と判定してＳ５１５に進み、それ以外であれば処理を終了する。
Ｓ５１５では、ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０は第一実施形態のＳ１０５と同様にしてシフトレンジ切替の可否を判定する。ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０は、シフトレンジ切替可能の場合はＳ５２５に進み、シフトレンジ切替不可の場合はＳ５２０に進む。

Ｓ５２０では、ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０は、通知装置８０を制御してシフトレンジ切替不可を車両搭乗者に通知し、処理を終了する。
Ｓ５２５では、ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０は電動モータ３２を制御し、ローラ７４がＰ壁７６に突き当たるまでディテントプレート７２を図５に示すＢ方向に回動させ、Ｐレンジ位置を確定する。このとき、ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０は、電動モータ３２を回転させてからローラ７４がＰ壁７６に突き当たるまでの間に回転角センサ３４から出力されたパルス信号の数をカウントしておく。

Ｓ５３０では、前述したパルス信号の数分だけ電動モータ３２を逆回転させる。この結果、Ｓ５２５で電動モータ３２を回転させる前の元のシフトレンジに復帰する。
以上説明した第四実施形態に係るＳＢＷ制御ＥＣＵ４０によると、シフトレンジセンサ３６の異常を確認するとシフトレンジ切替指示を待つことなくＰレンジ位置を確定するので、シフトレンジ切替指示を受けたとき直ぐに指示されたシフトレンジに切り替えることができる。また、Ｐレンジ位置を確定した後、マニュアルバルブ２４を元のシフトレンジに対応する位置に移動させるので、車両搭乗者は一方の端の位置を確定するためにレンジが一時的に切り替わったことを意識することなく操作することができる。

なお、第四実施形態ではＰレンジ位置を確定した後に元のシフトレンジに対応する位置に移動させているが、必ずしも元のシフトレンジに対応する位置に移動させなくてもよい。例えば、通知装置８０で車両搭乗者に通知した上であれば、ＰレンジやＮレンジなどの非走行レンジに対応する位置に移動させてもよい。非走行レンジに対応する位置に移動させると、一方の端の位置を確定した後の車両を安全に保つことができる。
また、第四実施形態ではＰレンジ位置を確定しているが、Ｄレンジ位置を確定してもよいし、Ｐレンジ位置の確定とＤレンジ位置の確定とを連続して行ってもよい。

（その他の実施形態）
上述した実施形態では、シフトレンジセンサ３６の検出信号はＳＢＷ制御ＥＣＵ４０にのみ出力されているが、図１０に示すようにシフトレンジセンサ３６とＡＴ制御ＥＣＵ２５とを接続し、検出信号をＡＴ制御ＥＣＵ２５にも出力するようにしてもよい。この場合、ＡＴ制御ＥＣＵ２５はＳＢＷ制御ＥＣＵ４０と同様に一定時間間隔で検出信号の異常を判定し、異常と判定したときはシフトレンジ切替の可否を判定した上でニュートラル制御を実行するようにする。これによりＳＢＷ制御ＥＣＵ４０はＡＴ制御ＥＣＵ２５にニュートラル制御を要求する必要がなくなるので、ＳＢＷ制御ＥＣＵ４０の処理を簡素にできる。

本発明の一実施形態に係るフローチャート。 本発明の一実施形態に係る車両システムの模式図。 本発明の一実施形態に係る変換機構の模式図。 本発明の一実施形態に係るフローチャート。 本発明の一実施形態に係る回動部材の模式図。 本発明の一実施形態に係るフローチャート。 本発明の一実施形態に係るフローチャート。 本発明の一実施形態に係るフローチャート。 本発明の一実施形態に係るフローチャート。 本発明の一実施形態に係る車両システムの模式図。

符号の説明

１ 車両システム、３ シフトバイワイヤシステム（車両制御システム）、２０ 自動変速機、２４ マニュアルバルブ（シフトレンジ切替弁）、２５ 自動変速機制御ＥＣＵ（自動変速機制御装置）、３０ アクチュエータ、３６ シフトレンジセンサ（レンジ検出装置）、４０ シフトバイワイヤ制御ＥＣＵ（制御装置、記憶装置）、４１ エンジン制御ＥＣＵ（エンジン制御装置）、５０ エンジン、６１ ブレーキ制御ＥＣＵ（ブレーキ制御装置）、６２ ブレーキ作動装置、７２ ディテントプレート（回動部材）、７４ ローラ（規制部）

Claims (13)

1. 自動変速機に往復移動可能に設けられ前記自動変速機のシフトレンジを移動位置に応じたシフトレンジに切り替えるシフトレンジ切替弁を往復移動させるアクチュエータと、
   前記シフトレンジ切替弁が往復移動範囲の一方の端まで移動すると前記シフトレンジ切替弁の移動を規制する規制部と、
   前記自動変速機の現在のシフトレンジを検出するレンジ検出装置と、
   車両搭乗者が選択したシフトレンジである指示シフトレンジへの切り替えを指示するシフトレンジ切替指示が入力されると、前記レンジ検出装置が検出する検出信号を参照しながら前記アクチュエータを制御し、前記指示シフトレンジに応じた位置に前記シフトレンジ切替弁を移動させる制御装置と、
   前記シフトレンジ切替弁をあるシフトレンジに対応する位置から別のシフトレンジに対応する位置へ移動させる際の前記アクチュエータの作動量をシフトレンジ間毎に記憶している記憶装置と、
   を備え、前記制御装置は、前記レンジ検出装置が検出する検出信号に基づいて前記レンジ検出装置の状態を判定し、前記レンジ検出装置の異常を確認すると前記規制部によって移動が規制されるまで前記シフトレンジ切替弁を移動させて前記一方の端の位置を確定し、確定した前記一方の端の位置を基準に前記作動量に基づいて前記アクチュエータを制御して前記指示シフトレンジに応じた位置に前記シフトレンジ切替弁を移動させる車両制御システム。
2. 前記アクチュエータに駆動されて回動し前記アクチュエータの駆動力を前記シフトレンジ切替弁に伝達する回動部材を更に備え、
   前記規制部は、前記回動部材に当接して前記回動部材の回動を規制することにより前記シフトレンジ切替弁の移動を規制する請求項１に記載の車両制御システム。
3. 前記制御装置は、前記レンジ検出装置の異常を確認すると、前記シフトレンジ切替指示が入力されるのを待つことなく前記一方の端の位置を確定し、前記一方の端の位置を確定後、前記シフトレンジ切替弁を元のシフトレンジに対応する位置又は非走行レンジに対応する位置に移動させる請求項１又は２に記載の車両制御システム。
4. 前記規制部は更に、前記シフトレンジ切替弁が往復移動範囲の他方の端まで移動すると前記シフトレンジ切替弁の移動を規制し、
   前記制御装置は、前記一方の端の位置を確定した後、前記他方の端に対応するシフトレンジへの切り替えを指示するシフトレンジ切替指示が入力されると、前記規制部によって移動が規制されるまで前記シフトレンジ切替弁を移動させて前記他方の端の位置を確定する請求項１、２又は３に記載の車両制御システム。
5. 前記規制部は更に、前記シフトレンジ切替弁が往復移動範囲の他方の端まで移動すると前記シフトレンジ切替弁の移動を規制し、
   前記制御装置は、前記一方の端の位置を確定した後、引き続き前記規制部によって移動が規制されるまで前記シフトレンジ切替弁を移動させて前記他方の端の位置を確定する請求項１又は２に記載の車両制御システム。
6. 前記制御装置は、前記レンジ検出装置の異常を確認すると、前記シフトレンジ切替指示が入力されるのを待つことなく前記一方の端の位置及び前記他方の端の位置を確定し、確定後、前記シフトレンジ切替弁を元のシフトレンジに対応する位置又は非走行レンジに対応する位置に移動させる請求項５に記載の車両制御システム。
7. 前記一方の端は、前記シフトレンジ切替弁が前記自動変速機のシフトレンジをパーキングレンジ又は前進レンジのいずれか一方のシフトレンジに切り替える位置である請求項１、２又は３に記載の車両制御システム。
8. 前記一方の端は、前記シフトレンジ切替弁が前記自動変速機のシフトレンジをパーキングレンジ又は前進レンジのいずれか一方のシフトレンジに切り替える位置であり、
   前記他方の端は、前記シフトレンジ切替弁が前記自動変速機のシフトレンジをいずれか他方のシフトレンジに切り替える位置である請求項４、５又は６に記載の車両制御システム。
9. 前記制御装置は、前記レンジ検出装置の異常を確認すると、車両状態に基づいてシフトレンジ切替可否を判定し、シフトレンジ切替可能な場合のみ前記シフトレンジ切替弁を移動させて前記一方の端の位置を確定する請求項１〜８のいずれか一項に記載の車両制御システム。
10. 前記制御装置は、車両が停止中であり且つブレーキが作動中の状態のときシフトレンジ切替可能と判定する請求項９に記載の車両制御システム。
11. 前記制御装置は、前記一方の端の位置を確定するために前記シフトレンジ切替弁を移動させるとき、車両のブレーキを作動させるブレーキ作動装置を電気的に制御するブレーキ制御装置にブレーキ作動要求を送信し、ブレーキが作動して車両が停車している状態で移動させる請求項１０に記載の車両制御システム。
12. 前記制御装置は、前記一方の端の位置を確定するために前記シフトレンジ切替弁を移動させるとき、前記自動変速機を電気的に制御してニュートラル状態に制御可能な自動変速機制御装置にニュートラル状態への制御要求を送信し、前記自動変速機がニュートラルの状態で移動させる請求項１０又は１１に記載の車両制御システム。
13. 前記制御装置は、前記一方の端の位置を確定するために前記シフトレンジ切替弁を移動させるとき、エンジンを制御するエンジン制御装置にエンジントルクの低下要求を送信し、エンジントルクが低下した状態で移動させる請求項１０、１１又は１２に記載の車両制御システム。
    
    
    
    

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