JP2007046674A - 車両のシフト位置検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 シフトレバー位置の検出に誤差が生じた場合でも、レバー位置の検出結果に基づく変速時の回転同期制御によって車両の突き出しが生じないようにする。
【解決手段】 手動式変速機のギヤ比をエンジン回転速度，車速から求め、ギヤ比に相当するシフト位置と、シフトレバー位置の検出結果から判断されるシフト位置とを比較する。そして、シフトレバー位置の検出結果から判断されるシフト位置が１段だけ低速側にずれていれば、回転同期制御でのシフトレバー位置の検出結果を１段だけ高速側に補正し、２段だけ低速側にずれている場合には、回転同期制御でのシフトレバー位置の検出結果を２段だけ高速側に補正する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、シフトレバーの位置を連続的に検出するセンサを備え、該センサによって検出された前記シフトレバーの位置に基づいてシフト位置を検出する車両のシフト位置検出装置に関する。

特許文献１には、自動変速機におけるエンジンブレーキが作用する低速段へのダウンシフト時に、エンジン出力を増大させることで、エンジン回転速度を速やかに高めて変速時間を短縮すると共に、エンジンブレーキ力の一時的な増大による変速ショックを抑制する変速制御装置が開示されている。
特開平５−２２９３６８号公報

ところで、手動変速機を備えた車両において、変速後のシフト位置とそのときの車速とに応じた目標エンジン回転速度に制御する回転同期制御を変速時に行うことで、変速ショックを緩和させることができる。
しかし、手動変速機の場合、運転者が操作するシフトレバー位置から変速後のシフト位置を判断する必要があるため、シフトレバー位置の検出に誤りを生じると回転同期制御における目標回転速度の設定に誤りを生じ、例えば実際よりも低速側にシフト位置を誤検出すると、回転同期制御を行うことで車両の突き出しを生じさせてしまうという問題があった。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、シフトレバー位置の検出に誤差が生じ、シフト位置を誤検出するようになっても、シフト位置の検出結果に基づく制御により運転性を悪化させてしまうことを回避できるシフト位置検出装置を提供することを目的とする。

そのため、本発明に係る車両のシフト位置検出装置は、センサによって連続的に検出されるシフトレバーの位置に基づいてシフト位置を検出する車両のシフト位置検出装置であって、変速機の入出力回転比からシフト位置を推定し、該推定結果に基づいて前記センサを用いたシフト位置の検出結果を補正することを特徴とする。

かかる構成によると、変速機の入力軸回転速度と出力軸回転速度との比である入出力回転比は、変速機における変速比（シフト位置）を示すから、センサがシフトレバー位置を正しく検出する場合には、シフトレバー位置の検出結果が対応するシフト位置と、前記入出力回転比から推定されるシフト位置とは一致するはずであり、両シフト位置の相違は、シフトレバー位置の検出誤差によるものと判断できる。

そこで、入出力回転比から推定したシフト位置に基づき、センサのシフトレバー位置の検出結果から判断されるシフト位置を補正することで、シフト位置の検出結果に基づく制御を、運転性を大きく悪化させない側で作動させるようにする。

以下に本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本願発明に係る車両のシフト位置検出装置を含む車両用エンジン・動力伝達系及びその制御系を示す。
図１において、エンジン１には図示省略したクラッチを介して手動式変速機２が連結されており、手動変速機２の変速段は、運転者によるシフトレバー３の操作によって任意に選択される。

前記シフトレバー３は、図２に示すようなシフトゲート４に沿って移動する。
前記シフトゲート４は、図２における上下方向（車両の前後方向）であるストローク方向と図２における左右方向（車両の左右方向）であるセレクト方向とに沿って設けられ、セレクト方向に沿って延設されるニュートラルゲート部４ａと、前記ニュートラルゲート部４ａの左端から前後に延設される１‐２ゲート部４ｂ、前記ニュートラルゲート部４ａの中央付近から前後に延設される３‐４ゲート部４ｃ、前記ニュートラルゲート部４ａの右端から前後に延設される５‐６ゲート部４ｄとからなり、前記ニュートラルゲート部４ａにシフトレバー３が位置する場合には、３‐４ゲート部４ｃが交わる中央付近（ニュートラル位置）に向けてシフトレバー３が付勢されるようになっている。

そして、１‐２ゲート部４ｂの前端部にシフトレバー３を位置させると１速に、１‐２ゲート部４ｂの後端部にシフトレバー３を位置させると２速に、３‐４ゲート部４ｃの前端部にシフトレバー３を位置させると３速に、３‐４ゲート部４ｃの後端部にシフトレバー３を位置させると４速に、５‐６ゲート部４ｄの前端部にシフトレバー３を位置させると５速に、５‐６ゲート部４ｄの後端部にシフトレバー３を位置させると６速に、前記手動式変速機２が変速される。

ここで、図３に示すように、前記シフトレバー３に連動するシャフト５を介して手動変速機２の変速段が切り換えられるようになっている。
即ち、前記シフトレバー３の前記ストローク方向に沿った動きに連動してシャフト５が軸方向に進退し、前記シフトレバー３の前記セレクト向に沿った動きに連動して前記シャフトが軸周りに回転し、このシャフト５の軸方向及び軸周りの動きによって各変速段のギヤの噛み合せが行われるようになっている。

前記シャフト５の軸方向の位置、即ち、シフトレバー３のストローク方向における位置を連続的に検出するストロークセンサ１１と、前記シャフト５の軸周りの回転位置、即ち、前記シフトレバー３のセレクト方向における位置を連続的に検出するセレクトセンサ１２とが設けられている。
そして、前記ストロークセンサ１１により検出されるストローク方向の位置と前記セレクトセンサ１２により検出されるセレクト方向の位置とから、シフトレバー３の位置を前記シフトゲート４に対応する平面上の位置として検出できるようになっている。

前記ストロークセンサ１１及びセレクトセンサ１２の検出信号は、エンジンコントロールモジュール（以下、ＥＣＭという）１３に入力される。
前記ＥＣＭ１３は、マイクロコンピュータを含んで構成され、前記ストロークセンサ１１，セレクトセンサ１２からの信号の他、クラッチペダル１４の踏み込み量から前記クラッチの完全締結状態を検出する第１クラッチスイッチ１５、前記クラッチペダル１４の踏み込み量から前記クラッチの完全解放状態を検出する第２クラッチスイッチ１６、手動式変速機２の出力軸から車速ＶＳＰを検出する車速センサ１７、エンジン１の回転数Ｎｅ（rpm）を検出するエンジン回転センサ１８、前記手動変速機２のニュートラル状態を検出するニュートラルスイッチ１９などからの信号が入力される。

前記ＥＣＭ１３は、上記各種センサ・スイッチからの信号に基づいて、運転者による変速操作時（クラッチ解放時）に、エンジン回転速度を変速後の回転速度に近づけてクラッチ締結時の変速ショックを緩和する回転同期制御を行う。
以下に、前記回転同期制御の概略を、図３に示す制御ブロック図に従って説明する。
まず、目標ギヤ算出部１０１では、前記ストロークセンサ１１，セレクトセンサ１２で検出されるシフトレバー３の位置から次のシフト位置（目標ギヤ）を判断する。

そして、目標回転数算出部１０２では、そのときの車速と次のシフト位置（目標ギヤ）とから目標エンジン回転数（rpm）を算出する。
一方、変速時制御判定部１０３では、クラッチペダル１４の踏み込みから回転同期制御の実行判定を行い、回転数Ｆ／Ｂ制御部１０４では、変速時制御判定部１０３の判定結果を受けて、前記目標エンジン回転数に実際のエンジン回転数Ｎｅ（rpm）を近づけるためのエンジントルク要求を出力する。

前記エンジントルク要求を受けたエンジントルク制御部１０５では、要求のエンジントルクを発生させるべく、電制スロットル２１の開度制御や点火時期の進遅角制御などを行う。
前記電制スロットル２１は、スロットルバルブ２１ａをモータ等のスロットルアクチュエータ２１ｂで開閉駆動する装置である。

尚、前記回転同期制御の実行・停止を任意に指定するためのスイッチ３０が設けられると共に、前記回転同期制御の作動状態を示すインジケータランプ３１が設けられており、ｏｎ／ｏｆｆ判定部１０６では、スイッチ３０のオン・オフを判断し、前記インジケータランプ３１の点灯を制御すると共に、前記変速時制御判定部１０３に回転同期制御を実行させるか否かを指示する。

ここで、シフトレバー３の実際の位置に対して前記ストロークセンサ１１，セレクトセンサ１２の検出出力にずれがあり、特にシフト位置の検出結果が実際よりも低速側にずれると、前記回転同期制御によって要求される同期回転よりも高いエンジン回転速度に制御される結果、変速に伴って車両が不用意に突き出してしまう可能性がある。
そこで、本実施形態では、前記ＥＣＭ１３が図４のフローチャートに示すようにしてシフト位置の検出結果を補正することで、回転同期制御を行わせつつ、前記突き出しの発生を未然に防止するようになっている。

図４のフローチャートにおいて、ステップＳ１１では、車両が走行中であるか否かを判別する。
具体的には、クラッチの完全締結状態であってかつ前記手動変速機２がニュートラル状態でないことを、前記第１クラッチスイッチ１５及びニュートラルスイッチ１９の信号から判断する。

車両が走行中であるときには、ステップＳ１２へ進み、前記ストロークセンサ１１，セレクトセンサ１２の検出信号，エンジン回転速度信号，車速信号を読み込む。
次のステップＳ１３では、前記ストロークセンサ１１，セレクトセンサ１２の検出信号と、予めシフト位置（１速〜６速）毎に設定されている検出信号範囲とを比較することで、シフト位置の検出を行う。

また、ステップＳ１４では、前記エンジン回転速度（変速機の入力軸回転速度）と車速（変速機の出力軸回転速度）との比（入出力回転比）から、手動変速機２のギヤ比を算出する。
ステップＳ１５では、前記ステップＳ１４で算出したギヤ比が、手動変速機２の各変速段（１速〜６速）のいずれかに対応しているか否かを判断する。

ステップＳ１５に進んだときには、クラッチを締結して車両が走行している状態であるので、エンジン回転速度と車速とから算出した手動変速機２のギヤ比は、１速〜６速のいずれかに対応しているはずであり、１速〜６速のいずれにも対応しない場合には、エンジン回転速度及び／又は車速の検出結果が実際とは異なるために、ステップＳ１４で１速〜６速のいずれにも対応しないギヤ比が算出されたものと判断される。

従って、前記ステップＳ１４で算出したギヤ比が、手動変速機２の各変速段（１速〜６速）のいずれかにも対応しない場合には、ステップＳ１６へ進んで、エンジン回転速度及び／又は車速の検出異常を判定し、そのまま本ルーチンを終了させる。
一方、ステップＳ１４で算出したギヤ比が、手動変速機２の各変速段（１速〜６速）のいずれかに対応する場合には、ステップＳ１７へ進み、ステップＳ１４で算出したギヤが対応するシフト位置を推定シフト位置にセットする。

ステップＳ１８では、ステップＳ１３で前記ストロークセンサ１１，セレクトセンサ１２の検出出力に基づき検出したシフト位置が、前記ステップＳ１７で設定した前記推定シフト位置に一致しているか否かを判別する。
ここで、ストロークセンサ１１，セレクトセンサ１２の検出出力に基づくシフト位置と、前記推定シフト位置とが一致する場合には、ステップＳ１９へ進み、ストロークセンサ１１，セレクトセンサ１２の検出出力に基づきシフト位置が正しく検出されていると判定する。

従って、ステップＳ１９へ進んだ場合には、ストロークセンサ１１，セレクトセンサ１２の検出出力に基づいて検出したシフト位置に基づいて前記回転同期制御を行わせる。
一方、ステップＳ１８で、ストロークセンサ１１，セレクトセンサ１２の検出出力に基づくシフト位置と、前記推定シフト位置とが一致しないと判断されると、ステップＳ２０へ進み、ストロークセンサ１１，セレクトセンサ１２の検出出力に基づきシフト位置が正しく検出されていないと判定する。

そして、次のステップＳ２１では、ストロークセンサ１１，セレクトセンサ１２の検出出力に基づくシフト位置よりも１段だけ高速側のシフト位置と、前記推定シフト位置とが一致するか否かを判別する。
換言すれば、実際のシフト位置である推定シフト位置よりも、ストロークセンサ１１，セレクトセンサ１２の検出出力に基づいて検出されたシフト位置が、１段だけ低速側にずれているか否かを判別する。

ここで、ストロークセンサ１１，セレクトセンサ１２の検出出力に基づくシフト位置よりも１段だけ高速側のシフト位置と、前記推定シフト位置とが一致すると判断されたときには、ステップＳ２２へ進む。
ステップＳ２２では、ストロークセンサ１１，セレクトセンサ１２の検出出力に基づくシフト位置を１段だけより高速側のシフト位置に補正し、該補正したシフト位置に基づいて前記回転同期制御を行わせる設定を行う。

ストロークセンサ１１，セレクトセンサ１２の検出出力に基づいて検出されるシフト位置が、実際よりも１段だけ低速側にずれている状態とは、図５に示すように、ストロークセンサ１１の出力範囲が車両の後方側にずれている場合である。
そして、上記のように出力範囲がずれた状態では、１速，３速，５速の位置にシフトレバー３が実際に位置している場合には、ストローク方向の出力が閾値よりも大きいことから、ストロークセンサ１１，セレクトセンサ１２の検出出力から１速，３速，５速として検出されるが、２速，４速，６速の位置にシフトレバー３が実際に位置している場合にも、ストローク方向の出力が前記閾値よりも大きいことから、ストロークセンサ１１，セレクトセンサ１２の検出出力に基づいて１速，３速，５速として検出されることになる。

即ち、実際のシフト位置が１速及び２速のときに１速と検出し、実際のシフト位置が３速及び４速のときに３速と検出し、実際のシフト位置が５速及び６速のときに５速と検出することになる。
一方、同期回転制御が行われるクラッチの解放状態では、エンジン回転速度及び車速に基づくシフト位置の判断は行えないので、上記のように、ストロークセンサ１１の出力範囲がずれている場合には、ストロークセンサ１１，セレクトセンサ１２の検出出力から例えば１速と判断されても、実際には１速であるか２速であるか不明となる。

ここで、回転同期制御を行うときに、ストロークセンサ１１，セレクトセンサ１２の検出出力に基づくシフト位置を１段だけより高速側に補正すると、例えば１速の検出結果は、一律に２速に補正されることになる。
上記補正を行ったときに、実際に２速であれば２速として回転同期制御が行われ、センサの検出ずれがないときと同等に回転同期制御を行わせることができる一方、実際に１速であれば実際よりも１段だけ高速側の２速への変速として回転同期制御が行われる結果、正常時よりも変速ショックの抑制効果は薄れるものの、過剰な回転増大制御によって車両の突き出しが発生することを回避できる。

即ち、上記のようにセンサ出力がずれている状態で通常にシフト位置の検出及び回転同期制御を行わせると、実際には２速へのダウン変速であるのに、１速へのダウン変速と誤判断することで、エンジン回転速度が過剰に増大制御され、変速終了時に車両の突き出しが発生する可能性がある。
しかし、本実施形態のように、１速であるか２速であるか不明であるときに、一律２速として回転同期制御を行わせることで、前記突き出しの発生を回避しつつ、回転同期制御による変速ショックの緩和効果を得ることができる。

即ち、少なくとも実際のシフト位置よりも低速側にならないように、シフト位置の検出結果を補正することで、回転同期制御を継続させながら、前記突き出しの発生を回避できるようにしてある。
ステップＳ２１で、ストロークセンサ１１，セレクトセンサ１２の検出出力に基づくシフト位置よりも１段だけ高速側のシフト位置と、前記推定シフト位置とが一致しないと判別されると、ステップＳ２３へ進む。

ステップＳ２３では、ストロークセンサ１１，セレクトセンサ１２の検出出力に基づくシフト位置よりも２段だけ高速側のシフト位置と、前記推定シフト位置とが一致するか否かを判別する。
ここで、ストロークセンサ１１，セレクトセンサ１２の検出出力に基づくシフト位置よりも２段だけ高速側のシフト位置と、前記推定シフト位置とが一致すると判断されたときには、ステップＳ２４へ進む。

ステップＳ２４では、ストロークセンサ１１，セレクトセンサ１２の検出出力に基づくシフト位置を２段だけより高速側に補正し、該補正したシフト位置に基づいて前記回転同期制御を行わせる設定を行う。
ストロークセンサ１１，セレクトセンサ１２の検出出力に基づいて検出されるシフト位置が、２段だけ低速側にずれている状態とは、図６に示すように、セレクトセンサ１２の出力範囲が車両の右側にずれている場合である。

そして、上記のように出力範囲がずれた状態では、シフトレバー３が１速又は３速に位置するときに１速として検出され、シフトレバー３が２速又は４速に位置するときに２速として検出され、シフトレバー３が５速に位置するときに３速として検出され、シフトレバー３が６速に位置するときに４速として検出されることになる。
ここで、エンジン回転速度及び車速に基づくシフト位置の判断が行えない回転同期制御時に、シフト位置の検出結果を一律に２段だけ高速側に補正すると、３速，４速の検出結果を５速，６速に補正することで実際のシフト位置に補正することになる一方、検出結果が１速，２速であるときには、３速，４速に補正されることで、実際のシフト位置に補正される場合と、実際のシフト位置よりも２段だけ高速側に補正されてしまう場合とが生じる。

例えば、実際のシフト位置が１速又は３速であるときには１速として検出されるから、実際に３速であるときには実際のシフト位置に補正されることになるが、実際に１速であれば３速として回転同期制御が行われることになる。
実際に１速であるときに、３速として回転同期制御が行われることで変速ショックの緩和効果は薄れるが、実際に３速であれば、通常時と同様に変速ショックを緩和できることになる。

同様に、２速の検出結果を一律に４速に補正すると、実際のシフト位置と一致する４速に補正される場合と、実際には２速であるのに４速に補正される場合があり、実際に４速であれば通常に回転同期制御が行われ、実際には２速であれば、３速として回転同期制御が行われることになる。
上記のようにセレクト方向にずれている状態で通常にシフト位置の検出及び回転同期制御を行わせると、例えば３速へのダウン変速において１速へのダウン変速であると誤判断されることで、エンジン回転速度が過剰に増大制御され、変速終了時に車両の突き出しが発生する可能性があるが、本実施形態のように、例えば１速であるか３速であるか不明であるときに、一律３速として回転同期制御を行わせることで、前記突き出しの発生を回避しつつ、回転同期制御による変速ショックの緩和効果を得ることができる。

また、ステップＳ２３で、ストロークセンサ１１，セレクトセンサ１２の検出出力に基づくシフト位置よりも２段だけ高速側のシフト位置と、前記推定シフト位置とが一致しないと判断されたときには、実際のシフト位置よりも高速側のシフト位置を誤検出する方向にストロークセンサ１１，セレクトセンサ１２の検出特性がずれていると判断される。
この場合には、シフト位置の検出結果をそのまま用いて回転同期制御を行わせても、エンジン回転速度が過剰に増大制御されて変速終了時に車両の突き出しが発生することはない一方、補正によって実際よりも低速側のシフト位置に補正されてしまう可能性があるので、シフト位置の検出結果を補正する設定を行わずに、そのまま本ルーチンを終了させる。

従って、ステップＳ２３で、ストロークセンサ１１，セレクトセンサ１２の検出出力に基づくシフト位置よりも２段だけ高速側のシフト位置と、前記推定シフト位置とが一致しないと判断されたときには、ストロークセンサ１１，セレクトセンサ１２の検出出力に基づくシフト位置の検出結果をそのまま用いて回転同期制御を行わせる。
また、ステップＳ１１で車両が走行中でないと判別されたときには、エンジン回転速度及び車速に基づくシフト位置の推定が行えず、ストロークセンサ１１，セレクトセンサ１２の検出特性の変化を判断できないので、ステップＳ２５で推定シフト位置のデータをクリアしてから、本ルーチンを終了させる。

尚、ストロークセンサ１１，セレクトセンサ１２の検出出力に基づくシフト位置と、エンジン回転速度及び車速に基づき推定したシフト位置とが一致しないときに、シフト位置検出の異常を運転者にランプ等で警告することが好ましい。

実施形態におけるエンジン，動力伝達系及び制御系を示すシステム図。 同上実施形態におけるシフトゲートを示す図。 同上実施形態における回転同期制御の詳細を示すブロック図。 同上実施形態におけるシフトレバーの位置の補正制御を示すフローチャート。 同上実施形態におけるストローク方向へ検出範囲がずれた状態を示す図。 同上実施形態におけるセレクト方向へ検出範囲がずれた状態を示す図。

符号の説明

１…エンジン、２…手動式変速機、３…シフトレバー、１１…ストロークセンサ、１２…セレクトセンサ、１３…エンジンコントロールモジュール（ＥＣＭ）、１４…クラッチペダル、１５…第１クラッチスイッチ、１６…第２クラッチスイッチ、１７…車速センサ、１８…エンジン回転センサ、１９…ニュートラルスイッチ

Claims (6)

1. シフトレバーの位置を連続的に検出するセンサを備え、該センサによって検出された前記シフトレバーの位置に基づいてシフト位置を検出する車両のシフト位置検出装置であって、
   変速機の入出力回転比からシフト位置を推定し、該推定結果に基づいて前記センサを用いたシフト位置の検出結果を補正することを特徴とする車両のシフト位置検出装置。
2. 前記推定したシフト位置と前記センサを用いたシフト位置の検出結果との差に基づいて、前記センサによる検出ずれの方向を判断し、前記検出ずれの方向に基づいて前記センサを用いたシフト位置の検出結果を補正することを特徴とする請求項１記載の車両のシフト位置検出装置。
3. 前記シフトレバーの位置が、検出方向の異なる２つのセンサによって平面上の位置として検出され、前記検出ずれの方向が前記２つのセンサの検出方向のいずれであるかに基づいて、前記センサを用いたシフト位置の検出結果を補正することを特徴とする請求項２記載の車両のシフト位置検出装置。
4. 前記センサを用いたシフト位置の検出結果が少なくとも実際のシフト位置よりも低速側にならないように、シフト位置の検出結果を補正することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の車両のシフト位置検出装置。
5. 前記推定したシフト位置が前記センサを用いたシフト位置の検出結果よりもｎ（≧１）段だけより高速側であることが検出されたときに、前記センサを用いたシフト位置の検出結果を一律にｎ段だけより高速側に補正することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の車両のシフト位置検出装置。
6. 変速時に、前記シフト位置の検出結果に基づく目標回転速度に、エンジン回転速度を同期させる回転同期制御を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の車両のシフト位置検出装置。

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