JP2009287624A - 車両の異常検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レンジ変更信号に基づいてアクチュエータを制御して走行レンジを変更する車両のシフト制御装置において、シフト制御装置の異常を的確に検出することができる車両のシフト制御装置を提供する。
【解決手段】電動アクチュエータ３４とマニュアルバルブ３１との間にフェールが発生したとしても、ロータリエンコーダ８０およびニュートラルスタートスイッチ８２による回転位置（θ_ROT、θ_NSW）の前後関係の変化に基づいて、そのフェールを判定することができる。すなわち、ロータリエンコーダ８０およびニュートラルスタートスイッチ８２が電動アクチュエータ３４に内蔵された形式、或いは、ロータリエンコーダ８０およびニュートラルスタートスイッチ８２が電動アクチュエータ３４に近い位置に配設された形式であっても、それら位置検出手段よりもマニュアルバルブ側で発生するフェールをも判定することができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、レンジ変更信号に基づいてアクチュエータを制御して走行レンジを変更する車両のシフト制御装置に係り、特に、シフト制御装置の異常検出に関するものである。

レンジ変更信号に基づいてアクチュエータを制御して走行レンジを変更する所謂シフトバイワイヤシステムと呼ばれる車両のシフト制御装置が実現されている。例えば、特許文献１の車両制御システムがその一例である。上記のようなシフトバイワイヤシステムのシフト制御装置においては、運転者による走行レンジ指示が、従来のように自動変速機のマニュアルバルブを機械的に操作するのではなく、マニュアルバルブをアクチュエータを介して操作することから、アクチュエータの異常などによりシフトバイワイヤシステムに異常が発生することが考えられ、シフトバイワイヤシステムの異常を正確に検知することが望まれる。

特開２００６−３３６７１０号公報

そこで、特許文献１の車両制御システムでは、アクチュエータ内に内蔵されたエンコーダ（角度検出装置）と、ディテントプレートに設けられたシフトレンジ検出装置とから走行レンジを検出し、エンコーダとシフトレンジ検出装置とから検出される走行レンジが一致しないとき、車両の異常を判定する技術が開示されている。

ところで、特許文献１では、シフトレンジ検出装置がディテントプレートに設けられているため、装置が複雑になって大型化する問題があった。そこで、装置をさらにコンパクトに構成するため、例えば、アクチュエータ内に２つの位置検出手段（特許文献１において、エンコーダとシフトレンジ検出装置に相当）を設ける機構が考案されている。しかし、上記のような機構では、２つの位置検出手段よりもマニュアルバルブ側でフェールが発生した場合、その異常が判定できないという課題があった。例えば、アクチュエータの出力軸に連結されるマニュアルシャフトとの連結が遮断された場合であっても、２つの位置検出手段は、それぞれの位置検出手段が正常に作動するのであれば走行レンジが一致するため、異常を検出することができなかった。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、レンジ変更信号に基づいてアクチュエータを制御して走行レンジを変更する車両のシフト制御装置において、シフト制御装置の異常を的確に検出することができる車両のシフト制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するための、請求項１にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）レンジ変更信号に基づいて動力発生部を有するアクチュエータを制御して、変速機のマニュアルバルブを切り替えることにより、走行レンジを変更する車両のシフト制御装置において、（ｂ）前記アクチュエータの動力発生部とマニュアルバルブの間の動力伝達経路上に形成されたガタ発生部位と、（ｃ）そのガタ発生部位の前後と動力伝達可能に設けられて、各々異なる回転部品の回転位置を検出する２つの位置検出手段と、（ｄ）前記走行レンジが変更されたとき、前記ガタ発生部位に起因して生じる前記２つの位置検出手段の検出位置の前後関係の変化が検知出来ない場合、異常と判定する異常判定手段を備えることを特徴とする。

また、請求項２にかかる発明の要旨とするところは、請求項１の車両のシフト制御装置において、前記２つの位置検出手段の検出位置の前後関係の変化が検知できない場合とは、前記検出位置の差の変動が所定値以下とならない場合であることを特徴とする。

また、請求項３にかかる発明の要旨とするところは、請求項１または２の車両のシフト制御装置において、運転者によって走行レンジが変更されたとき、前記２つの位置検出手段の検出位置の前後関係の変化が生じる機構が設けられていることを特徴とする。

請求項１にかかる発明の車両のシフト制御装置によれば、ガタ発生部位の前後と動力伝達可能に設けられて、各々異なる回転部品の回転位置を検出する２つの位置検出手段と、前記走行レンジが変更されたとき、前記ガタ発生部位に起因して生じる前記２つの位置検出手段の検出位置の前後関係の変化が検知出来ない場合、異常と判定する異常判定手段を備えるため、前記アクチュエータとマニュアルバルブとの間にフェールが発生したとしても、２つの位置検出手段の検出位置の前後関係の変化に基づいて、そのフェールを判定することができる。すなわち、２つの位置検出手段がアクチュエータに内蔵された形式、或いは、２つの位置検出手段がアクチュエータに近い位置に配設された形式であっても、それらの位置検出手段よりもマニュアルバルブ側で発生するフェールを判定することができる。

また、請求項２にかかる発明の車両のシフト制御装置によれば、前記２つの位置検出手段の検出位置の前後関係の変化が検知できない場合とは、前記検出位置の差の変動が所定値以下とならない場合であるため、検出位置の差の変動を検出することで、容易に検出位置の前後関係の変化を判定することができる。これより、シフト制御装置の異常が容易に判定される。なお、シフト制御装置が正常に作動する場合、２つの位置検出手段の検出位置の前後関係が変化するため、検出位置の差の変動が小さくなる、すなわち所定値以下となる。

また、請求項３にかかる発明の車両のシフト制御装置によれば、運転者によって走行レンジが変更されたとき、前記２つの位置検出手段の検出位置の前後関係の変化が生じる機構が設けられているため、走行レンジ変更時において、２つの位置検出手段の検出位置の前後関係の変化を検知することで、容易にシフト制御装置が異常か否かを判断することができる。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明が適用された車両の自動変速機（変速機）６の構成を説明する骨子図である。本実施例における上記車両は、縦置き型の自動変速機６を有するものであってＦＲ（フロントエンジン・リアドライブ）型の駆動方式を採用するものであり、走行用の動力源としてエンジン８を備えている。内燃機関にて構成されるエンジン８の出力は、流体伝動装置として機能するトルクコンバータ１０、自動変速機６、図示しない差動歯車装置および一対の車軸などを介して図示しない左右の駆動輪へ伝達されるようになっている。

図１において、自動変速機６は、車体に取り付けられる非回転部材としてのトランスミッションケース（以下、ケースと表す）１１内において、ダブルピニオン型の第１遊星歯車装置１２を主体として構成されている第１変速部１４と、シングルピニオン型の第２遊星歯車装置１６およびダブルピニオン型の第３遊星歯車装置１８を主体として構成されている第２変速部２０とを共通の軸心Ｃ上に備え、入力軸２２の回転を変速して出力軸２４から出力する。入力軸２２は、走行用の動力源であるエンジン８によって回転駆動されるトルクコンバータ１０のタービン軸でもある。出力軸２４は、上述のようにたとえば図示しない差動歯車装置や一対の車軸等を順次介して左右の駆動輪を回転駆動する。なお、自動変速機６は、出力軸２４の軸心すなわち上記共通の軸心Ｃに対して略対称的に構成されており、図１の骨子図においてはその軸心Ｃの下半分が省略されている。

上記第１遊星歯車装置１２は、サンギヤＳ１、互いに噛み合う複数対のピニオンギヤＰ１、そのピニオンギヤＰ１を自転及び公転可能に支持するキャリヤＣＡ１、ピニオンギヤＰ１を介してサンギヤＳ１と噛み合うリングギヤＲ１を備えている。また、第２遊星歯車装置１６は、サンギヤＳ２、ピニオンギヤＰ２、そのピニオンギヤＰ２を自転及び公転可能に支持するキャリヤＣＡ２、ピニオンギヤＰ２を介してサンギヤＳ２と噛み合うリングギヤＲ２を備えている。また、第３遊星歯車装置１８は、サンギヤＳ３、互いに噛み合う複数対のピニオンギヤＰ２及びＰ３、そのピニオンギヤＰ２及びＰ３を自転及び公転可能に支持するキャリヤＣＡ３、ピニオンギヤＰ２及びＰ３を介してサンギヤＳ３と噛み合うリングギヤＲ３を備えている。

図１におけるクラッチＣ１〜Ｃ４およびブレーキＢ１、Ｂ２（以下特に区別しない場合はクラッチＣ、ブレーキＢと記載する）は、油圧シリンダから成る油圧アクチュエータとその油圧アクチュエータに供給される油圧により係合或いは解放される多板式のクラッチあるいはブレーキとを備える油圧式摩擦係合装置である。第１回転要素ＲＭ１（サンギヤＳ２）は、ブレーキＢ１を介してケース１１に選択的に連結されて回転停止され、クラッチＣ３を介して中間出力部材である第１遊星歯車装置１２のリングギヤＲ１すなわち第２中間出力経路ＰＡ２に選択的に連結され、さらにクラッチＣ４を介して第１遊星歯車装置１２のキャリヤＣＡ１すなわち第１中間出力間接経路ＰＡ１ｂに選択的に連結されるようになっている。

また、第２回転要素ＲＭ２（キャリヤＣＡ２およびＣＡ３）は、ブレーキＢ２を介してケース１１に選択的に連結されて回転停止され、クラッチＣ２を介して入力軸２２すなわち第１中間出力直結経路ＰＡ１ａに選択的に連結されるようになっている。また、第３回転要素ＲＭ３（リングギヤＲ２およびＲ３）は、出力軸２４に一体的に連結されて回転を出力するようになっている。また、第４回転要素ＲＭ４（サンギヤＳ３）は、クラッチＣ１を介してリングギヤＲ１に連結されるようになっている。

また、第２回転要素ＲＭ２とケース１１との間には、第２回転要素ＲＭ２の正回転（入力軸２２と同じ回転方向）を許容しつつ逆回転を阻止する一方向クラッチＦ１がブレーキＢ２と並列に設けられている。また、第３回転部材ＲＭ３の外周側には、後述の駐車ロック機構としても機能するシフト切換機構１０５の一部を構成し、後述の図６に示すパーキングロックポール１０８と噛み合うことにより出力軸２４の回転を阻止するパーキングギヤ１０６が固設されている。

図２は、図１に示す自動変速機６において変速比の異なる複数の変速段を成立させる際の前記クラッチＣ、ブレーキＢ、一方向クラッチＦ１を含む各係合要素の作動状態を説明する図表であり、「○」は係合状態を、「（○）」はエンジンブレーキ時のみの係合状態を、空欄は解放状態をそれぞれ表している。図２に示すように、本実施例の自動変速機６は、上記各係合要素が選択的に係合させられることにより変速比（自動変速機６の入力軸回転数を出力軸回転数で除した値）が異なる前進８段を含む複数の変速段が成立するようになっている。なお、各変速段の変速比は、第１遊星歯車装置１２、第２遊星歯車装置１６、および第３遊星歯車装置１８の各ギヤ比によって適宜定められる。

図３は、図１に示すクラッチＣおよびブレーキＢにそれぞれ設けられた油圧アクチュエータＡＣＴ１〜ＡＣＴ６の作動を制御するリニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ６等に関する油圧制御回路２５の要部を示す回路図である。

図３において、油圧供給装置２６は、エンジン８によって回転駆動される機械式のオイルポンプ２７（図１参照）から発生する油圧を元圧として第１ライン油圧Ｐ_Ｌ１を調圧する例えばリリーフ型のプライマリレギュレータバルブ（第１調圧弁）２８と、そのプライマリレギュレータバルブ２８から排出される油圧を元圧として第２ライン油圧Ｐ_Ｌ２を調圧するセカンダリレギュレータバルブ（第２調圧弁）２９と、アクセル操作量（アクセル開度）Ａcc或いはスロットル弁開度θ_ＴＨで表されるエンジン負荷等に応じた第１ライン油圧Ｐ_Ｌ１および第２ライン油圧Ｐ_Ｌ２が調圧されるためにプライマリレギュレータバルブ２８およびセカンダリレギュレータバルブ２９へ信号圧Ｐ_ＳＬＴを供給するリニアソレノイドバルブＳＬＴと、第１ライン油圧Ｐ_Ｌ１を元圧としてモジュレータ油圧Ｐ_Ｍを一定値に調圧するモジュレータバルブ３０とを備えている。また、油圧供給装置２６は、後述の図４に示すシフトレバー３８およびパーキングスイッチ４０の操作すなわちシフトレンジ（シフトポジション）切換操作に基づいて出力される電気的駆動指令信号Ｓ_Ａに従って駆動する電動アクチュエータ（アクチュエータ）３４により油路が切り換えられ、シフトレバー３８が予め定められた操作位置のうちのドライブレンジ指令位置（前進走行指令位置）Ｄへ操作されたときには、入力された第１ライン油圧Ｐ_Ｌ１をドライブレンジ油圧Ｐ_Ｄとして出力し、シフトレバー３８がリバースレンジ指令位置（後進走行指令位置）Ｒへ操作されたときには、入力された第１ライン油圧Ｐ_Ｌ１をリバースレンジ油圧Ｐ_Ｒとして出力し、シフトレバー３８がニュートラルレンジ指令位置（動力伝達遮断指令位置）Ｎへ操作されるか、あるいはパーキングスイッチ４０がパーキングレンジ指令位置（駐車指令位置）Ｐへ操作されるすなわちパーキングレンジ切換操作が行われたときには、油圧の出力を遮断するマニュアルバルブ（シフトレンジ切換弁）３１を備えている。油圧供給装置２６は、第１ライン油圧Ｐ_Ｌ１、第２ライン油圧Ｐ_Ｌ２、モジュレータ油圧Ｐ_Ｍ、ドライブレンジ油圧Ｐ_Ｄ、およびリバースレンジ油圧Ｐ_Ｒを出力するようになっている。

前記クラッチＣおよびブレーキＢにそれぞれ設けられた油圧シリンダから成る油圧アクチュエータＡＣＴ１〜ＡＣＴ６には、リニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ６（以下特に区別しない場合はリニアソレノイドバルブＳＬと記載する）がそれぞれ設けられている。油圧アクチュエータＡＣＴ１、ＡＣＴ２、ＡＣＴ５、ＡＣＴ６には、それぞれ対応するリニアソレノイドバルブＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ５、ＳＬ６により、油圧供給装置２６からそれぞれ供給されたドライブレンジ油圧Ｐ_Ｄが調圧されて供給される。また、各油圧アクチュエータＡＣＴ３、ＡＣＴ４には、それぞれ対応するリニアソレノイドバルブＳＬ３、ＳＬ４により、油圧供給装置２６からそれぞれ供給されたリバースレンジ油圧Ｐ_Ｒが調圧されて供給される。なお、ブレーキＢ２の油圧アクチュエータＡＣＴ６には、リニアソレノイドバルブＳＬ６の出力油圧またはリバースレンジ油圧Ｐ_Ｒのどちらかがシャトル弁３３を介して供給されるようになっている。

ここで、上記リニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ６は、基本的には何れも同じ構成であり、それぞれ独立に励磁、非励磁や電流制御がなされて各油圧アクチュエータＡＣＴ１〜ＡＣＴ６へ供給される油圧を独立に調圧制御し、各クラッチＣおよびブレーキＢの係合圧をそれぞれ制御するものである。そして、自動変速機６は、例えば図２の係合作動表に示すように予め定められた係合要素が係合されることによって各変速段が成立させられる。例えば、図２の係合作動表に示すように第５変速段から第４変速段へのダウンシフトに際しては、クラッチＣ２が解放されると共にクラッチＣ４が係合され、変速ショックを抑制するようにクラッチＣ２の解放過渡油圧とクラッチＣ４の係合過渡油圧とが適切に制御される。

図４は、後述のシフト切換機構１０５のシフトレンジを切り換えるためのシフトレンジ切換操作の入力装置として機能するシフト操作装置３６を示す斜視図である。図４において、シフト操作装置３６は、例えば運転席の近傍に配設されて運転者により操作され、車両前後方向に配列された３つの操作位置すなわちドライブレンジ指令位置Ｄ、リバースレンジ指令位置Ｒ、ニュートラルレンジ指令位置Ｎへ操作されるシフトレバー３８と、駐車する際に押圧操作されることでパーキングレンジ指令位置Ｐへ位置させられる押釦式のパーキングスイッチ４０とを備えている。上記シフトレバー３８は、図示しないスプリングの付勢力に従って、非操作時には図４に示す位置すなわち原位置（ホームポジション）に自動的に復帰させられるモーメンタリータイプ（自動復帰型）である。また、シフトレバー３８は、上記原位置からニュートラルレンジ指令位置Ｎを通過してドライブレンジ指令位置Ｄまたはリバースレンジ指令位置Ｒへ操作されるようになっている。また、シフト操作装置３６は、シフトレバー３８の操作位置を検出してその操作位置を示すシフトレバー位置信号Ｐ_ＳＨを後述の電子制御装置４６に供給するシフトレバーポジションセンサ４２と、Ｐ操作スイッチ９４が押圧操作されてパーキングレンジ指令位置Ｐへ位置させられたことを示す駐車指令信号Ｐ_Ｐを後述の電子制御装置４６に供給するパーキングポジションセンサ４４とをさらに備えている。シフト操作装置３６は、シフトレバー３８およびパーキングスイッチ４０の操作すなわちシフトレンジ切換操作を電気的に検出し、そのシフトレンジ切換操作に応じてシフトレンジ指令信号に相当する上記シフトレバー位置信号Ｐ_ＳＨおよび駐車指令信号Ｐ_Ｐを発生するものである。

ここで、上記ドライブレンジ指令位置Ｄは、シフトレンジを車両が前進走行させられるドライブレンジに切り換えるための操作位置であって、図２に示す第１速ギヤ段「１ｓｔ」〜第８速ギヤ段「８ｔｈ」のいずれか１つが成立させられる。

また、リバースレンジ指令位置Ｒは、シフトレンジを車両が後進走行させられるリバースレンジに切り換えるための操作位置であって、図２に示す第１後進ギヤ段「Ｒｅｖ１」または第２後進ギヤ段「Ｒｅｖ２」が成立させられる。

また、ニュートラルレンジ指令位置Ｎは、シフトレンジを自動変速機６の動力伝達経路が遮断状態にされるニュートラルレンジに切り換えるための操作位置である。

また、パーキングレンジ指令位置Ｐは、シフトレンジを自動変速機６の動力伝達経路が遮断状態にされ、且つ後述のシフト切換機構１０５によって自動変速機６の出力軸２４の回転が機械的に固定されるパーキングレンジに切り換えるための操作位置である。

図５は、図１に示す自動変速機６やエンジン８などを制御するために車両に設けられた制御系統の要部を説明するブロック線図である。図５において、電子制御装置４６は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことによりエンジン８の出力制御や自動変速機６の変速制御やシフトレンジを切り換えるシフトレンジ切換制御等を実行する。なお、この電子制御装置４６は、必要に応じて出力制御用や変速制御用やシフトレンジ切換制御用などに分けて構成されるものであり、本実施例では、上記シフトレンジ切換制御を行うシフトバイワイヤ用電子制御装置としてのＳＢＷ−ＥＣＵ４８（シフト制御装置に相当）を含んで構成されている。

図５に示すように、電子制御装置４６には、車速Ｖ[km/h]を検出する車速センサ５８、アクセルペダル６０の操作量すなわちアクセル操作量Ａcc[%]を検出するアクセル操作量センサ６２、常用ブレーキであるフットブレーキ６４の操作量すなわちブレーキ操作量Ｂ[%]を検出するフットブレーキ操作量センサ６６、シフトレバー３８の操作位置を検出してシフトレバー位置信号Ｐ_ＳＨを出力するするシフトレバーポジションセンサ４２、パーキングスイッチ４０がパーキングレンジ指令位置Ｐへ操作されたことを検出して駐車指令信号Ｐ_Ｐを出力するパーキングポジションセンサ４４、電動アクチュエータ３４に一体的に設けられ、その電動アクチュエータ３４の回転によって出力されるパルス信号ＳＰを検出することで、電動アクチュエータ３４に動作的に連結されたマニュアルシャフト１１８の回転位置θ_ROT[rad]を検出するロータリーエンコーダ８０、電動アクチュエータ３４に設けられ、その電動アクチュエータ３４の回転位置に応じて出力されるポジション電圧ＰＶを検出することで、電動アクチュエータ３４に作動的に連結されたマニュアルシャフト１１８の回転位置θ_NSW[rad]を検出するニュートラルスタートスイッチ８２等から、車速Ｖ、アクセル操作量Ａcc、ブレーキ操作量Ｂ、シフトレバー位置信号Ｐ_ＳＨ、駐車指令信号Ｐ_Ｐ、パルス信号ＳＰ（回転位置θ_ROT）、ポジション信号ＰＶ（回転位置θ_NSW）などを表す信号が供給される。

また、電子制御装置４６からは、シフトレバー位置信号Ｐ_ＳＨが変更されたことや駐車指令信号Ｐ_Ｐが供給されたことに応じてマニュアルバルブ３１の油路や後述の駐車ロック機構の切り換えを行うことによりシフトレンジを切り換えるために、電動モータやソレノイド等からなる電動アクチュエータ３４へ駆動指令信号Ｓ_Ａが出力される。本実施例では、シフトレバー３８やパーキングスイッチ４４の操作すなわちシフトレンジ切換操作に従って電動アクチュエータ３４が駆動されることによりシフトレンジが切り換えられるようになっている。なお、本実施例のＳＢＷ−ＥＣＵ４８は、ロータリーエンコーダ８０から出力されるパルス信号ＳＰのカウント数ＣＰまたはニュートラルスタートスイッチ８２から出力されるポジション電圧ＰＶを取得して上記電動アクチュエータ３４の実際の回転状況を検出し、指令位置となるまで電動アクチュエータ３４を駆動するフィードバック制御を行うようになっている。

図６は、自動変速機６の出力軸２４の回転を機械的に固定するパーキングロックを行う駐車ロック機構としても機能し、シフトレバー位置信号Ｐ_ＳＨまたは駐車指令信号Ｐ_Ｐに従って作動する電動アクチュエータ３４によりシフトレンジを切り換えるシフト切換機構１０５の構成を示す斜視図である。

図６において、シフト切換機構１０５は、自動変速機６の出力軸２４に固定されたパーキングギヤ１０６と、パーキングギヤ１０６に噛み合う噛合位置へ回動可能に設けられて選択的にパーキングギヤ１０６に噛み合わされることにより出力軸２４を回転不能に固定するパーキングロックポール１０８と、パーキングロックポール１０８に係合するテーパ部材１１０に挿し通されてそのテーパ部材１１０を一端部において支持するパーキングロッド１１２と、パーキングロッド１１２に設けられてテーパ部材１１０をその小径方向へ付勢するスプリング１１４と、パーキングロッド１１２の他端部に回動可能に接続されて節度機構により少なくともパーキングレンジに対応する位置決め位置に位置決めされるディテントプレート１１６と、ディテントプレート１１６に固設されて一軸心まわりに回転可能に支持されたマニュアルシャフト１１８と、マニュアルシャフト１１８を回転駆動させる電動アクチュエータ３４と、ディテントプレート１１６の回転に節度を与えてそのディテントプレート１１６を各シフトレンジに対応する位置決め位置に固定するディテントスプリング１２０およびその先端部に設けられた係合部１２２とを、備えている。

ディテントプレート１１６には、マニュアルバルブ３１のスプール弁子１２４の一端がディテントプレート１１６に設けられたピン１２６を介してそのピン１２６まわりに回動可能且つディテントプレート１１６に対してマニュアルシャフト１１８とピン１２６とを結ぶ直線方向に相対移動可能に設けられており、マニュアルシャフト１１８の回転すなわちディテントプレート１１６のマニュアルシャフト１１８の軸心まわりの回動に伴ってマニュアルバルブ３１のスプール弁子１２４がそのスプール弁子１２４の軸心方向に摺動させられるようになっている。上記スプール弁子１２４を摺動可能に収容するバルブボデー１２５内には、油圧制御回路２５を構成する油路の一部が設けられている。また、ディテントプレート１１６は、マニュアルシャフト１１８を介して電動アクチュエータ３４の駆動軸（出力軸８４、モータ軸９０（図１０参照））に作動的に連結されており、パーキングロッド１１２、ディテントスプリング１２０、係合部１２２などと共に電動アクチュエータ３４により駆動されてシフトレンジが切り換わる際のシフトレンジ位置決め部材として機能する。

ディテントプレート１１６の頂部には、図７に示すように一対の内壁面１２８および１３０の間においてパーキングレンジ指令位置Ｐ、リバースレンジ指令位置Ｒ、ニュートラルレンジ指令位置Ｎ、ドライブレンジ指令位置Ｄにそれぞれ対応して設けられた４つの凹部が形成されており、それらのうちの端に位置する凹部１３２がパーキングレンジ指令位置Ｐに対応している。

図６は、シフトレンジがパーキングレンジであるときすなわちシフト切換機構１０５がパーキングロックされた状態を示している。この状態では、パーキングロックポール１０８がパーキングギヤ１０６を回転不能に固定しており、車両の出力軸２４の回転が阻止されている。この状態から、電子制御装置４６から作動のための駆動指令信号Ｓ_Ａを受けた電動アクチュエータ３４によりマニュアルシャフト１１８が図６に示す矢印Ａの方向に回転されると、ディテントプレート１１６を介してパーキングロッド１１２が図６に示す矢印Ｃの方向に移動され、パーキングロッド１１２の先端に設けられたテーパ部材１１０の移動によりパーキングロックポール１０８が図６に示す矢印Ｄの方向に移動可能となるとともに、マニュアルバルブ３１のスプール弁子１２４が図６に示す矢印Ｅの方向すなわちスプール弁子１２４の軸心方向に摺動させられる。

上記電動アクチュエータ３４の作動すなわちディテントプレート１１６の回動に伴って、図７に示すディテントプレート１１６の頂部に設けられた４つの凹部（谷）のうちの端に位置する凹部１３２にあったディテントスプリング１２０の係合部１２２が、凸部１３４を乗り越えて他方の谷のいずれか、すなわち図７に示す連凹部１３６上を移動させられる。係合部１２２は、その軸心まわりに回転可能にディテントスプリング１２０に設けられている。係合部１２２が連凹部１３６に到達するまでディテントプレート１１６が矢印Ａの方向へ回転させられたときには、パーキングロックポール１０８がパーキングギヤ１０６と噛み合うことのない位置まで矢印Ｄの方向へ押し下げられる。これにより、出力軸２４およびこれに連結された車両の駆動輪が機械的に固定されなくなる。そして、その切り換えられた連凹部１３６に対応する箇所に位置決めされたスプール弁子１２４によりマニュアルバルブ３１の油路が切り換えられるようになっている。

一方、電動アクチュエータ３４によりマニュアルシャフト１１８が矢印Ｂの方向に回転させられると、上述とは逆の作動によりシフトレンジがパーキングレンジに切り換えられるとともにマニュアルバルブ３１の油路がパーキングレンジに対応する状態に切り換えられるようになっている。すなわち、本実施例のシフト切換機構１０５では、シフト操作装置３６から出力されるシフトレバー位置信号Ｐ_ＳＨおよび駐車指令信号Ｐ_Ｐに応じてＳＢＷ−ＥＣＵ４８により電動アクチュエータ３４が制御されてマニュアルシャフト１１８がその軸心まわりに回転させられることによって、ディテントプレート１１６を介してマニュアルバルブ３１のスプール弁子１２４が機械的に一直線方向へ移動させられ、そのスプール弁子１２４が４つのシフトレンジすなわちドライブレンジ、リバースレンジ、ニュートラルレンジ、またはパーキングレンジのうちの１つに対応する位置に位置決めされることにより油圧制御回路２５の油路が切り換えられるようになっている。

図８は、前記図６および図７に示すように構成されるシフト切換機構１０５の制御系統を説明するブロック線図であり、特に、シフト操作装置の操作に応じてマニュアルシャフト１１８の回転位置を制御することでマニュアルバルブ３１のシフト位置を電気的に切り換えるための制御系統を説明するブロック線図である。なお、図８では、ディテントプレート１１６の回動に従って作動するマニュアルバルブ３１並びにパーキングロック機構（パーキングギヤ１０８）などは省略されている。

図８において、シフトレバー３８が上記各操作位置「Ｒ」、「Ｎ」、「Ｄ」へ操作されたことを検出するシフトレバーポジションセンサ４２、並びに、パーキングスイッチ４０のＯＮ操作を検出するパーキングポジションセンサ４４をそれ等のシフト操作位置すなわち運転者のシフト意思が電気的に検出される。そして、そのシフト操作位置に応じてＳＢＷ−ＥＣＵ（電子制御装置）４８により電動アクチュエータ３４が制御され、マニュアルシャフト１１８が軸心まわりに回転させられる。これに伴い、ディテントプレート１１６が回動させられることにより、マニュアルバルブ３１のスプール弁子１２４が機械的に一直線方向へ移動させられ（図６参照）、４箇所のシフト位置「Ｐ」、「Ｒ」、「Ｎ」、「Ｄ」に位置決めされて油路を切り換えるようになっている。

本実施例では、マニュアルバルブ３１および前記マニュアルシャフト１１８を含んで車両の駆動状態、すなわち複数のシフト位置のいずれかへ機械的に切り換えるシフト切換機構１０５が構成されており、電動アクチュエータ３４は運転者のシフト意思に基づいて電気的に制御されるシフト駆動手段に相当する。この電動アクチュエータ３４は、本実施例ではＳＲモータ（Switched Reluctance Motor ）にて構成されており、前記マニュアルシャフト１１８に減速機等を介して連結されて回転駆動するとともに、一体的に設けられたロータリエンコーダ８０から出力されるパルス信号ＳＰがＳＢＷ−ＥＣＵ４８に供給されるようになっている。ロータリエンコーダ８０は、一対の発光素子および受光素子を有する非接触式の光学式回転センサで、電動アクチュエータ３４の所定回転毎にパルス信号ＳＰを出力するものであり、シフト切換機構１０５の機械的変位、ここではマニュアルシャフト１１８の回転変位（回転位置）の相対的位置情報を連続的に検出する位置検出手段としても機能している。なお、ロータリエンコーダ８０が本発明の２つの位置検出手段のうちの１つに対応している。

電動アクチュエータ３４にはまた、ニュートラルスタートスイッチ８２が配設されている。このニュートラルスタートスイッチ８２は、シフト切換機構１０５の機械的変位、ここではマニュアルシャフト１１８の回転位置θ_NSW（回転変位）の絶対的位置情報を検出する非接触式回転角センサで、位置検出手段として機能するものであり、図９に示すように、電動アクチュエータ３４の出力軸８４の周囲であって軸心Ｏに対して対称位置に配設された一対の磁石８６と、出力軸８４に一体的に配設されて一体的に軸心Ｏまわりに回転させられるホール素子８８とを備えている。ホール素子８８は、磁力の強さに応じて変化するポジション電圧ＰＶを出力するもので、出力軸８４の回転に伴ってホール素子８８に作用する磁力が変化することにより、その回転角度に応じてポジション電圧ＰＶは連続的に変化する。したがって、このポジション電圧ＰＶの大きさに基づいて出力軸８４の回転角度、更にはマニュアルバルブ３１のシフト位置「Ｐ」、「Ｒ」、「Ｎ」、「Ｄ」を検出することができる。なお、ニュートラルスタートスイッチ８２が本発明の２つの位置検出手段のうちの１つに対応している。すなわち、ロータリエンコーダ８０およびニュートラルスタートスイッチ８２が本発明の２つの位置検出手段に対応している。

図１０は、電動アクチュエータ３４内部において、ロータリエンコーダ８０およびニュートラルスタートスイッチ８２によって検出される回転軸を説明するための簡略図である。図１０に示すように、モータ部８９（動力発生部）の回転が直接的に出力されるモータ軸９０と電動アクチュエータ３４の出力軸８４とを備え、モータ軸９０の回転は、減速機構として機能する歯車機構９２を介して出力軸８４に伝達される。また、歯車機構９２の前後に動力伝達可能にロータリエンコーダ８０およびニュートラルスタートスイッチ８２が設けられる。ここで、ロータリエンコーダ８０は、モータ軸９０の回転に基づいてパルス信号ＳＰを出力する。言い換えれば、ロータリエンコーダ８０は、モータ軸９０の回転に基づいて、マニュアルシャフト１１８の回転位置θ_ROTを検出する。また、ニュートラルスタートスイッチ８２は、出力軸８４の回転に基づいてポジション信号ＰＶを出力する。言い換えれば、ニュートラルスタートスイッチ８２は、出力軸８４の回転に基づいて、マニュアルシャフトの回転位置θ_NSWを検出する。このように、ぞれぞれ異なる回転部品の回転位置（回転変位）を検出することで、マニュアルシャフト１１８の回転位置を算出する。なお、出力軸８４とマニュアルシャフト１１８とはスプライン嵌合によって接続されるものとする。

ここで、電動アクチュエータ３４のモータ部８９とマニュアルバルブ３１との間の動力伝達経路上、具体的には、電動アクチュエータ３４内部に設けられた前記歯車機構９２には、所定のガタ（遊び）設けられており、ロータリエンコーダ８０によるマニュアルシャフト１１８の回転位置θ_ROTとニュートラルスタートスイッチ８２によるマニュアルシャフト１１８の回転位置θ_NSWとは必ずしも一致せず、回転状態に応じてマニュアルシャフト１１８回転位置（θ_ROT、θ_NSW）の前後関係（相対位置）に変化が生じるようになっている。なお、歯車機構９２が本発明のガタ発生部位に対応している。また、電動アクチュエータ３４のモータ部８９とマニュアルバルブ３１との間の動力伝達経路とは、電動アクチュエータ３４自身（電動アクチュエータ３４内部）を含むものとする。従って、例えば電動アクチュエータ３４のモータ軸９０の回転速度を検出するロータリエンコーダ８０や出力軸８４の回転速度を検出するニュートラルスタートスイッチ８２のように、歯車機構９２（ガタ発生部位）と動力伝達可能に設けられた構成は、電動アクチュエータ３４のモータ部８９とマニュアルバルブ３１との間の動力伝達経路上に動力伝達可能に設けられている位置検出手段に対応する。

図１１は、前記シフト操作装置３６のシフト操作に応じてマニュアルバルブ３１を切り換えるために前記電動アクチュエータ３４を制御する際に、このＳＢＷ−ＥＣＵ４８によって実行されるシフト制御手段１５０の機能を説明するブロック線図で、シフト意思判定手段１５２、基準値記憶手段１５４、第１シフト位置判断手段１５６、第２シフト位置判断手段１５７、駆動制御手段１５８、モータデータ記憶手段１６０、および異常判定手段１６２を備えている。

シフト意思判定手段１５２は、シフト操作装置３６によって検出されるシフト操作位置に応じて、Ｐスイッチ５４の押圧操作を含めてシフト操作が実施されたか、すなわち運転者のシフト操作によって走行レンジが変更されたか否かを判定する。

基準値記憶手段１５４は、ニュートラルスタートスイッチ８２から出力されるポジション電圧ＰＶと、前記マニュアルバルブ３１の４つのシフト位置「Ｐ」、「Ｒ」、「Ｎ」、「Ｄ」、すなわちマニュアルシャフト１１８の軸心Ｏまわりの回転位置θ_NSWとに関して、予め工場出荷時等に求められた相関関係を記憶しているものである。図１２の実線は、この相関関係の基準値の一例で、マニュアルシャフト１１８の回転位置θ_NSWに対してポジション電圧ＰＶが略直線的に変化するように、ニュートラルスタートスイッチ８２は構成されている。また、ニュートラルスタートスイッチ８２の検出精度のばらつき（個体差）や温度変化等の一時的な外乱、さらには電動アクチュエータ３４に設けられている歯車機構９２のガタによるポジション電圧ＰＶの変化等を考慮して、破線で示すように基準値の上下に所定の上側許容範囲および下側許容範囲が定められている。上側許容範囲および下側許容範囲は、例えば基準値に対して同じ値ずつ上下に離間して設定されるが、これ等を別々に設定することも可能である。なお、図１２に示すようなグラフは必ずしも必要でなく、シフト位置「Ｐ」、「Ｒ」、「Ｎ」、「Ｄ」毎にポジション電圧ＰＶの許容範囲や基準値を相関関係として設定しても良い。

第１シフト位置判断手段１５６は、位置情報に相当するポジション電圧ＰＶを検出し、検出されたポジション電圧ＰＶに基づいて、具体的には、上記基準値記憶手段１５４に記憶された上側許容範囲、下側許容範囲に基づいて、現在のシフト位置が「Ｐ」、「Ｒ」、「Ｎ」、「Ｄ」の何れかを判断する。すなわち、ポジション電圧ＰＶがＰＶＰ１〜ＰＶＰ２の範囲内であればマニュアルバルブ３１のシフト位置を「Ｐ」と判断し、ポジション電圧ＰＶがＰＶＲ１〜ＰＶＲ２の範囲内であればマニュアルバルブ３１のシフト位置を「Ｒ」と判断し、ポジション電圧ＰＶがＰＶＮ１〜ＰＶＮ２の範囲内であればマニュアルバルブ３１のシフト位置を「Ｎ」と判断し、ポジション電圧ＰＶがＰＶＤ１〜ＰＶＤ２の範囲内であればマニュアルバルブ３１のシフト位置を「Ｄ」と判断する。

そして、駆動制御手段１５８は、上記第１シフト位置判断手段１５６によって判断されたマニュアルバルブ３１のシフト位置と、シフトレバーポジションセンサ４２およびパーキングポジションセンサ４４によって検出されるシフト操作位置を比較し、マニュアルバルブ３１のシフト位置がシフト操作位置と一致するように、電動アクチュエータ３４をフィードバック制御する。すなわち、ポジション電圧ＰＶが、シフト操作位置に対応するシフト位置となる電圧値となるようにフィードバック制御を実行する。具体的には、シフト操作位置に対応するシフト位置が「Ｐ」レンジであれば、ポジション電圧ＰＶが基準値であるＰＶＰとなるようにフィードバック制御を実行し、シフト操作位置に対応するシフト位置が「Ｒ」レンジであれば、ポジション電圧ＰＶがＰＶＲとなるようにフィードバック制御を実行し、シフト操作位置に対応するシフト位置が「Ｎ」レンジであれば、ポジション電圧ＰＶがＰＶＮとなるようにフィードバック制御を実行し、シフト操作位置に対応するシフト位置が「Ｄ」レンジであれば、ポジション電圧ＰＶがＰＶＤとなるようにフィードバック制御を実行する。

また、第２シフト位置判断手段１５７は、ロータリエンコーダ８０から出力されるパルス信号ＳＰを検出し、さらに、モータデータ記憶手段１６０に記憶されているモータデータに基づいて、マニュアルシャフト１１８の回転位置θ_ROTを算出する。モータデータ記憶手段１６０に記憶されているモータデータは、前記ロータリエンコーダ８０から出力されるパルス信号ＳＰのカウント数ＣＰと、マニュアルシャフト１１８の軸心回りの回転位置θ_ROT（回転変位）とに関して、例えばイグニッションスイッチがＯＮ操作されたときのシフト位置である「Ｐ」レンジを基準位置（基準角度）として予め工場出荷時等に求められた相関関係で、図１３はその一例である。従って、ロータリエンコーダ８０によってパルス信号ＳＰを検出し、そのパルス信号ＳＰのパルスカウント数ＣＰに基づいてマニュアルシャフト１１８の回転位置θ_ROTが算出されると共に、パルスカウント数ＣＰに基づいて一義的に設定される４つのシフト位置「Ｐ」、「Ｒ」、「Ｎ」、「Ｄ」が判定される。

異常判定手段１６２は、ロータリエンコーダ８０から出力されるパルス信号ＳＰが変化したか否か、並びに、ニュートラルスタートスイッチ８２から出力されるポジション電圧ＰＶが変化したか否かに基づいて、シフト切換機構１０５に異常が生じたか否かを判定する。

さらに、異常判定手段１６２は、運転者によってシフト操作装置３６が操作されて走行レンジが変更されたとき、前記第１シフト位置判断手段１５６（ニュートラルスタートスイッチ８２）によって検出されるマニュアルシャフト１１８の回転位置θ_NSWと、前記第２シフト位置判断手段１５７（ロータリエンコーダ８０）によって検出されるマニュアルシャフト１１８の回転位置θ_ROTとの、前後関係の変化が検知出来ない場合、シフト切換機構１０５に異常が生じたと判定する。以下、本制御について詳細に説明する。

前記ロータリエンコーダ８０とニュートラルスタートスイッチ８２とは、図１０に示したように、本発明のガタ発生部位に対応する歯車機構９２の前後と動力伝達可能に設けられており、各々異なる回転部品の回転角（回転変位）を検出することにより、マニュアルシャフト１１８の回転位置（θ_ROT、θ_NSW）を検出している。ここで、本実施例のシフト切換機構１０５においては、運転者によって走行レンジが切り換えられると、前記歯車機構９２に設けられている所定のガタ（遊び）に起因して、ロータリエンコーダ８０に基づいて検出されるマニュアルシャフト１１８の回転位置θ_ROTとニュートラルスタートスイッチ８２に基づいて検出されるマニュアルシャフト１１８の回転位置θ_NSWとに前後関係の変化（相対位置の変化）が生じるように構成されている。上記構成は、図６および図７に示すディテントプレート１１６、係合部１２２、並びにディテントスプリング１２０から主に構成されるシフトレンジ位置決め部材と、歯車機構９２とから主に構成される。これより、本発明の検出位置の前後関係の変化が生じる機構は、上記ディテントプレート１１６、係合部１２２、並びにディテントスプリング１２０から主に構成されるシフトレンジ位置決め部材と、歯車機構９２とから主に構成される。

図７において、ディテントプレート１１６に形成されている連凹部１３６上を移動する係合部１２２は、ディテントスプリング１２０によって所定の押圧力で連凹部１３６方向（図７において鉛直下方方向）に押圧されている。ここで、例えば走行レンジが変更されるとき、ディテントプレート１１６が電動アクチュエータ３４によって回動させられて、係合部１２２が連凹部１３６上を移動することとなるが、係合部１２２が連凹部１３６の凸部の頂（山）に向かって移動するとき、ディテントプレート１１６の回動を阻止する方向に力が作用する。すなわち、ディテントスプリング１２０の押圧力がディテントプレート１１６の回動を阻止する方向に作用する。一方、係合部１２２が連凹部１３６の凸部の頂に到達し、係合部１２２が連凹部１３６の凹部（谷）に向かって移動するとき、ディテントプレート１１６を回動させる方向に力が作用する。すなわち、ディテントスプリング１２０の押圧力がディテントプレート１１６を回動させる方向に作用する。なお、上記記載において、係合部１２２がディテントプレート１１６の連凹部１３６上を移動するとなっているが、実際には、係合部１２２は移動せず、ディテントプレート１１６の回動に伴って連凹部１３６が移動する。すなわち、上記記載は、係合部１２２と連凹部１３６との相対的な位置関係を示すものである。

このように、係合部１２２が連凹部１３６に形成された凸部を乗り越える際、係合部１２２の位置に応じて、ディテントスプリング１２０の押圧力が、ディテントプレート１１６の回動、言い換えればマニュアルシャフト１１８の回転を阻止する方向に作用すると共に、促進する方向に作用する。

これに伴い、歯車機構９２において、その歯車機構９２に形成されているガタにより、ロータリエンコーダ８０に基づいて検出されるマニュアルシャフト１１８の回転位置θ_ROTと、ニュートラルスタートスイッチ８２に基づいて検出されるマニュアルシャフト１１８の回転位置θ_NSWとに前後関係の変化が生じる。例えば、係合部１２２がディテントプレート１１６の連凹部１３６の凸部１３４の頂（山）に向かって移動するとき、ディテントスプリング１２０の押圧力がマニュアルシャフト１１８の回転を阻止する方向に作用するので、図１０において、歯車機構９２のガタにより、モータ軸９０の回転が先行する一方、出力軸８４はガタによって所定の遅れが生じる。これにより、ロータリエンコーダ８０によって検出されるマニュアルシャフト１１８の回転位置θ_ROTがニュートラルスタートスイッチ８２によって検出されるマニュアルシャフト１１８の回転位置θ_NSWよりも先行することとなる。

また、係合部１２２がディテントプレート１１６の凸部の頂（山）から凹部（谷）に向かって移動するとき、ディテントスプリング１２０の押圧力がマニュアルシャフト１１８を回転させる方向に作用するので、図１０において、歯車機構９２のガタにより、出力軸８４の回転が先行する一方、モータ軸９０はガタによって所定の遅れが生じる。これにより、ニュートラルスタートスイッチ８２によって検出されるマニュアルシャフト１１８の回転位置θ_NSWがロータリエンコーダ８０によって検出されるマニュアルシャフト１１８の回転位置θ_ROTよりも先行することとなる。これより、上記の構成に基づいて、歯車機構９２のガタは、ロータリエンコーダ８０に基づいて検出されるマニュアルシャフト１１８の回転位置θ_ROTと、ニュートラルスタートスイッチ８２に基づいて検出されるマニュアルシャフト１１８の回転位置θ_NSWとの前後関係の変化が検出できる程度の大きさに設定される。

図１４は、上記マニュアルシャフト１１８の回転位置（θ_ROT、θ_NSW）の前後関係の変化が走行レンジの変更に応じて変化する機構を機械的な等価図として示すと共に、そのときのロータリエンコーダ８０およびニュートラルスタートスイッチ８２による出力値を示した図である。

図１４に示す等価図において、モータ部８９は電動アクチュエータ３４の動力発生部に相当しており、さらに、図においてモータから下方に向かって順番に、モータ軸９０、歯車機構９２、出力軸８４、出力軸８４とマニュアルシャフト１１８とのスプライン嵌合部、マニュアルシャフト１１８が相当している。そして、モータ軸９０の回転がロータリエンコーダ８０によって検出されることを示し、出力軸８４の回転がニュートラルスタートスイッチ８２によって検出されることを示している。また、歯車機構９２に形成されるガタは、図１４において出力軸８４が左右に移動可能な間隙に対応している。同様に、図１４において、出力軸８４とマニュアルシャフト１１８と間に示される間隙は、出力軸８４とマニュアルシャフト１１８とがスプライン嵌合されたときに形成されるガタを示している。また、図１４においては、マニュアルシャフト１１８と係合部１２２が連結されているが、実際には連結されておらず、係合部１２２の位置と電動アクチュエータ３４の回転状態との相関関係を示している。さらに、図１４では、係合部１２２が連凹部１３６上を移動しているが、実際には、係合部１２２は停止しており、ディテントプレート１１６の回動に伴って連凹部１３６が移動する。

先ず、係合部１２２がディテントプレート１１６の凸部の頂（山）に向かって移動する状態を説明する。上記状態は、図１４において、ディテントプレート１１６の内壁面１２８側に位置する等価図が対応している。この状態では、ディテントスプリング１２０の押圧力（図１４において鉛直下方に作用する）に伴って、係合部１２２の移動が阻止される方向に力が生じるため、電動アクチュエータ３４がマニュアルシャフト１１８を引きずる形で回転される。これに伴い、歯車機構９２のガタでは、モータ軸９０に対して出力軸８４の回転に遅れ（遅角）が生じる方向（図１４において内壁面１２８側）に出力軸８４が移動されると共に、スプライン嵌合のガタでも同様に、モータ軸９０対してマニュアルシャフト１１８の回転に遅れ（遅角）が生じる方向（図１４において内壁面１２８側）にマニュアルシャフト１１８が移動される。

ここで、図１４において下側に示す出力値は、車両の走行レンジとロータリエンコーダ８０から出力されるパルス信号ＳＰのカウント数ＣＰに基づくマニュアルシャフト１１８の回転位置θ_ROTとの関係、および車両の走行レンジとニュートラルスタートスイッチ８２から出力されるポジション電圧ＰＶに基づくマニュアルシャフト１１８の回転位置θ_NSWとの関係を示すものである。なお、実線に示す出力値がロータリエンコーダ８０に基づく回転位置θ_ROTを示しており、破線に示す出力値がニュートラルスタートスイッチ８２に基づく回転位置θ_NSWを示している。そして、図１４の上部に示すディテントプレート１１６の連凹部１３６上を移動する係合部１２２に対応したマニュアルシャフト１１８の回転位置が示されている。例えば、図１４に示すように、ディテントプレート１１６の連凹部１３６に形成されている４つの凹部に対応する位置が、各走行レンジに対応している。

そして、図１４において、係合部１２２の中心部の位置から下方に伸ばした一点鎖線Ａ１と実線に示す出力値との交点がロータリエンコーダ８０に基づく回転位置θ_ROTであり、一点鎖線Ａ１と破線に示す出力値との交点がニュートラルスタートスイッチ８２に基づく回転位置θ_NSWとなる。図１４に示すように、係合部１２２が連凹部１３６の凸部１３４の頂（山）に向かって移動するとき、前記歯車機構９２のガタによって生じるモータ軸９０に対する出力値８４の回転遅れに伴い、ロータリエンコーダ８０に基づく回転位置θ_ROTが、ニュートラルスタートスイッチ８２に基づく回転位置θ_NSWに先行する。

次に、係合部１２２がディテントプレート１１６の凸部の頂から凹部に向かって移動する状態を説明する。上記状態は、図１４において、ディテントプレート１１６の内壁面１３０側に位置する等価図が対応している。この状態では、ディテントスプリング１２０の押圧力が、係合部１２２の移動を補助する方向に作用するので、マニュアルシャフト１１８の吸い込みトルクにより電動アクチュエータ３４が引きずられて回転する。これに伴い、歯車機構９２のガタでは、モータ軸９０に対して出力軸８４の回転が先行（進角）する方向（図１４において内壁面１３０側）に出力軸８４が移動されると共に、スプライン嵌合のガタでも同様に、モータ軸９０に対してマニュアルシャフト１１８の回転が先行（進角）する方向（図１４において内壁面１３０側）にマニュアルシャフト１１８が移動される。

そして、図１４において、係合部１２２の中心部の位置から下方に伸ばした一点鎖線Ａ２と実線に示す出力値との交点がロータリエンコーダ８０に基づく回転位置θ_ROTであり、一点鎖線Ａ２と破線に示す出力値との交点がニュートラルスタートスイッチ８２に基づく回転位置θ_NSWとなる。図１４に示すように、係合部１２２が凸部の頂から凹部に向かって移動するとき、前記歯車機構９２のガタによって生じるモータ軸９０に対する出力軸８４の回転先行（進角）に伴い、ニュートラルスタートスイッチ８２に基づく回転位置θ_NSWが、ロータリエンコーダ８０に基づく回転位置θ_ROTに先行する。

上記のように構成されることで、走行レンジが変更されるとき、係合部１２２の位置が移動するに従って、ロータリエンコーダ８０に基づくマニュアルシャフト１１８の回転位置θ_ROTと、ニュートラルスタートスイッチ８２に基づくマニュアルシャフト１１８の回転位置θ_NSWとの前後関係（相対位置）が変化する。なお、図１４に示すように、係合部１２２が連凹部１３６の凸部の頂に到達したとき、或いは、係合部１２２が連凹部１３６の凹部（谷）に到達したとき、互いの回転位置（θ_ROT、θ_NSW）の差が最小となる。

ここで、例えばマニュアルシャフト１１８と電動アクチュエータ３４との連結が破断されるなどして、電動アクチュエータ３４のモータ部８９とマニュアルバルブ３１との間の動力伝達経路上で故障（フェール）が発生すると、図１５に示すように、電動アクチュエータ３４と係合部１２２との相関関係が遮断される。これより、電動アクチュエータ３４、ロータリエンコーダ８０、およびニュートラルスタートスイッチ８２は、ディテントスプリング１２０の押圧力ならびに歯車機構９２のガタによる影響を受けなくなるため、電動アクチュエータ３４が駆動してもロータリエンコーダ８０に基づく回転位置θ_ROTとニュートラルスタートスイッチ８２に基づく回転位置θ_NSWとの差α（＝｜θ_ROT−θ_NSW｜）は変化しない、すなわち前後関係の変化は生じることなく常に一定に保たれる。

これより、異常判定手段１６２は、運転者によってシフト操作装置が操作されて走行レンジが変更されたとき、ロータリエンコーダ８０に基づいて算出されるマニュアルシャフト１１８の回転位置θ_ROTと、ニュートラルスタートスイッチ８２に基づいて算出されるマニュアルシャフト１１８の回転位置θ_NSWとを比較し、その前後関係（相対位置関係）の変化が検知出来ない場合、シフト切換機構１０５に異常が生じたと判定する。これより、例えば、本実施例のようなロータリエンコーダ８０とニュートラルスタートスイッチ８２とが電動アクチュエータ３４に内蔵された構造において、電動アクチュエータ３４のモータ部８９とマニュアルバルブ３１との間の動力伝達経路でフェールが発生しても、そのフェール（故障）が検出される。

図１６は、電子制御装置４６（ＳＢＷ−ＥＣＵ４８）の制御作動の要部すなわちシフト切換機構１０５において電動アクチュエータ３４のモータ部８９とマニュアルバルブ３１との間の動力伝達経路にフェールが発生したときであっても、そのフェールの検出が可能となる制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数ｍｓｅｃ乃至数十ｍｓｅｃ程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行されるものである。

先ず、シフト意思判断手段１５２に対応するステップＳＡ１（以下、ステップを省略する）において、運転者によるシフト操作が為されたか否かが判定される。ＳＡ１が否定されると、本ルーチンは終了させられる。ＳＡ１が肯定されると、第１シフト位置判断手段１５６に対応するＳＡ２において、運転者によるシフト操作から目標となる走行レンジ（切換目標）を判定し、その目標走行レンジが、ニュートラルスタートスイッチ８２に基づいて検出される現在の走行レンジと異なるか否かが判定される。ＳＡ２が否定されると、目標走行レンジが現在の走行レンジと同レンジと判定され、本ルーチンが終了させられる。ＳＡ２が肯定されると、駆動制御手段１５８に対応するＳＡ３において、電動アクチュエータ３４への通電が開始され、走行レンジが目標レンジとなるように電動アクチュエータ３４が駆動される。そして、第２シフト位置判断手段１５７に対応するＳＡ４において、ロータリエンコーダ８０のパルス信号ＳＰのカウント数ＣＰが変化しているか否かが判定される。ＳＡ４が否定されると、異常判定手段１６２に対応するＳＡ１０において、電動アクチュエータ３４の切換異常が判定される。すなわち、パルス信号ＳＰのカウント数ＣＰの変化が検出できない場合、ロータリエンコーダ８０の故障、或いは電動アクチュエータ３４の故障により走行レンジの切換が不能と判定される。ＳＡ４が肯定されると、第１シフト位置判断手段１５６に対応するＳＡ５において、ニュートラルスタートスイッチ８２のポジション電圧ＰＶが変化しているか否かが判定される。ＳＡ５が否定される、すなわちポジション電圧ＰＶの変化が検出できない場合、異常判定手段１６２に対応するＳＡ９において、ニュートラルスタートスイッチ８２に異常が発生したと判断される。

ＳＡ５が肯定されると、異常判定手段１６２に対応するＳＡ６において、ロータリエンコーダ８０に基づいて算出される回転位置θ_ROTと、ニュートラルスタートスイッチ８２に基づいて算出される回転位置θ_NSWとの差α（＝|θ_ROT−θ_NSW|）が所定値α１以下か否かが判定される。ここで、所定値α１は予め設定される値であり、零近傍の低い値に設定される。そして、ＳＡ６が肯定される、すなわち差αが所定値α１以下となると判定されると、ロータリエンコーダ８０に基づく回転位置θ_ROTとニュートラルスタートスイッチ８２に基づく回転位置θ_NSWの前後関係の変化が生じた、すなわち互いの回転位置（θ_ROT、θ_NSW）が交差したものと推定され、シフト切換機構１０５並びにその制御装置が正常に作動するものと判定されて本ルーチンが終了させられる。

一方、ＳＡ６が否定されると、第１シフト位置判断手段１５６に対応するＳＡ７において、ニュートラルスタートスイッチ８２に基づいて検出される走行レンジが、切換初期の走行レンジから切り替わったか否かが判定される。ＳＡ７が否定されると、ＳＡ６に戻り、走行レンジが切り換えられるまでステップＳＡ６、ＳＡ７が繰り返し実施される。そして、ＳＡ７が肯定されると、異常判定手段１６２に対応するＳＡ８において、ＳＡ７に基づいて走行レンジが切り換えられたと判定されたにも拘わらず、前記差αが所定値α１以下にならないとき、ロータリエンコーダ８０およびニュートラルスタートスイッチ８２に基づく回転位置（θ_ROT、θ_NSW）の前後関係の変化が検知できないと判定されるので、例えば電動アクチュエータ３４の外れやマニュアルシャフト１１８と出力軸８４との間の連結がスプライン折損されるなどして遮断された可能性があるものと判断される（図１５に対応）。ここで、ＳＡ８、ＳＡ９、およびＳＡ１０において、それぞれの異常が判定されると、フェールセーフ制御が実施される。例えば、走行レンジが「Ｄ」レンジ（駆動レンジ）であれば、自動変速機６の係合クラッチが解放されて動力伝達が遮断されたり、エンジン８のフューエルカットが実施される。また、走行レンジが「Ｎ」など非駆動レンジであれば、フェールセール制御を実施しない。

上述のように、本実施例によれば、歯車機構９２の前後に設けられて、各々異なる回転部品の回転位置を検出するロータリエンコーダ８０およびニュートラルスタートスイッチ８２と、走行レンジが変更されたとき、歯車機構９２に形成されているガタに起因して生じるロータリエンコーダ８０およびニュートラルスタートスイッチ８２に基づくマニュアルシャフト１１８の回転位置（θ_ROT、θ_NSW）の前後関係の変化が検知出来ない場合、異常と判定する異常判定手段１６２を備えるため、電動アクチュエータ３４とマニュアルバルブ３１との間にフェールが発生したとしても、ロータリエンコーダ８０およびニュートラルスタートスイッチ８２による回転位置（θ_ROT、θ_NSW）の前後関係の変化に基づいて、そのフェールを判定することができる。すなわち、ロータリエンコーダ８０およびニュートラルスタートスイッチ８２が電動アクチュエータ３４に内蔵された形式、或いは、ロータリエンコーダ８０およびニュートラルスタートスイッチ８２が電動アクチュエータ３４に近い位置に配設された形式であっても、それら位置検出手段よりもマニュアルバルブ側で発生するフェールをも判定することができる。

また、本実施例によれば、ロータリエンコーダ８０およびニュートラルスタートスイッチ８２に基づくマニュアルシャフト１１８の回転位置（θ_ROT、θ_NSW）の前後関係の変化が検知できない場合とは、前記回転位置（θ_ROT、θ_NSW）の差α（＝|θ_ROT−θ_NSW|）が所定値α１以下とならない場合であるため、回転位置（θ_ROT、θ_NSW）の差αを検出することで、容易に回転位置（θ_ROT、θ_NSW）の前後関係の変化を判定することができる。これより、シフト切換機構１０５の異常が容易に判定される。なお、シフト切換機構１０５が正常に作動する場合、ロータリエンコーダ８０とニュートラルスタートスイッチ８２に基づくの回転位置（θ_ROT、θ_NSW）の前後関係（相対位置関係）が変化するため、回転位置（θ_ROT、θ_NSW）の差αの変動が小さくなる、すなわち所定値以下となる。

また、本実施例によれば、運転者によって走行レンジが変更されたとき、ロータリエンコーダ８０およびニュートラルスタートスイッチ８２に基づくマニュアルシャフト１１８の回転位置（θ_ROT、θ_NSW）の前後関係の変化が生じる機構が設けられているため、走行レンジ変更時において、ロータリエンコーダ８０およびニュートラルスタートスイッチ８２に基づくマニュアルシャフト１１８の回転位置（θ_ROT、θ_NSW）の前後関係の変化を検知することで、容易にシフト切換機構１０５が異常か否かを判断することができる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、前述の実施例では、回転位置（θ_ROT、θ_NSW）の差α（＝|θ_ROT−θ_NSW|）に基づいて、ロータリエンコーダ８０およびニュートラルスタートスイッチ８２の回転位置の前後関係に変化が生じたものと判定したが、それ以外の判定手段に基づいて判定しても構わない。例えば、ディテントプレート１１６の連凹部１３６における凸部（山）または凹部（谷）付近での回転位置（θ_ROT、θ_NSW）の前後関係の反転検出（θ_ROT−θ_NSWの符号変化検出）や回転位置の差（θ_ROT−θ_NSW）の微分（傾き）など、連凹部１３６の凸部および凹部付近でのガタ状態の変化を検出して、正常に作動しているか否かを判定する方法であっても構わない。

また、前述の実施例では、電動アクチュエータ３４内にロータリエンコーダ８０およびニュートラルスタートスイッチ８２が内蔵された形式としたが、必ずしも上記構成に限定されるものではない。例えばニュートラルスタートスイッチ８２が、電動アクチュエータ３４の外部に配設された構成であってもよく、マニュアルシャフト１１８の回転を直接検出する構成であっても本発明を適用することができる。

また、前述の実施例では、ガタ発生部位として歯車機構９２にガタが形成されているが、本発明はこれに限定されない。本発明ではロータリエンコーダ８０とニュートラルスタートスイッチ８２とが異なる回転部材の回転変位を検出すると共に、これらの間にガタが形成される構成であればよく、例えば前記出力軸８４とマニュアルシャフト１１８との間のスプライン嵌合部の間隙（ガタ）に基づいて、本発明を実施しても構わない。

また、前述の実施例のシフト意思検出手段は、運転者のシフト意思を電気的信号に変換するものであればよく、例えばシフトレバーの操作位置を検出するレバーポジションセンサや押釦式スイッチ、中立位置等の原位置へ自動復帰する操作レバーの操作位置を検出して記憶するモーメンタリータイプの検出装置など、様々な態様が可能である。

また、前述の実施例の第１シフト位置判断手段１５６は、例えば回転角度に応じて変化する磁力を検出するホール素子や磁気抵抗素子等を有する非接触式回転角センサにて構成されているが、例えば直線移動させられる部材の複数のシフト位置を非接触で検出するギャップセンサなど、様々な態様が可能である。第２シフト位置判断手段１５７は、例えば回転角度に応じてパルスを出力するマグネスケールなど、接触式か非接触式を問わず様々な態様が可能である。

また、前述の実施例では、燃料の燃焼によって動力を発生させるエンジン駆動車両であったが、電動モータによって駆動する電気自動車、或いは複数の動力源を備えているハイブリッド車両など、種々の車両用のシフト制御装置に好適に適用される。また、前後進を切り換える前後進切換装置や、変速比が異なる複数のギヤ段を有する有段の自動変速機、或いは変速比を連続的に変化させる無段変速機などを有し、シフト機構により駆動状態を変更することができる種々の車両に好適に適用される。

また、前述の実施例では、自動変速機として有段式の自動変速機６が用いられていたが、自動変速機の構造は前述の実施例のものに限定されず、遊星歯車装置の数や変速段数、およびクラッチＣ、ブレーキＢの数が遊星歯車装置のどの要素と選択的に連結されているかなど特に限定はない。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

本発明が適用された車両の動力伝達機構すなわち自動変速機の構成を説明する骨子図である。 図１に示す自動変速機において変速比の異なる複数の変速段を成立させる際の複数の油圧式摩擦係合装置の作動状態を説明する図表である。 図１に示すクラッチおよびブレーキの各油圧アクチュエータの作動を制御するリニアソレノイドバルブに関する油圧制御回路の要部を示す回路図である。 シフトポジションを切り換えるためのシフトポジション切換操作の入力装置として機能するシフト操作装置を示す斜視図である。 図１に示す自動変速機やエンジンなどを制御するために車両に設けられた制御系統の要部を説明するブロック線図である。 図５に示すＳＢＷ−ＥＣＵに供給されるシフトレバー位置信号または駐車指令信号に従って作動する電動アクチュエータによりシフトポジションを切り換えるシフト切換機構の構成を示す斜視図である。 図６のシフト切換機構のディテントプレートを説明する図である。 図６において、シフト操作装置の操作に応じてマニュアルバルブのシフト位置を電気的に切り換えるための制御系統を説明するブロック線図である。 図８のニュートラルスタートスイッチを説明する概略構成図である。 電動アクチュエータ内部において、ロータリエンコーダおよびニュートラルスタートスイッチによって検出される回転軸を説明するための簡略図である。 図８の電子制御装置（ＳＢＷ−ＥＣＵ）がシフト制御に関して備えている機能を説明するブロック線図である。 図１１の基準値記憶手段が記憶しているポジション電圧ＰＶとシフト位置との相関関係を説明する図である。 図１１のモータデータ記憶手段が記憶しているパルスカウント数ＣＰとシフト位置との相関関係を説明する図である。 マニュアルシャフトの回転位置の前後関係の変化が走行レンジの変更に応じて変化する機構を機械的な等価図として示すと共に、そのときのロータリエンコーダおよびニュートラルスタートスイッチによる出力値を示した図である。 図１４において、電動アクチュエータのモータ部とマニュアルバルブとの間の動力伝達経路が遮断された状態を示す図である。 電子制御装置の制御作動の要部すなわちシフト切換機構において電動アクチュエータのモータ部とマニュアルバルブとの間の動力伝達経路にフェールが発生したときであっても、そのフェールの検出が可能となる制御作動を説明するフローチャートである。

符号の説明

６：自動変速機（変速機）
３１：マニュアルバルブ
３４：電動アクチュエータ（アクチュエータ）
４８：ＳＢＷ−ＥＣＵ（シフト制御装置）
８０：ロータリエンコーダ（位置検出手段）
８２：ニュートラルスタートスイッチ（位置検出手段）
８９：モータ部（動力発生部）
９２：歯車機構（ガタ発生部位）
１６２：異常判定手段

Claims (3)

1. レンジ変更信号に基づいて動力発生部を有するアクチュエータを制御して、変速機のマニュアルバルブを切り替えることにより、走行レンジを変更する車両のシフト制御装置であって、
   前記アクチュエータの動力発生部とマニュアルバルブとの間の動力伝達経路上に形成されたガタ発生部位と、
   該ガタ発生部位の前後と動力伝達可能に設けられて、各々異なる回転部品の回転位置を検出する２つの位置検出手段と、
   前記走行レンジが変更されたとき、前記ガタ発生部位に起因して生じる前記２つの位置検出手段の検出位置の前後関係の変化が検知出来ない場合、異常と判定する異常判定手段を備えることを特徴とする車両のシフト制御装置。
2. 前記２つの位置検出手段の検出位置の前後関係の変化が検知できない場合とは、前記検出位置の差の変動が所定値以下とならない場合であることを特徴とする請求項１の車両のシフト制御装置。
3. 前記走行レンジが変更されたとき、前記２つの位置検出手段の検出位置の前後関係の変化が生じる機構が設けられていることを特徴とする請求項１または２の車両のシフト制御装置。

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