JP4581375B2

JP4581375B2 - シフトレバーの操作位置判断装置

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Publication number: JP4581375B2
Application number: JP2003371435A
Authority: JP
Inventors: 大輔田丸; 智充寺川
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2003-10-31
Filing date: 2003-10-31
Publication date: 2010-11-17
Anticipated expiration: 2023-10-31
Also published as: JP2005133858A; EP1528295A3; US7203587B2; CN1611813A; EP1528295B1; US20050096821A1; EP1528295A2; DE602004025186D1

Description

本発明は、シフトレバーの操作位置を判断するシフトレバーの操作位置判断装置に関し、特に、少数のスイッチの組み合わせにより、シフトレバーの位置判断機能、故障診断機能を有するシフトレバーの操作位置判断装置に関する。

従来、既存のマニュアルトランスミッション（ＭＴ）をベースにコンピュータ制御にて最適な状態での変速を可能にし燃費を向上させるオートメーテッドマニュアルトランスミッション（ＡＭＴ）を有する車両は、シフトレバーの操作位置を検出するポジションセンサを有するとともに、該ポジションセンサからの信号に基づいてシフトレバーの操作位置を判断して、自動制御又は手動操作による信号を受けることにより変速制御を行なう電子制御装置を有する。電子制御装置は、ポジションセンサからの信号に基づいてシフトレバーの操作位置を判断する操作位置判断装置を有する。

ここで、シフトレバーは、後進位置（Ｒ）、ニュートラル位置（Ｎ）、自動変速位置（Ｄ）、マニュアル変速位置（Ｍ）等の複数の位置に切換操作されるように構成されており、シフトレバーがこれら各位置に操作されたときにＯＮになる複数のスイッチでポジションセンサを構成し、何れのスイッチがＯＮになったかでシフトレバーの操作位置を判断するようにしている。ポジションセンサのスイッチが故障した場合には、正確なシフトレバーの操作位置を判断できないことから、そのような場合でもシフトレバーの操作位置を検出できるようにした装置や、故障を検出する装置があり、以下のようなものが知られている。

例えば、４個のＯＮ−ＯＦＦスイッチＳＷ１〜ＳＷ４を配設し、それ等のＯＮ、ＯＦＦの組合せに基づいて後進操作位置「Ｒ」、ニュートラル位置「Ｎ」、前進走行位置「Ｓ」、ダウンシフト位置「−」、およびアップシフト位置「＋」へのシフトレバー操作を識別判断し、ＯＮ−ＯＦＦスイッチは、何れも信号レベルが逆のスイッチ信号およびチェック信号を出力するようになっており、何れか１つが故障しても、そのＯＮ−ＯＦＦスイッチを特定できるとともに、他の３個のＯＮ−ＯＦＦスイッチで少なくとも「Ｒ」、「Ｎ」、「Ｓ」については正確に識別できるシフトレバーの操作位置検出装置がある（特許文献１参照）。

また、シフトレバーを隣接する切換位置を越えて切換操作したとき、例えばシフトレバーをニュートラル用のＮ位置から１速乃至３速の自動変速用のＤ_３位置に１速乃至４速の自動変逮用のＤ_４位置を経由して切換操作したとき、切換途中でポジションセンサからＤ_４信号が発生されたか否かでＤ_４用のセンサスイッチのオフ故障の有無を判断するシフトレバー用ポジションセンサの故障判断装置がある（特許文献２参照）。

特許第３４１９３２８号公報実開平５−９００２９号公報

しかしながら、特許文献１に示されたシフトレバーの操作位置検出装置では、装置を構成するＯＮ−ＯＦＦスイッチの故障状態を検出しようとした場合、前記ＯＮ−ＯＦＦスイッチの前記第１信号および第２信号の出力状態に基づいて各ＯＮ−ＯＦＦスイッチの故障を個別に判断する第１故障判断手段を有するが、当該第１故障判断手段は、各スイッチそれぞれについて所定のポジションにてＯＮ、かつ、それ以外はＯＦＦとなる第１のスイッチと、第１のスイッチがＯＮとなるときはＯＦＦ、ＯＦＦとなるときはＯＮを示すような第２のスイッチと、の組み合わせとして構成しなければならないため、正副２系統のスイッチ群で構成しなければならない。そのため、スイッチの数が多くなってしまうといった問題がある。

また、特許文献２に示されたシフトレバー用ポジションセンサの故障判断装置は、シフトレバーの各操作位置同士の信号状態により故障を検出する構成のため、操作位置の両端におけるスイッチ故障を検出することができない。

本発明の第１の目的は、少数のスイッチの組み合わせにより、シフトレバーの位置判断機能を有するシフトレバーの操作位置判断装置を提供することである。

本発明の第２の目的は、少数のスイッチの組み合わせにより、シフトレバーの位置判断機能及び故障診断機能を有するシフトレバーの操作位置判断装置を提供することである。

本発明においては、ポジションセンサにおける複数のスイッチに係る信号に基づいてシフトレバーの操作位置を検出するシフトレバーの操作位置判断装置であって、前記シフトレバーは、少なくとも４つの操作位置に切換自在に構成され、前記ポジションセンサは、前記シフトレバーの操作範囲内において互いに異なる範囲でＯＮとなるように前記スイッチが配されるとともに、前記シフトレバーの各操作位置で２又は３系統の前記スイッチが異なる組み合わせでＯＮになるように構成され、前記ポジションセンサにおける各スイッチのＯＮ又はＯＦＦに係る信号を読み取り、当該各スイッチのＯＮ又はＯＦＦに係る信号に基づいて演算値を計算する演算値計算手段と、前記スイッチの全てが正常状態にある場合および前記スイッチのうち１系統の故障が発生した１系統故障状態にある場合における各操作位置に対応する各スイッチのＯＮ又はＯＦＦ状態を表す演算値を規定した第１操作位置判断基準に従って、前記演算値計算手段によって計算された演算値に対応する操作位置を判断する第１操作位置判断手段と、を備え、さらに、前記第１操作位置判断基準、及び前記１系統故障状態からさらにもう１系統の故障が発生した２系統故障状態における前記シフトレバーの各操作位置に対応する各スイッチのＯＮ又はＯＦＦ状態を表す演算値を規定した第２操作位置判断基準に基づいて、前記演算値計算手段によって計算された演算値に対応する演算値が、前記第１操作位置判断基準に存在しない場合は、操作位置をニュートラル位置と判断するとともに前記第２系統故障状態と判断し、前記演算値計算手段によって計算された演算値に対応する演算値が、前記第１操作位置判断基準に存在し、かつ、対応する前記第１操作位置判断基準及び前記第２操作位置判断基準のそれぞれの操作位置が一致する場合は、一致している操作位置と判断するとともに前記正常状態と判断し、前記演算値計算手段によって計算された演算値に対応する演算値が、前記第１操作位置判断基準に存在し、かつ、対応する前記第１操作位置判断基準及び前記第２操作位置判断基準のそれぞれの操作位置が一致しない場合は、操作位置をニュートラル位置と判断する第２操作位置判断手段を備えることを特徴とする。

また、本発明の前記シフトレバーの操作位置判断装置において、前記第１操作位置判断手段は、前記第１操作位置判断基準に従って、前記演算値計算手段によって計算された演算値に対応する操作位置を判断するとともに、前記正常状態か前記１系統故障状態かを判断することが好ましい。

また、本発明の前記シフトレバーの操作位置判断装置において、前記第１操作位置判断基準における演算値は、操作位置１つにつき演算値は１つのみ割り当てられることが好ましい。

また、本発明の前記シフトレバーの操作位置判断装置において、前記第２操作位置判断手段は、前記第２操作位置判断基準に基づいて、前記演算値計算手段によって計算された演算値に対応する演算値が、前記第２操作位置判断基準に存在する場合は、操作位置をニュートラル位置と判断することが好ましい。

また、本発明の前記シフトレバーの操作位置判断装置において、前記２系統故障状態と判断された後、故障に係るスイッチについて所定時間内にＯＮ、ＯＦＦの変化があった場合に、前記第２操作位置判断手段の動作を解除し、前記第１操作位置判断手段を動作させる解除手段を備えることが好ましい。

また、本発明の前記シフトレバーの操作位置判断装置において、前記１系統故障状態又は前記２系統故障状態と判断されている場合に、操作位置をマニュアル位置とする判断を制限する判断制限手段を備えることが好ましい。

また、本発明の前記シフトレバーの操作位置判断装置において、前記１系統故障状態又は前記２系統故障状態と判断した後、各操作位置に関してそれぞれ無故障と考えられる状態が一定時間以上継続した場合、前記１系統故障状態又は前記２系統故障状態から前記正常状態に復帰させる復帰手段を備えることが好ましい。

本発明によれば、必ずしも１系統につき正副２系統のスイッチを備えなくとも、シフトレバーの操作位置及び故障状態を判断できる。これにより、操作位置の判断性能を高めながらコストダウンを図ることができる。

また、本発明によれば、判断制限手段を備えることにより、故障状態に応じてシフトレバーの操作位置の制限ができる。

さらに、本発明によれば、１系統故障時においては後退、ニュートラル、前進を判断でき、また、２系統故障時においては後退、ニュートラル、前進を判断するか又はニュートラルモード固定とするような機能を持つので、安全性を確保することができる。

本発明の実施形態１に係るシフトレバーの操作位置判断装置について図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施形態１に係るシフトレバーの操作位置判断装置の構成を模式的に示したブロック図である。図２は、本発明の実施形態１で用いることができる（Ａ）シフトレバー及び（Ｂ）ハンドルの構成を模式的に示した外観図である。図３は、本発明の実施形態１に係るシフトレバーの操作位置判断装置のポジションセンサにおける各スイッチの第１のパターンを示した模式図である。図４は、本発明の実施形態１に係るシフトレバーの操作位置判断装置のポジションセンサにおける各スイッチの第２のパターンを示した模式図である。

操作位置判断装置１は、ポジションセンサ２と、コンピュータ３と、を有する装置である。操作位置判断装置１は、シフトレバー４の操作位置を検出するポジションセンサ２からの信号をコンピュータ３に入力し、コンピュータ３においてシフトレバー４の操作位置を判断する。

シフトレバー４は、少なくとも４つの操作位置に切換自在に構成され、例えば、変速機を後進変速段にする「Ｒ」位置と、変速機をニュートラル状態にする「Ｎ」位置と、変速機の複数の前進変速段の自動操作を行う「Ｄ」位置と、変速機の複数の前進変速段のマニュアル操作でアップダウンできる「Ｍ」位置と、に直線的に切換操作されるように構成することができる（図２（Ａ）参照）。図２（Ａ）では、４つの操作位置は、Ｒ、Ｎ、Ｄ、Ｍの順に配されている。シフトレバー４が「Ｍ」位置にあるときは、自動車のハンドル５に配設された、変速機（図示せず）の複数の前進変速段をアップシフトさせる「＋」スイッチ５ａ、及び変速機（図示せず）の複数の前進変速段をダウンシフトさせる「−」スイッチ５ｂのマニュアル操作によって前進変速段をアップダウンさせることができる（図２（Ｂ）参照）。ハンドル５の＋スイッチ５ａ及び−スイッチ５ｂのＯＮ信号は、コンピュータ３（図１参照）に入力される。

ポジションセンサ２は、シフトレバー４の操作範囲内において互いに異なる範囲でＯＮとなるようにスイッチが配されるとともに、シフトレバー４の各操作位置で２又は３系統の前記スイッチが異なる組み合わせでＯＮになるように構成されたものであり、例えば、シフトレバー４の操作位置を検出する計６系統のＯＮ／ＯＦＦスイッチで構成することができ、第１スイッチ（ＳＷ１）、第２スイッチ（ＳＷ２）、第３スイッチ（ＳＷ３）、第４スイッチ（ＳＷ４）、第５スイッチ（ＳＷ５）、第６スイッチ（ＳＷ６）、ブラシ（Ｂ）よりなるスライドスイッチとすることができる（図３及び図４参照）。ブラシ（Ｂ）は、スイッチ電源と電気的に常時接続された状態にある。図３及び図４に示すポジションセンサ２の各スイッチのＯＮ−ＯＦＦ領域について、ＳＷ１は、ＲからＮ−Ｄ間までがＯＮ領域、それ以外がＯＦＦ領域である。ＳＷ２は、Ｒ−Ｎ間からＭまでがＯＮ領域であり、それ以外がＯＦＦ領域である。ＳＷ３は、Ｄ−Ｍ間からＭまでがＯＮ領域であり、それ以外がＯＦＦ領域である。ＳＷ４は、ＲからＲ−Ｎ間までがＯＮ領域であり、それ以外がＯＦＦ領域である。ＳＷ５は、Ｒ−Ｎ間からＮ−Ｄ間までがＯＮ領域であり、それ以外がＯＦＦ領域である。ＳＷ６は、Ｎ−Ｄ間からＭまでがＯＮ領域であり、それ以外がＯＦＦ領域である。ここで、各スイッチのＯＦＦ領域では通電しない状態にある。なお、ＯＮ／ＯＦＦの境界部分については、実際は製造のばらつき等により、Ｒ−Ｎ間においてＳＷ４−ＳＷ５が同時にＯＮになる領域の中にＳＷ２のＯＮ−ＯＦＦ切替点が存在する場合（図３のＸ１参照）と存在しない場合（図４のＸ２参照）がある。また、Ｒ−Ｎ間のばらつきと同様、Ｎ−Ｄ間においてもＳＷ５−ＳＷ６が同時にＯＮになる領域の中にＳＷ１のＯＮ−ＯＦＦ切替点が存在する場合（図３のＹ１参照）と存在しない場合（図３のＹ２参照）がある。各スイッチ（ＳＷ１〜ＳＷ６）のＯＮ信号は、コンピュータ３に入力される。

コンピュータ３は、ポジションセンサ２からの信号に基づいてシフトレバー４の操作位置を判断して、自動制御又は手動操作による信号を受けることにより変速制御を行う電子制御装置（ＥＣＵ）に相当するものである。コンピュータ３は、演算値計算手段３１と、第１操作位置判断手段３２と、第２操作位置判断手段３３と、解除手段３４と、判断制限手段３５と、復帰手段３６と、を有する。これらの手段における各処理は、コンピュータ３上でプログラムを実行することで実現される。この場合、上記プログラムを記録した記録媒体（ハードディスク、マイコン内の読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）等）から該プログラムを、該記録媒体の機械読み出し装置及びインタフェースを介して該コンピュータに読み出し、主記憶にロードして実行することで、本実施形態１を実施することができる。

演算値計算手段３１は、ポジションセンサ２における各スイッチ（ＳＷ１〜ＳＷ６）のＯＮ又はＯＦＦに係る信号を読み取り、当該各スイッチのＯＮ又はＯＦＦに係る信号に基づいて演算値を計算する。ここで、ＯＮに係る信号は通電状態の信号であり、ＯＦＦに係る信号は非通電状態の信号である。なお、演算値の計算方法については、後述する。

第１操作位置判断手段３２は、第１操作位置判断基準３７に従って、演算値計算手段３１によって計算された演算値に対応するシフトレバー４の操作位置を判断し、また、第１操作位置判断基準３７に従って、前記演算値計算手段によって計算された演算値に対応する操作位置を判断するとともに、正常状態か故障状態（１系統故障状態）かを判断する。正常状態か故障状態（１系統故障状態）かは、その状態が一定時間以上継続したときに判断するようにしてもよい。ここで、第１操作位置判断基準３７は、スイッチ（ＳＷ１〜ＳＷ６）が全て正常状態にある場合における各操作位置（Ｒ、Ｎ、Ｄ、Ｍ）に対応する各スイッチのＯＮ又はＯＦＦ状態を表す演算値と、スイッチ（ＳＷ１〜ＳＷ６）のうち１系統の故障状態が発生した場合における各操作位置（Ｒ、Ｎ、Ｄ、Ｍ）に対応する各スイッチのＯＮ又はＯＦＦ状態を表す演算値と、を規定しており、詳しくは後述する。なお、正常状態とはスイッチ操作によりＯＮとＯＦＦが正常に切り替えることができる状態をいう。また、スイッチの故障には、ＯＮ故障とＯＦＦ故障がある。ＯＮ故障とは、スイッチの溶着、金属ゴミの介在等が原因となって、スイッチがＯＦＦにならなければならない状態にあってもＯＮ状態になる故障をいう。ＯＦＦ故障とは、断線、接触不良等が原因となって、スイッチがＯＮにならなければならない状態にあってもＯＦＦ状態になる故障をいう。

第２操作位置判断手段３３は、第１操作位置判断基準３７及び第２操作位置判断基準３８に基づいて、場合に応じて、以下のような判断を行う。（１）演算値計算手段３１によって計算された演算値に対応する演算値が、第１操作位置判断基準３７に存在しない場合は、操作位置を安全位置（Ｎ位置）と判断し、かつ、故障状態（２系統故障状態）と判断する。故障状態（２系統故障状態）か否かについて、演算値計算手段によって計算された演算値が、第１操作位置演算手段において存在しない状態が一定時間以上継続したときに故障状態（２系統故障状態）と判断するようにしてもよい。（２）演算値計算手段３１によって計算された演算値に対応する演算値が、第１操作位置判断基準３７に存在し、かつ、対応する第１操作位置判断基準３７及び第２操作位置判断基準３８のそれぞれの操作位置が一致する場合は、一致している操作位置と判断する。（３）演算値計算手段３１によって計算された演算値に対応する演算値が、第１操作位置判断基準３７に存在し、かつ、対応する第１操作位置判断基準３７及び第２操作位置判断基準３８のそれぞれの操作位置が一致しない場合は、操作位置を安全位置（Ｎ位置）と判断する。ここで、第２操作位置判断基準３８は、スイッチ（ＳＷ１〜ＳＷ６）のうち２系統以上の故障状態が発生した場合における各操作位置に対応する各スイッチのＯＮ又はＯＦＦ状態を表す演算値を規定したものであり、詳しくは後述する。

解除手段３４は、２系統の故障状態と判断された後、故障に係るスイッチ（ＳＷ１〜ＳＷ６）について所定時間内にＯＮ、ＯＦＦの変化があった場合に、第２操作位置判断手段３３の動作を解除し、前記第１操作位置判断手段を動作させる。

判断制限手段３５は、スイッチ（ＳＷ１〜ＳＷ６）のうち１系統以上の故障状態と判断されている場合に、操作位置を危険位置（Ｍ位置）とする判断を制限する。例えば、スイッチ故障時は、シフトレバー４が実際にはＭ位置にあってもＤ位置として扱うようにする。

復帰手段３６は、１系統以上の故障状態と判断した後、各操作位置に関してそれぞれ無故障と考えられる状態が一定時間以上継続した場合に、故障状態から正常状態に復帰させる。例えば、故障後、正常な状態が一定時間続いたときは、第２操作位置判断手段３３によってシフトレバー４の操作位置を判断するモードから、第１操作位置判断手段３２によってシフトレバー４の操作位置を判断するモードへと切り換える。

次に、演算値計算手段３１における演算値の計算方法、及び第１操作位置判断基準３７について図面を用いて説明する。図５は、本発明の実施形態１に係るスイッチの全てが正常状態にある場合におけるシフトレバーの各操作位置に対応するスイッチ状態及び演算値を模式的に示したテーブルであり、（Ａ）は第１のパターン（図３）に対応するものであり、（Ｂ）は第２のパターン（図４）に対応するものである。

図６は、本発明の実施形態１に係るスイッチのうち１系統のＯＦＦ故障が発生した場合におけるシフトレバーの各操作位置に対応するスイッチ状態及び演算値の模式的に示したテーブルであり、（Ａ１）〜（Ａ６）は第１のパターン（図３）に対応するものであり、（Ｂ１）〜（Ｂ６）は第２のパターン（図４）に対応するものである。このうち、（Ａ１）及び（Ｂ１）はＳＷ１のＯＦＦ故障の場合、（Ａ２）及び（Ｂ２）はＳＷ２のＯＦＦ故障の場合、（Ａ３）及び（Ｂ３）はＳＷ３のＯＦＦ故障の場合、（Ａ４）及び（Ｂ４）はＳＷ４のＯＦＦ故障の場合、（Ａ５）及び（Ｂ５）はＳＷ５のＯＦＦ故障の場合、（Ａ６）及び（Ｂ６）はＳＷ６のＯＦＦ故障の場合である。

図７は、本発明の実施形態１に係るスイッチのうち１系統のＯＮ故障が発生した場合におけるシフトレバーの各操作位置に対応するスイッチ状態及び演算値の模式的に示したテーブルであり、（Ａ１）〜（Ａ６）は第１のパターン（図３）に対応するものであり、（Ｂ１）〜（Ｂ６）は第２のパターン（図４）に対応するものである。このうち、（Ａ１）及び（Ｂ１）はＳＷ１のＯＮ故障の場合、（Ａ２）及び（Ｂ２）はＳＷ２のＯＮ故障の場合、（Ａ３）及び（Ｂ３）はＳＷ３のＯＮ故障の場合、（Ａ４）及び（Ｂ４）はＳＷ４のＯＮ故障の場合、（Ａ５）及び（Ｂ５）はＳＷ５のＯＮ故障の場合、（Ａ６）及び（Ｂ６）はＳＷ６のＯＮ故障の場合である。

図８は、本発明の実施形態１に係るシフトレバーの操作位置判断装置において正常状態及び１系統故障状態のときに算出されうる演算値を操作位置ごとにまとめたテーブルであり、（Ａ）は第１のパターン（図３）に対応するものであり、（Ｂ）は第２のパターン（図４）に対応するものである。

図９は、本発明の実施形態１に係る第１操作位置判断基準を模式的に示したテーブルである。

演算値計算手段３１における演算値の計算方法について、まず、ポジションセンサにおける各スイッチ（ＳＷ１〜ＳＷ６）のＯＮ、ＯＦＦについて所定の値を定義する。例えば、ＳＷ６がＯＮのとき１、ＯＦＦのとき０。ＳＷ５がＯＮのとき２、ＯＦＦのとき０。ＳＷ４がＯＮのとき４、ＯＦＦのとき０。ＳＷ３がＯＮのとき８、ＯＦＦのとき０。ＳＷ２がＯＮのとき１６、ＯＦＦのとき０。ＳＷ１がＯＮのとき３２、ＯＦＦのとき０。シフトレバーの所定の操作位置に対応する各スイッチのＯＮ又はＯＦＦ状態に応じた値を全て総和したものを「演算値」とする。この演算値は、シフトレバースイッチ６系統のＯＮ、ＯＦＦ状態を表すものであり、操作位置１つにつき演算値は必ず１つのみ割り当てられる。

このような定義及び計算方法に基づいて、スイッチが全て正常状態にある場合のシフトレバー４の各操作位置に対応する各スイッチのＯＮ又はＯＦＦ状態とその演算値をまとめたのが図５である。なお、図５では、各スイッチのＯＮ、ＯＦＦ状態について、便宜上、ＯＮ＝１、ＯＦＦ＝０と表現している。

また、スイッチのうち１系統の故障が発生した場合のシフトレバー４の各操作位置に対応する各スイッチのＯＮ又はＯＦＦ状態とその演算値をまとめたのが図６及び図７である。図６は各スイッチのＯＦＦ故障時のテーブル、図７は各スイッチのＯＮ故障時のテーブルである。なお、図６及び図７においても、各スイッチのＯＮ、ＯＦＦ状態について、便宜上、ＯＮ＝１、ＯＦＦ＝０と表現している。

図３及び図５（Ａ）のＲ位置を例にとって説明すると、６系統のスイッチ（ＳＷ１〜ＳＷ６）のいずれも故障がない状態（正常状態）において、Ｒ位置ではＳＷ１及びＳＷ４がＯＮで、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ５及びＳＷ６がＯＦＦであるから、前記定義及び計算方法に従うと、演算値は３２＋０＋０＋４＋０＋０＝３６を示す。

図３及び図６（Ａ１）のＲ位置を例にとって説明すると、６系統のスイッチ（ＳＷ１〜ＳＷ６）のうちＳＷ１がＯＦＦ故障の場合、Ｒ位置ではＳＷ４がＯＮで、ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ５及びＳＷ６がＯＦＦであるから、前記定義及び計算方法に従うと、演算値は０＋０＋０＋４＋０＋０＝４を示す。

図３及び図６（Ａ２）のＲ位置を例にとって説明すると、６系統のスイッチ（ＳＷ１〜ＳＷ６）のうちＳＷ２がＯＦＦ故障の場合、Ｒ位置ではＳＷ１及びＳＷ４がＯＮで、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ５及びＳＷ６がＯＦＦであるから、前記定義及び計算方法に従うと、演算値は３２＋０＋０＋４＋０＋０＝３６を示す。これは、正常状態でも、もともとＳＷ２スイッチはＯＦＦであるため、そこからさらにＳＷ２のＯＦＦ故障となっても見かけ上のスイッチ状態は変化しないことを示している。

正常状態及び１系統故障状態の場合の演算値計算手段３１によって算出されうる演算値の一覧は図８に示す通りである。例えば、演算値１７は、正常状態におけるＤ位置のときに算出されるパターンであるが、１系統故障状態においてはＮ−Ｄ間のＤ寄りの中間位置のＳＷ５のＯＦＦ故障、及びＭ位置のＳＷ３のＯＦＦ故障においても算出され得ることを示している。

図８における演算値に対応する状態（正常、中間、故障）、操作位置の扱い、及び出現する操作位置をまとめたのが図９であり、第１操作位置判断基準３７（図１参照）に相当する。図９のテーブルに基づいて、演算値に対するシフトレバーの操作位置の扱いを以下の通りに決める。
（１）正常状態におけるＲ、Ｎ、Ｄ、Ｍについてはそのまま正常扱いとし、たとえ故障状態においてこれら正常状態と同じ演算値が出たとしても正常ポジション扱いするものとする。
（２）Ｒ−Ｎ間の中間状態、又はＮ−Ｄ間の中間状態について、これらは、正常状態においても出現しうるパターンであり、故障と判断することができない。このような中間状態は、例えば、ユーザが故意にシフトレバーをＲ−Ｎ間に保持した場合などが該当する。
（３）上記（１）及び（２）以外のパターンについては基本的に故障状態とし、そのときのスイッチ状態に応じて適宜シフトレバーの操作位置を決定する。例えば、演算値２の場合、Ｎ位置の両隣りで出現（丸印）するため、Ｎ位置扱いとする。また、演算値３の場合、Ｄ位置に近い中間状態であるため、Ｄ位置扱いとする。

上記方法によれば、予め全てのレバー状態に対するシフトレバースイッチ信号の状態を考えたシフトレバーの第１操作位置判断基準３７を作成しておくことにより、それらを参照することによって、シフトレバーの操作位置及び故障状態を判断することができる。

次に、第２操作位置判断基準３８について図面を用いて説明する。図１０は、本発明の実施形態１に係るシフトレバーの操作位置判断装置における２系統故障した場合の第２操作位置判断基準を模式的に示したテーブルである。

ポジションセンサにおけるスイッチのうち１系統が故障した状態から、さらにもう１系統の故障が発生した場合（つまり２系統故障状態）についてまとめた結果が図１０であり、第２操作位置判断基準３８（図１参照）に相当する。図１０の左側３列には図９と同様の演算値、状態（正常、中間、故障）、及び操作位置の扱いが示されており、その右側の１２列にはそれぞれの演算値に対してさらに１系統スイッチがＯＮ故障及びＯＦＦ故障したときの演算値が示されている。なお、２系統故障が発生した場合の演算値が１系統故障が発生したときの演算値と変化がない場合については、便宜上、「０」と記入しており、「０」と記入された欄の実際の演算値はその行における一番左側の演算値に該当する。

図１０の読み方について、例えば、１系統故障のときに演算値１、故障状態、Ｄ位置扱いと判断されている状態からさらにＳＷ１がＯＮ故障してしまった場合、演算値は３３となる。

図１０より、２系統故障した場合については、以下の４つのケースが考えられる。

（１）２系統故障時の演算値が１系統故障時の演算値と一致しない場合は、必然的に２系統故障と判断できるため、操作位置はＮ位置と判断される。例えば、１系統故障における演算値１、故障状態、Ｄ位置扱いの状況からさらにＳＷ１がＯＮ故障した場合、演算値は３３となり、図１０の一番左側の演算値において３３がないので、２系統故障と判断され、Ｎ位置に固定される。

（２）２系統故障時の演算値が１系統故障時の演算値と一致し、かつ、２系統故障時の操作位置と１系統故障時の操作位置の扱いが一致する場合は、シフトレバーの位置を判断するという目的においては誤判断することがないことから、一致している操作位置と判断される。例えば、１系統故障における演算値１、故障状態、Ｄ位置扱いの状況からさらにＳＷ２がＯＮ故障した場合、演算値は１７となり、図１０の一番左側の演算値において１７が存在し、かつ、１系統故障における演算値１７のときの操作位置の扱いのＤ位置と一致するから、正常状態として取り扱われることになる。

（３）２系統故障の演算値が１系統故障の演算値と一致するが、２系統故障の操作位置と１系統故障の操作位置の扱いが一致しないものの、２系統故障の操作位置がＮ位置扱いとなる場合は、Ｎ位置と判断される。例えば、１系統故障における演算値３、故障状態、Ｄ位置扱いの状況からさらにＳＷ１がＯＮ故障した場合、演算値は３５となり、図１０の一番左側の演算値において３５が存在し、かつ、１系統故障における演算値３５のときの操作位置の扱いはＮ位置となり、安全確保することになっているため、問題はない。

（４）２系統故障の演算値が１系統故障の演算値と一致するが、２系統故障の操作位置と１系統故障の操作位置の扱いが一致せず、２系統故障の操作位置がＮ位置以外の扱いとなる場合は、Ｎ位置と判断される。例えば、１系統故障における演算値２、故障状態、Ｎ位置扱いの状況からさらにＳＷ４がＯＮ故障した場合、演算値は６となり、図１０の一番左側の演算値において６が存在し、かつ、１系統故障における演算値６のときの操作位置の扱いはＲ位置となり、実際のＮ位置からシフトレバー操作を伴わずに故障発生のみでＲ位置扱いになってしまうおそれがあり危険であることから、Ｎ位置と判断される。このようなケースは、以下の６種類のうちどれかに該当することが、図１０よりわかる。
（ａ）故障Ｎから故障Ｄとなる場合
（ｂ）故障Ｎから故障Ｒとなる場合
（ｃ）中間Ｎから中間Ｄとなる場合
（ｄ）中間Ｎから中間Ｒとなる場合
（ｅ）中間Ｎから故障Ｄとなる場合
（ｆ）中間Ｎから故障Ｒとなる場合

なお、コンピュータによって（ａ）〜（ｆ）の条件のいずれかに該当すると判断されたときに、シフトレバーをソレノイド等によってＮ位置に制限することもできる。また、シフトレバーをＮ位置又はシフトレバーの現在位置に制限した後、演算値の変化があった場合は、前記制限を解除し、シフトレバーの操作位置の移動処理を行うようにすることもできる。

次に、本発明の実施形態１に係るシフトレバーの操作位置判断装置の動作について図面を用いて説明する。図１１は、本発明の実施形態１に係るシフトレバーの操作位置判断装置の動作を模式的に示したフローチャートである。なお、シフトレバーの操作位置判断装置の構成部分については、図１を参照されたい。

まず、ポジションセンサ２における各スイッチ（ＳＷ１〜ＳＷ６）のＯＮ又はＯＦＦに係る信号を読み取り、当該各スイッチのＯＮ又はＯＦＦに係る信号に基づいて演算値を計算する（ステップＡ１）。

次に、計算された演算値が第１操作位置判断基準３７及び第２操作位置判断基準３８に存在するか否かを確認する（ステップＡ２）。存在しない場合は、Ｎモード（Ｎ位置）と判断される。存在する場合はステップＡ３に進む。

次に、計算された演算値と対応する演算値は第１操作位置判断基準３７及び第２操作位置判断基準３８においてＲモード、Ｎモード、Ｄモード、Ｍモードのいずれかを確認する。ＲモードとＮモードの場合はそれぞれＲモード（Ｒ位置）とＮモード（Ｎ位置）と判断される。ＤモードとＭモードの場合はステップＡ４に進む。

次に、第１操作位置判断基準３７において故障状態となっているか否かを確認する（ステップＡ４）。故障状態となっている場合はＤモード（Ｄ位置）と判断される。故障状態となっていない場合はステップＡ５に進む。

次に、シフトレバーがＭ位置に確実になっている否か、つまり、ＳＷ３がＯＮか否かを確認する（ステップＡ５）。ＳＷ３がＯＦＦの場合はＤモード（Ｄ位置）と判断される。ＳＷ３がＯＮの場合はＭモード（Ｍ位置）と判断され、ステップＡ６に進む。

次に、＋スイッチ５ａ又は−スイッチ５ｂがＯＮか否かを確認する（ステップＡ６）。＋スイッチ５ａ及び−スイッチ５ｂの両方がＯＦＦの場合はステップＡ６を繰り返す、つまり、＋スイッチ５ａ又は−スイッチ５ｂからのＯＮ信号の待ち受け状態となる。＋スイッチ５ａ又は−スイッチ５ｂがＯＮの場合はステップＡ７に進む。

次に、ＯＮになったのが＋スイッチ５ａ又は−スイッチ５ｂのどちらかを確認する（ステップＡ７）。＋スイッチ５ａがＯＮの場合は変速機をシフトアップし、その後、ステップＡ７に進む。−スイッチ５ｂがＯＮの場合は変速機をシフトダウンし、その後、ステップＡ７に進む。なお、最高ギア段のときに＋スイッチ５ａがＯＮになってもシフトアップせず、最低ギア段のときに−スイッチ５ｂがＯＮになってもシフトダウンしない。

次に、本発明の実施形態２について説明する。実施形態１に係る第２操作位置判断手段３３では、演算値計算手段３１によって計算された演算値に対応する演算値が、第１操作位置判断基準３７に存在するか存在しないか、及び、対応する第１操作位置判断基準３７及び第２操作位置判断基準３８のそれぞれの操作位置が一致するか一致しないかにより、操作位置の扱いを区別しているが、実施形態２に係る第２操作位置判断手段では、演算値計算手段３１によって計算された演算値に対応する演算値が、第２操作位置判断基準３８に存在する場合は、一律、操作位置を安全位置（Ｎ位置）と判断する。これにより、２系統以上の故障状態の場合における安全性を高めることができる。

本発明の実施形態１に係るシフトレバーの操作位置判断装置の構成を模式的に示したブロック図である。本発明の実施形態１で用いることができる（Ａ）シフトレバー及び（Ｂ）ハンドルの構成を模式的に示した外観図である。本発明の実施形態１に係るシフトレバーの操作位置判断装置のポジションセンサにおける各スイッチの第１のパターンを示した模式図である。本発明の実施形態１に係るシフトレバーの操作位置判断装置のポジションセンサにおける各スイッチの第２のパターンを示した模式図である。本発明の実施形態１に係るスイッチの全てが正常状態にある場合におけるシフトレバーの各操作位置に対応するスイッチ状態及び演算値を模式的に示したテーブルであり、（Ａ）は第１のパターンに対応するものであり、（Ｂ）は第２のパターンに対応するものである。本発明の実施形態１に係るスイッチのうち１系統のＯＦＦ故障が発生した場合におけるシフトレバーの各操作位置に対応するスイッチ状態及び演算値の模式的に示したテーブルであり、（Ａ１）〜（Ａ６）は第１のパターンに対応するものであり、（Ｂ１）〜（Ｂ６）は第２のパターンに対応するものである。本発明の実施形態１に係るスイッチのうち１系統のＯＮ故障が発生した場合におけるシフトレバーの各操作位置に対応するスイッチ状態及び演算値の模式的に示したテーブルであり、（Ａ１）〜（Ａ６）は第１のパターンに対応するものであり、（Ｂ１）〜（Ｂ６）は第２のパターンに対応するものである。本発明の実施形態１に係るシフトレバーの操作位置判断装置において正常状態及び１系統故障状態のときに算出されうる演算値を操作位置ごとにまとめたテーブルであり、（Ａ）は第１のパターンに対応するものであり、（Ｂ）は第２のパターンに対応するものである。本発明の実施形態１に係る第１操作位置判断基準を模式的に示したテーブルである。本発明の実施形態１に係るシフトレバーの操作位置判断装置における２系統故障した場合の第２操作位置判断基準を模式的に示したテーブルである。本発明の実施形態１に係るシフトレバーの操作位置判断装置の動作を模式的に示したフローチャートである。

符号の説明

１操作位置判断装置
２ポジションセンサ
３コンピュータ
４シフトレバー
５ハンドル
５ａ＋スイッチ
５ｂ −スイッチ
３１演算値計算手段
３２第１操作位置判断手段
３３第２操作位置判断手段
３４解除手段
３５判断制限手段
３６復帰手段
３７第１操作位置判断基準
３８第２操作位置判断基準

Claims

ポジションセンサにおける複数のスイッチに係る信号に基づいてシフトレバーの操作位置を検出するシフトレバーの操作位置判断装置であって、
前記シフトレバーは、少なくとも４つの操作位置に切換自在に構成され、
前記ポジションセンサは、前記シフトレバーの操作範囲内において互いに異なる範囲でＯＮとなるように前記スイッチが配されるとともに、前記シフトレバーの各操作位置で２又は３系統の前記スイッチが異なる組み合わせでＯＮになるように構成され、
前記ポジションセンサにおける各スイッチのＯＮ又はＯＦＦに係る信号を読み取り、当該各スイッチのＯＮ又はＯＦＦに係る信号に基づいて演算値を計算する演算値計算手段と、
前記スイッチの全てが正常状態にある場合および前記スイッチのうち１系統の故障が発生した１系統故障状態にある場合における各操作位置に対応する各スイッチのＯＮ又はＯＦＦ状態を表す演算値を規定した第１操作位置判断基準に従って、前記演算値計算手段によって計算された演算値に対応する操作位置を判断する第１操作位置判断手段と、
を備え、さらに、
前記第１操作位置判断基準、及び前記１系統故障状態からさらにもう１系統の故障が発生した２系統故障状態における前記シフトレバーの各操作位置に対応する各スイッチのＯＮ又はＯＦＦ状態を表す演算値を規定した第２操作位置判断基準に基づいて、
前記演算値計算手段によって計算された演算値に対応する演算値が、前記第１操作位置判断基準に存在しない場合は、操作位置をニュートラル位置と判断するとともに前記第２系統故障状態と判断し、
前記演算値計算手段によって計算された演算値に対応する演算値が、前記第１操作位置判断基準に存在し、かつ、対応する前記第１操作位置判断基準及び前記第２操作位置判断基準のそれぞれの操作位置が一致する場合は、一致している操作位置と判断するとともに前記正常状態と判断し、
前記演算値計算手段によって計算された演算値に対応する演算値が、前記第１操作位置判断基準に存在し、かつ、対応する前記第１操作位置判断基準及び前記第２操作位置判断基準のそれぞれの操作位置が一致しない場合は、操作位置をニュートラル位置と判断する第２操作位置判断手段を備えることを特徴とするシフトレバーの操作位置判断装置。
前記第１操作位置判断手段は、前記第１操作位置判断基準に従って、前記演算値計算手段によって計算された演算値に対応する操作位置を判断するとともに、前記正常状態か前記１系統故障状態かを判断することを特徴とする請求項１記載のシフトレバーの操作位置判断装置。
前記第１操作位置判断基準における演算値は、操作位置１つにつき演算値は１つのみ割り当てられることを特徴とする請求項１又は２記載のシフトレバーの操作位置判断装置。
前記第２操作位置判断手段は、前記第２操作位置判断基準に基づいて、前記演算値計算手段によって計算された演算値に対応する演算値が、前記第２操作位置判断基準に存在する場合は、操作位置をニュートラル位置と判断することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載のシフトレバーの操作位置判断装置。
前記２系統故障状態と判断された後、故障に係るスイッチについて所定時間内にＯＮ、ＯＦＦの変化があった場合に、前記第２操作位置判断手段の動作を解除し、前記第１操作位置判断手段を動作させる解除手段を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載のシフトレバーの操作位置判断装置。
前記１系統故障状態又は前記２系統故障状態と判断されている場合に、操作位置をマニュアル位置とする判断を制限する判断制限手段を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載のシフトレバーの操作位置判断装置。
前記１系統故障状態又は前記２系統故障状態と判断した後、各操作位置に関してそれぞれ無故障と考えられる状態が一定時間以上継続した場合、前記１系統故障状態又は前記２系統故障状態から前記正常状態に復帰させる復帰手段を備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一に記載のシフトレバーの操作位置判断装置。