JP5429223B2 - 自動変速機のレンジ検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載される自動変速機のレンジ検出装置、特に該検出装置の異常に対処する装置に関し、車両用自動変速機の技術分野に属する。

車両に搭載される自動変速機には、運転者のレバー操作によって選択されるレンジとして、走行レンジであるＤ（前進）レンジやＲ（後退）レンジなどと、非走行レンジであるＰ（駐車）レンジやＮ（中立）レンジなどとが設定され、それぞれのレンジに応じたモードで制御が行われるようになっている。そして、このレンジに応じた制御のために、また、選択されたレンジを運転席前方の表示部に表示するために、前記シフトレバーの操作によって選択されたレンジを検出するレンジ検出装置が備えられる。

例えば特許文献１には、図７に示すように、シフトレバーの操作に応動する可動接点Ａと、該接点Ａが摺接する４つの固定接点Ｂ１〜Ｂ４とを備え、これらの接点の接触、非接触により、シフトレバーが位置するレンジに応じて４つのスイッチＣ１〜Ｃ４のＯＮ、ＯＦＦの組み合わせパターンが異なるように構成し、そのパターンから運転者が選択したレンジを検出するようにしたものが開示されている。

また、このような接触式のもののほか、磁石によって生成される磁界を複数のセンサによって検出し、これらのセンサから出力されるＯＮ−ＯＦＦ信号の組み合わせパターンによって選択されたレンジを検出する非接触式のものもあり、いずれも、複数の出力端子からコントローラに出力されるＯＮ−ＯＦＦ信号の出力パターンに基づいてレンジが検出されるようになっている。

その場合に、この種のレンジ検出装置においては、前記特許文献１にも開示されているように、検出するレンジとして、前記Ｐ、Ｒ、Ｎ、Ｄ等の運転者による選択対象となる通常レンジに加えて、隣接するＰレンジとＲレンジの間のＰＲレンジ、ＲレンジとＮレンジの間のＲＮレンジ、ＮレンジとＤレンジの間のＮＤレンジ等の中間レンジも検出するように構成される。

これは、隣接する通常レンジの間に、両側のいずれのレンジであるとも確定しない不感帯を設けることにより、スイッチやセンサの検出範囲の重なり等によっていずれのレンジであるかの判定が不明確となることを回避し、或いは、通常レンジ間でのレンジの切換操作時に、次の通常レンジに対応するモードでの制御の開始タイミングを設定するなどのためである。

特開２００４−１１６６０５号公報

ところで、前記のような構成のレンジ検出装置においては、断線や短絡により、出力端子から通常レンジ及び中間レンジの出力パターンとして定義された正常パターンとは異なる異常パターンが出力される場合があり、この場合、シフトレバーが位置するレンジが不明となるので、前記特許文献１に記載の発明では、故障診断を行うと共に、エンジントルクやエンジン回転数を制限するなどの自動変速機の保護制御を行うようになっている。

しかし、このような保護制御は車両の走行性を犠牲にするものであり、レンジ検出装置の異常パターンの出力時にも、できるだけ運転者が選択したレンジに応じたモードの制御を可能とすることが望まれるのである。そこで、本発明は、レンジ検出装置の異常パターン出力時にも、通常レンジまたは中間レンジのうちのいずれのレンジであるかを判定し、できるだけ運転者の要求に則したモードでの制御を実現することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は次のように構成したことを特徴とする。

まず、本願の請求項１に記載の発明は、シフトレバーの操作に応動して複数の出力端子から出力される信号の組み合わせパターンが変化し、その出力パターンに基づいてシフトレバーが位置するレンジを検出する自動変速機のレンジ検出装置において、前記出力パターンが走行レンジと非走行レンジとでなる通常レンジ及び隣接する通常レンジの間に設けられた中間レンジについてそれぞれ定義された正常パターンであるときに、そのパターンが定義されたレンジをシフトレバーが位置するレンジと判定する第１判定手段と、前記出力パターンが前記正常パターンとは異なる異常パターンであって、その異常パターンと信号が１つだけ異なる正常パターンが２つ存在し、それらの正常パターンが定義されたレンジが走行レンジと非走行レンジであるときは、走行レンジの方をシフトレバーが位置するレンジと判定する第２判定手段とを有することを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、前記第２判定手段は、前記出力パターンが異常パターンであって、その異常パターンと信号が１つだけ異なる正常パターンが１つのときは、その正常パターンが定義されたレンジをシフトレバーが位置するレンジと判定することを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、シフトレバーの操作に応動して複数の出力端子から出力される信号の組み合わせパターンが変化し、その出力パターンに基づいてシフトレバーが位置するレンジを検出する自動変速機のレンジ検出装置において、前記出力パターンが走行レンジと非走行レンジとでなる通常レンジ及び隣接する通常レンジの間に設けられた中間レンジについてそれぞれ定義された正常パターンであるときに、そのパターンが定義されたレンジをシフトレバーが位置するレンジと判定する第１判定手段と、前記出力パターンが前記正常パターンとは異なる異常パターンであって、その異常パターンと信号が１つだけ異なる正常パターンが２つ存在し、それらの正常パターンが定義されたレンジがいずれも中間レンジであるときは、シフトレバーが位置するレンジを中立レンジと判定する第２判定手段とを有することを特徴とする。

そして、請求項４に記載の発明は、前記請求項３に記載の発明において、前記第２判定手段は、前記出力パターンが異常パターンであって、その異常パターンと信号が１つだけ異なる正常パターンが１つのときは、その正常パターンが定義されたレンジをシフトレバーが位置するレンジと判定することを特徴とする。

以上の構成により、本願の各請求項の発明によれば、次のような効果が得られる。

まず、請求項１に記載の発明によれば、複数の出力端子から各レンジについて定義された正常パターンと異なる異常パターンが出力されたときに、その出力された異常パターンと信号が１つだけ異なる正常パターンが２つ存在し、それらの正常パターンが定義されたレンジが走行レンジと非走行レンジであるときに、走行レンジの方がシフトレバーが位置するレンジと判定されるので、実際のシフトレバーの位置が走行レンジである場合に、正しくレンジの判定が行われたことになって、運転者が意図した通りの走行が可能となる。

また、シフトレバーの位置が非走行レンジである場合に、走行レンジであると判定しても、シフトレバーが現に非走行レンジにあれば車両が走行することはなく、シフトレバーの位置が走行レンジであるときに非走行レンジと判定する場合に比べて、運転者が意図するモードの制御に支障をきたすおそれが少なく、実害が抑制されることになる。

また、請求項２に記載の発明によれば、前記異常パターンと信号が１つだけ異なる正常パターンが１つのときに、その正常パターンが定義されたレンジがシフトレバーが位置するレンジと判定されるので、高い判定精度が得られる。

一方、請求項３に記載の発明によれば、出力された異常パターンと信号が１つだけ異なる正常パターンが２つ存在し、それらの正常パターンが定義されたレンジがいずれも中間レンジであるときは、シフトレバーが位置するレンジを中立レンジと判定するので、実際のレンジがいずれかの中間レンジであっても、実害を招くことがない。

つまり、中間レンジは、もともとシフトレバーの操作中に通過するだけのレンジであって、いずれかの走行制御モードを特定するレンジではないから、中立レンジと判定しても走行制御に実害を招くことはなく、中間レンジを誤って特定して、その直後の通常レンジでの制御に支障をきたすよりも弊害が少ないのである。

そして、請求項４に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明と同様、前記異常パターンと信号が１つだけ異なる正常パターンが１つのときに、その正常パターンが定義されたレンジがシフトレバーが位置するレンジと判定されるので、高い判定精度が得られる。

本発明の実施の形態に係る制御システムを示すブロック図である。 正常パターンと判定レンジとの関係を示す表である。 異常パターンと判定レンジとの関係を示す表である。 レンジ判定の制御例を示すフローチャートである。 同、他の制御例を示すフローチャートである。 図５の制御例よる異常パターンと判定レンジとの関係を示す表である。 従来のインヒビタスイッチの構造例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係るレンジ検出装置を示すもので、このレンジ検出装置は、シフトレバー（図示せず）の操作によって作動するインヒビタスイッチ１０と、該スイッチ１０に設けられた第１〜第４出力端子１１〜１４からそれぞれ出力されるＯＮ−ＯＦＦ信号が入力されるコントローラ２０とによって構成されている。

そして、前記コントローラ２０は、前記４つのＯＮ−ＯＦＦ信号のＯＮ、ＯＦＦの組み合わせパターンからシフトレバーが位置するレンジを判定すると共に、自動変速機３０におけるレンジに応じたモードでの制御のために該自動変速機に３０に判定したレンジを送信し、また、当該車両の運転席等に設けられた表示部４０に選択したレンジを表示するために該表示部４０に判定したレンジを送信するようになっている。

ここで、この実施の形態では、シフトレバーの位置を示すレンジとして、Ｐ、Ｒ、Ｎ、Ｄの運転者による選択対象となる通常レンジと、隣接する通常レンジの間の中間レンジとが設定されており、その場合に、通常レンジは前記の順で並んでいるので、中間レンジは、ＰレンジとＲレンジの間のＰＲレンジ、ＲレンジとＮレンジの間のＲＮレンジ、及びＮレンジとＤレンジの間のＮＤレンジとが存在し、以上の７つのレンジを検出するように構成されている。

そして、これらの通常レンジ及び中間レンジについて、図２に示すように、第１〜第４出力端子のＯＮ、ＯＦＦパターンが定義されており、これ以外の９つの異常パターンは、図３に示すようなＯＮ、ＯＦＦの組み合わせとなる。

ここで、この実施の形態では、図２に示す各レンジの正常パターンは、次のような規則性を持って定義されている。

まず、ＰレンジからＤレンジに至る７つのレンジの列において、隣接するパターン同士で、ＯＮ、ＯＦＦが１つずつ異なるように定義されている。

また、通常レンジＰ、Ｒ、Ｎ、Ｄは、ＯＮが２個、ＯＦＦが２個とされ、中間レンジＰＲ、ＲＮ、ＮＤは、ＯＮが１個又は３個、ＯＦＦが３個又は１個とされている。

このことから、図３に示す異常パターンのうち、ＯＮが１個又は３個の異常パターンとＯＮ、ＯＦＦが１つだけ異なる正常パターンは、全て通常レンジの正常パターンとなり、ＯＮが０個、２個又は４個の異常パターンとＯＮ、ＯＦＦが１つだけ異なる正常パターンは、全て中間レンジの正常パターンとなる。

さらに、図２に示す正常パターンのうちの通常レンジのパターンは、Ｐ→Ｒ→Ｎ→Ｄの順に、２つのＯＮが第４出力端子側から第１出力端子側に向けて１つずつシフトするように定義されている。

このことから、前記順で隣接しない通常レンジ、即ち、いずれも走行レンジであるＲレンジとＤレンジ、及び、いずれも非走行レンジであるＰレンジとＮレンジの間では、各２個のＯＮとＯＦＦとが全て入れ替わって、全端子のＯＮ、ＯＦＦが異なることになる。したがって、いずれかの異常パターンとＯＮ、ＯＦＦが１つだけ異なる正常パターンが２つの通常レンジのパターンであるとき、その２つの通常レンジは、必ず走行レンジと非走行レンジの組み合せとなる。

以上の結果、図３に示す９つの異常パターンとＯＮ、ＯＦＦが１つだけ異なる正常パターンのレンジは、同図の「判定候補レンジ」の欄に記載したようになる。

次に、前記コントローラ２０によるレンジの判定制御について説明する。

この制御は、図４に示すフローチャートに従って行われ、まず、ステップＳ１で、インヒビタスイッチ１０の第１〜第４出力端子１１〜１４から出力されるＯＮ−ＯＦＦ信号を読み込み、ステップＳ２で、これらの信号が示すＯＮ、ＯＦＦの組み合わせのパターン、即ち出力パターンが図２に示す正常パターンのいずれかに一致するか否かを判定する。

そして、一致する正常パターンが存在する場合には、ステップＳ３で、その正常パターンのレンジをシフトレバーが位置するレンジ（以下「実レンジ」という）であると認定する。

一方、前記出力パターンが図２に示すいずれの正常パターンとも一致しない場合、即ち、出力パターンが図３に示す９つの異常パターンのいずれかである場合には、ステップＳ４で、その異常パターンとＯＮ、ＯＦＦが１つだけ異なる正常パターンのレンジ、即ち、図３に示す判定候補レンジが１つしか存在しないか、２つ存在するかを判定する。

例えば、図３の左端の全ての出力端子がＯＦＦの異常パターンの場合は、これとＯＮ、ＯＦＦが１つだけ異なる正常パターンはＯＮが１つだけのパターンであって、図２から該当するのはＰＲレンジのパターンのみであることが判明する。また、左から２番目の第１出力端子のみがＯＮの異常パターンの場合は、これとＯＮ、ＯＦＦが１つだけ異なる正常パターンはＯＮが２つのパターンであって、図２から該当するのはＮレンジとＤレンジであることが判明し、異常パターン出力時の判定候補レンジが、前者の場合は１つ、後者の場合は２つとなる。

そして、このような判定動作により、判定候補レンジが１つであると判定された場合は、次にステップＳ５を実行し、判定候補とされたレンジを実レンジと判定する。

一方、前記ステップＳ４で、出力された異常パターンとＯＮ、ＯＦＦが１つだけ異なる正常パターンが２つあり、判定候補レンジが２つ存在すると判定されたときは、次にステップＳ６で、その２つの判定候補レンジは中間レンジであるか否かを判定する。

その場合、前述のように、２つの判定候補レンジは、いずれも中間レンジであるか、いずれも通常レンジであるかのどちらかであり、いずれも中間レンジである場合は、ステップＳ７で、実レンジはＮレンジであると判定する。

また、いずれも通常レンジである場合は、前述のように、一方は走行レンジ、他方は非走行レンジとなるので、ステップＳ８で、走行レンジの方を実レンジであると判定する。例えば、出力された異常パターンが図３の左から２番目のパターンであった場合、ＯＮ、ＯＦＦが１つだけ異なる正常パターンが定義された判定候補レンジはＮレンジとＤレンジとなり、この場合、走行レンジであるＤレンジが実レンジと判定される。

以上のようにして、インヒビタスイッチ１０の第１〜第４出力端子１１〜１４のいずれか１つに、短絡等によるＯＮ故障または断線等によるＯＦＦ故障が発生し、正常パターンとＯＮ、ＯＦＦが１つだけ異なる異常パターンが出力されたときに、その異常パターンと正常パターンとの関係からシフトレバーが位置する実レンジが判定されることになる。

なお、前記ＯＮ故障やＯＦＦ故障が同時に複数の出力端子で発生することは考えにくく、また、ある正常パターンとＯＮ、ＯＦＦが２つ異なる異常パターンは、他の正常パターンと一致し、又は他の正常パターンとＯＮ、ＯＦＦが１つ異なる異常パターンとなるから、出力パターンが正常パターンとＯＮ、ＯＦＦが２つ異なる場合については、考慮していない。

そして、まず、出力された異常パターンとＯＮ、ＯＦＦが１つだけ異なる正常パターンの判定候補レンジが１つのときは、そのレンジがシフトレバーが位置する実レンジと判定されることにより、シフトレバーが位置するレンジが精度よく判定されることになる。

また、判定候補レンジが２つある場合において、その２つがいずれも中間レンジであるときは、シフトレバーが位置するレンジがＮレンジとされる。

この場合、実際のレンジはいずれかの中間レンジであると考えられるが、中間レンジはいずれかの走行制御モードを特定するレンジではないから、中立レンジと判定しても走行制御に実害を招くことはなく、中間レンジを誤って特定して、その直後の通常レンジでの制御に支障をきたすよりも弊害が少なくなる。

さらに、判定候補レンジが２つある場合において、その２つが通常レンジの走行レンジと非走行レンジであるときは、シフトレバーが位置する実レンジは走行レンジと判定される。

この場合、実際のシフトレバーの位置が走行レンジであれば、正しくレンジの判定が行われたことになり、運転者が意図した通りのモードで制御が行われることになる。

これに対し、実際のシフトレバーの位置が非走行レンジであれば、レンジの判定を誤ったことになるが、シフトレバーの位置が現に非走行レンジにあれば車両が走行することはなく、シフトレバーの位置が走行レンジであるときに非走行レンジと判定する場合に比べて、運転者が意図するモードの制御に支障をきたすおそれが少なく、実害が抑制されることになる。

なお、図２、図３に示す出力パターンの例によれば、インヒビタスイッチ１０からの出力パターンが正常パターンのいずれかである場合にも、いずれか１つの出力端子が故障により本来の正常パターンとＯＮ、ＯＦＦが反対の信号を出力した結果、他の正常パターンに一致した場合も想定され、この場合、出力された正常パターンのレンジをシフトレバーが位置する実レンジであると判定すると誤判定になる。

例えば、第１、第２出力端子がＯＦＦで、第３、第４出力端子がＯＮのパターンが出力されると、図２に示すように、Ｐレンジについて定義された正常パターンであるから、実レンジをＰレンジであると判定することになるが、実際は、第４出力端子のＯＮ故障のため、シフトレバーの位置がＰＲレンジであるにも拘わらず、Ｐレンジの正常パターンが出力された、といった場合であり、次に、このような場合のための動作を備えた制御例を図５に示すフローチャートに従って説明する。

このフローチャートのステップＳ１１〜Ｓ１８は、図４のフローチャートのステップＳ１〜Ｓ８と同じであるが、ステップＳ１２で出力パターンが正常パターンであると判定されたときに、ステップＳ２１でフラグＦが「１」であるか否かが判定される。

このフラグＦは、例えばエンジンの始動時、或いはインヒビタスイッチ１０の故障を修理したときなどに「０」にリセットされ、その後、異常パターンが出力されない限り、「０」に保持されている。したがって、異常パターンが出力されていない場合、ステップＳ１３で、図４のフローチャートのステップＳ３と同様の正常パターン出力時の実レンジの判定制御が行なわれる。

また、前記ステップＳ１２で出力パターンが異常パターンであると判定されたときは、ステップＳ１４〜Ｓ１８に従い、図４のフローチャートのステップＳ４〜Ｓ８と同様の異常パターン出力時の実レンジの判定制御が行われる。

しかし、この制御例では、前記ステップＳ１２で異常パターンが出力されたことを判定したときに、ステップＳ２２で、前記フラグＦに「１」がセットされる。そのため、その後のシフトレバーの操作時には、インヒビタスイッチ１０から正常パターンが出力されたときに、前記ステップＳ１２からステップＳ２１を経てステップＳ２３〜Ｓ２５が実行されることになる。

その場合に、この制御例では、出力された正常パターンのレンジと、このパターンとＯＮ、ＯＦＦが１つ異なる正常パターンのレンジとを判定候補レンジとするように設定されている。

また、前述のように、ＰレンジからＤレンジに至る７つのレンジの正常パターンは、隣接するパターン同士でＯＮ、ＯＦＦが１つずつ異なるように設定されているので、図６に示すように、判定候補レンジは、出力された正常パターンのレンジ及びこれに隣接するレンジとなり、前記７つのレンジの列の両端に位置するＰレンジ及びＤレンジのパターンが出力されたときは、判定候補レンジは２つ、それ以外のレンジのパターンが出力されたときは、判定候補レンジは３つとなる。

そして、ステップＳ２３で、上記のようにして抽出した判定候補レンジのうちに走行レンジが存在するか否かを判定し、存在するときは、ステップＳ２４で、その走行レンジをシフトレバーが位置する実レンジと判定し、存在しないときは、ステップＳ２５で、Ｎレンジをシフトレバーが位置する実レンジとする。

例えば、図２、図６に示すように、出力パターンがＤレンジ又はＮＤレンジの正常パターンであるときは、Ｄレンジであると判定され、出力パターンがＲレンジ又はＰＲレンジ又はＲＮレンジの正常パターンであるときはＲレンジであると判定され、出力パターンがＰレンジ又はＮレンジの正常パターンであるときは、Ｎレンジであると判定される。

これにより、一旦、異常パターンが出力された後に、正常パターンが出力された場合にも、前述の異常パターンが出力されたときと同様、シフトレバーが位置する実レンジが適切に判定されることになる。

なお、以上の実施の形態における各レンジについてのパターンの定義は一例であって、他の定義例であっても、本発明は実施可能である。

以上のように、本発明によれば、シフトレバーで選択されたレンジを検出するレンジ検出装置の出力が異常な場合にも、実際にシフトレバーが位置するレンジが適切に判定され、当該車両の走行性が維持されることになるので、この種のレンジ検出装置が備えられた自動変速機ないしこれを搭載する車両の製造産業において、好適に利用される可能性がある。

１ レンジ検出装置
１１〜１４ 出力端子
２０ 第１、第２判定手段（コントローラ）

Claims (4)

1. シフトレバーの操作に応動して複数の出力端子から出力される信号の組み合わせパターンが変化し、その出力パターンに基づいてシフトレバーが位置するレンジを検出する自動変速機のレンジ検出装置において、
   前記出力パターンが走行レンジと非走行レンジとでなる通常レンジ及び隣接する通常レンジの間に設けられた中間レンジについてそれぞれ定義された正常パターンであるときに、そのパターンが定義されたレンジをシフトレバーが位置するレンジと判定する第１判定手段と、
   前記出力パターンが前記正常パターンとは異なる異常パターンであって、その異常パターンと信号が１つだけ異なる正常パターンが２つ存在し、それらの正常パターンが定義されたレンジが走行レンジと非走行レンジであるときは、走行レンジの方をシフトレバーが位置するレンジと判定する第２判定手段とを有することを特徴とする自動変速機のレンジ検出装置。
2. 前記第２判定手段は、前記出力パターンが異常パターンであって、その異常パターンと信号が１つだけ異なる正常パターンが１つのときは、その正常パターンが定義されたレンジをシフトレバーが位置するレンジと判定することを特徴とする請求項１に記載の自動変速機のレンジ検出装置。
3. シフトレバーの操作に応動して複数の出力端子から出力される信号の組み合わせパターンが変化し、その出力パターンに基づいてシフトレバーが位置するレンジを検出する自動変速機のレンジ検出装置において、
   前記出力パターンが走行レンジと非走行レンジとでなる通常レンジ及び隣接する通常レンジの間に設けられた中間レンジについてそれぞれ定義された正常パターンであるときに、そのパターンが定義されたレンジをシフトレバーが位置するレンジと判定する第１判定手段と、
   前記出力パターンが前記正常パターンとは異なる異常パターンであって、その異常パターンと信号が１つだけ異なる正常パターンが２つ存在し、それらの正常パターンが定義されたレンジがいずれも中間レンジであるときは、シフトレバーが位置するレンジを中立レンジと判定する第２判定手段とを有することを特徴とする自動変速機のレンジ検出装置。
4. 前記第２判定手段は、前記出力パターンが異常パターンであって、その異常パターンと信号が１つだけ異なる正常パターンが１つのときは、その正常パターンが定義されたレンジをシフトレバーが位置するレンジと判定することを特徴とする請求項３に記載の自動変速機のレンジ検出装置。

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