JP7388308B2 - 変速装置の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、変速装置の制御装置に関する。

特許文献１には、シフトバイワイヤ機構の電源のＯＦＦ時、イグニッションスイッチのＯＦＦ時、つまりシフトバイワイヤ機構を駆動できないときに、レンジ選択手段で選択したレンジと変速機内部のレンジとが不一致となってしまう不具合を解消することを目的とした自動変速装置の制御装置が開示されている。

特許文献１に記載の自動変速装置の制御装置は、上記不具合を解消することを目的として、シフトバイワイヤ機構の電源のＯＦＦ時に、現在のレンジ選択手段の選択位置に関わらずレンジ選択手段の変位を規制するシフトロック機構を設けている。

特開２００２－３０７９６５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の自動変速装置の制御装置にあっては、イグニッションスイッチのＯＮ時に、変速機においてギヤ段が成立しないギヤブロックが発生すると、シフトレバーで選択したレンジと変速機内部のレンジとが不一致となってしまう。このような不一致が生ずると、運転者に違和感や混乱を与えるおそれがある。

本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたもので、変速機においてギヤブロックが発生した場合であっても、セレクタにより選択されるレンジと変速機で成立しているギヤ段とを一致させることができ、運転者に違和感や混乱を与えないようにすることができる変速装置の制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するため、複数のレンジのうちいずれかのレンジを選択するよう運転者によって操作されるセレクタを有するセレクタモジュールと、歯数の異なる複数のギヤの組み合わせによって複数のギヤ段を形成可能な変速機と、前記複数のギヤ段のうちいずれかのギヤ段を形成するギヤイン状態といずれのギヤ段も形成しないニュートラル状態とを切替可能なアクチュエータと、を備えた変速装置の制御装置であって、前記セレクタモジュールは、一のレンジから他のレンジに変更する前記セレクタの操作を阻止するシフトロックを行うシフトロック部と、前記一のレンジから前記他のレンジに変更する、前記運転者による前記セレクタの操作意図を検知する検知部と、を有し、前記セレクタの操作意図が検知された場合に、前記シフトロック部によって前記シフトロックを行い、かつ、前記他のレンジに対応する前記ギヤ段が前記ギヤイン状態となるよう前記アクチュエータを制御する制御部を備え、前記制御部は、前記他のレンジに対応する前記ギヤ段が前記ギヤイン状態となった場合に、前記シフトロック部による前記シフトロックを解除する構成を有する。

本発明によれば、変速機においてギヤブロックが発生した場合であっても、セレクタにより選択されるレンジと変速機で成立しているギヤ段とを一致させることができ、運転者に違和感や混乱を与えないようにすることができる変速装置の制御装置を提供することができる。

図１は、本発明の一実施例に係る変速装置の制御装置を搭載した車両の概略構成図である。 図２は、本発明の一実施例に係る変速装置の制御装置を搭載した車両に設けられたセレクタのレンジパターンを示す図である。 図３は、本発明の一実施例に係る変速装置の制御装置によって実行される、セレクタ操作時の処理の流れを示すフローチャートである。 図４は、本発明の一実施例に係る変速装置の制御装置を搭載した車両におけるセレクタ操作時のタイミングチャートの一例であって、ニュートラルレンジからリバースレンジにセレクタを操作したときの例である。 図５は、本発明の一実施例に係る変速装置の制御装置を搭載した車両に設けられたセレクタのレンジパターンの変形例を示す図である。

本発明の一実施の形態に係る変速装置の制御装置は、複数のレンジのうちいずれかのレンジを選択するよう運転者によって操作されるセレクタを有するセレクタモジュールと、歯数の異なる複数のギヤの組み合わせによって複数のギヤ段を形成可能な変速機と、複数のギヤ段のうちいずれかのギヤ段を形成するギヤイン状態といずれのギヤ段も形成しないニュートラル状態とを切替可能なアクチュエータと、を備えた変速装置の制御装置であって、セレクタモジュールは、一のレンジから他のレンジに変更するセレクタの操作を阻止するシフトロックを行うシフトロック部と、一のレンジから他のレンジに変更する、運転者によるセレクタの操作意図を検知する検知部と、を有し、セレクタの操作意図が検知された場合に、シフトロック部によってシフトロックを行い、かつ、他のレンジに対応するギヤ段がギヤイン状態となるようアクチュエータを制御する制御部を備え、制御部は、他のレンジに対応するギヤ段がギヤイン状態となった場合に、シフトロック部によるシフトロックを解除することを特徴とする。これにより、本発明の一実施の形態に係る変速装置の制御装置は、変速機においてギヤブロックが発生した場合であっても、セレクタにより選択されるレンジと変速機で成立しているギヤ段とを一致させることができ、運転者に違和感や混乱を与えないようにすることができる。

以下、本発明の一実施例に係る変速装置の制御装置について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施例に係る変速装置の制御装置を搭載した車両１の概略構成図である。

図１に示すように、車両１は、エンジン２と、変速機３と、クラッチ４と、駆動輪５と、セレクタモジュール６と、制御部としての自動変速機コントローラ１０とを含んで構成されている。本実施例において、変速機３及びセレクタモジュール６は、変速装置を構成する。

エンジン２には、複数の気筒が形成されている。本実施例において、エンジン２は、各気筒に対して、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の４行程を行うように構成されている。

変速機３は、エンジン２から出力された回転を変速してドライブシャフト５１を介して駆動輪５に伝達し、当該駆動輪５を駆動するようになっている。本実施例の変速機３は、例えば、平行軸歯車機構からなる常時噛合式、又は、選択したギヤを軸上でスライドさせて対応するギヤに噛み合わせる選択摺動式の変速機によって構成されている。

変速機３は、歯数の異なる複数のギヤの組み合わせによって変速比の異なる複数のギヤ段を形成可能である。本実施例におけるギヤ段としては、後述するＲレンジに対応する後進ギヤ段、後述するＤレンジに対応する前進ギヤ段がある。前進ギヤ段には、さらに変速比の異なる変速段が複数ある。

変速機３は、アクチュエータとしての変速機アクチュエータ３１を有している。変速機アクチュエータ３１は、変速機３の複数のギヤ段のうちいずれかのギヤ段を形成するギヤイン状態と、いずれのギヤ段も形成しないニュートラル状態と、を切替可能なアクチュエータである。ギヤイン状態では、形成されたギヤ段を構成する複数のギヤの間で動力伝達が可能となる。

変速機アクチュエータ３１は、自動変速機コントローラ１０に接続されており、自動変速機コントローラ１０からの指令に基づき、図示しない変速部材を作動してギヤイン状態とニュートラル状態とを切り替える。

本実施例における変速機３は、変速機アクチュエータ３１及び図示しないクラッチアクチュエータによってギヤ段の切替操作及びクラッチ操作が行われる、いわゆるＡＭＴ（Automated Manual Transmission）によって構成されている。

クラッチ４は、エンジン２と変速機３との間に設けられ、締結又は非締結が切り換えられることにより、駆動輪５とエンジン２との間の動力伝達経路を遮断又は接続するものである。クラッチ４は、図示しないクラッチアクチュエータによって締結又は非締結が切り換えられる。

セレクタモジュール６は、セレクタ６１と、シフトロック部としてのシフトロック装置６２と、検知部としてのセンサ６３とを含んで構成されている。セレクタモジュール６は、車両１の運転席の近傍に設けられ、自動変速機コントローラ１０に電気的に接続されている。

セレクタモジュール６は、セレクタ６１によって選択されたレンジを示す信号を自動変速機コントローラ１０に出力する。自動変速機コントローラ１０は、セレクタモジュール６から入力されたレンジを示す信号に基づき、変速機アクチュエータ３１を駆動して変速機３をギヤイン状態又はニュートラル状態に制御する。さらに、変速機３がギヤイン状態に制御される場合には、後進ギヤ段、又は、変速比の異なる複数の前進ギヤ段のいずれかに制御される。

このように、本実施例のセレクタモジュール６は、電気的な信号に基づき変速機アクチュエータ３１によって変速機３におけるレンジの切替を行う、シフトバイワイヤ式のセレクタモジュールによって構成されている。

セレクタ６１は、複数のレンジのうちいずれかのレンジを選択するよう運転者によって操作されるシフトレバーによって構成されている。具体的には、図２に示すように、セレクタ６１は、セレクタモジュール６に設けられたストレートタイプのシフトパターン６０に沿って操作される。

本実施例における複数のレンジとしては、図２中、「Ｐ」で示されるパーキングレンジ（以下、「Ｐレンジ」という）、図２中、「Ｒ」で示されるリヤレンジ（以下、「Ｒレンジ」という）、図２中、「Ｎ」で示されるニュートラルレンジ（以下、「Ｎレンジ」という）、図２中、「Ｄ」で示されるドライブレンジ（以下、「Ｄレンジ」という）、図２中、「Ｍ」で示されるマニュアルレンジ（以下、「Ｍレンジ」という）が設けられている。図２では、セレクタ６１がＮレンジに位置している状態を示している。

セレクタ６１によってＲレンジが選択されると、変速機３におけるレンジとして後進ギヤ段が形成される。セレクタ６１によってＤレンジが選択されると、変速機３におけるレンジとして複数の前進ギヤ段のうちいずれかが形成される。セレクタ６１によってＮレンジが選択されると、変速機３におけるレンジとしてニュートラル状態に制御される。

シフトロック装置６２は、セレクタモジュール６におけるレンジを一のレンジから他のレンジに変更するセレクタ６１の操作を阻止する、すなわちセレクタ６１の他のレンジへの移動を制限するシフトロックを行うものである。

シフトロック装置６２としては、例えば次のような構成の装置を用いることができる。すなわち、シフトロック装置６２は、セレクタモジュール６のシフトパターン６０において、ＰレンジとＲレンジとの間（以下、「Ｐ－Ｒ間」という）、ＲレンジとＮレンジとの間（以下、「Ｒ－Ｎ間」という）、及びＮレンジとＤレンジとの間（以下、「Ｎ－Ｄ間」という）のセレクタ６１の移動経路上に突出可能なロックピンを有し、各ロックピンを図示しないアクチュエータによって作動させて前述の各レンジ間のセレクタ６１の移動経路上に突出させることによりセレクタ６１の移動を制限する。

シフトロック装置６２としては、上述した構成の装置に限らず、セレクタモジュール６のシフトパターン６０においてセレクタ６１の移動を制限可能なものであれば、どのような構成の装置を用いてもよい。

センサ６３は、セレクタモジュール６におけるレンジを一のレンジから他のレンジに変更する、運転者によるセレクタ６１の操作意図を検知するようになっている。

具体的には、図２に示すように、シフトパターン６０には、ＰレンジとＲレンジとの境界ＰＲ（図２中、破線Ａで示す）を挟んでＰレンジ側のＲ検知領域６０ａ及びＲレンジ側のＰ検知領域６０ｂと、ＲレンジとＮレンジとの境界ＲＮ（図２中、破線Ｂで示す）を挟んでＲレンジ側のＮ検知領域６０ｃ及びＮレンジ側のＲ検知領域６０ｄと、ＮレンジとＤレンジとの境界ＮＤ（図２中、破線Ｃで示す）を挟んでＮレンジ側のＤ検知領域６０ｅ及びＤレンジ側のＮ検知領域６０ｆと、が設けられている。

セレクタ６１は、Ｐレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ及びＤレンジのいずれかが選択されている場合には、前述した各検知領域と重ならない位置に位置している。

センサ６３は、上述した各検知領域のそれぞれに配置されており、セレクタ６１が各検知領域のいずれかに移動したことを検知する、例えばフォトセンサによって構成されている。なお、センサ６３は、フォトセンサに限らず、例えばスイッチ式のセンサ等であってもよい。

例えば、図２において、一のレンジとしてＮレンジが選択されている状態で、運転者によりセレクタ６１がＤレンジ側に操作されると、Ｄ検知領域６０ｅに設けられたセンサ６３によってセレクタ６１が検知される。これにより、Ｄ検知領域６０ｅに設けられたセンサ６３は、ＮレンジからＤレンジへの運転者によるセレクタ６１の操作意図を検知することができる。

このように、本実施例においては、いずれの検知領域のセンサ６３によってセレクタ６１が検知されたかによって、運転者が一のレンジから他のレンジとしていずれのレンジにセレクタ６１を操作しようとしているのかを検知することができる。

セレクタ６１は、シフトロック装置６２によって移動が制限されている場合であっても、各検知領域分は移動可能に構成されている。このため、センサ６３は、シフトロック装置６２によってセレクタ６１の移動が制限されている場合であっても、運転者によりセレクタ６１の操作意図を検知可能である。上述したシフトロック装置６２のロックピンは、例えば各境界に位置している。

自動変速機コントローラ１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、バックアップ用のデータなどを保存するフラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。

コンピュータユニットのＲＯＭには、各種定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットを自動変速機コントローラ１０として機能させるためのプログラムが格納されている。

すなわち、ＣＰＵがＲＡＭを作業領域としてＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータユニットは、本実施例における自動変速機コントローラ１０として機能する。

自動変速機コントローラ１０には、変速機アクチュエータ３１、図示しないクラッチアクチュエータ及びセレクタモジュール６等の各種装置が電気的に接続されている。

自動変速機コントローラ１０は、一のレンジから他のレンジへのセレクタ６１の操作意図がセンサ６３によって検知された場合に、シフトロック装置６２によってシフトロックを行い、かつ、当該他のレンジに対応するギヤ段（以下、「他ギヤ段」という）がギヤイン状態となるように、すなわち他ギヤ段が形成されるように変速機アクチュエータ３１を制御する。

自動変速機コントローラ１０は、シフトロック装置６２によるシフトロック中に、他ギヤ段がギヤイン状態となった場合に、シフトロック装置６２によるシフトロックを解除する。

自動変速機コントローラ１０は、例えば、シフトフォーク又は同期装置のスリーブの位置を検出する図示しないセンサからの入力に基づき、他ギヤ段がギヤイン状態となったか否かを判定することができる。他ギヤ段がギヤイン状態となったか否かは、前述した判定方法に限定されず、他の方法によって判定してもよい。

自動変速機コントローラ１０は、他ギヤ段がギヤイン状態となるように変速機アクチュエータ３１を制御した際にギヤブロックが発生した場合には、変速機３をニュートラル状態に切り替えた後に再度、他ギヤ段がギヤイン状態となるように変速機アクチュエータ３１を制御するリトライ動作を実行する。

ギヤブロックとは、変速機３が常時噛合式である場合は同期装置の係合に失敗してギヤイン状態とならないことであり、変速機３が選択摺動式である場合はギヤ同士が噛み合わずギヤイン状態とならないことである。

自動変速機コントローラ１０は、例えば、変速機アクチュエータ３１に駆動信号を送信した後、所定時間経過してもギヤイン状態となったと判定されない場合に、ギヤブロックが発生した、と判定することができる。

また、自動変速機コントローラ１０には、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の規格に準拠した車内ＬＡＮ（Local Area Network）を形成するためのＣＡＮ通信線７０を介してメータ７が接続されている。

メータ７には、スピードメータ等の各種計器類やランプ類の他、セレクタ６１によって選択されたレンジを表示する表示部としてレンジ表示部７１が設けられている。

自動変速機コントローラ１０は、シフトロック装置６２によるシフトロックが解除された後にセレクタ６１が一のレンジから他のレンジに変更されたタイミングで、レンジ表示部７１に当該他のレンジを表示させる。

次に、図３を参照して、本実施例の自動変速機コントローラ１０によって実行されるセレクタ操作時の処理の流れについて説明する。

図３に示すように、自動変速機コントローラ１０は、セレクタモジュール６におけるレンジを一のレンジから他のレンジに変更するセレクタ６１の操作意図を、センサ６３によって検知したか否かを判定する（ステップＳ１）。

自動変速機コントローラ１０は、ステップＳ１において一のレンジから他のレンジに変更するセレクタ６１の操作意図を検知していないと判定した場合には、ステップＳ１の処理を繰り返す。

自動変速機コントローラ１０は、ステップＳ１において一のレンジから他のレンジに変更するセレクタ６１の操作意図を検知したと判定した場合には、変速機３におけるギヤ段の変更を指示する（ステップＳ２）。具体的には、自動変速機コントローラ１０は、他ギヤ段が形成されるように変速機アクチュエータ３１を制御する駆動信号を変速機アクチュエータ３１に送信する。また、このとき、自動変速機コントローラ１０は、シフトロック装置６２によってシフトロックを行う。

次いで、自動変速機コントローラ１０は、他ギヤ段がギヤイン状態か否かを判定する（ステップＳ３）。自動変速機コントローラ１０は、ステップＳ３において他ギヤ段がギヤイン状態でないと判定した場合、ステップＳ３の処理を繰り返す。

自動変速機コントローラ１０は、ステップＳ３でギヤイン状態と判定されるまでステップＳ３の処理を繰り返し、所定時間経過してもギヤイン状態と判定されない場合にはギヤブロックが発生したものと判断してリトライ動作を実行する。

自動変速機コントローラ１０は、ステップＳ３において他ギヤ段がギヤイン状態であると判定した場合、シフトロック装置６２によるシフトロックを解除する（ステップＳ４）。

その後、自動変速機コントローラ１０は、メータ７のレンジ表示部７１に、他のレンジすなわち変更後のレンジを表示して（ステップＳ５）、セレクタ操作時の処理を終了する。

次に、図４を参照して、セレクタ操作時のセレクタ６１、指示ギヤ段及び変速機３のギヤ段の各状態の遷移について説明する。図４は、ＮレンジからＲレンジにセレクタ６１を操作したときの例である。

図４に示すように、セレクタ６１により一のレンジとしてＮレンジが選択されている状態で、時刻ｔ１において他のレンジとしてＲレンジへのセレクタ６１の操作意図が検知されると、シフトロック装置６２によってシフトロックが行われ、セレクタ６１のＲレンジへの移動が制限される。

その後、時刻ｔ２において自動変速機コントローラ１０によって変速機３に対してＲレンジに対応するギヤ段が指示される。具体的には、Ｒレンジに対応するギヤ段が形成されるよう、自動変速機コントローラ１０から変速機アクチュエータ３１に駆動信号が送信される。

その後、時刻ｔ３において、変速機３においてＲレンジに対応するギヤ段が形成されると、シフトロックが解除されてセレクタ６１がＲレンジに移動される。これにより、ＮレンジからＲレンジへのセレクタ６１の操作が完了する。

以上のように、本実施例に係る変速装置の制御装置は、一のレンジから他のレンジへのセレクタ６１の操作意図がセンサ６３によって検知された場合に、シフトロック装置６２によってシフトロックを行い、かつ、当該他のレンジに対応する他ギヤ段がギヤイン状態となるように変速機アクチュエータ３１を制御するよう構成されている。

また、本実施例に係る変速装置の制御装置は、シフトロック装置６２によるシフトロック中に、他ギヤ段がギヤイン状態となった場合に、シフトロック装置６２によるシフトロックを解除するよう構成されている。

これら構成により、本実施例に係る変速装置の制御装置は、変速機３においてギヤブロックが発生した場合であっても、セレクタ６１により選択されるレンジと変速機３で成立しているギヤ段とを一致させることができ、運転者に違和感や混乱を与えないようにすることができる。

また、本実施例に係る変速装置の制御装置は、他ギヤ段がギヤイン状態となるように変速機アクチュエータ３１を制御した際にギヤブロックが発生した場合には、変速機３をニュートラル状態に切り替えた後に再度、他ギヤ段がギヤイン状態となるように変速機アクチュエータ３１を制御するリトライ動作を実行するよう構成されている。

この構成により、本実施例に係る変速装置の制御装置は、ギヤブロックが発生した場合であってもリトライ動作によって他ギヤ段をギヤイン状態とすることができる。これにより、ギヤブロックが発生した場合であっても、セレクタ６１により選択されるレンジと変速機３で成立しているギヤ段とを一致させることができる。

また、本実施例に係る変速装置の制御装置は、シフトロック装置６２によるシフトロックが解除された後にセレクタ６１が一のレンジから他のレンジに変更されたタイミングで、レンジ表示部７１に当該他のレンジを表示させるよう構成されている。

この構成により、本実施例に係る変速装置の制御装置は、セレクタ６１の操作完了のタイミングと、レンジ表示部７１でのレンジの表示変更のタイミングと、を同期させることができ、レンジ表示部７１におけるレンジ表示とセレクタ６１で選択したレンジとの不一致による違和感を運転者に与えてしまうことを防止することができる。

なお、本実施例においては、セレクタモジュール６に設けられたシフトパターンとしてストレートタイプのシフトパターン６０を例示したが、これに限らず、例えば図５に示すようなゲートタイプのシフトパターン１６０を用いてもよい。図５に示すシフトパターン１６０では、Ｐレンジはシフトパターン１６０とは別に設けられたパーキング用ボタンの押下によって選択される。

また、本実施例のセレクタモジュール６においては、レバー式のセレクタ６１を用いたが、これに限らず、例えばダイヤル式やボタン式又はスイッチ式のセレクタを用いてもよい。

本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

１ 車両
２ エンジン
３ 変速機（変速装置）
４ クラッチ
６ セレクタモジュール（変速装置）
７ メータ
１０ 自動変速機コントローラ（制御部）
３１ 変速機アクチュエータ（アクチュエータ）
６０、１６０ シフトパターン
６１ セレクタ
６２ シフトロック装置（シフトロック部）
６３ センサ（検知部）
７１ レンジ表示部（表示部）

Claims (3)

1. 複数のレンジのうちいずれかのレンジを選択するよう運転者によって操作されるセレクタを有するセレクタモジュールと、
   歯数の異なる複数のギヤの組み合わせによって複数のギヤ段を形成可能な変速機と、
   前記複数のギヤ段のうちいずれかのギヤ段を形成するギヤイン状態といずれのギヤ段も形成しないニュートラル状態とを切替可能なアクチュエータと、
   を備えた変速装置の制御装置であって、
   前記セレクタモジュールは、
   一のレンジから他のレンジに変更する前記セレクタの操作を阻止するシフトロックを行うシフトロック部と、
   前記一のレンジから前記他のレンジに変更する、前記運転者による前記セレクタの操作意図を検知する検知部と、
   を有し、
   前記セレクタの操作意図が検知された場合に、前記シフトロック部によって前記シフトロックを行い、かつ、前記他のレンジに対応する前記ギヤ段が前記ギヤイン状態となるよう前記アクチュエータを制御する制御部を備え、
   前記制御部は、前記他のレンジに対応する前記ギヤ段が前記ギヤイン状態となった場合に、前記シフトロック部による前記シフトロックを解除することを特徴とする変速装置の制御装置。
2. 前記制御部は、前記他のレンジに対応する前記ギヤ段が前記ギヤイン状態となるよう前記アクチュエータを制御した際に前記ギヤイン状態とならないギヤブロックが発生した場合には、前記ニュートラル状態に切り替えた後に再度、前記他のレンジに対応する前記ギヤ段が前記ギヤイン状態となるよう前記アクチュエータを制御することを特徴とする請求項１に記載の変速装置の制御装置。
3. 前記制御部には、前記セレクタによって選択されたレンジを表示する表示部が接続されており、
   前記制御部は、前記シフトロックが解除された後に前記セレクタが前記一のレンジから前記他のレンジに変更されたタイミングで、前記表示部に前記他のレンジを表示させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の変速装置の制御装置。
   

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