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Title:
SHIFT CONTROL DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/013949
Kind Code:
A1
Abstract:
Intended is to enable a shift control device for deciding a shift position on the basis of the absolute position information of the mechanical displacement of a shift mechanism, to decide the shift position precisely irrespective of a disturbance or an aging. The shift control device decides whether or not the changing width of a position voltage (PV) or absolute position information is larger than a fluctuation allowing range with respect to the changing width of a counted pulse number (CP) or relative position information. In case the state of the changing width larger than the fluctuation allowing range continues for a decision time (T) or longer, the shift control device decides that a continuous disturbance is contained in that position voltage (PV), and learns and corrects the correlations between the position voltage (PV) and the shift positions ([P], [R], [N] and [D]) of a manual valve (46). Even if the position voltage (PV) is changed by the changes of the disturbing magnetic field or the environmental temperature or by the aging of the detection characteristics of a Hall element (78), the correlations are corrected so that the shift position can always be decided in a high precision on the basis of the position voltage (PV).

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Inventors:
KAMADA, Atsushi (Toyota-choToyota-shi Aichi, 71, 4718571, JP)
Application Number:
JP2008/060801
Publication Date:
January 29, 2009
Filing Date:
June 12, 2008
Export Citation:
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Assignee:
TOYOTA JIDOSHA KABUSHIKI KAISHA (1 Toyota-cho, Toyota-shi Aichi, 71, 4718571, JP)
トヨタ自動車株式会社 (〒71 愛知県豊田市トヨタ町1番地 Aichi, 4718571, JP)
International Classes:
F16H61/28; F16H59/10
Foreign References:
JP2002310294A
JP2002349702A
JP2007170523A
JP2005003132A
JP2002323127A
Attorney, Agent or Firm:
IKEDA, Haruyuki (Ikeda Patent Office, Nagoya-Dia. Bldg. No.215-1, Meieki 3-chome,Nakamura-ku, Nagoya-shi, Aichi 02, 4500002, JP)
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Claims:
 運転者のシフト意思を電気的に検出するシフト意思検出手段と、
 該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より、複数のシフト位置へ機械的に変位させられるシフト機構と、
 該シフト機構の機械的変位の絶対的位置情報を検出する非接触式の第1位置情報検出手段と、
 該絶対的位置情報と前記複数のシフト位置とに関して予め定められた相関関係に従って、該絶対的位置情報に基づいて該シフト位置を判断するシフト位置判断手段と、
 を備えるシフト制御装置において、
 前記絶対的位置情報に持続的な誤差が含まれることを判別する誤差判別手段と、
 該持続的な誤差が含まれると判別された場合に、前記絶対的位置情報と前記複数のシフト位置とに関して予め定められた前記相関関係、および該絶対的位置情報の何れかを補正する補正手段と、
 を有することを特徴とするシフト制御装置。
 前記シフト機構の機械的変位の相対的位置情報を検出する第2位置情報検出手段を備え、
 前記誤差判別手段は、前記絶対的位置情報の変化と前記相対的位置情報の変化とを比較して判別を行なう
 ことを特徴とする請求項1に記載のシフト制御装置。
 前記誤差判別手段は、前記相対的位置情報の変化幅に対して前記絶対的位置情報の変化幅が所定基準より大きい状態が所定時間以上継続した場合に前記持続的な誤差が含まれると判別する
 ことを特徴とする請求項2に記載のシフト制御装置。
 前記絶対的位置情報および前記相対的位置情報は何れも回転角度で、前記第1位置情報検出手段は該回転角度に応じて変化する磁力を検出する非接触式回転角センサで、前記第2位置情報検出手段は、該回転角度に応じてパルスを出力するロータリエンコーダである
 ことを特徴とする請求項2または3に記載のシフト制御装置。
Description:
シフト制御装置

 本発明はシフト制御装置に係り、特に、 フト機構の機械的変位の絶対的位置情報に づいてシフト位置を判断するシフト制御装 の改良に関するものである。

 (a) 運転者のシフト意思を電気的に検出す シフト意思検出手段と、(b) その運転者のシ フト意思に基づいて電気的に制御されるシフ ト駆動手段により、複数のシフト位置へ機械 的に変位させられるシフト機構と、(c) その フト機構の機械的変位の位置情報を検出す 位置情報検出手段と、(d) その位置情報に づいて前記シフト位置を判断するシフト位 判断手段と、を備える所謂シフトバイワイ 方式のシフト制御装置が知られている。特 文献1に記載の車両用のシフト制御装置はそ 一例で、規制手段によりシフト駆動手段の 動端(例えばパーキング位置)を機械的に規 し、その移動端を基準位置として学習する とにより、位置情報検出手段によって相対 位置情報(エンコーダのパルス数など)を検出 する場合でも、その相対的位置情報に基づい てシフト位置を判断できるようになっている 。また、特許文献2には、シフト機構の機械 変位の絶対的位置情報をホール素子等によ 非接触で検出するとともに、その絶対的位 情報(ホール素子の出力電圧など)と前記複数 のシフト位置とに関して予め定められた相関 関係に従って、その絶対的位置情報に基づい てそのシフト位置を判断する技術が提案され ている。

特開2004-308847号公報

特開2004-108382号公報

 しかしながら、前者においては、パーキ グ位置(Pレンジ)を突き当て位置として学習 ているが、パーキングロックが掛かってい 時と掛かっていない時とで突き当たり位置 異なるため、シフト位置の判断に際して必 しも高い精度が得られないという問題があ た。一方、後者によれば、絶対的位置情報 基づいてシフト位置を判断するため、パー ングロックの有無に拘らずシフト位置を正 に判断することができるが、例えば外乱磁 や環境温度の変化、経時変化などによって ール素子の出力電圧等の絶対的位置情報が 化すると、シフト位置を正確に判断できな なり、例えばそのシフト位置に基づいてシ ト機構を制御すると、シフト位置が正しい 置からずれる可能性がある。

 本発明は以上の事情を背景として為され もので、その目的とするところは、シフト 構の機械的変位の絶対的位置情報に基づい シフト位置を判断するシフト制御装置にお て、外乱や経時変化等に拘らずそのシフト 置を常に正確に判断できるようにすること ある。

 かかる目的を達成するために、第1発明は 、(a) 運転者のシフト意思を電気的に検出す シフト意思検出手段と、(b) その運転者の フト意思に基づいて電気的に制御されるシ ト駆動手段により、複数のシフト位置へ機 的に変位させられるシフト機構と、(c) その シフト機構の機械的変位の絶対的位置情報を 検出する非接触式の第1位置情報検出手段と (d) その絶対的位置情報と前記複数のシフト 位置とに関して予め定められた相関関係に従 って、その絶対的位置情報に基づいてそのシ フト位置を判断するシフト位置判断手段と、 を備えるシフト制御装置において、(e) 前記 対的位置情報に持続的な誤差が含まれるこ を判別する誤差判別手段と、(f) その持続 な誤差が含まれると判別された場合に、前 絶対的位置情報と前記複数のシフト位置と 関して予め定められた前記相関関係、およ その絶対的位置情報の何れかを補正する補 手段と、を有することを特徴とする。

 第2発明は、第1発明のシフト制御装置に いて、(a) 前記シフト機構の機械的変位の相 対的位置情報を検出する第2位置情報検出手 を備え、(b) 前記誤差判別手段は、前記絶対 的位置情報の変化と前記相対的位置情報の変 化とを比較して判別を行なうことを特徴とす る。

 第3発明は、第2発明のシフト制御装置に いて、前記誤差判別手段は、前記相対的位 情報の変化幅に対して前記絶対的位置情報 変化幅が所定基準より大きい状態が所定時 以上継続した場合に前記持続的な誤差が含 れると判別することを特徴とする。

 第4発明は、第2発明または第3発明のシフ 制御装置において、前記絶対的位置情報お び前記相対的位置情報は何れも回転角度で 前記第1位置情報検出手段はその回転角度に 応じて変化する磁力を検出する非接触式回転 角センサで、前記第2位置情報検出手段は、 の回転角度に応じてパルスを出力するロー リエンコーダであることを特徴とする。

 このようなシフト制御装置においては、 対的位置情報に持続的な誤差が含まれるこ を判別する誤差判別手段を備えており、そ 誤差判別手段により持続的な誤差が含まれ と判別された場合には、絶対的位置情報と 数のシフト位置とに関して予め定められた 関関係および絶対的位置情報の何れかを補 するため、例えば外乱磁界や環境温度の変 、経時変化などによって持続的な誤差が含 れるようになっても、絶対的位置情報に基 いて常に高い精度でシフト位置を判断でき ようになる。

 第2発明は、シフト機構の機械的変位の相 対的位置情報を検出する第2位置情報検出手 を備えているため、前記絶対的位置情報の 化とその相対的位置情報の変化とを比較す ことにより、絶対的位置情報に持続的な誤 が含まれているか否かを高い精度で判別す ことができる。特に第3発明では、相対的位 情報の変化幅に対して絶対的位置情報の変 幅が所定基準より大きい状態が所定時間以 継続した場合に持続的な誤差が含まれると 別するため、その持続的な誤差が含まれる 否かを一層高い精度で判別できる。

 第4発明は、第1位置情報検出手段が回転 度に応じて変化する磁力を検出する非接触 回転角センサで、第2位置情報検出手段が回 角度に応じてパルスを出力するロータリエ コーダである場合で、第2発明或いは第3発 が好適に適用される。

 ここで、本発明のシフト制御装置は、車 の駆動状態を運転者のシフト意思に応じて り換える車両用シフト制御装置に好適に適 されるが、車両以外のシフト制御装置にも 用され得る。車両用シフト制御装置の場合 シフト機構は、例えば(a) 複数のシフト位 として動力伝達を遮断する遮断位置(N、P位 など)や、前進駆動用の前進駆動位置(D位置 ど)、後進駆動用の後進駆動位置(R位置など) の複数の油路切換位置を有する駆動切換バ ブと、(b) その駆動切換バルブの弁体(スプ ル)を直線往復移動させて上記複数の油路切 換位置へ移動させるためにシフト駆動手段に より軸心まわりに回転駆動される切換シャフ トとを有し、(c) 前進駆動位置では前進用油 を出力し、後進駆動位置では後進用油圧を 力するように構成される。前進駆動および 進駆動が可能な駆動位置および遮断位置の2 つの油路切換位置を有するだけでも良いし、 弁体が軸心まわりに回転させられることによ って油路を切り換えるものでも良いなど、種 々の態様が可能である。

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

 また、前記第1位置情報検出手段は、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るが、前記特許 文献2に記載のように直線移動させられる部 の複数のシフト位置を非接触で検出するギ ップセンサなど、種々の態様が可能である 第2位置情報検出手段は、例えば回転角度に じてパルスを出力するロータリエンコーダ 、一対の発光素子および受光素子等を有し 構成されるが、直線移動させられる部材の 動に応じてパルスを出力するマグネスケー など、接触式か非接触式かを問わず種々の 様が可能である。第1位置情報検出手段は、 直線移動させられる部材の複数のシフト位置 を検出し、第2位置情報検出手段は、回転角 に応じてパルスを出力するものでも良いな 、必ずしも検出対象が同じである必要はな 。

 また、第2発明では、シフト機構の機械的 変位の相対的位置情報を検出する第2位置情 検出手段を備えており、絶対的位置情報の 化と相対的位置情報の変化とを比較して判 を行なうようになっているが、第1発明の実 に際しては、第1位置情報検出手段とは異な る原理で絶対的位置情報を検出する接触式或 いは非接触式の第2位置情報検出手段を設け 2つの絶対的位置情報を比較して判別を行な ようにすることもできるなど、種々の態様 可能である。

 前記持続的な誤差とは、第1位置情報検出 手段の検出精度に影響する磁場や環境温度等 の外乱による誤差の他、検出手段そのものの 検出特性等の経時変化による誤差も含むもの で、誤差判別手段は、それ等の外乱および経 時変化による持続的な誤差が含まれることを 判別できることが望ましいが、外乱による誤 差と経時変化による誤差とを区別できる場合 には、それ等の何れか一方のみが含まれるこ とを判断するものでも良い。

 また、前記補正手段は、絶対的位置情報 複数のシフト位置とに関して予め定められ 相関関係を補正するものでも、絶対的位置 報そのものを補正するものでも良く、実質 に同様の作用効果が得られる。

 上記本発明は、燃料の燃焼によって動力 発生するエンジン駆動車両や、電動モータ よって走行する電気自動車、或いは複数の 力源を備えているハイブリッド車両など、 々の車両用のシフト制御装置に好適に適用 れる。また、前後進を切り換える前後進切 装置や、変速比が異なる複数のギヤ段を有 る有段の自動変速機、或いは変速比を連続 に変化させる無段変速機などを有し、シフ 機構により駆動状態を変更することができ 種々の車両に好適に適用される。

本発明が好適に適用される車両用駆動 置の骨子図である。 図1の自動変速機の複数のギヤ段と摩擦 係合装置の係合解放状態との関係を説明する 作動表を示す図である。 図1の車両用駆動装置が備えている油圧 制御回路のうちマニュアルバルブおよびクラ ッチC1、C2、ブレーキB1~B3に関連する部分を示 す回路図である。 図1の車両用駆動装置において、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4の非接触式ポジションセンサを説明 する概略構成図である。 図4の電子制御装置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6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 明する図である。 図6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 関係を説明する図である。 図6の外乱判別手段による信号処理を具 体的に説明するフローチャートである。 図6のシフト制御手段によってマニュ ルバルブが制御される際に、シフト操作位 が一定に保持されている場合のパルスカウ ト数CPおよびポジション電圧PVの変化の一例 示すタイムチャートである。 図6のシフト制御手段によってマニュ ルバルブが制御される際に、シフト操作に ってシフト位置が切り換えられた場合のパ スカウント数CPおよびポジション電圧PVの変 の一例を示すタイムチャートである。 図9のステップS2でパルスカウント数CP 変化に応じて変動許容範囲を修正する際の 正量を説明する図である。

符号の説明

8:車両用駆動装置
46:マニュアルバルブ
50:シフト操作装置
60:シフト操作検出装置(シフト意思検出手段)
62:電子制御装置
64:SBWアクチュエータ(シフト駆動手段)
70:シフト機構
72:ロータリエンコーダ(第2位置情報検出手段)
74:非接触式ポジションセンサ(第1位置情報検 手段)
80:シフト制御手段
84:シフト位置判断手段
90:外乱判別手段
92:補正手段
P SH :シフト操作位置(シフト意思)
PV:ポジション電圧(絶対的位置情報)
SP:パルス信号(相対的位置情報)
T:判定時間(所定時間)

 以下、本発明の実施例を、図面を参照し つ詳細に説明する。

 図1は、FF(フロントエンジン・フロントド ライブ)車両などの横置き型の車両用駆動装 8の骨子図であり、ガソリンエンジンやディ ゼルエンジン等の内燃機関によって構成さ ているエンジン10の出力は、トルクコンバ タ12、自動変速機14を経て、図示しない差動 車装置から駆動輪(前輪)へ伝達されるよう なっている。上記エンジン10は車両走行用の 動力源(原動機)で、トルクコンバータ12は流 継手である。

 自動変速機14は、シングルピニオン型の 1遊星歯車装置20を主体として構成されてい 第1変速部22と、シングルピニオン型の第2遊 歯車装置26およびダブルピニオン型の第3遊 歯車装置28を主体として構成されている第2 速部30とを同軸線上に有し、入力軸32の回転 を変速して出力歯車34から出力する。入力軸3 2は入力部材に相当するもので、本実施例で トルクコンバータ12のタービン軸であり、出 力歯車34は出力部材に相当するもので、差動 車装置を介して左右の駆動輪を回転駆動す 。なお、自動変速機14は中心線に対して略 称的に構成されており、図1では中心線の下 分が省略されている。

 上記第1変速部22を構成している第1遊星歯 車装置20は、サンギヤS1、キャリアCA1、およ リングギヤR1の3つの回転要素を備えており サンギヤS1が入力軸32に連結されて回転駆動 れるとともに、リングギヤR1が第3ブレーキB 3を介して回転不能にケース36に固定されるこ とにより、キャリアCA1が中間出力部材として 入力軸32に対して減速回転させられて出力す 。また、第2変速部30を構成している第2遊星 歯車装置26および第3遊星歯車装置28は、一部 互いに連結されることによって4つの回転要 素RM1~RM4が構成されており、具体的には、第3 星歯車装置28のサンギヤS3によって第1回転 素RM1が構成され、第2遊星歯車装置26のリン ギヤR2および第3遊星歯車装置28のリングギヤ R3が互いに連結されて第2回転要素RM2が構成さ れ、第2遊星歯車装置26のキャリアCA2および第 3遊星歯車装置28のキャリアCA3が互いに連結さ れて第3回転要素RM3が構成され、第2遊星歯車 置26のサンギヤS2によって第4回転要素RM4が 成されている。上記第2遊星歯車装置26およ 第3遊星歯車装置28は、キャリアCA2およびCA3 共通の部材にて構成されているとともに、 ングギヤR2およびR3が共通の部材にて構成さ ており、且つ第2遊星歯車装置26のピニオン ヤが第3遊星歯車装置28の第2ピニオンギヤを 兼ねているラビニヨ型の遊星歯車列とされて いる。

 上記第1回転要素RM1(サンギヤS3)は第1ブレ キB1によって選択的にケース36に連結されて 回転停止させられ、第2回転要素RM2(リングギ R2、R3)は第2ブレーキB2によって選択的にケ ス36に連結されて回転停止させられ、第4回 要素RM4(サンギヤS2)は第1クラッチC1を介して 択的に前記入力軸32に連結され、第2回転要 RM2(リングギヤR2、R3)は第2クラッチC2を介し 選択的に入力軸32に連結され、第1回転要素R M1(サンギヤS3)は中間出力部材である前記第1 星歯車装置20のキャリアCA1に一体的に連結さ れ、第3回転要素RM3(キャリアCA2、CA3)は前記出 力歯車34に一体的に連結されて回転を出力す ようになっている。

 上記クラッチC1、C2およびブレーキB1、B2、B3 (以下、特に区別しない場合は単にクラッチC ブレーキBという)は、多板式のクラッチや レーキなど油圧アクチュエータによって係 制御される油圧式摩擦係合装置であり、図3 示す油圧制御回路40によってそれぞれ係合 放制御されることにより、シフト操作装置50 (図4参照)のシフト操作位置P SH に応じて図2に示すように前進6段、後進1段の 各ギヤ段が成立させられる。図2の「1st」~「6 th」は前進の第1速ギヤ段~第6速ギヤ段を意味 ており、「Rev」は後進ギヤ段であり、それ の変速比(=入力軸回転速度N IN /出力軸回転速度N OUT  )は、前記第1遊星歯車装置20、第2遊星歯車装 26、および第3遊星歯車装置28の各ギヤ比ρ1 ρ2、ρ3によって適宜定められる。図2の「○ は係合、空欄は解放を意味している。

 図3において、油圧制御回路40は、エンジ 10によって回転駆動される機械式のオイル ンプ42、プライマリレギュレータバルブ44、 ニュアルバルブ46、リニアソレノイドバル SL1~SL4、およびB2コントロールバルブ48等を備 えており、オイルポンプ42によって汲み上げ れた作動油は、図示しないリニアソレノイ バルブSLTから信号圧が供給されるプライマ レギュレータバルブ44により、アクセル操 量(運転者の出力要求量)等に応じて所定のラ イン圧PLに調圧される。そして、第3ブレーキ B3は、ライン圧PLがそのまま供給されるリニ ソレノイドバルブSL4によって係合油圧が制 され、係合解放制御される。

 マニュアルバルブ46は、シフト操作装置50の 操作に応じて油路を切り換えることにより、 前記クラッチC1、C2、第1ブレーキB1に対応し 配設されたリニアソレノイドバルブSL1~SL3、 よびB2コントロールバルブ48に前進用油圧P を供給したり、B2コントロールバルブ48に後 用油圧P を供給したり、それ等のバルブに対する油圧 供給を停止したりする。シフト操作装置50は 運転者のシフト意思に応じて操作されるも で、図4に示すように後進走行用の「R(リバ ス)」、動力伝達を遮断する「N(ニュートラ )」、前進走行用の「D(ドライブ)」、および エンジンブレーキ用の「B(ブレーキ)」の4位 へ移動操作されるシフトレバー52と、駐車す る際に押圧操作される押釦式のPスイッチ54と を備えている。シフトレバー52は、常には図 示す中立位置に自動的に復帰させられるモ メンタリータイプで、上記各操作位置「R」 、「N」、「D」、「B」へ操作されたことを検 出するシフト操作検出装置60を備えており、P スイッチ54のON操作(操作位置「P」)を含めて それ等のシフト操作位置P SH 、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P SH に応じて電子制御装置(ECU)62によりSBW(シフト イワイヤ)アクチュエータ64が制御され、切 シャフト66が軸心まわりに回転させられる とにより、レバー68を介してマニュアルバル ブ46のスプール(弁体)47が機械的に一直線方向 へ移動させられ、4箇所のシフト位置「P」、 R」、「N」、「D」に位置決めされて油路を り換えるようになっている。なお、シフト 作位置P SH が「B」の場合は、「D」による前進走行を前 としており、マニュアルバルブ46はシフト 置「D」のままで、電気的に変速制御が実行 れることによりエンジンブレーキが増大さ られる。

 上記マニュアルバルブ46のシフト位置「D」 、前進走行するための前進駆動位置で、図3 から明らかなように、マニュアルバルブ46は イン圧PLが供給される供給油路56と前進用油 路57とを連通する状態となり、その前進用油 57にライン圧PLと等しい前進用油圧P を出力する。前進用油路57は、リニアソレノ ドバルブSL1~SL3、およびB2コントロールバル 48に接続されており、前進用油圧P がそれ等によって調圧制御されることにより 、クラッチC1、C2、ブレーキB1、B2がそれぞれ 合解放制御され、前記第3ブレーキB3の係合 放制御と合わせて、前記第1速ギヤ段「1st」 ~第6速ギヤ段「6th」の何れかの前進ギヤ段が 立させられる。B2コントロールバルブ48には 、図示しないソレノイドバルブSLUおよびSLか 信号油圧が供給されるようになっており、 レノイドバルブSLUの信号油圧に基づいて第2 ブレーキB2の係合油圧が制御される。

 マニュアルバルブ46のシフト位置「R」は、 進走行するための後進駆動位置で、マニュ ルバルブ46はライン圧PLが供給される供給油 路56と後進用油路58とを連通する状態となり その後進用油路58にライン圧PLと等しい後進 油圧P を出力する。後進用油路58は、B2コントロー バルブ48に接続されており、後進用油圧P がそのB2コントロールバルブ48を経て第2ブレ キB2に供給されることにより、その第2ブレ キB2が係合させられ、前記第3ブレーキB3が 合させられることにより、前記後進ギヤ段 Rev」が成立させられる。

 マニュアルバルブ46のシフト位置「P」は 駆動力源からの動力伝達を遮断するととも 図示しないパーキングロック装置により機 的に駆動輪の回転を阻止するパーキング位 で、マニュアルバルブ46はライン圧PLが供給 される供給油路56と前進用油路57、後進用油 58との連通を何れも遮断するとともに、それ 等の前進用油路57、後進用油路58をEXポートに 連通し、作動油をドレーンする。また、シフ ト位置「N」は、駆動力源からの動力伝達を 断する遮断位置であり、マニュアルバルブ46 はライン圧PLが供給される供給油路56と前進 油路57、後進用油路58との連通を何れも遮断 るとともに、後進用油路58をEXポートに連通 して作動油をドレーンする。図3のマニュア バルブ46は、このシフト位置「N」の状態で る。マニュアルバルブ46は駆動切換バルブに 相当し、スプール47は弁体に相当する。

 本実施例では、マニュアルバルブ46およ 前記切換シャフト66を含んで車両の駆動状態 を切り換えるシフト機構70が構成されており SBWアクチュエータ64はシフト駆動手段に相 する。このSBWアクチュエータ64は、本実施例 ではSRモータ(Switched Reluctance Motor )にて構成 されており、前記切換シャフト66に減速機等 介して連結されて回転駆動するとともに、 体的に設けられたロータリエンコーダ72か 出力されるパルス信号SPが電子制御装置62に 給されるようになっている。ロータリエン ーダ72は、一対の発光素子および受光素子 有する非接触式の光学式回転センサで、SBW クチュエータ64の所定回転毎にパルス信号SP 出力するものであり、シフト機構70の機械 変位、ここでは切換シャフト66の回転変位の 相対的位置情報を検出する第2位置情報検出 段としても機能している。パルス信号SPは相 対的位置情報に相当する。

 上記切換シャフト66にはまた、非接触式 ジションセンサ74が配設されている。この非 接触式ポジションセンサ74は、シフト機構70 機械的変位、ここでは切換シャフト66の回転 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、第1位置情報検出手段として 能するものであり、図5に示すように、切換 ャフト66の周囲であって軸心Oに対して対称 置に配設された一対の磁石76と、切換シャ ト66に一体的に配設されて一体的に軸心Oま りに回転させられるホール素子78とを備えて いる。ホール素子78は、磁力の強さに応じて 化するポジション電圧PVを出力するもので 切換シャフト66の回転に伴ってホール素子78 作用する磁力が変化することにより、その 転角度に応じてポジション電圧PVは連続的 変化する。したがって、このポジション電 PVの大きさに基づいて切換シャフト66の回転 度、更にはマニュアルバルブ46のシフト位 「P」、「R」、「N」、「D」を検出すること できる。ポジション電圧PVは絶対的位置情 に相当する。

 前記電子制御装置62は、CPU、RAM、ROM等を有 るマイクロコンピュータを備えて構成され おり、予め記憶されたプログラムに従って 号処理を行なうことにより、各種の機能を 行するようになっている。図6は、前記シフ 操作装置50のシフト操作 SH に応じてマニュアルバルブ46を切り換えるた に前記SBWアクチュエータ64を制御する際に この電子制御装置62によって実行されるシフ ト制御手段80の機能を説明するブロック線図 、基準値記憶手段82、シフト位置判断手段84 、駆動制御手段86、およびモータデータ記憶 段88を備えている。

 基準値記憶手段82は、前記非接触式ポジ ョンセンサ74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46の4つのシフト 置「P」、「R」、「N」、「D」、すなわち切 換シャフト66の軸心Oまわりの回転角度とに関 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7の実線は この相関関係の基準値の一例で、切換シャ ト66の回転角度に対してポジション電圧PVが 直線的に変化するように、非接触式ポジシ ンセンサ74は構成されている。また、非接 式ポジションセンサ74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による ジション電圧PVの変化等を考慮して、破線 示すように基準値の上下に所定の上側許容 囲および下側許容範囲が定められている。 側許容範囲および下側許容範囲は、例えば 準値に対して同じ値ずつ上下に離間して設 されるが、これ等を別々に設定することも 能である。なお、図7に示すようなグラフは 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 囲や基準値を相関関係として設定しても良 。

 シフト位置判断手段84は、上記基準値記 手段82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。 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46のシフト位置を P」と判断し、ポジション電圧PVがPVR1~PVR2の 囲内であればマニュアルバルブ46のシフト 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46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 46のシフト位置を「D」と判断する。

 そして、駆動制御手段86は、上記シフト位 判断手段84によって判断されたマニュアルバ ルブ46のシフト位置と、シフト操作検出装置6 0によって検出されるシフト操作位置P SH とを比較し、マニュアルバルブ46のシフト位 がシフト操作位置P SH と一致するように、モータデータ記憶手段88 記憶されているモータデータに基づいてSBW クチュエータ64を制御する。モータデータ 憶手段88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72から出力されるパ ス信号SPのカウント数CPと、前記マニュアル バルブ46の4つのシフト位置「P」、「R」、「N 」、「D」、すなわち切換シャフト66の軸心O わりの回転角度とに関して、例えばイグニ ションスイッチがON操作された時のシフト位 置である「P」位置を基準位置として予め工 出荷時等に求められた相関関係で、図8はそ 一例である。したがって、現在のシフト位 からシフト操作位置P SH に対応するシフト位置までのパルスカウント 数CPを求め、そのパルスカウント数CPだけパ ス信号SPが供給されるようにSBWアクチュエー タ64を正逆両方向へ回転駆動すれば良い。例 ば、現在のシフト位置が「P」である場合に 、シフト操作位置P SH が「P」から「D」まで変化した時には、パル 信号SPがパルスカウント数CPDだけ供給され ようにSBWアクチュエータ64を回転駆動すれば 良い。逆に、現在のシフト位置が「D」であ 場合に、シフト操作位置P SH が「D」から「N」或いは「R」まで変化した時 には、パルス信号SPがパルスカウント数(CPD-CP N)、或いは(CPD-CPR)だけ供給されるように、SBW クチュエータ64を逆方向へ回転駆動すれば い。上記モータデータは、前記ポジション 圧PVの基準値に基づいてマニュアルバルブ46 シフト位置「P」、「R」、「N」、「D」にそ れぞれ移動させられる場合を想定して設定さ れる。なお、図8に示すようなグラフは必ず も必要でなく、現在のシフト位置とシフト 作位置P SH との関係であるシフトの種類に応じて、それ ぞれパルスカウント数CPを相関関係として設 しても良い。

 ここで、上記のように非接触式ポジション ンサ74から出力されるポジション電圧PVに基 づいてマニュアルバルブ46のシフト位置「P」 、「R」、「N」、「D」を判断する場合、車両 に搭載される各種の電気部品等による外乱磁 界や環境温度の変化、或いは経時変化などで ホール素子78のポジション電圧PVが変化する 、図7に示すシフト位置「P」、「R」、「N」 「D」との相関関係がずれて、それ等のシフ ト位置を正確に判断することができなくなる 。このため、例えばその誤ったシフト位置情 報に基づいてSBWアクチュエータ64が制御され ことにより、マニュアルバルブ46の実際の フト位置「P」、「R」、「N」、「D」が、運 者のシフト意思であるシフト操作位置P SH と異なる位置へ駆動させられる可能性がある 。また、走行中等にポジション電圧PVが変化 た場合に、マニュアルバルブ46の実際のシ ト位置「P」、「R」、「N」、または「D」が 規の位置からずれたと判断して、ポジショ 電圧PVが例えばシフト位置「P」、「R」、「 N」、または「D」における基準値と一致する うにSBWアクチュエータ64を制御してマニュ ルバルブ46のスプール47の位置を補正する機 を有する場合には、その補正により逆にス ール47が正規の位置からずれる可能性があ 。

 これに対し、本実施例のシフト制御手段80 、更に外乱判別手段90および補正手段92を備 ており、上記外乱磁界や環境温度の変化、 時変化などでホール素子78のポジション電 PVが変化しても、マニュアルバルブ46のシフ 位置「P」、「R」、「N」、「D」を正確に判 断できるようになっている。図9は、上記外 判別手段90による信号処理を具体的に説明す るフローチャートで、図10および図11は、そ ぞれ図9のフローチャートに従って信号処理 行なわれる際のパルスカウント数CPおよび ジション電圧PVの変化の一例を示すタイムチ ャートで、図10はシフト操作位置P SH が一定に保持されてマニュアルバルブ46のシ ト位置が一定に維持されている場合、図11 シフト操作に従ってマニュアルバルブ46のシ フト位置が例えば「N」から「D」へ変化した 合である。上記外乱判別手段90は誤差判別 段に相当し、磁界の変化によるポジション 圧PVの変化だけでなく、ホール素子78の出力 性の経時変化によるポジション電圧PVの変 や、環境温度の変化によるポジション電圧PV の変化も外乱として判別される。

 図9において、ステップS1では、ロータリ ンコーダ72から供給されるパルス信号SPのカ ウント数であるパルスカウント数CPが変化し か否か、すなわちシフト操作装置50のシフ 操作に従って前記駆動制御手段86によりシフ ト機構70が制御され、切換シャフト66が軸心O わりに回転変位したか否かを判断する。そ て、パルスカウント数CPが変化しなければ のままステップS3以下を実行するが、パルス カウント数CPが変化した場合にはステップS2 実行し、変動許容範囲を修正する。この変 許容範囲は、前記図7の下側許容範囲と上側 容範囲との間の範囲で、その修正量は、例 ば図12に示すようにパルスカウント数CPの変 化量に応じて予め設定されたマップや演算式 等に従って求められる。これ等のマップや演 算式は、図7のポジション電圧PVの出力特性お よび図8のロータリエンコーダ72のパルス信号 SPの出力特性に基づいて、切換シャフト66の 転角度に応じて図7の許容範囲と同じ範囲が 定されるように定められる。図11の時間t1~t3 は、パルスカウント数CPが連続的に増加して テップS1の判断がYES(肯定)となり、ステップ S2で許容範囲が連続的に増大させられた時間 、基準値もパルスカウント数CPの変化に応 て変化している。なお、パルスカウント数CP の変化に応じて基準値を変化させ、その基準 値に追従して変動許容範囲が変更されるよう にしても良い。

 ステップS3では、ポジション電圧PVが変動 許容範囲内か否かを判断する。図10および図1 1のポジション電圧PVの欄に二点鎖線で示すグ ラフは、変動許容範囲を表しており、実線や 破線で示すポジション電圧PVがその変動許容 囲内か否かを判断する。そして、変動許容 囲内であれば、ステップS9で外乱フラグFを 0」とした後そのまま終了するが、変動許容 範囲から逸脱した場合にはステップS4以下を 行する。すなわち、このステップS3は、相 的位置情報(パルスカウント数CP)の変化幅に して絶対的位置情報(ポジション電圧PV)の変 化幅が所定基準(変動許容範囲)より大きいか かを判断するものである。図10、図11におい て実線で示すポジション電圧PVのグラフにお て、図10の時間t1、図11の時間t2は、それぞ ポジション電圧PVが外乱によって変動許容範 囲を逸脱した時間である。また、図11の時間t 4は、一旦変動許容範囲から逸脱したポジシ ン電圧PVが再び変動許容範囲内に戻った時間 である。

 ステップS4では、外乱フラグFが「1」か否 かを判断し、F=1であれば直ちにステップS7を 行するが、外乱フラグFは初期設定で「0」 されており、ステップS3の判断がNO(否定)と って最初にステップS4を実行する際にはF=0で 、ステップS5を実行する。ステップS5ではタ マtをリセットして新たに計時を開始させ、 くステップS6では上記外乱フラグFを「1」と する。これにより、ステップS3以下が連続し 実行される間はフラグF=1で、ステップS4に いてステップS7が実行されるようになるとと もに、ポジション電圧PVが変動許容範囲を逸 している継続時間がタイマtによって計測さ れる。

 ステップS7では、タイマtによって計測さ る継続時間が予め定められた所定の判定時 Tを超えたか否かを判断し、t≦Tの間はステ プS1以下を繰り返し実行するが、t>Tにな たらステップS8を実行し、持続的な外乱を含 んでいると判定する。判定時間Tは、一時的 外乱か持続的な外乱かを判別するためのも で、例えば搭載電気部品のモータ駆動時に 生する一時的な磁場の変化によるポジショ 電圧PVの変化は一時的な外乱として除外され るように予め一定値が定められる。図10にお て実線で示すポジション電圧PVのグラフに いて、時間t2はタイマtの計測時間が判定時 T以上となった時間で、ステップS8で持続的 外乱を含んでいると判別される。図10におい て破線で示すポジション電圧PVのグラフは、 時変化を含む外乱によるポジション電圧PV 変化が比較的小さく、ステップS3の判断が一 度もNO(否定)となることなく推移している場 である。また、図11において実線で示すポジ ション電圧PVのグラフは、外乱によりポジシ ン電圧PVが変動許容範囲を逸脱した(時間t2) のの、判定時間Tに達する前に変動許容範囲 内に戻った(時間t4)場合で、持続的な外乱を む旨の判定は行なわれない。図11において破 線で示すポジション電圧PVのグラフは、外乱 ない場合で、検出の応答遅れにより基準値 らずれることがあるものの、略基準値に沿 て推移している。

 図6に戻って、前記補正手段92は、上記ス ップS8で持続的な外乱を含む旨の判定が為 れた場合に、実際のポジション電圧PVと基準 値との偏差に基づいて、前記図7に示す相関 係、すなわちポジション電圧PVとマニュアル バルブ46の4つのシフト位置「P」、「R」、「N 」、「D」との相関関係を、学習補正する。 えば、実際のポジション電圧PVが基準値より も高い場合には、その偏差分だけ図7に示す 準値や上側許容範囲、下側許容範囲を全体 に上昇させ、実際のポジション電圧PVが基準 値よりも低い場合には、その偏差分だけ図7 示す基準値や上側許容範囲、下側許容範囲 全体的に下降させる。また、ホール素子78の 出力特性が変化する場合、例えば図7に示す ジション電圧PVの基準値の傾きが変化するよ うな場合には、各シフト位置「P」、「R」、 N」、「D」毎に学習補正を行なうようにし も良い。

 このように、本実施例の車両用シフト制 装置においては、絶対的位置情報であるポ ション電圧PVに持続的な外乱が含まれるこ を判別する外乱判別手段90を備えており、そ の外乱判別手段90により持続的な外乱が含ま ると判別された場合には、予め設定された 7に示す相関関係、すなわちポジション電圧 PVとマニュアルバルブ46の4つのシフト位置「P 」、「R」、「N」、「D」との相関関係が、補 正手段92によって学習補正されるため、例え 外乱磁界や環境温度の変化、ホール素子78 検出特性の経時変化などによって持続的な 乱が含まれるようになると相関関係が補正 れ、ポジション電圧PVに基づいて常に高い精 度でマニュアルバルブ46の4つのシフト位置「 P」、「R」、「N」、「D」を判断できるよう なる。

 また、本実施例では、シフト機構70の機 的変位、具体的には切換シャフト66の回転変 位の相対的位置情報を検出するロータリエン コーダ72を利用し、そのロータリエンコーダ7 2から出力されるパルス信号SPのカウント数CP 変化と絶対的位置情報であるポジション電 PVの変化とを比較するため、ポジション電 PVに持続的な外乱が含まれているか否かを高 い精度で判別することができる。

 また、相対的位置情報(パルスカウント数 CP)の変化幅に対して絶対的位置情報(ポジシ ン電圧PV)の変化幅が所定基準(変動許容範囲) より大きい状態が判定時間T以上継続した場 に持続的な外乱が含まれると判別するため その持続的な外乱が含まれるか否かを一層 い精度で判別できる。

 以上、本発明の実施例を図面に基づいて 細に説明したが、これはあくまでも一実施 態であり、本発明は当業者の知識に基づい 種々の変更,改良を加えた態様で実施するこ とができる。




 
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