JP2005036957A - シフトバイワイヤ式自動変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レンジ位置伝達部材の誤動作に伴う運転者の意図しないレンジ環境の設定を防止するシフトバイワイヤ式自動変速機の誤動作防止装置を提供する。
【解決手段】本発明は、ステップ11にてエンジントルクを低減するとともにステップ12でモータ３を動作ＯＮ、ステップ13でモータ２をブレーキＯＮする。ステップ14にてモータ３とマニュアルシャフト５との回転が一致すると、ステップ15にてモータ２をブレーキＯＦＦ、ステップ16でモータ３をブレーキＯＮする。ステップ17にてマニュアルシャフト５が停止すると、ステップ18でモータ３をブレーキＯＦＦする。そしてステップ19，20でマニュアルシャフト５の位置を正常な位置に復帰させたのち、ステップ21にて、エンジントルクの低減を終了させる一方、運転者にモータ２の故障を警告するとともにモータ３をメインモータに設定する。
【選択図】図６

Description

本発明は、運転者が選択したレンジ位置に応じて２つの電制アクチュエータの一方を動作させ、その動作によってレンジ位置伝達部材が変位した位置に応じて自動変速機内のレンジ環境を設定する一方、他方の電制アクチュエータをバックアップ用として用いるシフトバイワイヤ式自動変速機の制御装置に関するものである。

シフトバイワイヤ式自動変速機には、２つの電制アクチュエータを用いるものがあり、通常は第１の電制アクチュエータ（以下、「メインアクチュエータ」という）に、運転者が選択したＰ（パーキング），Ｒ（リバース），Ｎ（ニュートラル），Ｄ（ドライブ），Ｌ（ロー）などのレンジ位置に応じた動作を指令し、このメインアクチュエータの動作に応じてレンジ位置伝達部材を変位させることにより、運転者が選択したレンジ環境を設定する一方、第２の電制アクチュエータを、メインアクチュエータが故障した場合のバックアップとして用いる（以下、「バックアップアクチュエータ」という）ものがある（例えば、特許文献１参照。）。

実開平６−４０５１３号公報

しかしながら、上記文献の従来技術は、運転者が選択したレンジ位置に応じた指令によりメインまたはバックアップアクチュエータを動作させるものであるため、レンジ位置伝達部材が誤動作すると、その変位が適切になされず、バックアップアクチュエータの動作で変位したレンジ位置伝達部材の位置が運転者の意図したレンジ環境を設定する位置と一致しない場合がある。

具体的には、運転者がＤレンジ位置からＮレンジ位置を選択したとき、このＮレンジ位置に応じた指令によりメインアクチュエータが動作するものの、メインアクチュエータが故障する等してレンジ位置伝達部材がＮレンジ位置に応じた位置で止まらなかった場合、他方のバックアップアクチュエータにＮレンジ位置に応じた指令しても、元々メインアクチュエータによるレンジ位置伝達部材の変位が適切でないため、レンジ位置伝達部材は、Ｄレンジ位置からＮレンジ位置への方向に変位するが、結果的にＮレンジ環境を設定する位置に停止しないことがある。

また上記文献にあっては、運転者が新たなレンジ位置を選択していないにも関らず、メインアクチュエータの故障等によってレンジ位置伝達部材が勝手に変位した場合、運転者が新たなレンジ位置を選択しない限り、バックアップアクチュエータは動作しないため、レンジ位置伝達部材の誤動作により、結果的に運転者が意図しないレンジ環境を設定することがある。

本発明の解決すべき課題は、こうした事実に鑑みてなされたものであり、レンジ位置伝達部材の誤動作に伴う運転者の意図しないレンジ環境の設定を防止するシフトバイワイヤ式自動変速機の誤動作防止装置を提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、運転者が選択したレンジ位置を出力するレンジ選択装置と、このレンジ位置に応じて動作する第１の電制アクチュエータおよび第２の電制アクチュエータと、これら電制アクチュエータの動作を互いに独立した入力として該動作のうちの少なくとも一方に応じて変位するレンジ位置伝達部材と、第１の電制アクチュエータの動作でレンジ位置伝達部材が変位した位置に応じてレンジ環境を設定するレンジ環境設定手段とを備えるシフトバイワイヤ式自動変速機において、レンジ位置伝達部材の誤動作を検出する誤動作検出手段と、このレンジ位置伝達部材の誤動作を抑制するよう第２の電制アクチュエータを動作させる誤動作抑制手段と、この誤動作を抑制したのち、レンジ環境設定手段が誤動作前のレンジ環境を設定できる位置または運転者の選択したレンジ位置に応じたレンジ環境を設定できる位置までレンジ位置伝達部材が変位するよう第２の電制アクチュエータを動作させるレンジ位置伝達部材調整手段とを備えることを特徴とするシフトバイワイヤ式自動変速機の制御装置である。

請求項２に係る発明は、請求項１において、第２の電制アクチュエータを動作させると共に、第１の電制アクチュエータをブレーキ制御するものであることを特徴とするものである。

請求項３に係る発明は、請求項１または２において、前記レンジ位置伝達部材調整手段は、レンジ環境設定手段が停車レンジ環境を設定できる位置に向かってレンジ位置伝達部材が誤動作する場合、レンジ環境設定手段が走行レンジ環境を設定できる位置までレンジ位置伝達部材が変位するよう第２の電制アクチュエータを動作させるものであることを特徴とするものである。

請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれか一項において、前記レンジ位置伝達部材調整手段は、レンジ環境設定手段が走行レンジ環境を設定できる位置に向かってレンジ位置伝達部材が誤動作する場合、レンジ環境設定手段が停止レンジ環境を設定できる位置までレンジ位置伝達部材が変位するよう第２の電制アクチュエータを動作させるものであることを特徴とするものである。

請求項５に係る発明は、請求項１乃至４のいずれか一項において、レンジ位置伝達部材の誤動作開始に応じてエンジントルクを低減させるエンジントルク低減手段を付加して備えることを特徴とするものである。

請求項６に係る発明は、請求項１乃至５のいずれか一項において、第１の電制アクチュエータおよび第２の電制アクチュエータそれぞれが遊星歯車機構を介してレンジ位置伝達部材と駆動結合するものであることを特徴とするものである。

請求項１に係る発明においては、第１の電制アクチュエータの故障等によりレンジ位置伝達部材が誤動作すると、この誤動作を抑制する向きに第２の電制アクチュエータを動作させ、さらにこののち、レンジ環境設定手段が誤動作前のレンジ環境を設定できる位置または運転者の選択したレンジ位置に応じたレンジ環境を設定できる位置までレンジ位置伝達部材を変位させる。

つまり、請求項１に係る発明では、第１の電制アクチュエータの故障等によりレンジ位置伝達部材が誤動作してあらぬ位置に変位しても、レンジ位置伝達部材が誤動作する前のレンジ環境または運転者の選択したレンジ環境に設定できる。従って請求項１に係る発明によれば、レンジ位置伝達部材の誤動作に伴う運転者の意図しないレンジ環境の設定を防止することができる。

請求項２に係る発明においては、レンジ位置伝達部材の誤動作を抑制するよう第２の電制アクチュエータを動作させると共に、第１の電制アクチュエータをブレーキ制御するから、レンジ位置伝達部材の誤動作を短時間に抑制することができる。

請求項３に係る発明においては、レンジ環境設定手段が停車レンジ環境を設定できる位置に向かってレンジ位置伝達部材が誤動作しても、第２の電制アクチュエータの動作で、レンジ環境設定手段が走行レンジ環境を設定できる位置までレンジ位置伝達部材を変位させるから、停車レンジ環境時に用いられるパークロック機構が突然動作して車両の挙動を不安定にさせることなく、車両の走行が走行するのに必要なレンジ環境を確保することができる。

請求項４に係る発明においては、レンジ環境設定手段が走行レンジ環境を設定できる位置に向かってレンジ位置伝達部材が誤動作しても、第２の電制アクチュエータの動作で、レンジ環境設定手段が停止レンジ環境を設定できる位置までレンジ位置伝達部材を変位させるから、走行レンジ環境時に用いられるパークロック機構が突然解除されて車両を発進させることなく、車両が停止するのに必要なレンジ環境を確保することができる。

また請求項５に係る発明においては、レンジ位置伝達部材の誤動作が検出されたことに応じてエンジントルクを低減させるから、運転者がパニック状態で加速要求しても、運転者の予期しない急加速が生じることを防止する。

請求項６に係る発明は、第１の電制アクチュエータおよび第２の電制アクチュエータそれぞれが遊星歯車機構を介してレンジ位置伝達部材と駆動結合するから、２つの電制アクチュエータの作動を切り換える際にクラッチ等の要素を必要とせず、信頼性を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態になるシフトバイワイヤ式自動変速機の制御装置を示すシステム図であり、図２（ａ），（ｂ）はそれぞれ、２つの電制アクチュエータを用いて自動変速機内のレンジ環境を設定する駆動系の要部を例示する模式図および斜視図である。

図１において、符号１はシフトバイワイヤ式自動変速機を示し、この自動変速機１は、ステップモータ２を通常運転者が選択するレンジ位置に応じて動作するメインモータ（第１の電制アクチュエータ）として、また、ステップモータ３をステップモータ２が故障したときのバックアップモータ（第２の電制アクチュエータ）として用い、メインモータ２またはバックアップモータ３の動作によって、運転者がレンジ選択装置１０で選択したレンジ位置に応じたレンジ環境を設定する。

メインモータ２およびバックアップモータ３にはそれぞれ、ウォームギアＧ2，Ｇ3が取り付けられ、これらウォームギアＧ2，Ｇ3を介して遊星歯車機構４に駆動結合する。遊星歯車機構４は、サンギアＳおよびリングギアＲを入力とし、サンギアＳおよびリングギアＲそれぞれに噛み合う複数のピニオンＰを支持するキャリアＣを出力とする。具体的には、図２（ａ）に示す如く、メインモータ２のウォームギアＧ2をリングギアＲに噛み合せる一方、バックアップモータ３のウォームギアＧ3をサンギアＳと一体に設けた入力ギアＳoに噛み合せ、レンジ位置伝達部材であるマニュアルシャフト５がキャリアＣと一体に結合している。

つまり、メインモータ２およびバックアップモータ３はそれぞれ、遊星歯車機構４を介してマニュアルシャフト５に駆動結合することにより、メインモータ２およびバックアップモータ３の動作を互いに独立した入力として該動作のうちの少なくとも一方に応じてマニュアルシャフト５を変位させることができ、マニュアルシャフト５が変位（回転）する方向は、遊星歯車機構４に入力されたメインモータ２およびバックアップモータ３の回転数の差で決定される。

図２（ｂ）において、符号６は、マニュアルシャフト５が回転した位置に応じて自動変速機１内のレンジ環境を設定する、所謂、ディテント機構である。ディテント機構６は、マニュアルシャフト５に扇状のレバー６１を一体に固定し、このレバー６１によって既存のレンジ切換弁６２のスプール６２ａを軸線方向に移動させる一方、レバー６１の噛合部６１ａが片持ちスプリング６３の先端に設けたローラ６３ａと係合することにより、マニュアルシャフト５の回転に応じてスプール６２ａを位置決めする。

つまりマニュアルシャフト５は、メインモータ２またはバックアップモータ３の回転数に応じて変位した位置によって、自動変速機１内に配したレンジ切換弁６２を、レンジ選択装置１０で選択したＰ（パーキング）レンジ位置，Ｒ（リバース）レンジ位置，Ｎ（ニュートラル）レンジ位置，Ｄ（ドライブ）レンジ位置に応じた位置に変位させる。これにより、レンジ切換弁６２は、Ｐ〜Ｄレンジ位置に応じた油圧回路を選択し、自動変速機１内をＰ〜Ｄレンジ位置に応じたレンジ環境に設定する。

本実施形態において、ステップモータ２，３の回転はコントローラ１００によって制御される。このため、コントローラ１００には、図１に示す如く、マニュアルシャフト５の角度θを検出する角度センサ２１からの角度信号Θと、レンジ選択装置１０で選択したＰレンジ位置，Ｒレンジ位置，Ｎレンジ位置，Ｄレンジ位置を指令するレンジ選択指令信号Ｓdとが入力される。

レンジ選択装置１０は、図３に示す如く、スイッチ本体１１内に円形のセレクトダイアル１２およびシフトスイッチ１３を備える。セレクトダイアル１２は、スイッチ本体１１に対して回転自在に支持されて運転者の希望する走行形態に応じたＰ，Ｒ，Ｎ，Ｄレンジ位置を選択するものであり、その背面には、図４に示す如く、これと共に回転する１個の可動子１２ａを備える。シフトスイッチ１３は、図４に示す如く、スイッチ本体１１内に固定され可動子１２ａの回転軌跡上に該可動子１２ａと接触可能に配列した電極１３ｐ，１３ｒ，１３ｎ，１３ｄを備える。電極１３ｐ，１３ｒ，１３ｎ，１３ｄは、スイッチ本体１１上の表示したＰレンジ位置，Ｒレンジ位置，Ｎレンジ位置，Ｄレンジ位置に対応して配列され、可動子１２ａとの接触に応じてそれぞれＰレンジ位置，Ｒレンジ位置，Ｎレンジ位置，Ｄレンジ位置を指令するレンジ選択指令信号Ｓdを出力する。

これによりステップモータ２，３の回転は、レンジ選択装置１０で選択したＰレンジ位置、Ｒレンジ位置、Ｎレンジ位置、Ｄレンジ位置に応じて制御される。なお本実施形態において、レンジ選択装置１０は、図４に示す如く、スイッチ本体１１に光学式の距離センサ１４を備え、この距離センサ１４から可動子１２ａまでの距離Ｌをコントローラ１００に出力する。このため、コントローラ１００は、可動子１２ａが電極１３ｐ，１３ｒ，１３ｎ，１３ｄのいずれとも接触しない無信号状態つまりレンジ選択装置１０で選択したレンジ位置が不明な状態（図５参照）では、前回のレンジ位置および距離センサ１４で検出した距離Ｌをもとに、運転者がセレクトダイアル１２を前回のレンジ位置（例えばＲレンジ位置）からどちら向き（Ｐ→ＲまたはＲ→Ｎ）に操作したかを判断し、その操作向きで前回のレンジ位置（Ｒレンジ位置）と隣接するレンジ位置（Ｐ→ＲではＮレンジ位置、Ｒ→ＮではＰレンジ位置）が運転者によって選択されたレンジ位置とみなしてレンジ環境を設定できる。

ところで、こうしたシフトバイワイヤ式の自動変速機１は、通常メインモータ２のみを使用して運転者が選択したレンジ環境を設定するが、メインモータ２が故障した場合、バックアップモータ３を使用して運転者の要求に応じたレンジ環境を確保している。

しかしながら、メインモータ２の故障によりマニュアルシャフト５が誤動作すると、マニュアルシャフト５の回転角が適切になされていないため、バックアップモータ３に運転者が選択したレンジ位置を指令しても、バックアップモータ３の動作で変位したマニュアルシャフト５の位置が運転者の意図したレンジ環境を設定する位置と一致しない場合がある。

そこで本実施形態では、コントローラ１００にて、マニュアルシャフト５の誤動作を検出し、図６のフローチャートに示す制御ルーチンに従って、メインモータ２およびバックアップモータ３を制御する。

マニュアルシャフト５の誤動作には、例えば、運転者がレンジ位置を選択してないのにマニュアルシャフト５が変位する場合があり、この誤動作の検出は、コントローラ１００に対してレンジ選択装置１０から新たにレンジ選択指令信号Ｓbの入力がないにも関わらず、コントローラ１００が角度センサ２１からの角度信号Θからマニュアルシャフト５が回転していることを算出したことをもって判断される。なお、コントローラ１００では、誤動作の検出に際して、角度センサ２１からの角度信号Θを基に、マニュアルシャフト５が実際に回転している方向（Ｐ→Ｄ，Ｐ←Ｄ）も同時に算出する。

また、運転者がレンジ位置を選択しているのにマニュアルシャフト５が変位した位置がそのレンジ位置に応じた位置と一致していない場合も同様に誤動作として扱い、この誤動作の検出は、コントローラ１００に対してレンジ選択装置１０から新たなレンジ選択指令信号Ｓbの入力があっても、コントローラ１００が角度センサ２１からの角度信号Θからマニュアルシャフト５がレンジ選択指令信号Ｓbに対応した位置まで回転してないことを算出したことをもって判断される。但し、この場合もコントローラ１００は、角度センサ２１からの角度信号Θを基に、マニュアルシャフト５が実際に回転している方向（Ｐ→Ｄ，Ｐ←Ｄ）を同時に算出する。

図６の制御ルーチンは、上述したようなマニュアルシャフト５の誤動作をトリガーにコントローラ１００にて実行される。以下、図６の制御ルーチンを、Ｄレンジ位置を選択して走行中、運転者がレンジ選択装置１０にてレンジ位置を選択してないのにも関わらず、マニュアルシャフト５がＤ→Ｐ方向に向かって誤動作（暴走）している状態を参照して説明する。

マニュアルシャフト５の誤動作が検出されるとまず、ステップ１１にて、エンジントルク制御手段２２に対するエンジントルクダウン信号ＥtをＯＮにして、エンジントルクの軽減を開始する。つまり、コントローラ１００およびエンジントルク制御手段２２は、エンジントルク低減手段に相当し、これにより、運転者がパニック状態になってアクセルペダルを踏み込んでも、運転者の予期しない急加速が生じることを防止する。なお、エンジントルク制御手段２２には、例えば、スロットルバルブや燃料供給用開閉バルブが挙げられる。

ステップ１２では、Ｄ→Ｐ方向に向かうマニュアルシャフト５の暴走を抑制するため、マニュアルシャフト５がＤ→Ｐ方向とは逆向きのＰ→Ｄ方向に回転する動作、即ち、暴走によるマニュアルシャフト５の回転を減少させる動作をバックアップモータ３に指令する。具体的には、ディテント機構６でＤレンジ環境を設定できる位置までマニュアルシャフト５を回転させる動作をバックアップモータ３に指令する。この指令値は、バックアップモータ３の速度Ｖ20を制御するものであり、本実施形態では、マニュアルシャフト５周りのレンジ位置配列が図１に示す如くであるから、モータの特性上、モータの最高出力回転に近く、一定の回転を維持できる速度Ｖ21を選択する。

ステップ１３では、メインモータ２に対してブレーキＯＮを指令しメインモータ２のブレーキ制御を開始する。なお、メインモータ２に対するブレーキ制御は、メインモータ３の故障が明らかな場合も、補助的な意味をもって実行する。

ステップ１４では、角度センサ２１からの角度信号Θを基に算出したマニュアルシャフト５の実回転数ｎo(t)と、ステップ１２で指令したバックアップモータ３の回転数ｎ3を基に換算したマニュアルシャフト５の目標回転数ｎo(s)との差分Ｍainωを求め、この差分ＭainωがＭainω≒０となるまでステップ１４の確認動作を繰り返し、ステップ１４にて差分ＭainωがＭainω≒０となると、メインモータ２が停止したと判断してステップ１５に移行する。つまり、マニュアルシャフト５の実回転数ｎo(t)が目標回転数ｎo(s)との回転数差Ｍainωと等しい値または誤差が一定値以下となったとき、メインモータ２が停止したと判断してステップ１５に移行する。

ステップ１５では、メインモータ２が停止したとして、メインモータ２に対してブレーキＯＦＦを指令しメインモータ２のブレーキ制御を終了する。そして今度は、ステップ１６にて、バックアップモータ３に対してブレーキＯＮを指令しバックアップモータ３のブレーキ制御を開始する。

ステップ１７では、角度センサ２１からの角度信号Θを基にマニュアルシャフト５の実回転数Ｓubωを求め、この実回転数ＳubωがＳubω≒０となるまでステップ１７の確認動作を繰り返し、ステップ１７にて実回転数ＳubωがＳubω≒０となると、マニュアルシャフト５が停止したと判断してステップ１８に移行する。つまり、マニュアルシャフト５の実回転数ＳubωがＳubω＝０またはＳubω＝０との誤差が微少な所定値以下となったとき、マニュアルシャフト５が停止したと判断してステップ１８に移行する。

ステップ１８では、マニュアルシャフト５が停止したとして、バックアップモータ３に対してブレーキＯＦＦを指令しバックアップモータ３のブレーキ制御を終了する。つまり、コントローラ１００は、誤作動抑制手段に相当する。

そしてステップ１９では、ディテント機構６がレンジ環境を設定できる位置までマニュアルシャフト５を変位させる復帰動作をバックアップモータ３に指令する。本実施形態では、ディテント機構６が誤動作前のレンジ環境即ちＤレンジ環境を設定できる位置までマニュアルシャフト５を変位させる復帰動作をバックアップモータ３に指令する。つまり、コントローラ１００は、レンジ位置伝達部材調整手段に相当する。

マニュアルシャフト５の暴走を検出したとき、そのときの角度センサ２１からの角度信号Θを基に算出したマニュアルシャフト５の位置をコントローラ１００にて記憶しておき、このマニュアルシャフト５が誤動作する前のマニュアルシャフト５の位置と、角度センサ２１からの角度信号Θを基に算出した現在のマニュアルシャフト５の位置との偏差に基づき、マニュアルシャフト５の速度Ｖoを増減制御、即ち、バックアップモータ３の速度Ｖ20を増減制御する。

ステップ２０では、マニュアルシャフト５が誤動作する前のマニュアルシャフト５の位置と、現在のマニュアルシャフト５の位置との偏差が０または予め設定した所定の誤差範囲内に収束したかどうかを判断し、この偏差が０または所定の誤差範囲内に収束するまでステップ２０の確認動作を繰り返す。ステップ２０にてこの偏差が０または所定の誤差範囲内に収束すると、復帰制御が終了したと判断し、ステップ２１でエンジントルク制御手段２２に対するエンジントルクダウン信号ＥtをＯＦＦにして、エンジントルクの低減を終了する。つまり、ステップ２０では、マニュアルシャフト５が誤動作する前の位置に復帰したかどうかを判断し、マニュアルシャフト５が誤動作する前の位置に復帰したときにはステップ１１で指令したエンジントルクの低減を終了する。

またステップ２１では、メインモータ２に代えて、バックアップモータ３をメインモータとして設定変更すると共に、車内等に設けた警告灯に対して点灯を指令し、運転者に対して次回の故障時にはバックアップ用のモータが存在しないことを警告する。

また図６の制御ルーチンは、運転者がＤレンジ位置等を選択した走行時であるにも関わらずマニュアルシャフト５がＤ→Ｐ方向に向かって誤動作する場合に実行されるだけでなく、例えば、運転者が勾配路にてレンジ選択装置１０でＰレンジ位置を選択して停車しているにも関わらずマニュアルシャフト５がＰ→Ｄ方向に向かって誤動作する場合も実行される。

以下、Ｐレンジ位置を選択して停車中、運転者がレンジ選択装置１０にてレンジ位置を選択していないにも関わらず、マニュアルシャフト５がＰ→Ｄ方向に向かって誤動作している場合を説明する。

この場合も、マニュアルシャフト５の誤動作が検出されるとまず、ステップ１１にて、エンジントルク制御手段２２に対するエンジントルクダウン信号ＥtをＯＮにして、エンジントルクの軽減を開始し、これにより、運転者がパニック状態になってアクセルペダルを踏み込んでも、運転者の予期しない急加速が生じることを防止する。

ステップ１２では、Ｐ→Ｄ方向に向かうマニュアルシャフト５の暴走を抑制するため、マニュアルシャフト５がＰ→Ｄ方向とは逆向きのＤ→Ｐ方向に回転する動作、即ち、暴走によるマニュアルシャフト５の回転を減少させる動作をバックアップモータ３に指令する。具体的には、ディテント機構６でＰレンジ環境を設定できる位置までマニュアルシャフト５を回転させる動作をバックアップモータ３に指令する。この指令値は、バックアップモータ３の速度Ｖ20を制御するものであり、本実施形態では、マニュアルシャフト５周りのレンジ位置配列が図１に示す如くであるから、モータの特性上、モータの最高出力回転に近く、一定の回転を維持できる速度Ｖ22を選択する。

ステップ１３では、メインモータ２に対してブレーキＯＮを指令しメインモータ２のブレーキ制御を開始する。なお、この場合も、メインモータ２に対するブレーキ制御は、メインモータ３の故障が明らかな場合も、補助的な意味をもって実行する。

ステップ１４では、角度センサ２１からの角度信号Θを基に算出したマニュアルシャフト５の実回転数ｎo(t)と、ステップ１２で指令したバックアップモータ３の回転数ｎ3を基に換算したマニュアルシャフト５の目標回転数ｎo(s)との差分Ｍainωを求め、この差分ＭainωがＭainω≒０となるまでステップ１４の確認動作を繰り返し、ステップ１４にて差分ＭainωがＭainω≒０となると、メインモータ２が停止したと判断してステップ１５に移行する。つまり、マニュアルシャフト５の実回転数ｎo(t)が目標回転数ｎo(s)との回転数差Ｍainωと等しい値または誤差が一定値以下となったとき、メインモータ２が停止したと判断してステップ１５に移行する。

ステップ１５では、メインモータ２が停止したとして、メインモータ２に対してブレーキＯＦＦを指令しメインモータ２のブレーキ制御を終了し、ステップ１６にて、バックアップモータ３に対してブレーキＯＮを指令しバックアップモータ３のブレーキ制御を開始する。

ステップ１７では、角度センサ２１からの角度信号Θを基にマニュアルシャフト５の実回転数Ｓubωを求め、この実回転数ＳubωがＳubω≒０となるまでステップ１７の確認動作を繰り返し、ステップ１７にて実回転数ＳubωがＳubω≒０となったとき、つまり、マニュアルシャフト５の実回転数ＳubωがＳubω＝０またはＳubω＝０との誤差が微少な所定値以下となったとき、マニュアルシャフト５が停止したと判断してステップ１８に移行する。

ステップ１８では、マニュアルシャフト５が停止したとして、バックアップモータ３に対してブレーキＯＦＦを指令しバックアップモータ３のブレーキ制御を終了する。そしてステップ１９では、ディテント機構６がレンジ環境を設定できる位置までマニュアルシャフト５を変位させる復帰動作をバックアップモータ３に指令する。本実施形態では、ディテント機構６が誤動作前のレンジ環境即ちＰレンジ環境を設定できる位置までマニュアルシャフト５を変位させる復帰動作をバックアップモータ３に指令する。

マニュアルシャフト５の暴走を検出したとき、そのときの角度センサ２１からの角度信号Θを基に算出したマニュアルシャフト５の位置をコントローラ１００にて記憶しておき、このマニュアルシャフト５が誤動作する前のマニュアルシャフト５の位置と、角度センサ２１からの角度信号Θを基に算出した現在のマニュアルシャフト５の位置との偏差に基づき、マニュアルシャフト５の速度Ｖoを増減制御、即ち、バックアップモータ３の速度Ｖ20を増減制御する。

ステップ２０では、マニュアルシャフト５が誤動作する前のマニュアルシャフト５の位置と、現在のマニュアルシャフト５の位置との偏差が０または予め設定した所定の誤差範囲内に収束したかどうかを判断し、この偏差が０または所定の誤差範囲内に収束するまでステップ２０の確認動作を繰り返す。ステップ２０にてこの偏差が０または所定の誤差範囲内に収束すると、復帰制御が終了したと判断し、ステップ２１でエンジントルク制御手段２２に対するエンジントルクダウン信号ＥtをＯＦＦにして、エンジントルクの低減を終了する。つまり、ステップ２０では、マニュアルシャフト５が誤動作する前の位置に復帰したかどうかを判断し、マニュアルシャフト５が誤動作する前の位置に復帰したときにはステップ１１で指令したエンジントルクの低減を終了する。

またステップ２１では、メインモータ２に代えて、バックアップモータ３をメインモータとして設定変更すると共に、車内等に設けた警告灯に対して点灯を指令し、運転者に対して次回の故障時にはバックアップ用のモータが存在しないことを警告する。

図７は、運転者がＤレンジ位置（Ｐレンジ位置）を選択した走行（停止）中にも関わらずマニュアルシャフト５がＤ→Ｐ方向（Ｐ→Ｄ方向）に向かって誤動作する場合に、図６のモータ制御を実行したときのタイムチャートである。なお、図７にて、Ｖ10は、図１に示す如く、メインモータ２の速度であり、メインモータ３及びマニュアルシャフト５が暴走する向きを正方向とする。

本実施形態では、時刻ｔ＝ｔ0で、実際にマニュアルシャフト５の暴走が発生すると、時刻ｔ＝ｔ1でその暴走を検出し、エンジントルク制御手段２２に対するエンジントルクダウン信号ＥtをＯＮすると同時に、バックアップモータ３の速度制御と共にメインモータ２へのブレーキ制御を開始し、時刻ｔ＝ｔ1におけるメインモータ２の速度Ｖ10（マニュアルシャフト５がＤ→Ｐ方向に向かう誤作動にあっては速度Ｖ10＝Ｖ11、また、マニュアルシャフト５がＰ→Ｄ方向に向かう誤作動にあっては速度Ｖ10＝Ｖ12）を減少させる（ステップ１２，１３）。そしてマニュアルシャフト５の実回転数ｎo(t)とマニュアルシャフト５の目標回転数ｎo(s)とが同じまたはほぼ等しくなったと判断した時刻ｔ＝ｔ2（ステップ１４）で、メインモータ２へのブレーキ制御を終了する（ステップ１５）。そしてｔ＝ｔ3で、バックアップモータ３へのブレーキ制御を開始し（ステップ１６）、マニュアルシャフト５の実回転数ＳubωがＳubω＝０またはほぼ０になったと判断した時刻ｔ＝ｔ4（ステップ１７）で、バックアップモータ３へのブレーキ制御を終了する（ステップ１８）。そして時刻ｔ＝ｔ5にて、バックアップモータ３を用いて、ディテント機構６が誤動作前のレンジ環境（マニュアルシャフト５がＤ→Ｐ方向に向かう誤作動にあってはＤレンジ環境、また、マニュアルシャフト５がＰ→Ｄ方向に向かう誤作動にあってはＰレンジ環境）を設定できる位置までマニュアルシャフト５の位置を復帰させ（ステップ１９）、時刻ｔ＝ｔ6でマニュアルシャフトの位置が復帰したと判断すると（ステップ２０）、エンジントルクダウン信号ＥtをＯＦＦすると同時に、バックアップモータ３をメインモータとして設定変更すると共に運転者に対する警告を行う（ステップ２１）。

なお、運転者がレンジ位置を選択しているのにマニュアルシャフト５が変位した位置がそのレンジ位置に応じた位置に止まらない場合は、第二の実施形態として、ステップ１１〜１８にてマニュアルシャフト５の暴走を抑制したのち、ステップ１９，２０を省略し、直接ステップ２１にて、ディテント機構６が運転者の選択したレンジ位置に応じたレンジ環境を設定できる位置までマニュアルシャフト５を変位させる動作をバックアップモータ３に指令してもよい。

本発明においては、メインモータ２の故障等によりマニュアルシャフト５が誤動作すると、この誤動作を抑制する向きにバックアップモータ３を動作させ、さらにこののち、ディテント機構６が誤動作前のレンジ環境を設定できる位置または運転者の選択したレンジ位置に応じたレンジ環境を設定できる位置までマニュアルシャフト５を変位させる。

つまり、本発明では、メインモータ２の故障等によりマニュアルシャフト５が誤動作してあらぬ位置に変位しても、バックアップモータ３がメインモータ２によるマニュアルシャフト５の変位を抑制する向きに動作してマニュアルシャフト５の誤動作を停止させ、マニュアルシャフト５が誤動作する前のレンジ環境または運転者の選択したレンジ環境に設定できる。従って本発明によれば、マニュアルシャフト５の誤動作に伴う運転者の意図しないレンジ環境の設定を防止することができる。

特に本実施形態においては、マニュアルシャフト５の誤動作を抑制するようバックアップモータ３を動作させると共に、メインモータ２をブレーキ制御するから、マニュアルシャフト５の誤動作を短時間に抑制することができる。

また本実施形態においては、Ｄレンジ位置で走行中にディテント機構６がＰレンジ環境を設定できる位置に向かってマニュアルシャフト５が誤動作しても、バックアップモータ３の動作で、ディテント機構６がＤレンジ環境を設定できる位置までマニュアルシャフト５を変位させるから、Ｐレンジ環境時に用いられるパークロック機構が突然動作して車両の挙動を不安定にさせることなく、車両の走行が走行するのに必要なレンジ環境を確保することができる。

同様に、本実施形態においては、Ｐレンジ位置で停車中にディテント機構６がＤレンジ環境を設定できる位置に向かってマニュアルシャフト５が誤動作しても、バックアップモータ３の動作で、ディテント機構６がＰレンジ環境を設定できる位置までマニュアルシャフト５を変位させるから、Ｐレンジ環境時に用いられるパークロック機構が突然解除されて車両を発進させることなく、車両が停止するのに必要なレンジ環境を確保することができる。

さらに本実施形態においては、マニュアルシャフト５の誤動作が検出されたことに応じてエンジントルクを低減させるから、運転者がパニック状態で加速要求しても、運転者の予期しない急加速が生じることを防止する。

加えて本実施形態は、メインモータ２およびバックアップモータ３それぞれが遊星歯車機構４を介してレンジ位置伝達部材と駆動結合するから、メインモータ２とバックアップモータ３との作動を切り換える際にクラッチ等の要素を必要とせず、信頼性を向上させることができる。

上述したところは、本発明の好適な実施形態を示したに過ぎず、当業者によれば、請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。例えば、モータ２，３とマニュアルシャフト５を駆動結合する機構は、遊星歯車機構に限ることはなく、所定のモータ２，３の動作を互いに独立した入力としたときマニュアルシャフト５が変位できなくなる歯車機構であればよい。

また、故障診断に用いるパラメータも、モータ速度に限らず、モータに供給する電流や電圧、またはモータおよびマニュアルシャフトのトルクを用いてもよい。そして電制アクチュエータもモータに限らず、伸縮ロッドなどの直動式であってもよい。このため、レンジ位置伝達部材も回転シャフトに限らず、その軸線方向に沿って移動する部材など、電制アクチュエータの動作をレンジ環境設定手段に伝達できるものであればよい。

またレンジ環境設定手段も、電制アクチュエータの動作に応じてレンジ環境を設定できるものであれば、油圧回路を切り換えてレンジ環境を変更するものレンジ切換弁６２に限らず、電気的な制御でレンジ環境を変更するものであってもよい。レンジ選択装置１０も、ダイアル式に限らず、シフトレバー式でもよい。

さらに自動変速機１も、有段式に限らず、例えば、入出力プーリ間にベルトを動力伝達可能に掛け渡し、入出力プーリのいずれか一方を駆動させてプーリ溝幅を変更することにより無段階の変速を行うＶベルト式無段変速機構であってもよい。同様に自動変速機１は、入出力ディスク間にトラニオンによって回転自在に支持されたパワーローラを動力伝達可能に配置し、トラニオンに機械式オイルポンプからの油圧に基づいた制御圧を供給してこれら入出力ディスクの斜面に沿ってパワーローラを傾転させることにより無段階の変速を行うトロイダル型無段変速機構であってもよい。

本発明の一実施の形態になるシフトバイワイヤ式自動変速機の故障診断装置を示すシステム図である。 （ａ），（ｂ）はそれぞれ、２つのステップモータを用いて自動変速機内のレンジ環境を設定する駆動系の要部を例示する模式図および斜視図である。 （ａ），（ｂ）はそれぞれ、レンジ選択装置の拡大正面図および拡大側面図である。 （ａ），（ｂ）はそれぞれ、レンジ選択装置の内部構造を説明する拡大正面図および拡大側面図である。 （ａ），（ｂ）はそれぞれ、レンジ選択装置が無信号状態となったときの内部構造を説明する拡大正面図および拡大側面図である。 本発明の一実施形態として、コントローラにて実行されるフローチャートである。 図６による制御ルーチンを説明するタイムチャートである。

符号の説明

１ シフトバイワイヤ式自動変速機
２，３ ステップモータ
４ 遊星歯車機構
５ マニュアルシャフト
６ レンジ環境設定手段
10 レンジ選択装置
100 コントローラ

Claims (6)

1. 運転者が選択したレンジ位置を出力するレンジ選択装置と、このレンジ位置に応じて動作する第１の電制アクチュエータおよび第２の電制アクチュエータと、これら電制アクチュエータの動作を互いに独立した入力として該動作のうちの少なくとも一方に応じて変位するレンジ位置伝達部材と、第１の電制アクチュエータの動作でレンジ位置伝達部材が変位した位置に応じてレンジ環境を設定するレンジ環境設定手段とを備えるシフトバイワイヤ式自動変速機において、
   レンジ位置伝達部材の誤動作を検出する誤動作検出手段と、
   このレンジ位置伝達部材の誤動作を抑制するよう第２の電制アクチュエータを動作させる誤動作抑制手段と、
   この誤動作を抑制したのち、レンジ環境設定手段が誤動作前のレンジ環境を設定できる位置または運転者の選択したレンジ位置に応じたレンジ環境を設定できる位置までレンジ位置伝達部材が変位するよう第２の電制アクチュエータを動作させるレンジ位置伝達部材調整手段とを備えることを特徴とするシフトバイワイヤ式自動変速機の制御装置。
2. 前記誤動作抑制手段は、第２の電制アクチュエータを動作させると共に、第１の電制アクチュエータをブレーキ制御するものであることを特徴とする請求項１に記載のシフトバイワイヤ式自動変速機の制御装置。
3. 前記レンジ位置伝達部材調整手段は、レンジ環境設定手段が停車レンジ環境を設定できる位置に向かってレンジ位置伝達部材が誤動作する場合、レンジ環境設定手段が走行レンジ環境を設定できる位置までレンジ位置伝達部材が変位するよう第２の電制アクチュエータを動作させるものであることを特徴とする請求項１または２に記載のシフトバイワイヤ式自動変速機の制御装置。
4. 前記レンジ位置伝達部材調整手段は、レンジ環境設定手段が走行レンジ環境を設定できる位置に向かってレンジ位置伝達部材が誤動作する場合、レンジ環境設定手段が停止レンジ環境を設定できる位置までレンジ位置伝達部材が変位するよう第２の電制アクチュエータを動作させるものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のシフトバイワイヤ式自動変速機の制御装置。
5. レンジ位置伝達部材の誤動作開始に応じてエンジントルクを低減させるエンジントルク低減手段を付加して備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のシフトバイワイヤ式自動変速機の制御装置。
6. 第１の電制アクチュエータおよび第２の電制アクチュエータそれぞれが遊星歯車機構を介してレンジ位置伝達部材と駆動結合するものであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のシフトバイワイヤ式自動変速機の制御装置。

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