レンジ検出装置
【課題】 検出手段の系統数を低減可能であり、小型にできるレンジ検出装置を提供する。
【解決手段】 レンジ検出装置１は、固定部材３０、可動部材２０、オンオフ信号出力回路、リニア信号出力回路、および、レンジ判断手段を備える。固定部材３０は、自動変速機１０に固定される。可動部材２０は、固定部材３０に沿ってシフトレバーにより選択されたレンジに応じて移動可能である。オンオフ信号出力回路は、可動部材２０の移動位置に応じてオンオフ信号を出力する。また、リニア信号出力回路は、可動部材２０の所定位置からの距離に比例するリニア信号を出力する。レンジ判断手段は、オンオフ信号電圧値、および、リニア信号電圧値のうち少なくとも一方に基づいて、シフトレバーにより選択されたレンジを判断する。
【解決手段】 レンジ検出装置１は、固定部材３０、可動部材２０、オンオフ信号出力回路、リニア信号出力回路、および、レンジ判断手段を備える。固定部材３０は、自動変速機１０に固定される。可動部材２０は、固定部材３０に沿ってシフトレバーにより選択されたレンジに応じて移動可能である。オンオフ信号出力回路は、可動部材２０の移動位置に応じてオンオフ信号を出力する。また、リニア信号出力回路は、可動部材２０の所定位置からの距離に比例するリニア信号を出力する。レンジ判断手段は、オンオフ信号電圧値、および、リニア信号電圧値のうち少なくとも一方に基づいて、シフトレバーにより選択されたレンジを判断する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動変速機のレンジ検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動変速機のシフトレンジを検出するレンジ検出装置として、レンジの選択に応じて往復移動する可動部材の移動位置に基づいてレンジを検出するものが知られている。例えば、特許文献１では、レンジの選択に応じて往復移動する可動部材の移動位置によりリニアな信号を出力するリニア信号出力手段によりレンジを検出する。
【０００３】
特許文献２では、リニア信号出力手段の故障の影響を回避するために複数のリニア信号出力手段を備える。これにより、一つのリニア信号出力手段が故障しても、レンジ検出装置は正常に作動することができる。
また、特許文献３では、レンジの選択に応じて往復移動する可動部材の移動位置によりオンオフ信号を出力する複数のオンオフ信号出力手段によりレンジを検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１０４００７号公報
【特許文献２】特表２００３−５０７６７０号公報
【特許文献３】特開２００５−１７２１１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１および２に記載の発明では、リニアな信号の出力特性が個体によって異なるため、自動変速機の組み付け後または車両の組み付け時にリニアな信号に対して初期補正を行う必要がある。しかしながら、車両組み付け後には、原点補正等の学習補正ができないため、環境温度変化、磁石の減磁、および、磁性コンタミネーションの浸入等による出力特性の変化を抑制する必要があり、コストが高くなる。
【０００６】
特許文献３に記載の発明では、多系統のスイッチング素子を用いてレンジの判断を行う。よって、多系統の検出素子が必要となるため、検出素子、配線、および、付随する電子部品等が多数必要となりコストが高くなる。また。多系統のオンオフ信号出力手段を設けなければならないため、装置の小型化を阻害する。
本発明は上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、検出手段の系統数を低減可能であり、小型にできるレンジ検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明によると、レンジ検出装置は、自動変速機に設けられ、前進、後進、中立、および駐車を含むレンジを選択するレンジ選択手段により選択されたレンジを検出する。レンジ検出装置は、固定部材、可動部材、オンオフ信号出力手段、リニア信号出力手段、および、レンジ判断手段を備える。固定部材は、自動変速機に固定される。可動部材は、固定部材に沿ってレンジ選択手段により選択されたレンジに応じて移動可能である。オンオフ信号出力手段は、可動部材の移動位置に応じてオンオフ信号を出力する。また、リニア信号出力手段は、可動部材の所定位置からの距離に比例するリニア信号を出力する。レンジ判断手段は、オンオフ信号出力手段が出力するオンオフ信号、および、リニア信号出力手段が出力するリニア信号に基づいて、レンジ選択手段により選択されたレンジを判断する。
【０００８】
本発明では、リニア信号を出力するリニア信号出力手段、および、オンオフ信号を出力するオンオフ信号出力手段を共に備え、レンジを判断する。これにより、検出手段の系統数を低減することができ、レンジ検出装置を小型にできる。
また、高価なリニア信号出力手段の数を減らすことができるため、レンジ検出装置の製造コストを低減することができる。
【０００９】
請求項２に係る発明によると、オンオフ信号出力手段は、レンジ選択手段により前進レンジまたは後進レンジが選択された場合、オン信号またはオフ信号の一方を出力し、レンジ選択手段により中立レンジまたは駐車レンジが選択された場合、オン信号またはオフ信号の他方を出力する。
これにより、エンジンを始動することができる状態と、エンジンを始動することができない状態とは、オン信号またはオフ信号のいずれか一方により判断される。このため、オンオフ信号に基づいてエンジンを始動することができるか否かを判断することができる。
【００１０】
請求項３に係る発明によると、リニア信号出力手段は、固定部材または可動部材の一方に設けられ可動部材の往復移動方向に沿って磁界がリニアに変化する第１磁気発生手段、および、固定部材または可動部材の他方に設けられ可動部材の往復移動による第１磁気発生手段の磁界の変化を検出する第１磁気検出手段を含む構成で具現化される。また、オンオフ信号出力手段は、固定部材または可動部材の一方に設けられ可動部材の往復移動方向に沿って磁極が交替して変化する第２磁気発生手段、および、固定部材または可動部材の他方に設けられ可動部材の往復移動による第２磁気発生手段の磁極の変化を検出する第２磁気検出手段を含む構成で具現化される。
【００１１】
請求項４に係る発明によると、第１磁気検出手段はホール素子で具現化される。また、請求項５に係る発明によると、第２磁気検出手段はホール素子で具現化される。
【００１２】
請求項６に係る発明によると、エンジンの始動の可否を判断する始動可否判断手段をさらに備える。
レンジ判断手段は、リニア信号出力手段が出力するリニア信号に基づいて、レンジ選択手段により選択されたレンジを判断し、始動可否判断手段はオンオフ信号出力手段が出力するオンオフ信号に基づいてエンジンの始動の可否を判断する。
これにより、リニア信号に基づいてレンジを検出することで、レンジを正確に検出することができる。また、オンオフ信号に基づいてエンジンの始動可否を判断することで、始動信号の信頼性を高めることができる。さらに、レンジの検出およびエンジンの始動可否の判断を各自行うことができ、検出素子の数、配線、および、付随する電子部品の数を低減することができ、コストを低減することができる。
【００１３】
請求項７に係る発明によると、リニア信号出力手段が出力するリニア信号の変化と、オンオフ信号出力手段が出力するオンオフ信号の変化とを比較し、リニア信号の変化により判断されたレンジとオンオフ信号の変化により判断されたレンジとが整合しない場合、オンオフ出力手段の故障またはリニア出力手段の故障と判断する故障判断手段をさらに備える。
これにより、リニア信号出力手段またはオンオフ信号出力手段の故障を直ちに判断し、故障検出の所要時間を節約することができる。
【００１４】
請求項８に係る発明によると、故障判断手段は、可動部材の移動によって、リニア信号出力手段が出力するリニア信号が変化し、オンオフ信号出力手段が出力するオンオフ信号が変化しない場合、オンオフ信号出力手段の故障と判断する。
また、請求項９に係る発明によると、故障判断手段は、可動部材の移動によって、オンオフ信号出力手段が出力するオンオフ信号が変化し、リニア信号出力手段が出力するリニア信号が変化しない場合、リニア信号出力手段の故障と判断する。
【００１５】
請求項１０に係る発明によると、故障判断手段によりオンオフ信号出力手段の故障と判断された場合、始動可否判断手段は、リニア信号出力手段が出力するリニア信号に基づいて、エンジンの始動の可否を判断する。
これにより、オンオフ信号出力手段が故障した場合であっても、リニア信号出力手段が出力するリニア信号に基づいて、エンジンの始動の可否を判断することができるため、エンジンの始動に影響を及ぼさない。
【００１６】
請求項１１に係る発明によると、自動変速機の制御の可否を判断する変速制御可否判断手段をさらに備える。
変速制御可否判断手段は、オンオフ信号出力手段が出力する前進または後進レンジに対応する信号を出力する場合、自動変速機の制御を許容する。
これにより、リニア信号出力手段が故障した場合であっても、自動変速機の制御に影響を及ぼさない。
【００１７】
請求項１２に係る発明によると、オンオフ信号出力手段が出力するオンオフ信号のオン領域とオフ領域との境界位置におけるリニア信号の値に基づいて、リニア信号出力手段が出力するリニア信号の値を補正する補正手段をさらに備える。
このように、リニア信号出力手段が出力するリニア信号の値を補正することができるため、車両組み付け後、温度変化、磁石の減磁、および、自動変速機の内部の磁性コンタミネーションの付着等によるリニア信号出力手段の出力特性の変化を補正することができる。よって、レンジ検出装置の検出精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態のレンジ検出装置が適用されている自動変速機の内部の斜視図。
【図２】本発明の一実施形態のレンジ検出装置の断面図。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図。
【図４】本発明の一実施形態のレンジ検出装置の回路図。
【図５】本発明の一実施形態のレンジ検出装置の可動部の着磁パターンを示す模式図。
【図６】本発明の一実施形態のレンジ検出装置の出力特性を示す模式図。
【図７】本発明の一実施形態の補正処理の手順を示す模式図。
【図８】本発明の一実施形態のレンジ検出装置の初期補正を示す特性図。
【図９】本発明の一実施形態のレンジ検出装置の学習補正を示す特性図。
【図１０】本発明の一実施形態のレンジ検出装置の学習補正を示す特性図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
（一実施形態）
本発明の一実施形態によるレンジ検出装置を図１〜４に示す。本実施形態のレンジ検出装置１は自動車の自動変速機等に適用される。
【００２０】
レンジ検出装置１は、図１に示すように、自動変速機の自動変速機１０に取り付けられる。自動変速機１０は、油圧切替弁（以下、「マニュアルバルブ」という。）１２を有している。車両乗員がシフトレンジ（変速段）を選択して図示しないレンジ選択手段としてのシフトレバーを操作すると、このシフトレバーへの操作力は、ケーブル１３、リンク機構１４およびディテントレバー１５を経由して自動変速機１０のマニュアルバルブ１２に伝達される。前記操作力によりマニュアルバルブ１２が往復移動すると、自動変速機１０内の油路が切り替わる。これにより、図示しない自動変速機の複数の摩擦要素（クラッチまたはブレーキ）へのライン圧作動油の供給が制御され、複数の摩擦要素は、選択されたシフトレンジとなる組み合わせで係合する。その結果、自動変速機の変速段は、車両乗員により選択されたシフトレンジに切り替わる。
【００２１】
レンジ検出装置１は、図２に示すように、可動部材２０、固定部材３０、および基板４０等を備えている。
可動部材２０は、例えばプラスチックマグネット等、樹脂と磁性体との混合材料により形成されている。可動部材２０は、板状の平板部２１と当該平板部２１の一方の面から突出する係合ピン２２とからなる。平板部２１の係合ピン２２とは反対側の面は、部分的に着磁されている（図１参照）。本実施形態では、平板部２１の係合ピン２２とは反対側の面のうち２箇所が着磁されている。以下、この着磁されている２箇所をそれぞれ第１着磁部２１１および第２着磁部２１２とする（図１参照）。第１着磁部２１１および第２着磁部２１２は、特許請求の範囲に記載の「第１磁気発生手段」および「第２磁気発生手段」に相当する。なお、第１着磁部２１１および第２着磁部２１２の着磁パターン等については、後に詳述する。
【００２２】
係合ピン２２は、図１に示すように、自動変速機１０のマニュアルバルブ１２の係合部１２１に係合可能である。そのため、可動部材２０は、マニュアルバルブ１２が往復移動すると、その往復移動に連動して移動可能である。以下、可動部材２０の往復移動方向をｘ方向とし、ｘ方向の直線および面３１１に対して垂直な直線の方向をｚ方向とし、ｘ方向の直線およびｚ方向の直線に対して垂直な直線の方向をｙ方向とする。
【００２３】
固定部材３０は、図１に示すように、自動変速機１０に取り付けられる。具体的には、固定部材３０は、図示しないボルト等により自動変速機１０に固定される。このとき、固定部材３０の位置決めピン３４と自動変速機１０の位置決め溝１１１とを合わせることにより、固定部材３０を自動変速機１０に対して容易に位置決めして固定することができる。
【００２４】
固定部材３０は、例えば樹脂により形成され、図２に示すように、板部３１および凹部３２を有している。板部３１は、可動部材２０の第１着磁部２１１および第２着磁部２１２に対向する面３１１を有している。凹部３２は、板部３１の面３１１とは反対側の面に形成されている。
【００２５】
板部３１は、面３１１から突出する２つのレール部３３を有している。２つのレール部３３は、それぞれ板部３１の端縁部に沿って形成されている。２つのレール部３３の互いに対向する面には、面３１１に対し平行に延びるレール溝３３１が形成されている。一方、可動部材２０の平板部２１の両側面には、レール溝３３１に対応する突条部２３が形成されている。可動部材２０は、２つの突条部２３がそれぞれ固定部材３０のレール溝３３１に摺動可能に嵌り込むことで、板部３１の面３１１に対し平行となった状態で往復移動可能である。すなわち、固定部材３０は、可動部材２０を板部３１に対し平行移動可能に支持する。
【００２６】
図２および図３に示すように、基板４０は、固定部材３０の板部３１に対し略平行となるよう凹部３２内に配置されている。ここで、「略平行」とは、基板４０が板部３１に対し厳密に平行となっている必要はなく、概ね平行となっていればよいという意味である。
【００２７】
基板４０には、第１磁気検出素子４１、第２磁気検出素子４２、Ａ／Ｄ変換回路４３、および、ＴＣＵ４４が実装されている。
第１磁気検出素子４１および第２磁気検出素子４２はホール素子である。第１磁気検出素子４１および第２磁気検出素子４２は、例えばＳＭＴ（Surface Mount Technology）等により基板４０にはんだ付けされている。
【００２８】
第１磁気検出素子４１および第２磁気検出素子４２は、基板４０が凹部３２内に配置された状態で、第１磁気検出素子４１および第２磁気検出素子４２が可動部材２０の第１着磁部２１１および第２着磁部２１２の位置と対応する位置となるよう基板４０に実装されている（図３参照）。ここで、第１磁気検出素子４１、第１着磁部２１１、および、Ａ／Ｄ変換回路４３等を含む回路は、特許請求の範囲における「リニア信号出力手段」に相当し、以下、「リニア信号出力回路」という。また、第２磁気検出素子４２、第２着磁部２１２、および、Ａ／Ｄ変換回路４３等を含む回路は、特許請求の範囲における「オンオフ信号出力手段」に相当し、以下、「オンオフ信号出力回路」という。
【００２９】
Ａ／Ｄ変換回路４３は、図４に示すように、第１磁気検出素子４１および第２磁気検出素子４２に接続され、第１磁気検出素子４１および第２磁気検出素子４２から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、ＴＣＵ４４に出力する。
ＴＣＵ４４は、自動変速機を制御するマイクロコンピュータであり、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、およびＲＡＭ等で構成されている。ＴＣＵ４４は、自動変速機を制御するとともに、レンジ判断手段４４１、故障判断手段４４２、始動可否判断手段４４３、変速制御可否判断手段４４４、および、補正手段４４５として作用する。
基板４０には、板部３１側から挿通されて板部３１とは反対側の面ではんだ付けされるターミナル４５が挿通実装されている（図２参照）。
【００３０】
図２および図３に示すように、固定部材３０の凹部３２内には、封止材６０が充填されている。これにより、封止材６０は、基板４０および第１磁気検出素子４１および第２磁気検出素子４２を覆っている。よって、本実施形態のようにレンジ検出装置１が自動変速機内に油浸状態で設置される場合でも、基板４０および第１磁気検出素子４１および第２磁気検出素子が作動油に晒されるのを防ぐことができる。したがって、本実施形態では、基板４０および第１磁気検出素子４１および第２磁気検出素子が作動油によって腐食することや、基板４０上の配線が作動油中の例えば金属粉等の磁性コンタミネーションによりショートすることなどを防止することができる。
【００３１】
封止材６０は、例えばエポキシ等の樹脂からなる。封止材６０は、凹部３２への充填時には液状であり、時間の経過とともに硬化する。本実施形態では、封止材６０は、例えば黒色等の暗色に着色されている。
【００３２】
次に、図５に基づいて第１着磁部２１１および第２着磁部の着磁パターンについて説明する。
平板部２１の固定部材３０側の面を、図１のｚ方向から見た状態を図５に示す。なお、図５は、図が煩雑になることを避けるため、固定部材３０等の図示を省略し、可動部材２０の平板部２１の固定部材３０側の面のみを示す模式図である。
【００３３】
図５に示すように、平板部２１の固定部材３０側の面は、ｙ方向に所定の間隔をあけて２箇所が着磁されている。この着磁された２箇所が、それぞれ第１着磁部２１１および第２着磁部２１２である。第１着磁部２１１および第２着磁部２１２は、それぞれｘ方向に延びるよう設けられている。第１着磁部２１１は、図５において、左側がＳ極、右側がＮ極となり、ｘ方向に磁力がリニアに変化するよう着磁されることで平板部２１に設けられている。第２着磁部２１２は、ｘ方向にＮ極、Ｓ極、Ｎ極、およびＳ極という順でＮ極とＳ極とが交互になるよう着磁されることで平板部２１に設けられている。
【００３４】
また、第１磁気検出素子４１および第２磁気検出素子４２は、上述したように、それぞれが第１着磁部２１１および第２着磁部２１２の位置と対応する位置となるよう基板４０に実装されている。これにより、第１磁気検出素子４１および第２磁気検出素子４２は、それぞれ第１着磁部２１１および第２着磁部２１２の磁気を検出可能である。
【００３５】
次に、第１磁気検出素子４１および第２磁気検出素子４２の出力特性を図６に基づいて説明する。
例えば、可動部材２０が、図５に示す位置から図中のｘ方向に沿って移動すると、第１磁気検出素子４１および第２磁気検出素子４２は、それぞれ第１着磁部２１１および第２着磁部２１２に重なってｘ方向に沿って移動する。このとき、可動部材２０と固定部材３０との相対移動距離と、第１磁気検出素子４１および第２磁気検出素子４２の出力電圧の変化との関係を図６に示す。ここで、第１磁気検出素子４１によって検出された信号の変化を線ｓ１で表し、第２磁気検出素子４２によって検出された信号の変化を線ｓ２で表す。図６に示すように、線ｓ１は可動部材２０と固定部材３０との相対移動距離に比例するリニアな特性を有し、ｓ２は所定電圧Ｖｏｕｔ０と０との間で切換るオンオフ特性を有する。以下、第１磁気検出素子４１によって検出された信号に対応する電圧値を「リニア信号電圧値」とし、第２磁気検出素子４２によって検出された信号に対応する電圧値を「オンオフ信号電圧値」という。
【００３６】
また、線ｓ１と線ｓ２との三つの交点での電圧値をそれぞれ、Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２、およびＶｏｕｔ３とする。すると、Ｖｏｕｔ１は、可動部材２０がＰレンジからＲレンジに変わるときの切換り点Ｌ１においてのリニア信号電圧値である。Ｖｏｕｔ２は、可動部材２０がＲレンジからＮレンジに変わるときの切換り点Ｌ２においてのリニア信号電圧値である。Ｖｏｕｔ３は、可動部材２０がＮレンジからＤレンジに変わるときの切換り点Ｌ３においてのリニア信号電圧値である。
【００３７】
ここで、ＴＣＵ４４のレンジ判断、故障判断、始動可否判断、変速制御可否判断、および、補正等の制御を図６に基づいて説明する。
（レンジ判断）
本実施形態では、ＴＣＵ４４のレンジ判断手段４４１は、リニア信号電圧値に基づいてレンジを判断する。
図６に示すように、リニア信号電圧値が０以上、Ｖｏｕｔ１以下である場合、レンジ判断手段４４１はＰレンジと判断する。
リニア信号電圧値がＶｏｕｔ１より大きくＶｏｕｔ２より小さい値である場合、レンジ判断手段４４１はＲレンジと判断する。
リニア信号電圧値がＶｏｕｔ２以上、Ｖｏｕｔ３以下である場合、レンジ判断手段４４１はＮレンジと判断する。
リニア信号電圧値がＶｏｕｔ３より大きい値である場合、レンジ判断手段４４１はＤレンジと判断する。
【００３８】
（始動可否判断）
本実施形態では、ＴＣＵ４４の始動可否判断手段４４３により、エンジンの始動ができるか否かを判断する。
本実施形態の場合、オンオフ信号電圧値がＶｏｕｔ０である場合、始動可否判断手段４４３はエンジンが始動できると判断する。また、オンオフ信号電圧値が０である場合、始動可否判断手段４４３はエンジンが始動できないと判断する。
【００３９】
（故障判断）
本実施形態では、ＴＣＵ４４の故障判断手段４４２により、リニア信号出力回路の故障またはオンオフ信号出力回路の故障と判断する。
【００４０】
本実施形態では、リニア信号電圧値の変化とオンオフ信号電圧値の変化とを比較することによって、リニア信号出力回路の故障またはオンオフ信号出力回路の故障を判断する。
詳しく説明すると、例えば、可動部材２０と固定部材３０との相対移動により、リニア信号電圧値が変化し、オンオフ信号電圧値が変化しない場合、オンオフ信号出力回路の故障と判断する。また、例えば、可動部材２０と固定部材３０との相対移動により、オンオフ信号電圧値が変化し、リニア信号電圧値が変化しない場合、リニア信号出力回路の故障と判断する。
【００４１】
ここで、故障判断手段４４２によりオンオフ信号出力回路の故障と判断された場合、始動可否判断手段４４３はリニア信号電圧値に基づいてエンジンの始動可否を判断する。詳しく説明すると、リニア信号電圧値がＶｏｕｔ１以下、または、Ｖｏｕｔ２以上Ｖｏｕｔ３以下である場合、始動可否判断手段４４３はエンジンが始動できると判断する。また、リニア信号電圧値がＶｏｕｔ１より大きくＶｏｕｔ２より小さい値、または、Ｖｏｕｔ３より大きい値である場合、始動可否判断手段４４３はエンジンが始動できないと判断する。
【００４２】
（変速制御可否判断）
本実施形態では、ＴＣＵ４４の変速制御可否判断手段４４４により、変速制御を行うことができるか否かを判断する。
本実施形態の場合、リニア信号電圧値がＶｏｕｔ１より大きくＶｏｕｔ２より小さい値、または、Ｖｏｕｔ３より大きい値である場合、変速制御可否判断手段４４４は変速制御を行うことができると判断する。また、リニア信号電圧値がＶｏｕｔ１以下、または、Ｖｏｕｔ２以上Ｖｏｕｔ３以下である場合、変速制御可否判断手段４４４は変速制御を行うことができないと判断する。
【００４３】
ここで、故障判断手段４４２によりリニア信号出力回路の故障と判断された場合、変速制御可否判断手段４４４はオンオフ信号電圧値に基づいて変速制御を行うことができるかを判断する。詳しく説明すると、オンオフ信号電圧値がＶｏｕｔ０である場合、変速制御可否判断手段４４４は変速制御を行うことができないと判断する。また、オンオフ信号電圧値が０である場合、変速制御可否判断手段４４４は変速制御を行うことができると判断する。
【００４４】
（補正制御）
本実施形態では、ＴＣＵ４４の補正手段４４５により補正制御を行う。次に、本実施形態の補正制御を図７〜図１０に基づいて説明する。
図７は、レンジ検出装置１の初期補正、および、車両組み付け後の学習補正を行う手順を示す模式図である。図７に示すように、初期補正は、レンジ検出装置１を組み付け完了後、可動部材２０を駆動することで行う。可動部材２０と固定部材３０とが相対移動すると、図８に示すように、リニア信号電圧値の変化を表す線ｓ３、オンオフ信号電圧値の変化を表す線ｓ２が得られる。
【００４５】
このとき、可動部材２０がＰレンジからＲレンジに変わるときの切換り点Ｌ１においてのリニア信号電圧値をＶｏｕｔ４とする。また、可動部材２０がＲレンジからＮレンジに変わるときの切換り点Ｌ２においてのリニア信号電圧値をＶｏｕｔ５とする。可動部材２０がＮレンジからＤレンジに変わるときの切換り点Ｌ３においてのリニア信号電圧値をＶｏｕｔ６とする。
【００４６】
本実施形態の場合、補正手段４４５は、Ｖｏｕｔ４、Ｖｏｕｔ５、およびＶｏｕｔ６のうち二つを用いて、リニア信号電圧値に対してオフセット補正およびゲイン補正を行う。すると、リニア信号電圧値の変化を表す線ｓ３は線ｓ１に補正される。補正手段４４５は、補正後の値をＴＣＵ４４のＲＯＭに書き込む。
【００４７】
レンジ検出装置１の学習補正は、レンジ検出装置１を自動変速機に組み付けてから車両に組み付け完了後、エンジン始動後にシフトレバーを操作することで行う。
エンジンが始動後、Ｐレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、およびＤレンジの順でシフトレバーを操作すると、図９に示すように、リニア信号電圧値の変化を表す線ｓ４、および、オンオフ信号電圧値の変化を表す線ｓ２が得られる。
【００４８】
このとき、ＰレンジからＲレンジに変わるときの切換り点Ｌ１、ＲレンジからＮレンジに変わるときの切換り点Ｌ２、および、ＮレンジからＤレンジに変わるときの切換り点Ｌ３において、リニア信号電圧値は、それぞれＶｏｕｔ７、Ｖｏｕｔ８、およびＶｏｕｔ９である。ここで、補正手段４４５は、Ｖｏｕｔ７、Ｖｏｕｔ８、およびＶｏｕｔ９のうち、二つを用いてリニア信号電圧値に対して、オフセット補正およびゲイン補正を行う。すると、リニア信号電圧値の変化を表す線ｓ４は線ｓ１に補正される。
【００４９】
また、本実施形態の場合、車両停止した後エンジン停止する前にも、レンジ検出装置１の学習補正を行う。
車両停止後、Ｄレンジ、Ｎレンジ、Ｒレンジ、およびＰレンジの順でシフトレバーを操作すると、図１０に示すように、リニア信号電圧値の変化を表す線ｓ５、および、オンオフ信号電圧値の変化を表す線ｓ２が得られる。
【００５０】
このとき、ＤレンジからＮレンジに変わるときの切換り点Ｌ３、ＮレンジからＲレンジに変わるときの切換り点Ｌ２、および、ＲレンジからＰレンジに変わるときの切換り点Ｌ１において、リニア信号電圧値は、それぞれＶｏｕｔ１０、Ｖｏｕｔ１１、およびＶｏｕｔ１２である。ここで、補正手段４４５は、Ｖｏｕｔ１０、Ｖｏｕｔ１１、およびＶｏｕｔ１２のうち、二つを用いてリニア信号電圧値に対して、オフセット補正およびゲイン補正を行う。すると、リニア信号電圧値の変化を表す線ｓ５は線ｓ１に補正される。
【００５１】
本実施形態では、リニア信号出力回路によるリニア信号電圧値、および、オンオフ信号出力回路によるオンオフ信号電圧値に基づいてレンジを検出する。これにより、検出系統の数を低減することができ、レンジ検出装置１を小型にできる。
【００５２】
本実施形態では、レンジ判断手段４４１はリニア信号電圧値に基づいてレンジを判断し、始動可否判断手段４４３はオンオフ信号電圧値に基づいてエンジンが始動できるか否かを判断する。このため、リニア信号電圧値に基づいてレンジを検出することで、レンジ検出の精度を高めることができる。また、オンオフ信号電圧値に基づいてエンジンの始動可否を判断することで、始動信号についてソフトウェアによる処理を行う必要がない。よって、始動信号の信頼性を高めることができる。
また、レンジの検出およびエンジンの始動可否の判断を異なる系統で制御することで、検出素子の数、配線、および、付随する電子部品の数を低減することができ、コストを低減することができる。
【００５３】
本実施形態では、リニア信号電圧値の変化とオンオフ信号電圧値の変化とを比較することで、リニア信号出力回路の故障またはオンオフ信号出力回路の故障を判断する。これにより、リニア信号出力回路またはオンオフ信号出力回路の故障を直ちに判断し、故障検出の所要時間を節約することができる。
【００５４】
本実施形態では、故障判断手段４４２によりオンオフ信号出力回路が故障したと判断された場合、始動可否判断手段４４３はリニア信号電圧値に基づいてエンジンの始動可否を判断する。これにより、オンオフ信号出力回路が故障した場合であっても、エンジンの始動に影響を及ぼさない。
【００５５】
本実施形態では、故障判断手段４４２によりリニア信号出力回路が故障したと判断された場合、変速制御可否判断手段４４４はオンオフ信号電圧値に基づいて変速制御を行うことができるかを判断する。これにより、リニア信号出力回路が故障した場合であっても、自動変速機の制御に影響を及ぼさない。
【００５６】
本実施形態では、補正手段４４５により、リニア信号電圧値に対して初期補正および学習補正を行う。これにより、車両組み付け後、温度変化、磁石の減磁、および、自動変速機の内部の磁性コンタミネーションの付着等による第１磁気検出素子４１の出力特性の変化を補正することができる。よって、レンジ検出装置１の検出精度および信頼性を高めることができる。
【００５７】
（他の実施形態）
上記実施形態では、第１磁気検出素子および第２磁気検出素子が固定部材に設けられ、第１着磁部および第２着磁部が可動部材に設けられている。これに対し、他の実施形態では、第１磁気検出素子および第２磁気検出素子を可動部材に設け、第１着磁部および第２着磁部を固定部材に設けることとしてもよい。
上記実施形態では、ＴＣＵが基板に実装されている。これに対し、他の実施形態では、ＴＣＵを基板と離れて配置することとしてもよい。
上記実施形態では、レンジ判断手段はリニア信号電圧値に基づいてレンジを判断する。これに対し、他の実施形態では、リニア信号電圧値およびオンオフ信号電圧値の組み合わせに基づいてレンジを判断することとしてもよい。
上記実施形態では、第１磁気検出素子および第２磁気検出素子はホール素子である。これに対し、他の実施形態では、第１磁気検出素子および第２磁気検出素子は、例えば、ホール素子、ＭＲＥ（磁気抵抗素子）、またはＧＭＲ（磁気抵抗素子）などが実装されているＩＣチップであることとしてもよい。
以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１ ・・・レンジ検出装置
１０ ・・・自動変速機
２０ ・・・可動部材
２１ ・・・平板部
３０ ・・・固定部材
４１ ・・・第１磁気検出素子（第１磁気検出手段）
４２ ・・・第２磁気検出素子（第２磁気検出手段）
４４ ・・・ＴＣＵ（制御部）
２１１・・・第１着磁部（第１磁気発生手段）
２１２・・・第２着磁部（第２磁気発生手段）
４４１・・・レンジ判断手段
４４２・・・故障判断手段
４４３・・・始動可否判断手段
４４４・・・変速制御可否判断手段
４４５・・・補正手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動変速機のレンジ検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動変速機のシフトレンジを検出するレンジ検出装置として、レンジの選択に応じて往復移動する可動部材の移動位置に基づいてレンジを検出するものが知られている。例えば、特許文献１では、レンジの選択に応じて往復移動する可動部材の移動位置によりリニアな信号を出力するリニア信号出力手段によりレンジを検出する。
【０００３】
特許文献２では、リニア信号出力手段の故障の影響を回避するために複数のリニア信号出力手段を備える。これにより、一つのリニア信号出力手段が故障しても、レンジ検出装置は正常に作動することができる。
また、特許文献３では、レンジの選択に応じて往復移動する可動部材の移動位置によりオンオフ信号を出力する複数のオンオフ信号出力手段によりレンジを検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１０４００７号公報
【特許文献２】特表２００３−５０７６７０号公報
【特許文献３】特開２００５−１７２１１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１および２に記載の発明では、リニアな信号の出力特性が個体によって異なるため、自動変速機の組み付け後または車両の組み付け時にリニアな信号に対して初期補正を行う必要がある。しかしながら、車両組み付け後には、原点補正等の学習補正ができないため、環境温度変化、磁石の減磁、および、磁性コンタミネーションの浸入等による出力特性の変化を抑制する必要があり、コストが高くなる。
【０００６】
特許文献３に記載の発明では、多系統のスイッチング素子を用いてレンジの判断を行う。よって、多系統の検出素子が必要となるため、検出素子、配線、および、付随する電子部品等が多数必要となりコストが高くなる。また。多系統のオンオフ信号出力手段を設けなければならないため、装置の小型化を阻害する。
本発明は上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、検出手段の系統数を低減可能であり、小型にできるレンジ検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明によると、レンジ検出装置は、自動変速機に設けられ、前進、後進、中立、および駐車を含むレンジを選択するレンジ選択手段により選択されたレンジを検出する。レンジ検出装置は、固定部材、可動部材、オンオフ信号出力手段、リニア信号出力手段、および、レンジ判断手段を備える。固定部材は、自動変速機に固定される。可動部材は、固定部材に沿ってレンジ選択手段により選択されたレンジに応じて移動可能である。オンオフ信号出力手段は、可動部材の移動位置に応じてオンオフ信号を出力する。また、リニア信号出力手段は、可動部材の所定位置からの距離に比例するリニア信号を出力する。レンジ判断手段は、オンオフ信号出力手段が出力するオンオフ信号、および、リニア信号出力手段が出力するリニア信号に基づいて、レンジ選択手段により選択されたレンジを判断する。
【０００８】
本発明では、リニア信号を出力するリニア信号出力手段、および、オンオフ信号を出力するオンオフ信号出力手段を共に備え、レンジを判断する。これにより、検出手段の系統数を低減することができ、レンジ検出装置を小型にできる。
また、高価なリニア信号出力手段の数を減らすことができるため、レンジ検出装置の製造コストを低減することができる。
【０００９】
請求項２に係る発明によると、オンオフ信号出力手段は、レンジ選択手段により前進レンジまたは後進レンジが選択された場合、オン信号またはオフ信号の一方を出力し、レンジ選択手段により中立レンジまたは駐車レンジが選択された場合、オン信号またはオフ信号の他方を出力する。
これにより、エンジンを始動することができる状態と、エンジンを始動することができない状態とは、オン信号またはオフ信号のいずれか一方により判断される。このため、オンオフ信号に基づいてエンジンを始動することができるか否かを判断することができる。
【００１０】
請求項３に係る発明によると、リニア信号出力手段は、固定部材または可動部材の一方に設けられ可動部材の往復移動方向に沿って磁界がリニアに変化する第１磁気発生手段、および、固定部材または可動部材の他方に設けられ可動部材の往復移動による第１磁気発生手段の磁界の変化を検出する第１磁気検出手段を含む構成で具現化される。また、オンオフ信号出力手段は、固定部材または可動部材の一方に設けられ可動部材の往復移動方向に沿って磁極が交替して変化する第２磁気発生手段、および、固定部材または可動部材の他方に設けられ可動部材の往復移動による第２磁気発生手段の磁極の変化を検出する第２磁気検出手段を含む構成で具現化される。
【００１１】
請求項４に係る発明によると、第１磁気検出手段はホール素子で具現化される。また、請求項５に係る発明によると、第２磁気検出手段はホール素子で具現化される。
【００１２】
請求項６に係る発明によると、エンジンの始動の可否を判断する始動可否判断手段をさらに備える。
レンジ判断手段は、リニア信号出力手段が出力するリニア信号に基づいて、レンジ選択手段により選択されたレンジを判断し、始動可否判断手段はオンオフ信号出力手段が出力するオンオフ信号に基づいてエンジンの始動の可否を判断する。
これにより、リニア信号に基づいてレンジを検出することで、レンジを正確に検出することができる。また、オンオフ信号に基づいてエンジンの始動可否を判断することで、始動信号の信頼性を高めることができる。さらに、レンジの検出およびエンジンの始動可否の判断を各自行うことができ、検出素子の数、配線、および、付随する電子部品の数を低減することができ、コストを低減することができる。
【００１３】
請求項７に係る発明によると、リニア信号出力手段が出力するリニア信号の変化と、オンオフ信号出力手段が出力するオンオフ信号の変化とを比較し、リニア信号の変化により判断されたレンジとオンオフ信号の変化により判断されたレンジとが整合しない場合、オンオフ出力手段の故障またはリニア出力手段の故障と判断する故障判断手段をさらに備える。
これにより、リニア信号出力手段またはオンオフ信号出力手段の故障を直ちに判断し、故障検出の所要時間を節約することができる。
【００１４】
請求項８に係る発明によると、故障判断手段は、可動部材の移動によって、リニア信号出力手段が出力するリニア信号が変化し、オンオフ信号出力手段が出力するオンオフ信号が変化しない場合、オンオフ信号出力手段の故障と判断する。
また、請求項９に係る発明によると、故障判断手段は、可動部材の移動によって、オンオフ信号出力手段が出力するオンオフ信号が変化し、リニア信号出力手段が出力するリニア信号が変化しない場合、リニア信号出力手段の故障と判断する。
【００１５】
請求項１０に係る発明によると、故障判断手段によりオンオフ信号出力手段の故障と判断された場合、始動可否判断手段は、リニア信号出力手段が出力するリニア信号に基づいて、エンジンの始動の可否を判断する。
これにより、オンオフ信号出力手段が故障した場合であっても、リニア信号出力手段が出力するリニア信号に基づいて、エンジンの始動の可否を判断することができるため、エンジンの始動に影響を及ぼさない。
【００１６】
請求項１１に係る発明によると、自動変速機の制御の可否を判断する変速制御可否判断手段をさらに備える。
変速制御可否判断手段は、オンオフ信号出力手段が出力する前進または後進レンジに対応する信号を出力する場合、自動変速機の制御を許容する。
これにより、リニア信号出力手段が故障した場合であっても、自動変速機の制御に影響を及ぼさない。
【００１７】
請求項１２に係る発明によると、オンオフ信号出力手段が出力するオンオフ信号のオン領域とオフ領域との境界位置におけるリニア信号の値に基づいて、リニア信号出力手段が出力するリニア信号の値を補正する補正手段をさらに備える。
このように、リニア信号出力手段が出力するリニア信号の値を補正することができるため、車両組み付け後、温度変化、磁石の減磁、および、自動変速機の内部の磁性コンタミネーションの付着等によるリニア信号出力手段の出力特性の変化を補正することができる。よって、レンジ検出装置の検出精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態のレンジ検出装置が適用されている自動変速機の内部の斜視図。
【図２】本発明の一実施形態のレンジ検出装置の断面図。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図。
【図４】本発明の一実施形態のレンジ検出装置の回路図。
【図５】本発明の一実施形態のレンジ検出装置の可動部の着磁パターンを示す模式図。
【図６】本発明の一実施形態のレンジ検出装置の出力特性を示す模式図。
【図７】本発明の一実施形態の補正処理の手順を示す模式図。
【図８】本発明の一実施形態のレンジ検出装置の初期補正を示す特性図。
【図９】本発明の一実施形態のレンジ検出装置の学習補正を示す特性図。
【図１０】本発明の一実施形態のレンジ検出装置の学習補正を示す特性図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
（一実施形態）
本発明の一実施形態によるレンジ検出装置を図１〜４に示す。本実施形態のレンジ検出装置１は自動車の自動変速機等に適用される。
【００２０】
レンジ検出装置１は、図１に示すように、自動変速機の自動変速機１０に取り付けられる。自動変速機１０は、油圧切替弁（以下、「マニュアルバルブ」という。）１２を有している。車両乗員がシフトレンジ（変速段）を選択して図示しないレンジ選択手段としてのシフトレバーを操作すると、このシフトレバーへの操作力は、ケーブル１３、リンク機構１４およびディテントレバー１５を経由して自動変速機１０のマニュアルバルブ１２に伝達される。前記操作力によりマニュアルバルブ１２が往復移動すると、自動変速機１０内の油路が切り替わる。これにより、図示しない自動変速機の複数の摩擦要素（クラッチまたはブレーキ）へのライン圧作動油の供給が制御され、複数の摩擦要素は、選択されたシフトレンジとなる組み合わせで係合する。その結果、自動変速機の変速段は、車両乗員により選択されたシフトレンジに切り替わる。
【００２１】
レンジ検出装置１は、図２に示すように、可動部材２０、固定部材３０、および基板４０等を備えている。
可動部材２０は、例えばプラスチックマグネット等、樹脂と磁性体との混合材料により形成されている。可動部材２０は、板状の平板部２１と当該平板部２１の一方の面から突出する係合ピン２２とからなる。平板部２１の係合ピン２２とは反対側の面は、部分的に着磁されている（図１参照）。本実施形態では、平板部２１の係合ピン２２とは反対側の面のうち２箇所が着磁されている。以下、この着磁されている２箇所をそれぞれ第１着磁部２１１および第２着磁部２１２とする（図１参照）。第１着磁部２１１および第２着磁部２１２は、特許請求の範囲に記載の「第１磁気発生手段」および「第２磁気発生手段」に相当する。なお、第１着磁部２１１および第２着磁部２１２の着磁パターン等については、後に詳述する。
【００２２】
係合ピン２２は、図１に示すように、自動変速機１０のマニュアルバルブ１２の係合部１２１に係合可能である。そのため、可動部材２０は、マニュアルバルブ１２が往復移動すると、その往復移動に連動して移動可能である。以下、可動部材２０の往復移動方向をｘ方向とし、ｘ方向の直線および面３１１に対して垂直な直線の方向をｚ方向とし、ｘ方向の直線およびｚ方向の直線に対して垂直な直線の方向をｙ方向とする。
【００２３】
固定部材３０は、図１に示すように、自動変速機１０に取り付けられる。具体的には、固定部材３０は、図示しないボルト等により自動変速機１０に固定される。このとき、固定部材３０の位置決めピン３４と自動変速機１０の位置決め溝１１１とを合わせることにより、固定部材３０を自動変速機１０に対して容易に位置決めして固定することができる。
【００２４】
固定部材３０は、例えば樹脂により形成され、図２に示すように、板部３１および凹部３２を有している。板部３１は、可動部材２０の第１着磁部２１１および第２着磁部２１２に対向する面３１１を有している。凹部３２は、板部３１の面３１１とは反対側の面に形成されている。
【００２５】
板部３１は、面３１１から突出する２つのレール部３３を有している。２つのレール部３３は、それぞれ板部３１の端縁部に沿って形成されている。２つのレール部３３の互いに対向する面には、面３１１に対し平行に延びるレール溝３３１が形成されている。一方、可動部材２０の平板部２１の両側面には、レール溝３３１に対応する突条部２３が形成されている。可動部材２０は、２つの突条部２３がそれぞれ固定部材３０のレール溝３３１に摺動可能に嵌り込むことで、板部３１の面３１１に対し平行となった状態で往復移動可能である。すなわち、固定部材３０は、可動部材２０を板部３１に対し平行移動可能に支持する。
【００２６】
図２および図３に示すように、基板４０は、固定部材３０の板部３１に対し略平行となるよう凹部３２内に配置されている。ここで、「略平行」とは、基板４０が板部３１に対し厳密に平行となっている必要はなく、概ね平行となっていればよいという意味である。
【００２７】
基板４０には、第１磁気検出素子４１、第２磁気検出素子４２、Ａ／Ｄ変換回路４３、および、ＴＣＵ４４が実装されている。
第１磁気検出素子４１および第２磁気検出素子４２はホール素子である。第１磁気検出素子４１および第２磁気検出素子４２は、例えばＳＭＴ（Surface Mount Technology）等により基板４０にはんだ付けされている。
【００２８】
第１磁気検出素子４１および第２磁気検出素子４２は、基板４０が凹部３２内に配置された状態で、第１磁気検出素子４１および第２磁気検出素子４２が可動部材２０の第１着磁部２１１および第２着磁部２１２の位置と対応する位置となるよう基板４０に実装されている（図３参照）。ここで、第１磁気検出素子４１、第１着磁部２１１、および、Ａ／Ｄ変換回路４３等を含む回路は、特許請求の範囲における「リニア信号出力手段」に相当し、以下、「リニア信号出力回路」という。また、第２磁気検出素子４２、第２着磁部２１２、および、Ａ／Ｄ変換回路４３等を含む回路は、特許請求の範囲における「オンオフ信号出力手段」に相当し、以下、「オンオフ信号出力回路」という。
【００２９】
Ａ／Ｄ変換回路４３は、図４に示すように、第１磁気検出素子４１および第２磁気検出素子４２に接続され、第１磁気検出素子４１および第２磁気検出素子４２から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、ＴＣＵ４４に出力する。
ＴＣＵ４４は、自動変速機を制御するマイクロコンピュータであり、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、およびＲＡＭ等で構成されている。ＴＣＵ４４は、自動変速機を制御するとともに、レンジ判断手段４４１、故障判断手段４４２、始動可否判断手段４４３、変速制御可否判断手段４４４、および、補正手段４４５として作用する。
基板４０には、板部３１側から挿通されて板部３１とは反対側の面ではんだ付けされるターミナル４５が挿通実装されている（図２参照）。
【００３０】
図２および図３に示すように、固定部材３０の凹部３２内には、封止材６０が充填されている。これにより、封止材６０は、基板４０および第１磁気検出素子４１および第２磁気検出素子４２を覆っている。よって、本実施形態のようにレンジ検出装置１が自動変速機内に油浸状態で設置される場合でも、基板４０および第１磁気検出素子４１および第２磁気検出素子が作動油に晒されるのを防ぐことができる。したがって、本実施形態では、基板４０および第１磁気検出素子４１および第２磁気検出素子が作動油によって腐食することや、基板４０上の配線が作動油中の例えば金属粉等の磁性コンタミネーションによりショートすることなどを防止することができる。
【００３１】
封止材６０は、例えばエポキシ等の樹脂からなる。封止材６０は、凹部３２への充填時には液状であり、時間の経過とともに硬化する。本実施形態では、封止材６０は、例えば黒色等の暗色に着色されている。
【００３２】
次に、図５に基づいて第１着磁部２１１および第２着磁部の着磁パターンについて説明する。
平板部２１の固定部材３０側の面を、図１のｚ方向から見た状態を図５に示す。なお、図５は、図が煩雑になることを避けるため、固定部材３０等の図示を省略し、可動部材２０の平板部２１の固定部材３０側の面のみを示す模式図である。
【００３３】
図５に示すように、平板部２１の固定部材３０側の面は、ｙ方向に所定の間隔をあけて２箇所が着磁されている。この着磁された２箇所が、それぞれ第１着磁部２１１および第２着磁部２１２である。第１着磁部２１１および第２着磁部２１２は、それぞれｘ方向に延びるよう設けられている。第１着磁部２１１は、図５において、左側がＳ極、右側がＮ極となり、ｘ方向に磁力がリニアに変化するよう着磁されることで平板部２１に設けられている。第２着磁部２１２は、ｘ方向にＮ極、Ｓ極、Ｎ極、およびＳ極という順でＮ極とＳ極とが交互になるよう着磁されることで平板部２１に設けられている。
【００３４】
また、第１磁気検出素子４１および第２磁気検出素子４２は、上述したように、それぞれが第１着磁部２１１および第２着磁部２１２の位置と対応する位置となるよう基板４０に実装されている。これにより、第１磁気検出素子４１および第２磁気検出素子４２は、それぞれ第１着磁部２１１および第２着磁部２１２の磁気を検出可能である。
【００３５】
次に、第１磁気検出素子４１および第２磁気検出素子４２の出力特性を図６に基づいて説明する。
例えば、可動部材２０が、図５に示す位置から図中のｘ方向に沿って移動すると、第１磁気検出素子４１および第２磁気検出素子４２は、それぞれ第１着磁部２１１および第２着磁部２１２に重なってｘ方向に沿って移動する。このとき、可動部材２０と固定部材３０との相対移動距離と、第１磁気検出素子４１および第２磁気検出素子４２の出力電圧の変化との関係を図６に示す。ここで、第１磁気検出素子４１によって検出された信号の変化を線ｓ１で表し、第２磁気検出素子４２によって検出された信号の変化を線ｓ２で表す。図６に示すように、線ｓ１は可動部材２０と固定部材３０との相対移動距離に比例するリニアな特性を有し、ｓ２は所定電圧Ｖｏｕｔ０と０との間で切換るオンオフ特性を有する。以下、第１磁気検出素子４１によって検出された信号に対応する電圧値を「リニア信号電圧値」とし、第２磁気検出素子４２によって検出された信号に対応する電圧値を「オンオフ信号電圧値」という。
【００３６】
また、線ｓ１と線ｓ２との三つの交点での電圧値をそれぞれ、Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２、およびＶｏｕｔ３とする。すると、Ｖｏｕｔ１は、可動部材２０がＰレンジからＲレンジに変わるときの切換り点Ｌ１においてのリニア信号電圧値である。Ｖｏｕｔ２は、可動部材２０がＲレンジからＮレンジに変わるときの切換り点Ｌ２においてのリニア信号電圧値である。Ｖｏｕｔ３は、可動部材２０がＮレンジからＤレンジに変わるときの切換り点Ｌ３においてのリニア信号電圧値である。
【００３７】
ここで、ＴＣＵ４４のレンジ判断、故障判断、始動可否判断、変速制御可否判断、および、補正等の制御を図６に基づいて説明する。
（レンジ判断）
本実施形態では、ＴＣＵ４４のレンジ判断手段４４１は、リニア信号電圧値に基づいてレンジを判断する。
図６に示すように、リニア信号電圧値が０以上、Ｖｏｕｔ１以下である場合、レンジ判断手段４４１はＰレンジと判断する。
リニア信号電圧値がＶｏｕｔ１より大きくＶｏｕｔ２より小さい値である場合、レンジ判断手段４４１はＲレンジと判断する。
リニア信号電圧値がＶｏｕｔ２以上、Ｖｏｕｔ３以下である場合、レンジ判断手段４４１はＮレンジと判断する。
リニア信号電圧値がＶｏｕｔ３より大きい値である場合、レンジ判断手段４４１はＤレンジと判断する。
【００３８】
（始動可否判断）
本実施形態では、ＴＣＵ４４の始動可否判断手段４４３により、エンジンの始動ができるか否かを判断する。
本実施形態の場合、オンオフ信号電圧値がＶｏｕｔ０である場合、始動可否判断手段４４３はエンジンが始動できると判断する。また、オンオフ信号電圧値が０である場合、始動可否判断手段４４３はエンジンが始動できないと判断する。
【００３９】
（故障判断）
本実施形態では、ＴＣＵ４４の故障判断手段４４２により、リニア信号出力回路の故障またはオンオフ信号出力回路の故障と判断する。
【００４０】
本実施形態では、リニア信号電圧値の変化とオンオフ信号電圧値の変化とを比較することによって、リニア信号出力回路の故障またはオンオフ信号出力回路の故障を判断する。
詳しく説明すると、例えば、可動部材２０と固定部材３０との相対移動により、リニア信号電圧値が変化し、オンオフ信号電圧値が変化しない場合、オンオフ信号出力回路の故障と判断する。また、例えば、可動部材２０と固定部材３０との相対移動により、オンオフ信号電圧値が変化し、リニア信号電圧値が変化しない場合、リニア信号出力回路の故障と判断する。
【００４１】
ここで、故障判断手段４４２によりオンオフ信号出力回路の故障と判断された場合、始動可否判断手段４４３はリニア信号電圧値に基づいてエンジンの始動可否を判断する。詳しく説明すると、リニア信号電圧値がＶｏｕｔ１以下、または、Ｖｏｕｔ２以上Ｖｏｕｔ３以下である場合、始動可否判断手段４４３はエンジンが始動できると判断する。また、リニア信号電圧値がＶｏｕｔ１より大きくＶｏｕｔ２より小さい値、または、Ｖｏｕｔ３より大きい値である場合、始動可否判断手段４４３はエンジンが始動できないと判断する。
【００４２】
（変速制御可否判断）
本実施形態では、ＴＣＵ４４の変速制御可否判断手段４４４により、変速制御を行うことができるか否かを判断する。
本実施形態の場合、リニア信号電圧値がＶｏｕｔ１より大きくＶｏｕｔ２より小さい値、または、Ｖｏｕｔ３より大きい値である場合、変速制御可否判断手段４４４は変速制御を行うことができると判断する。また、リニア信号電圧値がＶｏｕｔ１以下、または、Ｖｏｕｔ２以上Ｖｏｕｔ３以下である場合、変速制御可否判断手段４４４は変速制御を行うことができないと判断する。
【００４３】
ここで、故障判断手段４４２によりリニア信号出力回路の故障と判断された場合、変速制御可否判断手段４４４はオンオフ信号電圧値に基づいて変速制御を行うことができるかを判断する。詳しく説明すると、オンオフ信号電圧値がＶｏｕｔ０である場合、変速制御可否判断手段４４４は変速制御を行うことができないと判断する。また、オンオフ信号電圧値が０である場合、変速制御可否判断手段４４４は変速制御を行うことができると判断する。
【００４４】
（補正制御）
本実施形態では、ＴＣＵ４４の補正手段４４５により補正制御を行う。次に、本実施形態の補正制御を図７〜図１０に基づいて説明する。
図７は、レンジ検出装置１の初期補正、および、車両組み付け後の学習補正を行う手順を示す模式図である。図７に示すように、初期補正は、レンジ検出装置１を組み付け完了後、可動部材２０を駆動することで行う。可動部材２０と固定部材３０とが相対移動すると、図８に示すように、リニア信号電圧値の変化を表す線ｓ３、オンオフ信号電圧値の変化を表す線ｓ２が得られる。
【００４５】
このとき、可動部材２０がＰレンジからＲレンジに変わるときの切換り点Ｌ１においてのリニア信号電圧値をＶｏｕｔ４とする。また、可動部材２０がＲレンジからＮレンジに変わるときの切換り点Ｌ２においてのリニア信号電圧値をＶｏｕｔ５とする。可動部材２０がＮレンジからＤレンジに変わるときの切換り点Ｌ３においてのリニア信号電圧値をＶｏｕｔ６とする。
【００４６】
本実施形態の場合、補正手段４４５は、Ｖｏｕｔ４、Ｖｏｕｔ５、およびＶｏｕｔ６のうち二つを用いて、リニア信号電圧値に対してオフセット補正およびゲイン補正を行う。すると、リニア信号電圧値の変化を表す線ｓ３は線ｓ１に補正される。補正手段４４５は、補正後の値をＴＣＵ４４のＲＯＭに書き込む。
【００４７】
レンジ検出装置１の学習補正は、レンジ検出装置１を自動変速機に組み付けてから車両に組み付け完了後、エンジン始動後にシフトレバーを操作することで行う。
エンジンが始動後、Ｐレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、およびＤレンジの順でシフトレバーを操作すると、図９に示すように、リニア信号電圧値の変化を表す線ｓ４、および、オンオフ信号電圧値の変化を表す線ｓ２が得られる。
【００４８】
このとき、ＰレンジからＲレンジに変わるときの切換り点Ｌ１、ＲレンジからＮレンジに変わるときの切換り点Ｌ２、および、ＮレンジからＤレンジに変わるときの切換り点Ｌ３において、リニア信号電圧値は、それぞれＶｏｕｔ７、Ｖｏｕｔ８、およびＶｏｕｔ９である。ここで、補正手段４４５は、Ｖｏｕｔ７、Ｖｏｕｔ８、およびＶｏｕｔ９のうち、二つを用いてリニア信号電圧値に対して、オフセット補正およびゲイン補正を行う。すると、リニア信号電圧値の変化を表す線ｓ４は線ｓ１に補正される。
【００４９】
また、本実施形態の場合、車両停止した後エンジン停止する前にも、レンジ検出装置１の学習補正を行う。
車両停止後、Ｄレンジ、Ｎレンジ、Ｒレンジ、およびＰレンジの順でシフトレバーを操作すると、図１０に示すように、リニア信号電圧値の変化を表す線ｓ５、および、オンオフ信号電圧値の変化を表す線ｓ２が得られる。
【００５０】
このとき、ＤレンジからＮレンジに変わるときの切換り点Ｌ３、ＮレンジからＲレンジに変わるときの切換り点Ｌ２、および、ＲレンジからＰレンジに変わるときの切換り点Ｌ１において、リニア信号電圧値は、それぞれＶｏｕｔ１０、Ｖｏｕｔ１１、およびＶｏｕｔ１２である。ここで、補正手段４４５は、Ｖｏｕｔ１０、Ｖｏｕｔ１１、およびＶｏｕｔ１２のうち、二つを用いてリニア信号電圧値に対して、オフセット補正およびゲイン補正を行う。すると、リニア信号電圧値の変化を表す線ｓ５は線ｓ１に補正される。
【００５１】
本実施形態では、リニア信号出力回路によるリニア信号電圧値、および、オンオフ信号出力回路によるオンオフ信号電圧値に基づいてレンジを検出する。これにより、検出系統の数を低減することができ、レンジ検出装置１を小型にできる。
【００５２】
本実施形態では、レンジ判断手段４４１はリニア信号電圧値に基づいてレンジを判断し、始動可否判断手段４４３はオンオフ信号電圧値に基づいてエンジンが始動できるか否かを判断する。このため、リニア信号電圧値に基づいてレンジを検出することで、レンジ検出の精度を高めることができる。また、オンオフ信号電圧値に基づいてエンジンの始動可否を判断することで、始動信号についてソフトウェアによる処理を行う必要がない。よって、始動信号の信頼性を高めることができる。
また、レンジの検出およびエンジンの始動可否の判断を異なる系統で制御することで、検出素子の数、配線、および、付随する電子部品の数を低減することができ、コストを低減することができる。
【００５３】
本実施形態では、リニア信号電圧値の変化とオンオフ信号電圧値の変化とを比較することで、リニア信号出力回路の故障またはオンオフ信号出力回路の故障を判断する。これにより、リニア信号出力回路またはオンオフ信号出力回路の故障を直ちに判断し、故障検出の所要時間を節約することができる。
【００５４】
本実施形態では、故障判断手段４４２によりオンオフ信号出力回路が故障したと判断された場合、始動可否判断手段４４３はリニア信号電圧値に基づいてエンジンの始動可否を判断する。これにより、オンオフ信号出力回路が故障した場合であっても、エンジンの始動に影響を及ぼさない。
【００５５】
本実施形態では、故障判断手段４４２によりリニア信号出力回路が故障したと判断された場合、変速制御可否判断手段４４４はオンオフ信号電圧値に基づいて変速制御を行うことができるかを判断する。これにより、リニア信号出力回路が故障した場合であっても、自動変速機の制御に影響を及ぼさない。
【００５６】
本実施形態では、補正手段４４５により、リニア信号電圧値に対して初期補正および学習補正を行う。これにより、車両組み付け後、温度変化、磁石の減磁、および、自動変速機の内部の磁性コンタミネーションの付着等による第１磁気検出素子４１の出力特性の変化を補正することができる。よって、レンジ検出装置１の検出精度および信頼性を高めることができる。
【００５７】
（他の実施形態）
上記実施形態では、第１磁気検出素子および第２磁気検出素子が固定部材に設けられ、第１着磁部および第２着磁部が可動部材に設けられている。これに対し、他の実施形態では、第１磁気検出素子および第２磁気検出素子を可動部材に設け、第１着磁部および第２着磁部を固定部材に設けることとしてもよい。
上記実施形態では、ＴＣＵが基板に実装されている。これに対し、他の実施形態では、ＴＣＵを基板と離れて配置することとしてもよい。
上記実施形態では、レンジ判断手段はリニア信号電圧値に基づいてレンジを判断する。これに対し、他の実施形態では、リニア信号電圧値およびオンオフ信号電圧値の組み合わせに基づいてレンジを判断することとしてもよい。
上記実施形態では、第１磁気検出素子および第２磁気検出素子はホール素子である。これに対し、他の実施形態では、第１磁気検出素子および第２磁気検出素子は、例えば、ホール素子、ＭＲＥ（磁気抵抗素子）、またはＧＭＲ（磁気抵抗素子）などが実装されているＩＣチップであることとしてもよい。
以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１ ・・・レンジ検出装置
１０ ・・・自動変速機
２０ ・・・可動部材
２１ ・・・平板部
３０ ・・・固定部材
４１ ・・・第１磁気検出素子（第１磁気検出手段）
４２ ・・・第２磁気検出素子（第２磁気検出手段）
４４ ・・・ＴＣＵ（制御部）
２１１・・・第１着磁部（第１磁気発生手段）
２１２・・・第２着磁部（第２磁気発生手段）
４４１・・・レンジ判断手段
４４２・・・故障判断手段
４４３・・・始動可否判断手段
４４４・・・変速制御可否判断手段
４４５・・・補正手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動変速機に設けられ、前進、後進、中立、および駐車を含むレンジを選択するレンジ選択手段により選択されたレンジを検出するレンジ検出装置であって、
前記自動変速機に固定される固定部材と、
前記固定部材に沿って前記レンジ選択手段により選択されたレンジに対応して移動可能な可動部材と、
前記可動部材の移動位置に応じてオンオフ信号を出力するオンオフ信号出力手段と、
前記可動部材の所定位置からの距離に比例するリニア信号を出力するリニア信号出力手段と、
前記オンオフ信号出力手段が出力するオンオフ信号、および、前記リニア信号出力手段が出力するリニア信号に基づいて、前記レンジ選択手段により選択されたレンジを判断するレンジ判断手段と、
を備えることを特徴とするレンジ検出装置。
【請求項２】
前記オンオフ信号出力手段は、
前記レンジ選択手段により前進レンジまたは後進レンジが選択された場合、オン信号またはオフ信号の一方を出力し、
前記レンジ選択手段により中立レンジまたは駐車レンジが選択された場合、オン信号またはオフ信号の他方を出力することを特徴とする請求項１に記載のレンジ検出装置。
【請求項３】
前記リニア信号出力手段は、前記固定部材または前記可動部材の一方に設けられ前記可動部材の往復移動方向に沿って磁界がリニアに変化する第１磁気発生手段、および、前記固定部材または前記可動部材の他方に設けられ前記可動部材の往復移動による前記第１磁気発生手段の磁界の変化を検出する第１磁気検出手段を含み、
前記オンオフ信号出力手段は、前記固定部材または前記可動部材の一方に設けられ前記可動部材の往復移動方向に沿って磁極が交替して変化する第２磁気発生手段、および、前記固定部材または前記可動部材の他方に設けられ前記可動部材の往復移動による前記第２磁気発生手段の磁極の変化を検出する第２磁気検出手段を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のレンジ検出装置。
【請求項４】
前記第１磁気検出手段はホール素子であることを特徴とする請求項３に記載のレンジ検出装置。
【請求項５】
前記第２磁気検出手段はホール素子であることを特徴とする請求項３または４に記載のレンジ検出装置。
【請求項６】
エンジンの始動の可否を判断する始動可否判断手段をさらに備え、
前記レンジ判断手段は、前記リニア信号出力手段が出力するリニア信号に基づいて、前記レンジ選択手段により選択されたレンジを判断し、
前記始動可否判断手段は、前記オンオフ信号出力手段が出力するオンオフ信号に基づいてエンジンの始動の可否を判断することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のレンジ検出装置。
【請求項７】
前記リニア信号出力手段が出力するリニア信号の変化と、前記オンオフ信号出力手段が出力するオンオフ信号の変化とを比較し、リニア信号の変化により判断されたレンジとオンオフ信号の変化により判断されたレンジとが整合しない場合、前記オンオフ出力手段の故障または前記リニア出力手段の故障と判断する故障判断手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のレンジ検出装置。
【請求項８】
前記故障判断手段は、前記可動部材の移動によって、前記リニア信号出力手段が出力するリニア信号が変化し、前記オンオフ信号出力手段が出力するオンオフ信号が変化しない場合、前記オンオフ信号出力手段の故障と判断することを特徴とする請求項７に記載のレンジ検出装置。
【請求項９】
前記故障判断手段は、前記可動部材の移動によって、前記オンオフ信号出力手段が出力するオンオフ信号が変化し、前記リニア信号出力手段が出力するリニア信号が変化しない場合、前記リニア信号出力手段の故障と判断することを特徴とする請求項７に記載のレンジ検出装置。
【請求項１０】
前記故障判断手段により前記オンオフ信号出力手段の故障と判断された場合、前記始動可否判断手段は、前記リニア信号出力手段が出力するリニア信号に基づいて、エンジンの始動の可否を判断することを特徴とする請求項８に記載のレンジ検出装置。
【請求項１１】
前記自動変速機の制御の可否を判断する変速制御可否判断手段をさらに備え、
前記オンオフ信号出力手段が出力する前進または後進レンジに対応する信号を出力する場合、前記変速制御可否判断手段は前記自動変速機の制御を許容することを特徴とする請求項９に記載のレンジ検出装置。
【請求項１２】
前記オンオフ信号出力手段が出力するオンオフ信号のオン領域とオフ領域との境界位置におけるリニア信号の値に基づいて、前記リニア信号出力手段が出力するリニア信号の値を補正する補正手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載のレンジ検出装置。
【請求項１】
自動変速機に設けられ、前進、後進、中立、および駐車を含むレンジを選択するレンジ選択手段により選択されたレンジを検出するレンジ検出装置であって、
前記自動変速機に固定される固定部材と、
前記固定部材に沿って前記レンジ選択手段により選択されたレンジに対応して移動可能な可動部材と、
前記可動部材の移動位置に応じてオンオフ信号を出力するオンオフ信号出力手段と、
前記可動部材の所定位置からの距離に比例するリニア信号を出力するリニア信号出力手段と、
前記オンオフ信号出力手段が出力するオンオフ信号、および、前記リニア信号出力手段が出力するリニア信号に基づいて、前記レンジ選択手段により選択されたレンジを判断するレンジ判断手段と、
を備えることを特徴とするレンジ検出装置。
【請求項２】
前記オンオフ信号出力手段は、
前記レンジ選択手段により前進レンジまたは後進レンジが選択された場合、オン信号またはオフ信号の一方を出力し、
前記レンジ選択手段により中立レンジまたは駐車レンジが選択された場合、オン信号またはオフ信号の他方を出力することを特徴とする請求項１に記載のレンジ検出装置。
【請求項３】
前記リニア信号出力手段は、前記固定部材または前記可動部材の一方に設けられ前記可動部材の往復移動方向に沿って磁界がリニアに変化する第１磁気発生手段、および、前記固定部材または前記可動部材の他方に設けられ前記可動部材の往復移動による前記第１磁気発生手段の磁界の変化を検出する第１磁気検出手段を含み、
前記オンオフ信号出力手段は、前記固定部材または前記可動部材の一方に設けられ前記可動部材の往復移動方向に沿って磁極が交替して変化する第２磁気発生手段、および、前記固定部材または前記可動部材の他方に設けられ前記可動部材の往復移動による前記第２磁気発生手段の磁極の変化を検出する第２磁気検出手段を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のレンジ検出装置。
【請求項４】
前記第１磁気検出手段はホール素子であることを特徴とする請求項３に記載のレンジ検出装置。
【請求項５】
前記第２磁気検出手段はホール素子であることを特徴とする請求項３または４に記載のレンジ検出装置。
【請求項６】
エンジンの始動の可否を判断する始動可否判断手段をさらに備え、
前記レンジ判断手段は、前記リニア信号出力手段が出力するリニア信号に基づいて、前記レンジ選択手段により選択されたレンジを判断し、
前記始動可否判断手段は、前記オンオフ信号出力手段が出力するオンオフ信号に基づいてエンジンの始動の可否を判断することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のレンジ検出装置。
【請求項７】
前記リニア信号出力手段が出力するリニア信号の変化と、前記オンオフ信号出力手段が出力するオンオフ信号の変化とを比較し、リニア信号の変化により判断されたレンジとオンオフ信号の変化により判断されたレンジとが整合しない場合、前記オンオフ出力手段の故障または前記リニア出力手段の故障と判断する故障判断手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のレンジ検出装置。
【請求項８】
前記故障判断手段は、前記可動部材の移動によって、前記リニア信号出力手段が出力するリニア信号が変化し、前記オンオフ信号出力手段が出力するオンオフ信号が変化しない場合、前記オンオフ信号出力手段の故障と判断することを特徴とする請求項７に記載のレンジ検出装置。
【請求項９】
前記故障判断手段は、前記可動部材の移動によって、前記オンオフ信号出力手段が出力するオンオフ信号が変化し、前記リニア信号出力手段が出力するリニア信号が変化しない場合、前記リニア信号出力手段の故障と判断することを特徴とする請求項７に記載のレンジ検出装置。
【請求項１０】
前記故障判断手段により前記オンオフ信号出力手段の故障と判断された場合、前記始動可否判断手段は、前記リニア信号出力手段が出力するリニア信号に基づいて、エンジンの始動の可否を判断することを特徴とする請求項８に記載のレンジ検出装置。
【請求項１１】
前記自動変速機の制御の可否を判断する変速制御可否判断手段をさらに備え、
前記オンオフ信号出力手段が出力する前進または後進レンジに対応する信号を出力する場合、前記変速制御可否判断手段は前記自動変速機の制御を許容することを特徴とする請求項９に記載のレンジ検出装置。
【請求項１２】
前記オンオフ信号出力手段が出力するオンオフ信号のオン領域とオフ領域との境界位置におけるリニア信号の値に基づいて、前記リニア信号出力手段が出力するリニア信号の値を補正する補正手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載のレンジ検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１６３１６１（Ｐ２０１２−１６３１６１Ａ）
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４０１０（Ｐ２０１１−２４０１０）
【出願日】平成２３年２月７日（２０１１．２．７）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月７日（２０１１．２．７）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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