JP4153276B2 - 車両用自動変速機のレンジ切換え装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクチュエータによってレンジ切換えを行う自動変速機のレンジ切換え装置に関し、詳しくは、車両停止時のレンジ切換え制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、アクチュエータを用いてレンジ切換えを行う自動変速機において、運転者の停止意志や、運転者の不在を判定して自動的にＰレンジに切換え、車両の不慮の移動を規制する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
本技術に依れば、イグニッションスイッチＯＮ、かつ、車速が所定値以下の状態で、パーキングブレーキＯＮ（停止の意志）、又は、着座スイッチＯＦＦ（運転者不在）を検知すると、シフトレンジを自動的にＰレンジに切換える。
【０００３】
これにより、例えばＤレンジのまま停止した際、パーキングブレーキが不十分であって、然も、傾斜路で車両の移動方向に力が加わったり、エアコンの負荷変動によりエンジン出力が上昇して駆動トルクが増大することがあっても、車両の不慮の移動を規制することができる。
【０００４】
【特許文献１】
実開平０３−６１６３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来制御では、信号待ち等でパーキングブレーキを使用した場合などにもＰレンジへの自動切換えが行われ、その後の発進時にＰレンジから走行レンジへのセレクト操作を行う必要が生じ、操作が煩雑であると共に、セレクトショックが発生し、運転性が悪化する。
【０００６】
また、ドライバーが意図しないＰレンジからの発進の為、特に急発進を行おうとした場合などに、エンジン回転が上昇した後の走行レンジへの切換え（所謂レーシングセレクト）が生じて、変速機に悪影響を及ぼす可能性があった。
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、車両の不慮の移動を規制しつつ、Ｐレンジへの自動切換えが無用に行われることを回避して、運転性の悪化や変速機の負荷に繋がるＰレンジ切換えの頻度を低減できる車両用自動変速機のレンジ切換え装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項１記載の発明は、車速が第１所定速度以下、かつ、パーキングブレーキＯＮ、かつ、アクセル開度全閉の状態を検出した後、パーキングブレーキＯＮ、かつ、アクセル開度全閉の状態を維持したままで、車速が前記第１所定速度以上の速度である第２所定速度を上回った場合、シフトレンジをＰレンジに自動的に切換える構成とした。
【０００８】
上記構成によると、ドライバーの停止意志が継続している状態において、車速が第２所定速度を超えた場合、即ち、実際に車両の移動を検知した場合のみにＰレンジに自動的に切換える。
従って、Ｐレンジへの自動切換えは、車両が実際に移動する状態になった場合に限定され、車両の不慮の移動を規制しつつ、運転性の悪化や変速機の負荷に繋がるＰレンジへの切換えの頻度を低減できる。
【０００９】
請求項２記載の発明では、前記Ｐレンジへの自動切換え後に、運転者の走行開始意図を検知した場合、自動切換え直前のレンジに復帰させる構成とした。
上記構成によると、Ｐレンジに切換えられている状態から、運転者が再び走行を開始しようとする際に、自動切換え直前に自ら選択していたレンジに自動的に復帰する。
【００１０】
従って、特別な操作無しに走行を再開できると共に、レーシングセレクトの発生を効果的に防止できる。
請求項３記載の発明では、前記Ｐレンジへの自動切換えの実施条件が成立している状態で、運転者のレンジ切換え操作を検知した場合、Ｐレンジへの自動切換えを禁止し、運転者のレンジ切換え操作に応じたレンジに切換える構成とした。
【００１１】
上記構成によると、たとえＰレンジへの自動切換えが行われる条件下であっても、運転者が他のレンジを選択する場合には、運転者の意志を優先し、運転者の要求するレンジに切換える。
従って、運転者の意図とは異なるレンジに強制されることがなく、運転性を確保できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、実施の形態における車両用自動変速機のレンジ切換え装置のシステム構成図である。
この図１において、車両用自動変速機１には、後述するレンジ切換バルブ6を駆動するためのモータ２（アクチュエータ）が取り付けられる。
【００１３】
前記モータ2の出力軸には減速歯車機構３が設けられ、該減速歯車機構３を介してレンジ切換シャフト４を回転駆動するよう構成される。
尚、前記減速歯車機構３とレンジ切換シャフト４との間には、回転方向に遊びが設けられている。
前記レンジ切換シャフト４には、該レンジ切換シャフト４を複数のレンジそれぞれに対応する角度に位置決めするためのディテント機構５が取り付けられる。
【００１４】
前記ディテント機構５は、図２に示すように、レンジ切換シャフト４に固定されて一体に回転するディテントレバー５A、ディテントレバー５Aの周辺に各レンジに対応して形成される凹部に係合するローラを支持すると共に、該ローラを前記凹部に向けて押圧付勢するディテントスプリング５Bから構成される。
そして、前記ディテント機構５は、上記構成によってレンジ切換シャフト４を、Pレンジ（パーキングレンジ）、Rレンジ（リバースレンジ）、Nレンジ（ニュートラルレンジ）、Dレンジ（ドライブレンジ）、２レンジ、１レンジのいずれかに対応する角度に位置決めする。
【００１５】
前記レンジ切換シャフト４の回転運動は、ディテントレバー５Aとレンジ切換バルブ６との係合によって、レンジ切換バルブ６の軸方向運動に変換され、レンジ切換バルブ６がバルブボディ７内で軸方向に変位することで、油圧ポートの開閉が切り換えられ、各シフトレンジに応じてライン圧を配送する。
前記ディテントレバー５Aに一端が取り付けられるロッド８の他端には、カム９が取り付けられ、揺動可能に支持されたパーキングポール１０が前記カム９との摺接によって揺動駆動され、Pレンジ位置においては、パーキングポール１０の爪１０ａがパーキングギヤ１１の凹部１１ａに噛み合って、パーキングギヤ１１が固定されるようになっている。
【００１６】
また、前記レンジ切換シャフト４には、該レンジ切換シャフト４の角度を連続的に転出するポテンショメータ２１が備えられる一方、自動変速機１が各レンジのいずれに切り換えられているかを検出するインヒビタスイッチ２２が設けられる。
また、運転者によって操作されるレンジセレクトスイッチ２３が設けられている。
【００１７】
前記ポテンショメータ２１、インヒビタスイッチ２２及びレンジセレクトスイッチ２３からの信号は、Ａ／Ｔコントロールユニット（Ａ／Ｔ Ｃ／Ｕ）２４に入力される。
また、前記Ａ／Ｔコントロールユニット２４には、前記自動変速機１の出力軸から車速信号を取り出す車速センサ２５からの信号が入力される。
【００１８】
そして、前記Ａ／Ｔコントロールユニット２４は、レンジセレクトスイッチ２３に対応するレンジ切換シャフト４の目標角度を設定し、前記ポテンショメータ２１で検出される実際の角度が前記目標角度に一致するように、前記モータ２の駆動信号をフィードバック制御する。
本実施形態では、モータ２に対する電源供給を高周波でＯＮ・ＯＦＦするときのＯＮ時間割合で平均印加電圧を制御するようになっており、前記駆動信号は、前記ＯＮ時間割合を示すオンデューティ比（％）として演算される。
【００１９】
前記Ａ／Ｔコントロールユニット２４は、通常、レンジセレクトスイッチ２３に対応するレンジに切換える制御を行うが、車両停止時にはＰレンジに自動的に切換える制御を行うようになっており、以下では、係るＰレンジへの自動切換え制御について説明する。
図３のフローチャートは、Ｐレンジへの自動切換え制御の第１実施形態を示す。
【００２０】
図３のフローチャートにおいて、ステップＳ１では、車速センサ３１から車速信号ＶＳＰ、アクセル開度センサ３２からアクセル開度信号、パーキングブレーキスイッチ３３からＯＮ・ＯＦＦ信号、インヒビタスイッチ２２からＡＴレンジ信号を取得する。
ステップＳ２では、現状のレンジがＰレンジであるか否かを判定し、Ｐレンジであれば本制御は不要であるので制御を終了する。
【００２１】
Ｐレンジでない場合は、ステップＳ３で自動シフト条件判定フラグＦｌａｇ１を参照し、成立していなければ（Ｆｌａｇ１＝０であれば）ステップＳ４へ、成立していれば（Ｆｌａｇ１＝１であれば）ステップＳ９へ進む。
前記自動シフト条件判定フラグの初期値は、不成立の０である。
ステップＳ４，Ｓ５，Ｓ６では、自動シフト条件の判定を行う。
【００２２】
ステップＳ４では、車速ＶＳＰが第１所定速度ＶＳＰ１以下であるか否かを判定し、ステップＳ５では、アクセル開度が全閉であるか否かを判定し、ステップＳ６では、パーキングブレーキスイッチがＯＮ（パーキングブレーキが作動中）であるか否かを判定する。
そして、車速ＶＳＰが第１所定速度ＶＳＰ１以下で、かつ、アクセル開度が全閉で、かつ、パーキングブレーキスイッチがＯＮであったときには、自動シフト条件が成立していると判断し、ステップＳ７で自動シフト条件判定フラグＦｌａｇ１を１とする。
【００２３】
車速ＶＳＰが第１所定速度ＶＳＰ１以下、アクセル開度が全閉、パーキングブレーキスイッチがＯＮの３条件のうちの１つでも成立していない場合には、自動シフト条件が不成立であると判断し、ステップＳ８で自動シフト条件判定フラグＦｌａｇ１を０とする。
前記第１所定速度ＶＳＰ１は、０又は十分に小さい速度を設定する。
【００２４】
自動シフト条件判定フラグＦｌａｇ１が１の場合、すなわち自動シフト条件が成立している場合、次回のステップＳ３の判定でステップＳ９以降に進み、ステップＳ９でアクセル開度が全閉であるか否か、ステップＳ１０でパーキングブレーキが作動しているか否かを判定する。
そして、アクセル開度が全閉で、かつ、パーキングブレーキの作動している場合は、車両の移動が生じているか否かを判定するステップＳ１１へ進む。
【００２５】
また、アクセル開度が全閉ではないと判定されたとき、又は、パーキングブレーキが作動していないと判定された場合は、自動シフト条件が不成立になったと判定し、ステップＳ１４で自動シフト条件判定フラグＦｌａｇ１を０、すなわち初期状態とし、制御を終了する。
ステップＳ１１では、現在の車速ＶＳＰが第２所定速度ＶＳＰ２を上回っているか、すなわち車両の移動が生じているかを判定する。
【００２６】
車速ＶＳＰが第２所定速度ＶＳＰ２以下である場合は、車両は略停止しているものと判断し、そのまま本制御を終了させる。
車速ＶＳＰが第２所定速度ＶＳＰ２を上回っている場合は、運転者の意図しない車両の移動が生じているものと判断し、ステップＳ１２でＰレンジへの自動的なシフトを行い、これによりパーキングギヤを固定することによって車両の移動を強制的に停止させる。
【００２７】
次のステップＳ１３では、自動シフト条件判定フラグＦｌａｇ１を０、すなわち初期状態とし、本制御を終了する。
ここで、第２所定速度ＶＳＰ２は第１所定速度ＶＳＰ１と同じか上回る値とし（ＶＳＰ２≧ＶＳＰ１）、最大でも車両の移動が運転者に殆ど認知されない範囲とするのがよい。
【００２８】
また、Ｐレンジへの自動切換えが実施されたことを、ランプや警告音等で運転者に知らせる手段を付加することが望ましい。
図４のフローチャートは、Ｐレンジへの自動切換え制御の第２の実施形態を示す。
図４のフローチャートにおいて、ステップＳ２１では、ステップＳ１と同様にして、車速ＶＳＰ，アクセル開度，パーキングブレーキスイッチ状態，ＡＴレンジ信号を取得する。
【００２９】
ステップＳ２２では、自動シフト状態判別フラグＦｌａｇ２を参照し、成立していなければ（Ｆｌａｇ２＝０であれば）ステップＳ２３へ、成立していれば（Ｆｌａｇ２＝１であれば）ステップＳ３７へ進む。
前記自動シフト状態判別フラグＦｌａｇ２の初期値は、不成立の０である。
ステップＳ２３では、現状のレンジがＰレンジであるかを判定し、Ｐレンジであれば本制御は不要であるので制御を終了する。
【００３０】
Ｐレンジでない場合は、ステップＳ２４で自動シフト条件判定フラグＦｌａｇ１を参照し、成立していなければ（Ｆｌａｇ１＝０であれば）ステップＳ２５へ、成立していれば（Ｆｌａｇ１＝１であれば）ステップＳ２９へ進む。
前記自動シフト条件判定フラグＦｌａｇ１の初期値は、不成立の０である。
ステップＳ２５，Ｓ２６，Ｓ２７では自動シフト条件の判定を行う。
【００３１】
ステップＳ２５では、車速ＶＳＰが第１所定速度ＶＳＰ１以下であるか否かを判定し、ステップＳ２６では、アクセル開度が全閉であるか否かを判定し、ステップＳ２７では、パーキングブレーキスイッチがＯＮ（パーキングブレーキが作動中）であるか否かを判定する。
車速ＶＳＰが第１所定速度ＶＳＰ１以下、かつ、アクセル開度が全閉、かつ、パーキングブレーキスイッチがＯＮ（パーキングブレーキが作動中）である場合は、自動シフト条件が成立していると判定し、ステップＳ２８で自動シフト条件判定フラグＦｌａｇ１を１とする。
【００３２】
一方、車速ＶＳＰが第１所定速度ＶＳＰ１以下、アクセル開度が全閉、パーキングブレーキスイッチがＯＮの３条件のうちの１つでも成立していない場合は、不成立と判定し制御を終了する。
前記第１所定速度ＶＳＰ１は、０又は十分に小さい速度を設定する。
自動シフト条件判定フラグＦｌａｇ１が１の場合、ステップＳ２４の判定でステップＳ２９以降に進み、ステップＳ２９でアクセル開度全閉が継続しているか否か、ステップＳ３０でパーキングブレーキの作動が継続しているか否かを判定する。
【００３３】
そして、アクセル開度全閉かつパーキングブレーキ作動状態が継続している場合はステップＳ３１へ進み、アクセルが開操作されるか、パーキングブレーキが非作動状態になったとき場合は、自動シフト条件が不成立になったと判定し、ステップＳ３６で自動シフト条件判定フラグＦｌａｇ１を０、すなわち初期状態とし、制御を終了する。
【００３４】
ステップＳ３１では、現在の車速ＶＳＰが第２所定速度ＶＳＰ２を上回っているか否かを判定する。
車速ＶＳＰが第２所定速度ＶＳＰ２以下である場合は、車両は略停止しているものと判断し、そのまま制御を終了する。
一方、車速ＶＳＰが第２所定速度ＶＳＰ２を上回っている場合、運転者の意図しない車両移動が生じているものと判断し、ステップＳ３２で現在のレンジを記録した上で、ステップＳ３３でＰレンジへの自動シフトを行い、パーキングギヤを固定することによって車両の移動を強制的に停止する。
【００３５】
更に、ステップＳ３４では、Ｐレンジへの自動レンジ切換えが実施されたことを、ランプや警告音等で運転者に知らせ、ステップＳ３５で自動シフト条件判定フラグＦｌａｇ１を０、すなわち初期状態に戻す一方、自動シフト状態判別フラグＦｌａｇ２を１とする。
ここで、第２所定速度ＶＳＰ２は第１所定速度ＶＳＰ１と同じか上回る値とし（ＶＳＰ２≧ＶＳＰ１）、最大でも車両の移動が運転者に殆ど認知されない範囲とするのが望ましい。
【００３６】
ステップＳ３５で自動シフト状態判別フラグＦｌａｇ２が１とされると、次回のステップＳ２２で、自動シフト状態判別フラグＦｌａｇ２が１であると判定され、ステップＳ３７以降へ進む。
ステップＳ３７では、アクセル開度が全閉であるか否かを判定し、アクセル開度が全閉であればステップＳ３８へ進み、パーキングブレーキの作動を判定し、アクセル開度全閉かつパーキングブレーキ作動の状態であれば、運転者の停止意図は継続していると判断して終了する。
【００３７】
一方、アクセル開度が全閉でない場合、又は、パーキングブレーキが作動していない場合は、運転者が走行を開始する意図があるものと判定し、ステップＳ３９でＰレンジへの自動シフト直前のレンジに戻す処理を行う。
次のステップＳ４０では、自動シフト実施の警告・表示を終了し、更に、ステップＳ４１では、自動シフト状態判別フラグＦｌａｇ２を０、すなわち初期状態に戻して制御を終了する。
【００３８】
図５のフローチャートは、Ｐレンジへの自動切換え制御の第３の実施形態を示す。
図５のフローチャートは、図４のフローチャートにステップＳ５０〜ステップＳ５９を追加し、これに伴って新たに停止状態判別フラグＦｌａｇ３を設定している。
【００３９】
よって、図４のフローチャートに対して追加された部分を中心に、第３の実施形態における制御動作を説明する。
図５のフローチャートにおいて、自動シフト条件成立後の車両移動の検知によってＰレンジへ自動的にシフトし、自動シフト状態判別フラグＦｌａｇ２を１にするところまでは、図４のフローチャートの動作と同一である。
【００４０】
Ｐレンジへの自動シフト後、自動シフト条件が継続している状態において、ステップＳ５０で取得したレンジセレクトスイッチ２２に基づき、ステップＳ５２にて自動レンジ切換え実施後における運転者のレンジ切換え操作の有無を判定する。
ここで、運転者のレンジ切換え操作が無い場合、以降の動作は図４のフローチャートの動作と同様となる。
【００４１】
ステップＳ５２にて運転者のレンジ切換え操作が検知された場合は、運転者が状況を認識した上でシフト切換え操作を行っているものと判断し、Ｐレンジへの自動シフト状態は不要となったと判断して、ステップＳ５３でその操作に従ったレンジ切換えを行う。
また、ステップＳ５４では、自動シフト実施の警告・表示を終了し、次のステップＳ５２で自動シフト状態判別フラグＦｌａｇ２を０、すなわち初期状態に戻す一方、停止状態継続フラグＦｌａｇ３を１とする。
【００４２】
停止状態継続フラグＦｌａｇ３が１となったことにより、次回のステップＳ５１でステップＳ５６以降に進み、ステップＳ５６では車速ＶＳＰが第１所定速度ＶＳＰ１以下であるか否か、ステップＳ５７ではアクセル開度全閉であるか否か、ステップＳ５８ではパーキングブレーキが作動中であるか否かを判別する。
そして、車速ＶＳＰが第１所定速度ＶＳＰ１以下、かつ、アクセル開度全閉、かつ、パーキングブレーキが作動中であれば、今回の停止状態が継続していると判別して本制御を終了させ、Ｐレンジへの自動切換え制御が実施されない状態を保持する。
【００４３】
ステップＳ５６〜ステップＳ５８のいずれかで条件が不成立となった場合、運転者が車両を走行させようとしていると判断し、停止状態継続は終了したものとして、ステップＳ５９で停止状態継続フラグＦｌａｇ３を０、すなわち初期状態に戻し、制御を終了する。
これにより、運転者があえてＰレンジ以外のレンジを選択した場合に、その選択操作を優先し、再度Ｐレンジに切換えることを防止することが出来る。
【００４４】
尚、本実施形態では、モータ２によってレンジ切換バルブ６を変位させることでレンジの切換えを行わせる構成のレンジ切換え装置を用いたが、レンジ切換えをソレノイドバルブによる油路の切換えによって行う構成であっても良い。
また、レンジ切換えバルブを電気信号で切換え、パーキング操作は油圧など別の機構を用いる構成（特開平４−６３７５０号公報参照）であっても良い。
【００４５】
また、自動シフト条件判定フラグＦｌａｇ１＝１であるとき、及び／又は、Ｐレンジに自動的に切換えたときに、自動変速機に連結されるエンジンの出力を強制的に抑制するか、又は、エンジンを強制的に停止させるようにしても良い。
更に、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術思想について、以下にその効果と共に記載する。
（イ）請求項１〜３のいずれか１つに記載の自動変速機のレンジ切換え装置において、車速が第１所定速度以下、かつ、パーキングブレーキＯＮ、かつ、アクセル開度全閉の状態を検出しているとき、及び／又は、Ｐレンジに自動的に切換えたときに、自動変速機に連結されるエンジンの出力を強制的に抑制するか、又は、エンジンを強制的に停止させることを特徴とする自動変速機のレンジ切換え装置。
【００４６】
上記構成によると、レンジ切換え実施時及び／又は実施可能性の有るとき、エンジン出力の抑制、又は、エンジンの停止を行う。
従って、車両の不慮の移動が発生する可能性があるときに、及び／又は、実際に動き出したときに、移動を増幅させるエンジン出力の増大が回避されるから、車両の不慮の移動をより確実に規制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動変速機のレンジ切換え装置を示すシステム構成図。
【図２】レンジ切換えシャフトの駆動機構を示す斜視図。
【図３】Ｐレンジ自動切換え制御の第１の実施形態を示すフローチャート。
【図４】Ｐレンジ自動切換え制御の第２の実施形態を示すフローチャート。
【図５】Ｐレンジ自動切換え制御の第３の実施形態を示すフローチャート。
【符号の説明】
１…自動変速機、２…モータ（アクチュエータ）、３…減速機構、４…レンジ切換シャフト、５…ディテント機構、６…レンジ切換バルブ、２１…ポテンショメータ、２２…インヒビタースイッチ、２３…レンジセレクトスイッチ、２４…Ａ／Ｔコントロールユニット、３１…車速センサ、３２…アクセル開度センサ、３３…パーキングブレーキスイッチ

Claims (3)

1. アクチュエータによってレンジ切換えを行う車両用自動変速機のレンジ切換え装置であって、
   車速が第１所定速度以下、かつ、パーキングブレーキＯＮ、かつ、アクセル開度全閉の状態を検出した後、パーキングブレーキＯＮ、かつ、アクセル開度全閉の状態を維持したままで、車速が前記第１所定速度以上の速度である第２所定速度を上回った場合、シフトレンジをＰレンジに自動的に切換えることを特徴とする車両用自動変速機のレンジ切換え装置。
2. 前記Ｐレンジへの自動切換え後に、運転者の走行開始意図を検知した場合、自動切換え直前のレンジに復帰させることを特徴とする請求項１記載の車両用自動変速機のレンジ切換え装置。
3. 前記Ｐレンジへの自動切換えの実施条件が成立している状態で、運転者のレンジ切換え操作を検知した場合、Ｐレンジへの自動切換えを禁止し、運転者のレンジ切換え操作に応じたレンジに切換えることを特徴とする請求項１又は２記載の車両用自動変速機のレンジ切換え装置。

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