JP2005313753A - 車両のシフトロック装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 オートマチックトランスミッション車両のシフトロック装置において、パーキングポジション解除時における運転者の操作性を向上させる。
【解決手段】 パーキングポジション選択時に実行されるシフトロック制御では、判定値（シフトロック解除可能制動力）以上の制動力が確保されていることを条件に、パーキングポジションからのシフトポジション変更、すなわちシフトロック解除が許可される（Ｓ１４０）。この判定値は、その時点での車両クリープ力推定値に応じて可変に設定される（Ｓ１３０）。これにより、シフトロック解除時における車両の飛び出しを安定的に防止するとともに、運転者に対して不必要に大きなブレーキ踏み込み量を要求することがなくなるので運転者の操作性が向上する。
【選択図】 図３

Description

この発明は、車両のシフトロック装置に関し、より特定的には、クリープ現象が発生する車両においてパーキングポジションからのシフトポジション変更を制限するシフトロック装置に関する。

オートマチックトランスミッション（Ａ／Ｔ）車両等では、運転者がアクセルペダルを踏込んでいなくても車両がゆっくりと動き出す「クリープ現象」が発生する。また、パーキングポジションからのシフト操作時に、ブレーキペダルとアクセルペダルの踏み違いによる急発進を防止するために、ブレーキペダルを踏んでいないとパーキングポジションからのシフトレバーの移動が制限される、いわゆるシフトロック機構が設けられている。

このようなシフトロック機構を備えたオートマチックトランスミッション車両の例として、シフトロック解除時のブレーキのストローク量およびストローク速度の最大値に基づいて運転者のブレーキ操作特徴を測定しておき、通常あるいは緊急ブレーキ時のストローク速度に応じたブレーキアシスト力を発生させる構成が開示されている（たとえば特許文献１）。

また、所定停止条件が満たされたときにエンジンを停止するとともに当該所定条件が成立しなかったときに停止したエンジンを再始動する、いわゆるエコラン車両のエンジン停止再始動装置において、エンジン停止中におけるシフト操作を制限するシフトロック機構が開示されている（特許文献２）。
特開平１０−１５２０３１号公報 特開２０００−３５２４６２号公報

通常のシフトロック装置では、ブレーキペダルを所定のストローク以上踏み込むことによりケーブルが引張られ、ロックピンを解除位置に移動させることによってシフトレバーの移動制限（すなわちシフトロック）を解除するような機械的機構が多く用いられている。このような機構では、シフトロックを解除するために必要なブレーキ踏み込み量は常に一定値である。

一方、車両のシフトロック解除時におけるクリープ力は状況に応じて異なってくる。たとえば、暖機時やエアコン使用時等では、エンジンのアイドリング回転数が通常より高く設定されるため、このような場合におけるクリープ力は通常時よりも大きくなる。

シフトロック解除に必要なブレーキ踏み込み量が当該クリープ力に対して過小である場合にはシフトポジション変更と同時に車両が動き出してしまう。このため、シフトロック解除に必要なブレーキ踏み込み量を高めに設定する必要がある。しかし、このような設定では、シフトロック解除時には常に強くブレーキを踏み込まないといけない煩わしさが発生してしまい、運転者の操作性低下を招いてしまう。

この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、オートマチックトランスミッション車両のシフトロック装置において、パーキングポジション解除時における運転者の操作性を向上させることである。

この発明による車両のシフトロック装置は、パーキングポジションを含む複数のシフトポジションのうちの１つを選択するためのシフト選択機構を備えた車両のシフトロック装置であって、クリープ力推定手段と、制動力推定手段と、解除可能制動力設定手段と、シフトロック解除判定手段とを備える。クリープ力推定手段は、パーキングポジションの選択時に車両のクリープ力を推定する。制動力推定手段は、パーキングポジションの選択時に車両の制動力を推定する。解除可能制動力設定手段は、制動力推定手段によって推定された制動力に応じて解除可能制動力を求めるシフトロック解除可能制動力を設定する。シフトロック解除判定手段は、制動力推定手段による制動力の推定値がシフトロック解除可能制動力よりも小さいときには、シフト選択機構に対してパーキングポジションからのシフトポジション変更を禁止する。

好ましくは、車両は駆動力源として少なくともエンジンを備え、クリープ力推定手段は、エンジンの回転数に基づいてクリープ力の少なくとも一部を推定する。

また好ましくは、車両は駆動力源として少なくとも電動機を備え、クリープ力推定手段は、電動機のトルクに基づいてクリープ力の少なくとも一部を推定する。

好ましくは、制動力推定手段は、ブレーキペダルの踏込ストローク量に基づいて制動力を推定する。

あるいは好ましくは、制動力推定手段は、ブレーキ機構のマスタシリンダの発生圧力に基づいて制動力を推定する。

また好ましくは、車両が位置する勾配を算出する勾配算出部が設けられ、解除可能制動力設定手段は、勾配算出手段によって算出された勾配をシフトロック解除可能制動力の設定に反映する。

この発明による車両のシフトロック装置では、パーキングポジションの選択時には、判定値（シフトロック解除可能制動力）以上の制動力が確保されていなければ、パーキングポジションからのシフトポジション変更、すなわちシフトロック解除が禁止されるが、この判定値は、その時点での車両クリープ力推定値に応じて可変に設定される。したがって、シフトロック解除時における車両の飛び出しを安定的に防止するとともに、運転者に対して不必要に大きなブレーキ踏み込み量を要求することがなくなるので運転者の操作性が向上する。

駆動力源としてエンジンが備えられた場合には、エンジン回転数を用いてクリープ力を精度良く推定することが可能である。同様に、駆動力源として電動機が備えられた場合には、電動機トルク（トルク指令値）を用いてクリープ力を簡易に精度良く推定することが可能である。

また、ブレーキペダルの踏込ストローク量やブレーキ機構のマスタシリンダの発生圧力を用いることにより、車両の制動力を簡易に精度良く推定できる。特に、マスタシリンダの発生圧力を用いることにより、ブレーキアシスト機構が設けられているときにも制動力を正確に推定できる。

さらに、勾配検出手段（勾配センサ）によって検出された車両が位置する勾配を判定値（シフトロック解除可能制動力）の設定に反映することにより、シフトロック解除を可能とする制動力を、車両状況に合わせてさらに細密に設定できる。この結果、シフトロック解除時の車両飛び出しの防止および運転者の操作性向上をさらに図ることが可能になる。

以下にこの発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さないものとする。

図１は、この発明の実施の形態による車両１００の構成を示すブロック図である。図１には、車両１００のうちのシフトロック機構に関連する部分の構成が示される。

図１を参照して、車両１００は、駆動力源１０と、自動変速機２０と、ディファレンシャルギア３０と、車軸４０と、車輪５０ａと、制動装置６０と、ブレーキペダル７０と、踏み込み量センサ７５と、ブレーキ用マスタシリンダ８０と、油圧経路８５と、シフト選択部９０と、シフトロック装置１１０とを備える。

駆動力源１０は、車両１００の駆動力を発生する。駆動力源１０としては、代表的には、ガソリン等の燃料の燃焼エネルギを源に駆動力を変換するエンジン（内燃機関）や、バッテリ等から供給された電気エネルギを駆動力に変換するモータ（電動機）、あるいはエンジンおよびモータの両者の組み合わせ等が駆動力源１０として使用可能である。

自動変速機２０は、車両の要求トルクと車速との関係を考慮して、駆動力源１０の出力軸の回転速度と車軸４０の回転速度等の比で定義される変速比を自動的に調整する。変速比の調整には、運転者によって選択されたシフトポジションが反映される。

自動変速機２０には、遊星歯車を使用した変速機およびトルクコンバータを組み合わせた一般的なＡ／Ｔ装置や、ベルト伝導を利用して変速比を連続的に変化可能な無段連続トランスミッション（ＣＶＴ）等を適用することが可能である。

自動変速機２０によって変速された回転力は、ディファレンシャルギア３０を介して車軸４０へ伝達され、車輪５０ａの回転駆動に用いられる。ディファレンシャルギア３０は、路面からの抵抗の差を利用して車輪５０ａの左右間の回転差を吸収する。

制動装置６０は、各車輪５０ａに対応して設けられ、運転者によるブレーキペダル７０の踏み込み量に応じた制動力を対応の車輪５０ａに対して発生させる。制動装置６０による制動力は、ブレーキペダル７０の踏み込み量に応じてマスタシリンダ８０が発生する油圧が油圧経路８５を介して伝達されることにより発生される。すなわち、制動装置６０による制動力は、ブレーキペダル７０の踏み込み量およびマスタシリンダ８０の発生圧力に応じたものとなる。

なお、図１に示された車両１００では、駆動力源１０によって駆動される車輪５０ａのみが図示されているが、これ以外に非駆動の車輪（図示せず）が存在してもよい。このような非駆動輪に対しても、同様の制御装置６０が設けられ、共通のマスタシリンダ８０からの油圧によって同様の制動力が発揮される。

以下に詳細に説明するように、この発明は、車両１００のシフトロック装置に向けられているので、この発明の実施の形態による車両１００は、駆動力源１０や自動変速機２０の形式、および、車輪の駆動態様（フロント駆動、リア駆動、四輪駆動等）等を限定することなく、クリープ現象が発生する車両を総括的に示している。

シフト選択部９０は、図示しないシフトレバーへの運転者の操作（シフトレバー操作）に従って、複数のシフトポジションのうちから１つを選択する。すなわち、シフト選択部９０は、この発明における「シフト選択機構」に対応する。

シフトロック装置１１０は、シフト選択部９０におけるシフトポジション変更を条件に応じて制限（禁止）するために設けられる。特に、パーキングポジションからのシフトポジション変更が制限される。

シフトロック装置１１０へは、運転者からのキー操作入力、駆動力源１０からの情報、踏み込み量センサ７５で検出されるブレーキペダル操作に関する情報、および図示しない圧力センサで検出されるマスタシリンダ８０での発生圧力等が入力される。また、車両１００が位置する道路勾配を検出可能な勾配センサ１０２による検出信号についても、シフトロック装置１１０へ入力してもよい。勾配センサ１０２は、この発明における「勾配算出手段」に対応する。

図２は、この発明によるシフトロック装置１１０の構成を示すブロック図である。

図２を参照して、図１に示したシフト選択部９０は、シフトセレクタ１５０を含む。シフトセレクタ１５０は、シフトレバー（図示せず）の案内路１５５を含む。案内路１５５上におけるシフトレバーの位置に応答して、複数のシフトポジションから１つのシフトポジションが選択される。すなわち、運転者は、付勢力に逆らってシフトレバーを移動させることにより、シフトポジションを変更することができる。

案内路１５５上には、定義されたレバー位置１６１〜１６４のいずれにシフトレバーが位置しているかを検出するための位置センサ（図示せず）が設けられている。

位置センサからの出力に従って、レバー位置１６１〜１６４にそれぞれ対応する、車両停止時のパーキングポジション（Ｐポジション）、車両後進時のリバースポジション（Ｒポジション）、ニュートラルポジション（Ｎポジション）および車両前進時のドライブポジション（Ｄポジション）から１つのシフトポジションが選択される。

なお、ドライブポジション（Ｄポジション）の他に、変速可能な変速段数を制限する、細分化されたドライブポジション（たとえば４ポジション、３ポジション、２ポジション、Ｌポジション等）が設けられてもよい。この場合には、シフトポジションの数に合わせて、定義されるレバー位置の数を増やすように、位置センサを配置すればよい。

なお、図２では、案内路１５５が直線状であるストレート式のゲートセレクタを例示したが、案内路１５５の形状は特に限定されず、ゲート式等のゲートセレクタにおいても、この発明を適用可能である。

シフトロック装置１１０は、シフトロック制御装置１１５と、シフトロックソレノイド１２０とを含む。シフトロック制御装置１１５は、所定のプログラム・データ等を記憶するＲＯＭ，ＲＡＭ等（図示せず）および、当該プログラムに従った演算処理を逐次実行するためのＣＰＵ、ＭＰＵ等（図示せず）を組み合わせたマイクロコンピュータにより構成される。

シフトロックソレノイド１２０は、シフトロック装置１１０は、パーキングポジションに対応するレバー位置１６１からのシフトレバーの移動を制限するために設けられる。シフトロックソレノイド１２０は、シフトロック制御装置１１５からのシフトロック信号ＳＬＫに応答してシフトロックシャフト１２５を突出させることにより、運転者によるシフトレバーの移動を制限する。すなわち、パーキングポジションの選択時にシフトロックシャフト１２５を突出させると、パーキングポジションからのシフトレバー移動を禁止する「シフトロック」が実現される。

なお、図２では、パーキングポジションからのシフトロック構成のみを図示しているが、他のシフト位置に対応して同様のシフトロック構成をさらに設けることも可能である。

シフトロック制御装置１１５は、イグニッションキーがオンされているかどうかを示すキー操作入力と、駆動力源１０からの駆動力源情報と、ブレーキ機構からのブレーキ情報とに応じて、シフトロック信号ＳＬＫを制御する。すなわち、シフトロックソレノイド１２０においてシフトロックシャフト１２５が突出されるか否かは、シフトロック制御装置１１５によって電子的に制御される。

図３は、シフトロック制御装置１１５によるシフトロック制御を説明するフローチャートである。たとえば、図３に示すフローチャートを実行するプログラムが、シフトロック制御装置１１５に予めインストールされている。

図３を参照して、この発明によるシフトロック制御は、運転者によってパーキングポジションが選択されたときに開始される（ステップＳ１００）。

シフトロック制御が開始されると、シフトロック制御装置１１５は、駆動力源１０からの情報、代表的にはエンジン回転数に基づき、車両クリープ力を推定する。これにより、暖機運転時や、エアコン運転時等のエンジンのアイドリング回転数が通常よりも高い場合には、車両クリープ力の推定値も大きくなる（ステップＳ１１０）。なお、駆動力源１０が電動機を含む場合には、電動機のトルクを反映して、車両クリープ力が推定される。特に、ハイブリッド自動車では、エンジン回転数に基づく駆動力と電動機トルクに基づく駆動力との和に対応して、車両クリープ力が推定される。車両クリープ力推定に用いられる電動機トルクとしては、トルク指令値を用いることができる。

すなわち、駆動力源１０として少なくともエンジンが設けられた場合には、エンジンの回転数に基づいて車両クリープ力の少なくとも一部が推定され、駆動力源１０として少なくとも電動機が設けられた場合には、電動機トルク（トルク指令値）に基づいて車両クリープ力の少なくとも一部が推定される。

さらに、ブレーキ情報に基づいて車両制動力が推定される。ブレーキ情報としては、運転者によるブレーキペダル７０の踏み込みストローク量や、マスタシリンダ８０での発生圧力を用いることができる（ステップＳ１２０）。特に、エンジン稼動時に発生する吸入負圧を利用してより大きな制動力を得るためのブレーキアシスト機構（図示せず）が設けられているときには、マスタシリンダ８０の発生油圧を用いることにより、制動力をより正確に推定できる。

上記の車両クリープ力および車両制動力の推定値算出は、対応テーブルや所定演算式を予めシフトロック制御装置１１５内のＲＯＭ，ＲＡＭ等に格納しておき、ステップＳ１１０，Ｓ１２０の実行時に逐次参照することで実現できる。特に、上記のような車両クリープ力および車両制動力の源となる諸量を変数とすることにより、一次元テーブルや単純な線形演算式を用いて、推定値算出を精度良く行なえる。

次に、ステップＳ１１０で求められた車両クリープ力推定値に応じて、シフトロック解除可能制動力が設定される。シフトロック解除可能制動力は、パーキングポジションからのシフトポジション変更によって車両１００にクリープ力が働いても、車両１００が動き出さないのに十分なレベルに設定される（ステップＳ１３０）。

図４を参照して、シフトロック解除可能制動力は、設定特性線１３０に従って、ステップＳ１１０でのクリープ力推定値の増加に伴って徐々に増大するように設定される。あるいは、設定特性線１４０に示すように、クリープ力推定値の増加に伴ってシフトロック解除可能制動力が段階的に増大するように設定してもよい。設定特性線１３０，１４０に対応するテーブルや演算式を予めシフトロック制御装置１１５内のＲＯＭ，ＲＡＭ等に格納しておくことにより、ステップＳ１３０の実行によってシフトロック解除可能制動力が逐次設定できる。

再び図３を参照して、ステップＳ１２０およびＳ１３０で求められた制動力推定値およびシフトロック解除可能制動力の比較により、シフトロック解除の可否が判定される（ステップＳ１４０）。

制動力推定値がシフトロック解除可能制動力以上である場合には、現在の状態でパーキングポジションからシフトポジションを変更してもクリープ力を抑えるのに十分な制動力が確保されているため、シフトロック解除可能と判定される。これにより、シフトロックシャフト１２５の突出状態を電子的に解除するためのシフトロック信号ＳＬＫ信号が、シフトロック制御装置１１５からシフトロックソレノイド１２０へ送出される（ステップＳ１６０）。

この結果、シフトロックシャフト１２５の突出状態が解除されて、シフトレバーがパーキングポジションから移動可能な状態となってシフトロック制御が終了する（ステップＳ２００）。

これに対して、制動力推定値がシフトロック解除可能制動力よりも小さい場合には、現在の状態でパーキングポジションからシフトポジションを変更すると車両クリープ力を抑えきれず車両が動き出してしまうため、シフトロック解除不能と判定される。すなわち、シフト選択機構に対してパーキングポジションからのシフトポジション変更が禁止される。

このため、シフトロックシャフト１２５の突出状態を維持させるためのシフトロック信号ＳＬＫ信号が、シフトロック制御装置１１５からシフトロックソレノイド１２０へ送出される（ステップＳ１５０）。

シフトロック解除不能と判定された場合には、十分な車両制動力が確保されるまでステップＳ１１０〜Ｓ１４０が、繰返して実行される。

すなわち、図３に示したフローチャートとこの発明による構成とを対比すれば、ステップＳ１１０が「クリープ力判定手段」に相当し、ステップＳ１２０が「制御力推定手段」に相当し、ステップＳ１３０が「解除可能制動力設定手段」に相当し、ステップＳ１４０およびＳ１５０が、「シフトロック解除判定手段」に対応する。

このように、この発明によるシフトロック装置では、パーキングポジションの選択時には、判定値（シフトロック解除可能制動力）以上の制動力が確保されていることを条件に、パーキングポジションからのシフトポジション変更、すなわちシフトロック解除が許可されるが、この判定値は、その時点での車両クリープ力推定値に応じて可変に設定される。したがって、シフトロック解除時における車両の飛び出しを安定的に防止するとともに、運転者に対して不必要に大きなブレーキ踏み込み量を要求することがなくなるので運転者の操作性が向上する。

また、図１に示した勾配センサ１０２の出力を利用して、ステップＳ１３０におけるシフトロック解除可能制動力をより精密に設定することもできる。

図５を参照して、勾配センサ１０２によって検出された車両１００が位置する勾配に対応して，複数の設定特性線１３０，１３２，１３４が設けられる。たとえば、車両１００が水平に位置しているときに対応して、図４と同様の基本的な設定特性線１３０を定義する一方で、車両１００の前進あるいは後進方向に大きな重力が作用する降坂時や急な登坂時には、シフトロック解除時により大きな制動力が確保されるように、図３のステップＳ１３０におけるシフトロック解除可能制動力の設定に設定特性線１３２が用いられる。

さらに、車両１００の前進あるいは後進方向に作用する重力が小さくなる緩やかな登坂時には、シフトロック解除時に必要な制動力が減少するように、図３のステップＳ１３０におけるシフトロック解除可能制動力の設定に設定特性線１３４が用いられる。

これらの設定特性線１３２，１３４についても、別個に作成した設定特性線１３０と同様のテーブルまたは演算式が、予めシフトロック制御装置１１５内のＲＯＭ，ＲＡＭ等に格納される。

図５に示す方式により、シフトロック解除を可能とする制動力を、車両状況に合わせてさらに細密に設定できるので、シフトロック解除時の車両飛び出しの防止および運転者の操作性向上をさらに図ることが可能になる。

なお、シフトロック解除可能制動力の設定特性線を１種類に抑えた上で、図３に示したステップＳ１１０での車両クリープ力の推定に勾配センサ１０２の出力を反映する方式としても、図５に示す方式と同様の効果を得ることができる。

また、図３に示したシフトロック制御とは独立に、シフトロックを強制的に解除可能な機構を設けることも可能である。たとえば、シフトロック強制解除用の押しボタンを別途設けて、当該押しボタンへの指示入力に応答して、シフトロックソレノイド１２０におけるシフトロックシャフト１２５の突出状態を機械的または電子制御的に強制的に解除する構成とすることにより、このような機構を実現できる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の実施の形態による車両のシフトロック装置に関する部分の構成を示すブロック図である。 図１に示したシフトロック装置の構成を説明するブロック図である。 図２に示したシフトロック制御装置１１５によるシフトロック制御方法を説明するフローチャートである。 この発明の実施の形態による解除可能制動力の設定手法の一例を示す図である。 この発明によるシフトロック装置における解除可能制動力の他の構成を示す図である。

符号の説明

１０ 駆動力源、２０ 自動変速機、３０ ディファレンシャルギア、４０ 車軸、５０ａ 車輪、６０ 制動装置、７０ ブレーキペダル、７５ 踏み込み量センサ（ブレーキペダル）、８０ ブレーキ用マスタシリンダ、９０ シフト選択部、１００ 車両、１０２ 勾配センサ、１１０ シフトロック装置、１１５ シフトロック制御装置、１２０ シフトロックソレノイド、１２５ シフトロックシャフト、１３０，１３２，１３４，１４０ 設定特性線、１５０ シフトセレクタ、１５５ 案内路、１６１〜１６４ レバー位置、ＳＬＫ シフトロック信号。

Claims (6)

1. パーキングポジションを含む複数のシフトポジションのうちの１つを選択するためのシフト選択機構を備えた車両のシフトロック装置であって、
   前記パーキングポジションの選択時に前記車両のクリープ力を推定するクリープ力推定手段と、
   前記パーキングポジションの選択時に前記車両の制動力を推定する制動力推定手段と、
   前記制動力推定手段によって推定された前記制動力に応じて解除可能制動力を求めるシフトロック解除可能制動力を設定する解除可能制動力設定手段と、
   前記制動力推定手段による前記制動力の推定値が前記シフトロック解除可能制動力よりも小さいときには、前記シフト選択機構に対して前記パーキングポジションからのシフトポジション変更を禁止するシフトロック解除判定手段とを備える、車両のシフトロック装置。
2. 前記車両は駆動力源として少なくともエンジンを備え、
   前記クリープ力推定手段は、前記エンジンの回転数に基づいて前記クリープ力の少なくとも一部を推定する、請求項１記載の車両のシフトロック装置。
3. 前記車両は駆動力源として少なくとも電動機を備え、
   前記クリープ力推定手段は、前記電動機のトルクに基づいて前記クリープ力の少なくとも一部を推定する、請求項１記載の車両のシフトロック装置。
4. 前記制動力推定手段は、ブレーキペダルの踏込ストローク量に基づいて前記制動力を推定する、請求項１記載の車両のシフトロック装置。
5. 前記制動力推定手段は、ブレーキ機構のマスタシリンダの発生圧力に基づいて前記制動力を推定する、請求項１記載の車両のシフトロック装置。
6. 前記車両には、前記車両が位置する勾配を算出する勾配算出部が設けられ、
   前記解除可能制動力設定手段は、前記勾配算出手段によって算出された前記勾配を前記シフトロック解除可能制動力の設定に反映する、請求項１記載の車両のシフトロック装置。

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