JP2007303611A - 車両の制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】アクチュエータによってロック状態とアンロック状態とに切り換えられる車両の車輪の回転をロックするロック機構を有する車両において、手動によりアンロック状態に切り換えられた際に駆動輪に動力が伝達されることを防止する、車両の制御装置を提供する。
【解決手段】手動アンロック操作判定手段134により手動切換装置としての手動解除レバー38によってロック機構50がロック状態からアンロック状態に切り換えられたことが検出された場合には、規制手段138によって車両の駆動輪74への駆動力の伝達が遮断されるので、パーキングロックの手動解除操作と同時に駆動輪74に駆動力が伝達されることを防止できる。
【選択図】図8

Description

本発明は、アクチュエータを介してシフト位置を切り替える変速機のシフト制御装置に関するものである。
シフトバイワイヤ(SBW)と呼ばれる、ワイヤ(電線)を介して送られた電気的指令信号に従って油圧回路が走行ポジションに応じた切換作動をさせられることにより変速を行う車両用自動変速機が実現されている。このような自動変速機においては、自動変速機の出力軸の回転、すなわち、駆動輪の回転を規制するパーキングロックについては、パーキング(P)ポジションへの操作により発生する指令信号に基づいて作動するアクチュエータにより行われる。このような自動変速機においてはバッテリ上がりや、アクチュエータの制御系が故障して有効に機能しない場合には、パーキングロックを解除することができなくなるというおそれがある。特許文献1には、そのようなアクチュエータによりパーキングロックを解除できなくなった場合において、そのパーキングロックを手動で解除できるようにする技術が開示されている。
特開平11−325243号公報
ところで、自動変速機の変速機構は正常である一方で、前記アクチュエータの制御系が故障(フェイル)した場合に前記手動によるパーキングロックの解除操作を行うと、既に自動変速機の状態が動力伝達状態となっているため、その手動解除操作と同時に駆動力が伝達されることとなる。また、自動変速機が非動力伝達状態であっても、その手動解除操作に伴って、非動力伝達状態から動力伝達状態に切り換えられる場合には、同様にパーキングロックの手動解除操作と同時に駆動力が伝達されるという不都合があった。
本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、手動でパーキングロックを解除する場合に、車両の駆動輪への駆動力の伝達を遮断することが可能な車両の制御装置を提供することにある。
すなわち、請求項1にかかる発明の要旨とするところは、車両の駆動輪の回転をロックするためのロック機構と、電気信号に基づいてそのロック機構をロック状態とアンロック状態とに切り換えるアクチュエータと、前記ロック機構と機械的に連結された操作部材を有し、その操作部材の操作に連動して前記ロック機構をロック状態からアンロック状態に切り換える手動切換装置とを備えた車両の制御装置において、前記手動切換装置により前記ロック機構がロック状態からアンロック状態に切り換えられたことが検出された場合に前記車両の駆動輪からの駆動力の出力を規制する規制手段を備えることを特徴とする。
このようにすれば、手動操作切換手段によりロック機構がロック状態からアンロック状態に切り換えられたことが検出された場合には、車両の駆動輪からの駆動力の出力が規制されるので、パーキングロックの手動解除操作と同時に駆動輪に駆動力が伝達されることが防止できる。
ここで、好適には、前記車両には、動力源およびパワートレーンとを含み、前記規制手段は、その動力源が運転状態であることが検出された場合に前記パワートレーンが駆動力伝達状態となることを規制する。このようにすれば、車両の動力源が運転状態であることが検出された場合に前記パワートレーンが駆動力伝達状態となることが規制されることから、パーキングロックの手動解除操作と同時に駆動輪に駆動力が伝達されることが防止できる。
また、好適には、車両の駆動輪の回転をロックするためのロック機構と、電気信号に基づいてそのロック機構をロック状態とアンロック状態とに切り換えるアクチュエータと、前記ロック機構と機械的に連結された操作部材を有し、その操作部材の操作に連動して前記ロック機構をロック状態からアンロック状態に切り換える手動切換装置とを備えた車両の制御装置において、車両に搭載された内燃機関が運転状態であることを検出する検出手段と、その内燃機関が運転状態であることが検出されているときに前記手動切換装置により前記ロック機構がロック状態からアンロック状態に切り換えられた場合はその切り換え動作を操作者に報知する報知手段とを備えることを特徴とする。このようにすれば、手動操作切換手段によりロック機構がロック状態からアンロック状態に切り換えられたことが検出された場合には、その切換動作が前記報知手段により操作者に報知されるので、パーキングロックの手動解除操作と同時に駆動輪に駆動力が伝達されることが防止できる。
前記手動操作切換手段により前記ロック機構がロック状態からアンロック状態に切り換えられたか否かは、たとえば、(1)前記ロック状態からアンロック状態への切換を含むシフト操作が行われたにもかかわらずアクチュエータにそのシフトのための指令がなされず、かつ、(2)アクチュエータの回転速度が所定の閾値を超えたこと、あるいは、アクチュエータの回転数または回転角度等の駆動量が所定の閾値を超えたことのいずれかあるいは両方が検出されたことに基づいて判定される。
また、好適には、前記アクチュエータの回転数または回転角度は、そのアクチュエータの出力軸に連結されたロータリエンコーダによって検出される。
また、好適には、前記アクチュエータの回転速度は、前記ロータリエンコーダによって検出された回転数または回転角度とその回転に要した時間とによって算出される。
また、好適には、前記所定の閾値には、前記ロック機構がロック状態からアンロック状態へ切り換えられるために充分な値となるように予め実験等により設定された値が用いられる。
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、本発明が適用された車両用の自動変速機10の構成を説明する骨子図である。また、図2は、自動変速機10の複数のギヤ段(変速段)を成立させる際の摩擦係合装置(係合要素)の作動の組み合わせを説明する作動図表(係合作動表)である。この自動変速機10は、車体に取り付けられる非回転部材としてのトランスミッションケース(以下、ケースと表す)30内において、ダブルピニオン型の第1遊星歯車装置12を主体として構成されている第1変速部14と、シングルピニオン型の第2遊星歯車装置16およびダブルピニオン型の第3遊星歯車装置18を主体として構成されている第2変速部20とを共通の軸心C上に備え、入力軸22の回転を変速して出力軸24から出力する。入力軸22は入力回転部材に相当するものであり、本実施例では走行用の動力源であるエンジン26によって回転駆動されるトルクコンバータ28のタービン軸である。出力軸24は出力回転部材に相当するものであり、例えば差動歯車装置(終減速機)70や一対の車軸72等を順次介して左右の駆動輪74を回転駆動する(図3参照)。なお、この自動変速機10は中心線(軸心)Cに対して略対称的に構成されており、図1の骨子図においてはその軸心Cの下半分が省略されている。
第1遊星歯車装置12は、サンギヤS1、互いに噛み合う複数対のピニオンギヤP1、そのピニオンギヤP1を自転および公転可能に支持するキャリヤCA1、ピニオンギヤP1を介してサンギヤS1と噛み合うリングギヤR1を備え、サンギヤS1、キャリアCA1、およびリングギヤR1によって3つの回転要素が構成されている。キャリヤCA1は入力軸22に連結されて回転駆動され、サンギヤS1は回転不能にケース30に一体的に固定されている。リングギヤR1は中間出力部材として機能し、入力軸22に対して減速回転させられて、回転を第2変速部20へ伝達する。本実施例では、入力軸22の回転をそのままの速度で第2変速部20へ伝達する経路が、予め定められた一定の変速比(=1.0)で回転を伝達する第1中間出力経路PA1であり、第1中間出力経路PA1には、入力軸22から第1遊星歯車装置12を経ることなく第2変速部20へ回転を伝達する直結経路PA1aと、入力軸22から第1遊星歯車装置12のキャリヤCA1を経て第2変速部20へ回転を伝達する間接経路PA1bとがある。また、入力軸22からキャリヤCA1、そのキャリヤCA1に配設されたピニオンギヤP1、およびリングギヤR1を経て第2変速部20へ伝達する経路が、第1中間出力経路PA1よりも大きい変速比(>1.0)で入力軸22の回転を変速(減速)して伝達する第2中間出力経路PA2である。
第2遊星歯車装置16は、サンギヤS2、ピニオンギヤP2、そのピニオンギヤP2を自転および公転可能に支持するキャリヤCA2、ピニオンギヤP2を介してサンギヤS2と噛み合うリングギヤR2を備えている。また、第3遊星歯車装置18は、サンギヤS3、互いに噛み合う複数対のピニオンギヤP2およびP3、そのピニオンギヤP2およびP3を自転および公転可能に支持するキャリヤCA3、ピニオンギヤP2およびP3を介してサンギヤS3と噛み合うリングギヤR3を備えている。
第2遊星歯車装置16および第3遊星歯車装置18では、一部が互いに連結されることによって4つの回転要素RM1〜RM4が構成されている。具体的には、第2遊星歯車装置16のサンギヤS2によって第1回転要素RM1が構成され、第2遊星歯車装置16のキャリヤCA2および第3遊星歯車装置のキャリヤCA3が互いに一体的に連結されて第2回転要素RM2が構成され、第2遊星歯車装置16のリングギヤR2および第3遊星歯車装置18のリングギヤR3が互いに一体的に連結されて第3回転要素RM3が構成され、第3遊星歯車装置18のサンギヤS3によって第4回転要素RM4が構成されている。この第2遊星歯車装置16および第3遊星歯車装置18は、キャリアCA2およびCA3が共通の部材にて構成されているとともに、リングギヤR2およびR3が共通の部材にて構成されており、且つ第2遊星歯車装置16のピニオンギヤP2が第3遊星歯車装置18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。
第1回転要素RM1(サンギヤS2)は、第1ブレーキB1を介してケース30に選択的に連結されて回転停止され、第3クラッチC3を介して中間出力部材である第1遊星歯車装置12のリングギヤR1(すなわち第2中間出力経路PA2)に選択的に連結され、さらに第4クラッチC4を介して第1遊星歯車装置12のキャリヤCA1(すなわち第1中間出力経路PA1の間接経路PA1b)に選択的に連結されている。第2回転要素RM2(キャリヤCA2およびCA3)は、第2ブレーキB2を介してケース30に選択的に連結されて回転停止させられるとともに、第2クラッチC2を介して入力軸22(すなわち第1中間出力経路PA1の直結経路PA1a)に選択的に連結されている。第3回転要素RM3(リングギヤR2およびR3)は、出力軸24に一体的に連結されて回転を出力するようになっている。第4回転要素RM4(サンギヤS3)は、第1クラッチC1を介してリングギヤR1に連結されている。なお、第2回転要素RM2とケース30との間には、第2回転要素RM2の正回転(入力軸22と同じ回転方向)を許容しつつ逆回転を阻止する一方向クラッチF1が第2ブレーキB2と並列に設けられている。
第3回転部材RM3の外周側には、後述するパーキングロック機構50の一部を構成し、パーキングロックポール106と噛み合うことにより出力軸24の回転を阻止するパーキングギヤ108が固設されている。
図2に戻り、この係合作動表は、自動変速機10の各ギヤ段を成立させる際のクラッチC1〜C4、ブレーキB1、B2の作動状態を説明する図表であり、「○」は係合状態を、「(○)」はエンジンブレーキ時のみ係合状態を、空欄は解放状態をそれぞれ表している。このように、自動変速機10においては、3組の遊星歯車装置12、16、18を備え、クラッチC1〜C4、ブレーキB1、B2を選択的に係合することにより変速比γ(=入力軸回転速度NIN/出力軸回転速度NOUT)が異なる複数のギヤ段例えば前進8段の多段変速が達成される。また、特に、第2ブレーキB2と並列に一方向クラッチF1が設けられていることから、第1ギヤ段(1st )を成立させる際に、第2ブレーキB2はエンジンブレーキ時には係合させられる一方、駆動時には解放させられる。
また、各ギヤ段毎に異なる変速比は、第1遊星歯車装置12、第2遊星歯車装置16、および第3遊星歯車装置18の各ギヤ比ρ1、ρ2、ρ3によって適宜定められる。また、クラッチC1〜C4、およびブレーキB1、B2(以下、特に区別しない場合は単にクラッチC、ブレーキBと表す)は、多板式のクラッチやブレーキなど油圧アクチュエータによって係合制御される油圧式摩擦係合装置(以下、係合装置という)であり、油圧制御回路76(図3参照)内のリニアソレノイドバルブSL1〜SL6の励磁、非励磁や電流制御により、係合、解放状態が切り換えられるとともに係合、解放時の過渡油圧などが制御される。
図3は、図1の自動変速機10などを制御するために車両に設けられた制御系統の要部を説明するブロック線図である。電子制御装置100は、例えばCPU、RAM、ROM、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、CPUはRAMの一時記憶機能を利用しつつ予めROMに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、エンジン26の出力制御や自動変速機10の変速制御等を実行するようになっており、必要に応じてエンジン制御用やリニアソレノイドバルブSL1〜SL6を制御する変速制御用等に分けて構成される。
図3において、車両に設けられた図示しないセンサやスイッチなどから、例えばクランク角度(位置)ACR(°)およびエンジン26の回転速度NEに対応するクランクポジションを検出するクランクポジションセンサ、トルクコンバータ28のタービン回転速度NTすなわち自動変速機10の入力軸22の回転速度NINを検出するタービン回転速度センサ、車速Vに対応する出力軸24の回転速度NOUTを検出する出力軸回転速度センサ、エンジン26の吸入空気量QAIRを検出する吸入空気量センサ、手動変速操作装置としてのシフトレバー40のレバーポジション(操作位置)PSHを検出するシフトポジションセンサ42、アクセルペダルの操作量であるアクセル開度Accを検出するアクセル開度センサ、吸気配管に設けられた電子スロットル弁の開き角すなわちスロットル弁開度θTHを検出するスロットルポジションセンサ、常用ブレーキであるフットブレーキの操作の有無を表すブレーキ操作信号BONを検出するブレーキスイッチ、油圧制御回路76内の作動油の温度であるAT油温TOILを検出するためのAT油温センサ、車両の加速度(減速度)Gを検出するための加速度センサ等から、クランク角度(位置)ACR(°)およびエンジン回転速度NE、タービン回転速度NT(=入力軸回転速度NIN)、車速V、出力軸回転速度NOUT、吸入空気量QAIR、レバーポジションPSH、アクセル開度Acc、スロットル弁開度θTH、ブレーキ操作信号BON、AT油温TOIL、加速度(減速度)Gなどを表す信号が電子制御装置100に供給される。
上記アクセルペダルは、運転者の要求する車両駆動力に応じて踏み込み操作されるもので、出力操作部材に相当し、その操作量であるアクセル開度Accは加速要求量に相当する。
電子制御装置100からは、エンジン26の出力制御の為のエンジン出力制御指令信号SE、例えば電子スロットル弁の開閉を制御するためのスロットルアクチュエータへの駆動信号や燃料噴射装置から噴射される燃料の量を制御するための噴射信号やイグナイタによるエンジン26の点火時期を制御するための点火時期信号などが出力されている。また、自動変速機10の変速制御の為の変速制御指令信号SP、例えば自動変速機10の変速段を切り換えるために油圧制御回路76内のリニアソレノイドバルブSL1〜SL6の励磁、非励磁などを制御するためのバルブ指令信号やライン油圧PLを制御するためのリニアソレノイドバルブSLTへの駆動信号などが出力されている。さらに、シフトレバー40が後述する「P」ポジションに位置させられる場合には、出力軸24の回転を阻止するパーキングロックを行うために、電動モータ、ソレノイドなどの電動アクチュエータ44を作動させる信号SAが出力されている。
図4は、クラッチCおよびブレーキBの各油圧アクチュエータの作動を制御するリニアソレノイドバルブSL1〜SL6等に関する回路図であって、油圧制御回路76の要部を示す回路図である。
図4において、クラッチC1、C2、およびブレーキB1、B2の各油圧アクチュエータ(油圧シリンダ)78、80、86、88には、油圧供給装置90から出力されたDレンジ圧(前進レンジ圧、前進油圧)PDがそれぞれリニアソレノイドバルブSL1、SL2、SL5、SL6により調圧されて供給され、クラッチC3およびC4の各油圧アクチュエータ82、84には、油圧供給装置90から出力されたライン油圧PL1がそれぞれリニアソレノイドバルブSL3、SL4により調圧されて供給されるようになっている。なお、ブレーキB2の油圧アクチュエータ88には、リニアソレノイドバルブSL6の出力油圧およびリバース圧(後進レンジ圧、後進油圧)PRのうち何れか供給された油圧がシャトル弁99を介して供給される。
油圧供給装置90は、エンジン26によって回転駆動される機械式のオイルポンプ68(図1参照)から発生する油圧を元圧としてライン油圧PL1(第1ライン油圧PL1)を調圧する例えばリリーフ型のプライマリレギュレータバルブ(第1調圧弁)92、第1調圧弁92によるライン油圧PL1の調圧のために第1調圧弁92から排出される油圧を元圧としてライン油圧PL2(第2ライン油圧PL2、セカンダリ圧PL2)を調圧するセカンダリレギュレータバルブ(第2調圧弁)94、アクセル開度Acc或いはスロットル弁開度θTHで表されるエンジン負荷等に応じたライン油圧PL1、PL2に調圧されるために第1調圧弁92および第2調圧弁94へ信号圧PSLTを供給するリニアソレノイドバルブSLT、ライン油圧PL1を元圧としてモジュレータ油圧PMを一定値に調圧するモジュレータバルブ96、およびケーブルやリンクなどを介して機械的に連結されるシフトレバー40の操作に伴い機械的に作動させられて油路が切り換えられることにより入力されたライン油圧PL1をシフトレバー40が「D」ポジション或いは「B」ポジションへ操作されたときにはDレンジ圧PDとして出力し或いは「R」ポジションへ操作されたときにはリバース圧PRとして出力するマニュアルバルブ98等を備えており、ライン油圧PL1、PL2、モジュレータ油圧PM、Dレンジ圧PD、およびリバース圧PRを供給する。
リニアソレノイドバルブSL1〜SL6は、基本的には何れも同じ構成であり、電子制御装置100により独立に励磁、非励磁され、各油圧アクチュエータ78〜88の油圧が独立に調圧制御されてクラッチC1〜C4、ブレーキB1、B2の係合圧が制御される。そして、自動変速機10は、例えば図2の係合作動表に示すように予め定められた係合装置が係合されることによって各変速段が成立させられる。また、自動変速機10の変速制御においては、例えば変速に関与するクラッチCやブレーキBの解放と係合とが同時に制御される所謂クラッチ・ツウ・クラッチ変速が実行される。例えば、図2の係合作動表に示すように5速→4速のダウンシフトでは、クラッチC2が解放されると共にクラッチC4が係合され、変速ショックを抑制するようにクラッチC2の解放過渡油圧とクラッチC4の係合過渡油圧とが適切に制御される。このように、自動変速機10の係合装置(クラッチC、ブレーキB)がリニアソレノイドバルブSL1〜SL6により各々制御されるので、係合装置の作動の応答性が向上される。或いはまた、その係合装置の係合/解放作動の為の油圧回路が簡素化される。
シフトレバー40は例えば運転席の近傍に配設され、図5に示すように、車両前後(縦)方向に配列された3つの「R」ポジション、「N」ポジション、「D」ポジションと、それに平行に配列された手動操作用の「+」ポジション、「B」ポジション、「−」ポジションとへH型パターンで操作されるようになっている。本実施例では、P位置へ操作してパーキングロックするためのP操作釦41が別スイッチとして設けられている。
上記「R」ポジションは自動変速機10の出力軸24の回転方向を逆回転とするための後進走行ポジション(位置)であり、「N」ポジションは自動変速機10内の動力伝達が遮断されるニュートラル状態とするための中立ポジションであり、「D」ポジションは自動変速機10の変速を許容する変速範囲(Dレンジ)で第1ギヤ段「1st」〜第8ギヤ段「8th」の総ての前進ギヤ段を用いて自動変速制御を実行させる前進走行ポジションであり、「B」ポジションはギヤ段の変化範囲を制限する複数種類の変速レンジすなわち高車速側のギヤ段が異なる複数種類の変速レンジを切り換えることにより手動変速が可能な前進走行ポジションである。P操作釦41の操作により選択される「P」ポジションは自動変速機10内の動力伝達経路を解放しすなわち自動変速機10内の動力伝達が遮断されるニュートラル状態(中立状態)とし且つメカニカルパーキング機構によって機械的に出力軸24の回転を阻止(パーキングロック)するための駐車ポジションである。
上記「B」ポジションにおいては、シフトレバー40の操作毎に変速範囲をアップ側にシフトさせるための「+」ポジション、シフトレバー40の操作毎に変速範囲をダウン側にシフトさせるための「−」ポジションが備えられている。例えば、「B」ポジションにおいては、「8」レンジ〜「L」レンジの何れかがシフトレバー40の「+」ポジション或いは「−」ポジションへの操作に応じて変更される。また、「B」ポジションにおける「L」レンジは第1ギヤ段「1st」にて第2ブレーキB2を係合させて一層エンジンブレーキ効果が得られるためのエンジンブレーキレンジでもある。
上記「D」ポジションは自動変速機10の変速可能な例えば図2に示すような第1速ギヤ段乃至第8速ギヤ段の範囲で自動変速制御が実行される制御様式である自動変速モードを選択するシフトポジションでもあり、「B」ポジションは自動変速機10の各変速レンジの最高速側ギヤ段を超えない範囲で自動変速制御が実行されると共にシフトレバー40の手動操作により変更された変速レンジ(すなわち最高速側ギヤ段)に基づいて手動変速制御が実行される制御様式である手動変速モードを選択するシフトポジションでもある。
図6は、前記P操作釦41の操作により「P」ポジションが選択された場合にパーキングロックを行うパーキングロック機構50の構成とそのパーキングロック機構50を駆動する電動アクチュエータ44等を説明する図である。なお、本実施例において「シフト位置」は、P位置、R位置、N位置、D位置を意味し、R位置、N位置、およびD位置は非P位置と称される。
パーキングロック機構50は、電動アクチュエータ44により回転駆動されるシャフト102、シャフト102に固定されてそのシャフト102と共に回転するディテントプレート120、ディテントプレート120の回転に伴って長手方向に動作するロッド104、自動変速機10の出力軸24に固定されたパーキングギヤ108、パーキングギヤ108をロックするために図示しないケースに回動可能に固定されたパーキングロックポール106、ディテントプレート120の回転に節度を与えて各シフト位置に固定するディテントスプリング110およびその先端部に設けられたころ112を備えている。
ディテントプレート120は、シャフト102を介して電動アクチュエータ44の駆動軸に作動的に連結されており、ロッド104、ディテントスプリング110、ころ112などと共に電動アクチュエータ44により駆動されて変速機のシフト位置を切り替えるためのシフト位置決め部材として機能する。シャフト102、ディテントプレート120、ロッド104、ディテントスプリング110、およびころ112は、シフト切替機構の役割を果たす。ディテントプレート120の頂部には、一対の内壁面126と128との間においてP位置、R位置、N位置、D位置に対応して設けられた4つの谷が設けられており、それらのうちの端に位置する谷124がP位置に対応している。また、ロータリエンコーダ46は、電動アクチュエータ44の駆動量すなわち回転量に応じた計数値(エンコーダカウント)を取得するためのパルス信号を出力する。また、ディテント位置スイッチ32は、シャフト102に備えられ、シフト位置が所定のP位置範囲にあるのか或いは所定の非P位置範囲にあるのかを検出することにより、ディテントプレート120の回転位置すなわちシフト位置に関する情報を検出する位置検出装置として機能する。
図6は、シフト位置がP位置であるときの状態を示している。この状態では、パーキングロックポール106がパーキングギヤ108をロックしており、車両の駆動軸の回転は妨げられている。この状態から、電子制御装置100より作動のための信号SAを受けた電動アクチュエータ44によりシャフト102を図6に示す矢印Cの方向に回転させると、ディテントプレート120を介してロッド104が図2に示す矢印Aの方向に押され、ロッド104の先端に設けられたテーパー部材114によりパーキングロックポール106が図6に示す矢印Bの方向に押し下げられる。ディテントプレート120の回転に伴って、ディテントプレート120の頂部にP位置、R位置、N位置、D位置に対応して設けられた4つの谷のうちの端に位置する谷、すなわち図7に示すP位置124にあったディテントスプリング110のころ112は、山122を乗り越えて他方の谷のいずれか、すなわち非P位置121(図7参照)へ移る。ころ112は、その軸心まわりに回転可能にディテントスプリング110に設けられている。ころ112が非P位置121に到達するまでディテントプレート120がC方向へ回転したとき、パーキングロックポール106は、パーキングギヤ108と噛み合うことのない位置まで押し下げられる。これにより、出力軸24およびこれに連結された車両の駆動輪74が機械的に固定されなくなり、シフト位置が非P位置に切り替えられる。電動アクチュエータ44によりシャフト102がD方向に回転させられると、上記と逆の作動によりシフト位置がP位置に切り替えられる。
ディテント位置スイッチ32は、ころ112が非P位置121の所定範囲にあるとき、およびころ112がP位置124の所定範囲にあるときに、その位置を示すオン信号を出力するように設定されている。上記非P位置121の所定範囲は、パーキングロックポール106により確実にパーキングギヤ108がロックされていないことが予め実験的に求められた非P位置範囲であり、上記P位置124の所定範囲は、パーキングロックポール106により確実にパーキングギヤ108がロックされていることが予め実験的に求められたP位置範囲である。
図6に示すように、パーキングロック機構50には、手動切換装置に相当する手動パーキングロック解除装置52が設けられている。手動パーキングロック解除装置52は、シャフト102に取り付けられて一体的に回転するアウターレバー48と、そのアウターレバー48とケーブル或いはリンク等を介して機械的に連結された手動解除レバー38とからなる。手動解除レバー38は、たとえば操縦席近傍に設けられ、シフト位置がP位置であるときに、手動解除レバー38が図6の矢印E方向に操作されることにより、アウターレバー48は矢印F方向に連動して動作される。このとき、アウターレバー48はシャフト102と一体的に回転することから、シャフト102もアウターレバーの動作と共に図6の矢印Cの方向に回転する。そして、ディテントプレート120はシャフト102の回転に伴って回転することから、結局、手動解除レバー38を操作することによりディテントプレート120を回転することができる。このようにすれば、シフト位置がP位置、すなわち、ころ112がディテントプレート120のP位置124にあったパーキングロック機構50は、ディテントプレート120が回転し、ころ112が非P位置121に移動し、パーキングロックを電動アクチュエータ44を使用することなく手動により解除することができる。なお、このとき、手動解除レバー38の操作とシャフト102の回転は、手動解除レバー38の操作量や操作に必要なトルクが、ころ112がディテントプレート120のP位置124から非P位置121に移動するのに必要かつ十分なディテントプレート120の回転を生ずるようなシャフト102の回転量やトルクとなるように図示しないギヤ等を介して調整される。
図8は、前記電子制御装置100の制御機能の要部、すなわち手動操作によりロック機構がロック状態からアンロック状態に切り換えられた場合に車両の駆動輪74からの駆動力の出力を規制する制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。
レバー操作検出手段130では、アウターレバー48の回転速度ωおよび回転量Ωが、予め実験的に得られた閾値であるω0およびΩ0を上回るかどうかを判断することにより、アウターレバー48と機械的に連結された手動解除レバー38が操作されたか否かが判断される。このとき、アウターレバー48と電動アクチュエータ44とはシャフト102を介して一体となって回転するため、アウターレバー48の回転量Ωは、電動アクチュエータ44の回転量を計測するエンコーダ46によって計測され、また、回転速度ωは、たとえば、回転量Ωをその計測に要した時間で割ることにより単位時間あたりの回転数すなわち回転速度として算出することができる。回転速度の閾値ω0は、通常想定されるアクチュエータの稼働速度の上限を上回る値が閾値として設定され、また、回転量の閾値Ω0は、たとえば、車両の走行時における車両の振動による電動アクチュエータ44の回転量が閾値として設定される。これらの判断の結果、電動アクチュエータ44の回転速度ωが閾値ω0を上回っており、かつ、電動アクチュエータ44の回転量Ωが閾値Ω0を上回っている場合には、手動解除レバー38が操作されたことが検出される。
パーキングロック解除未完了検出手段132では、シフト操作が行われたか否か、および、アクチュエータへの回転指令がされたか否かに基づいて、パーキングロックの解除が未完了であるか否かが検出される。ここで、シフト操作が行われたとは、たとえば、シフトレバー40が前記「P」ポジションから「P」以外のポジションへ移動させられたことを示す信号がP操作釦41或いはシフトポジションセンサ42から電子制御装置100に入力されたことをいう。また、アクチュエータの回転指令とは、前記P操作釦41の再押圧操作であるP位置解除操作、或いは、シフトレバー40がポジション間で移動させられたことにより、電動アクチュエータ44がパーキングロックの解除を行うために作動する信号が電子制御装置100から出力されたことをいう。パーキングロック解除未完了検出手段132では、前記「P」ポジションから「P」以外のポジションへのシフト操作が行われたにもかかわらず、電動アクチュエータ44への回転指令がされていない場合に、パーキングロックの解除が未完了であることが検出される。
手動アンロック操作判定手段134では、レバー操作検出手段130において手動解除レバー38が操作されたこと、すなわちアウターレバー48の回転速度ωが事前に定められた閾値ω0以上の速度で回転しかつその回転量Ωが事前に定められた閾値Ω0以上の回転量であることが検出され、かつ、前記パーキングロック解除未完了検出手段132においてパーキングロックの解除が未完了であること、たとえばP操作釦41のP位置解除操作が行われたにもかかわらず電動アクチュエータ44への回転指令がされていないことが検出された場合には、手動アンロック操作、すなわち、パーキングロックの手動による解除操作がされたと判定する。逆に言えば、シフトレバー40が「P」ポジションにある場合には、手動解除レバー38を操作することによりアウターレバー48が閾値ω0以上の回転速度かつΩ0以上の回転量で回転したとしても、手動アンロック操作がされたとは判定されない。
原動機運転状態検出手段136では、エンジン26が運転状態にあるかが検出される。たとえば、図示しないエンジン回転数センサ等により計測されたエンジン回転数NEが予め定められた所定の値NE0よりを上回っているかによって判断され、前記エンジン回転数NEがその所定の値NE0を上回っている場合にはエンジン26は運転状態にあると検出される。
規制手段138においては、前記手動アンロック操作判定手段134において手動アンロック操作がされたと判定され、かつ、前記原動機運転状態検出手段136においてエンジン26が運転状態にあることが検出された場合に、車両の駆動輪74への駆動力の伝達を遮断することによって駆動輪74からの駆動力の出力を規制する。駆動力の出力を規制する手段としては、たとえば、クラッチ解放手段140やエンジン出力制御手段142が含まれる。クラッチ解放手段140では、自動変速機10がエンジン26の駆動力を出力軸24に伝達することのないニュートラルレンジにするべく、図2の係合表にあるように、自動変速機10内の少なくともクラッチC1が解放状態となるような信号が、油圧制御回路76に送られる。また、エンジン出力制御手段142では、例えば、エンジンへの燃料供給を遮断する、すなわちフューエルカット状態とするよう、図示しないエンジン26の吸気配管に設けられた電子スロットルを閉じる信号が電子スロットルに送られる。フューエルカット状態となったエンジン26はそのトルクが減少させられるためである。なお、ここでいう駆動輪への駆動力の伝達の遮断とは、駆動輪74に駆動力がまったく伝達されない状態のみならず、伝達される駆動力を抑制することも含むものである。すなわち、規制手段138において、エンジン出力制御手段142のみが用いられた場合、エンジン26はフューエルカット状態となっても微小の駆動力を生ずるものの、フューエルカット状態となる前に比べて出力される駆動力を抑制することができる。
報知手段144は、前記手動アンロック操作判定手段134によって手動アンロック操作がされたと判断され、その結果前記規制手段138によって駆動輪74への駆動力の伝達が遮断された場合において、その事実が操作者に報知される。報知手段144では、例えばメーター56に併設して設けられたインジケータ58に、エンジン始動中に手動アンロック操作によりシフト位置が切り換えられたことを警告する表示がなされる。
図9は、前記電子制御装置100の制御作動の要部すなわちシフトレバー40がPポジションからP以外のポジションへ操作された場合であって、手動解除レバー38によって手動アンロック操作がされた場合に、駆動輪74への駆動力の伝達を遮断する制御を実行する制御作動を説明するフローチャートである。図9において、前記原動機運転状態検出手段136に対応するステップ(以下、ステップを省略する)S11では、車両のエンジン26が、たとえば、そのエンジン回転速度NEが予め定められた閾値NE0を上回っているか否かなどにより、運転状態であるか否かが判断される。この判断が肯定された場合、すなわち、エンジン回転速度NEがNE0を上回っている場合には、エンジン26は運転状態にあると判断され、S12に移る。一方、この判断が否定された場合には、エンジン26は運転状態にないと判断され、本フローチャートは終了させられる。エンジン26が運転状態になければ、駆動輪74の駆動力の伝達がなされないためである。
前記パーキングロック解除未完了検出手段132に対応するS12及びS13においては、上述の通り、たとえばP操作釦41のP位置解除操作が行われたにもかかわらず電動アクチュエータ44への回転指令がされていない場合に、パーキングロックの解除が未完了であることが検出される。S12においては、上記の判断のうち、シフト操作が行われたか否かが判断される。この判断は、シフトレバー40が「P」ポジションから「P」以外のポジションへ移動させられたことを示す信号が電子制御装置100に入力されたか否かによって判断される。前記信号が電子制御装置100に入力された場合には、パーキングロックの解除が行われたとして、続くS13に移る。一方、前記信号が電子制御装置100に入力されなかった場合には、シフト操作が行われなかった、すなわちシフトレバーは「P」位置に留まっているとして、本フローチャートは終了させられる。
S13においては、パーキングロック解除未完了検出手段132のうち、電動アクチュエータ44の回転指令がされたか否かの判断が行われる。S13においては、直前のステップであるS12において、シフトレバーが「P」ポジションから「P」以外のポジションへ移動させられていることからパーキングロックを解除する必要があるところ、その解除を行う電動アクチュエータ44に対し電子制御装置100から出力されるべき、パーキングロックを解除するため動作のための回転を指示する信号が出力されているか否かが判断される。前記信号が電子制御装置100から出力されていない場合には、アクチュエータによるパーキングロックの解除がされておらず、手動によるパーキングロックの解除が行われ得る状況であるとして、続くS14に移る。一方、前記信号が電子制御装置100から出力されている場合には、シフト操作に伴って電動アクチュエータ44がパーキングロックを解除することから、操作者の意図に反して車両が動きだす可能性は低いとして、本フローチャートは終了させられる。
前記レバー操作検出手段130に対応するS14およびS15においては、アウターレバー48の回転速度ωおよび回転量Ωが予め実験的に得られた閾値ω0およびΩ0を上回るか否かによって、アウターレバー48が手動によるパーキングロックの解除のために動かされたか否か、すなわち、アウターレバー48に機械的に連結された手動解除レバー38が操作者に操作されることによりアウターレバー48が動かされたか否かが判断される。S14においては、アウターレバー48の回転速度ωが、予め実験的に求められた値である閾値ω0を上回ったかが判断される。ここで、この判断が肯定された場合、すなわちアウターレバー48の回転速度ωが閾値ω0を上回った場合には、アウターレバー48は手動解除レバー38が操作者に操作されることにより動いた、すなわち、操作者は手動によるパーキングロックの解除を意図したと判断され、S16に移る。一方、判断が否定された場合、すなわちアウターレバー48の回転速度ωが閾値ω0と等しいもしくは閾値ω0を下回った場合には、再度、レバー回転量を基準としてアウターレバー48が手動解除のために動かされたか否かを判断するため、S15に移る。
S15においては、アウターレバー48の回転量Ωが、予め実験的に求められた値である閾値Ω0を上回ったかが判断される。ここで、この判断が肯定された場合、すなわちアウターレバー48の回転量Ωが閾値Ω0を上回った場合には、アウターレバー48は手動解除レバー38が操作者に操作されることにより動いた、すなわち、操作者は手動によるパーキングロックの解除を意図したと判断され、S16に移る。一方、判断が否定された場合、すなわちアウターレバー48の回転量Ωが閾値Ω0と等しいもしくは閾値Ω0を下回った場合には、アウターレバー48は動かされなかった、あるいは、車両の振動などによって動いたにすぎないと判断され、操作者の手動によるパーキングロックの解除の意図はないとして、本フローチャートは終了させられる。
前記手動アンロック操作判定手段134に対応するS16においては、S11〜S15の判断より、手動アンロック操作、すなわち、操作者が手動によりパーキングロックを解除する操作を行ったと判断し、S17に移る。
前記規制手段138に対応するS17においては、S16において、手動アンロック操作が行われたと判定されたことに基づき、駆動輪74への駆動力の伝達を遮断し、また、報知手段144に手動アンロック操作が行われたと判断されたこと、および駆動力の遮断が行われたことが伝達される。このとき、駆動力の伝達の遮断には、駆動力を完全に遮断することのみならず、駆動輪74へ伝達される駆動力を減少させる(抑制する)ことが含まれる。S17における駆動力の遮断は、たとえば、クラッチ解放手段140による自動変速機10のクラッチの解放による駆動力の遮断や、エンジン出力制御手段142によるフューエルカットによるエンジン26の出力トルクの抑制によって行われる。
続く、前記報知手段144に対応するS18においては、S16において手動アンロック行われたと判断されたこと、およびS17において駆動輪74への駆動力の伝達が遮断されたことを受け、インジケータ58における表示が行われる。前記表示は、例えば図10に示すように、操作者に対し、手動によるパーキングロック解除が行われたことを警告すると共に、シフトポジションセンサ42によって選択された現在のシフトポジションを併せて表示する。
上述のように、本実施例によれば、手動アンロック操作判定手段134(S16)により、手動切換装置としての手動解除レバー38によってパーキングロック機構50がロック状態からアンロック状態に切り換えられたことが検出された場合には、規制手段138(S17)によって車両の駆動輪74への駆動力の伝達が遮断されるので、パーキングロックの手動解除操作と同時に駆動輪74に駆動力が伝達されることを防止することが可能となる。
また、本実施例によれば、手動アンロック操作判定手段134(S16)により、手動操作切換手段としての手動解除レバー38によってパーキングロック機構50がロック状態からアンロック状態に切り換えられたことが検出された場合には、規制手段138(S17)によって車両の駆動輪74への、車両のパワートレーンに含まれる動力源であるエンジン26による駆動力の伝達が遮断されるので、パーキングロックの手動解除操作と同時に駆動輪74に駆動力が伝達されることを防止することが可能となる。
また、本実施例によれば、手動アンロック操作判定手段134(S16)により、手動切換装置としての手動解除レバー38によってパーキングロック機構50がロック状態からアンロック状態に切り換えられたことが検出された場合には、その切換動作が報知手段144(S18)によりインジケータ58に表示されることにより操作者に報知されるので、パーキングロックの手動解除操作と同時に駆動輪74に駆動力が伝達されることを防止することが可能となる。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
たとえば、図8および図9においては、手動アンロック操作判定手段134において手動アンロック操作がされたと判定され、かつ、原動機運転状態検出手段136においてエンジン26が運転状態にあることが検出された場合に、車両の駆動輪74への駆動力の伝達を遮断することによって駆動輪74からの駆動力の出力を阻止する規制手段138およびそれに対応するS17が存在したが、必ずしもこれは必要ない。すなわち、手動によるパーキングロックの解除がされた場合であっても、駆動輪74への駆動力の伝達の遮断は行わず、単にインジケータ58に表示を行うのみとなっていてもよい。
このとき、報知手段144、あるいは報知手段144に対応するS18においては、手動アンロック操作判定手段134、あるいは手動アンロック操作判定手段134に対応するS16において手動アンロックが行われたと判断されたことを受け、インジケータ58における表示が行われる。前記表示は、例えば図10に示すように、操作者に対し、手動によるパーキングロック解除が行われたことを警告すると共に、シフトポジションセンサ42によって選択された現在のシフトポジションを併せて表示する。
また、前述の実施例では、P操作釦41の操作に応答して、電動アクチュエータ44によってディテントプレート120のP位置への操作或いはP位置からの解除操作が行われていたが、P操作釦41に替えて、シフトレバー40が操作可能な「P」ポジションが設けられ、その「P」ポジションが電気的に検知されるようにしてもよい。
また、前述の規制手段138(S17)には、クラッチ解放手段140やエンジン出力制御手段142が例示されていたが、これは一態様に過ぎず、例えば、シフトレバー40が「P」ポジションから「R」ポジションに移動させられたような場合に駆動輪74からの駆動力の出力を規制する場合には、所定車速以上の前進走行時にシフトレバー等により後進変速段が選択された場合にその後進変速段の成立を阻止するリバースインヒビットバルブを用いて自動変速機10における「R」段の成立を阻止することによって駆動力の遮断を行ってもよい。また、必ずしも自動変速機10やエンジン26において駆動力の遮断を行う必要はなく、例えば、電動パーキングブレーキを作動させたり、あるいは電動ブレーキを作動させたりすることによって結果として駆動輪74の回転を抑制できればよい。
また、前述の実施例においては、パーキングロック解除未完了検出手段132(S12)におけるシフト操作の検出には、シフトポジションセンサ42から電子制御装置100にシフト操作がされた信号が入力されたことによってなされたが、これに限られず、例えば、自動変速機を搭載した車両に通常用いられる、エンジン26の始動時に自動変速機のシフトポジションが「P」または「N」であることを検出するニュートラルスタートスイッチを用いてもよい。
更に、前述の実施例においては、パーキングロック解除未完了検出手段132(S13)においては、パーキングロックの解除が未完了であるかの判断として、たとえばP操作釦41のP位置解除操作が行われたにもかかわらず、パーキングロック解除のための信号(回転指令)が電子制御装置100から電動アクチュエータ44に出力されなかったかによって判断されたが、これに限られず、例えば、シフト操作が行われたにもかかわらず、パーキングロックの解除のために電動アクチュエータ44が作動をしなかったか否かによって判断することもできる。
また、前述の実施例では、原動機としてエンジン26が設けられていたが、これに限られず、例えば、エンジン26以外に電動機のトルクによって駆動輪74が駆動されるハイブリッド車両であってもよい。また、エンジン26が運転状態であるか否かを問わず駆動輪74への駆動力の遮断を行うこともでき、この場合、原動機運転状態検出手段136(S11)は必要とされない。
また、前述の実施例においては、規制手段138(S17)および報知手段144(S18)の両方が設けられていたが、規制手段138(S17)があればよく、必ずしも報知手段144(S18)は必要ない。
また、本実施例においては、自動変速機10の第3回転部材RM3の外径側にパーキングギヤ108が設けられていたが、これに限られず、パーキングロックポール106と噛み合うことにより出力軸24の回転を阻止することができるようにパーキングロック機構50を構成することができれば、他の位置に設けられてもよい。
また、自動変速機として有段式の自動変速機10が用いられていたが、例えば無段変速機(CVT)等の他の形式の動力伝達装置が設けられていても、パーキングロックがアクチュエータによって作動させられる態様のものであれば、本発明は適用され得る。また、有段式の自動変速機10が備えられる場合にも、自動変速機の構造は前述の実施例のものに限定されず、遊星歯車装置の数や、変速段数、およびクラッチC、ブレーキBが遊星歯車装置のどの要素と選択的に連結されているかなどに特に限定はない。
また、前述の実施例では、ディテントプレート120を回転駆動するために、電動モータやソレノイドなどの電動アクチュエータ44が用いられていたが、油圧シリンダ、油圧モータなどの他のアクチュエータが設けられていてもよい。
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
本発明が適用された車両用自動変速機の構成を説明する骨子図である。 図1の車両用自動変速機の複数の変速段を成立させる際の油圧式摩擦係合装置の作動の組み合わせを説明する作動図表である。 図1の自動変速機を制御するために車両に設けられた制御系統の要部を説明するブロック線図である。 クラッチおよびブレーキの各油圧アクチュエータの作動を制御するリニアソレノイドバルブに関する回路図である。 図3のシフトレバーの操作位置を説明する図である。 図1の実施例の駆動装置に設けられたパーキングロック機構を説明する図である。 図6のパーキングロック機構のディテントプレートを説明する図である。 図3の電子制御装置の制御作動の要部を説明する機能ブロック線図である。 図3の電子制御装置の制御作動の様子を表すフローチャートである。 実施例におけるインジケータの表示例を示す図である。
符号の説明
10:自動変速機、28:トルクコンバータ(パワートレーン)
26:エンジン(動力源)
38:手動解除レバー(操作部材)
44:電動アクチュエータ(アクチュエータ)
50:パーキングロック機構(ロック機構)
52:手動パーキングロック解除装置(手動切換装置)
58:インジケータ(表示部)
74:駆動輪
100:電子制御装置(ECU)
134(S16):手動アンロック操作判定手段
136(S11):原動機運転状態検出手段
138(S17):規制手段
144(S18):報知手段

Claims (3)

  1. 車両の駆動輪の回転をロックするためのロック機構と、
    電気信号に基づいて該ロック機構をロック状態とアンロック状態とに切り換えるアクチュエータと、
    前記ロック機構と機械的に連結された操作部材を有し、該操作部材の操作に連動して前記ロック機構をロック状態からアンロック状態に切り換える手動切換装置とを備えた車両の制御装置において、
    前記手動切換装置により前記ロック機構がロック状態からアンロック状態に切り換えられたことが検出された場合に前記車両の駆動輪からの駆動力の出力を規制する規制手段を備える
    ことを特徴とする車両の制御装置。
  2. 動力源およびパワートレーンとを含み、
    前記規制手段は、該動力源が運転状態であることが検出された場合に前記パワートレーンが駆動力伝達状態となることを規制すること
    を特徴とする請求項1に記載の車両の制御装置。
  3. 車両の駆動輪の回転をロックするためのロック機構と、
    電気信号に基づいて該ロック機構をロック状態とアンロック状態とに切り換えるアクチュエータと、
    前記ロック機構と機械的に連結された操作部材を有し、該操作部材の操作に連動して前記ロック機構をロック状態からアンロック状態に切り換える手動切換装置とを備えた車両の制御装置において、
    車両に搭載された内燃機関が運転状態であることを検出する検出手段と、
    該内燃機関が運転状態であることが検出されているときに前記手動切換装置により前記ロック機構がロック状態からアンロック状態に切り換えられた場合は当該切り換え動作を操作者に報知する報知手段とを備える
    ことを特徴とする車両の制御装置。
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