JP2008051255A

JP2008051255A - 自動変速機のシフト切換装置、切換方法、その方法を実現するプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体

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Publication number: JP2008051255A
Application number: JP2006229361A
Authority: JP
Inventors: Motoyoshi Kamimura; 元祥上村
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-08-25
Filing date: 2006-08-25
Publication date: 2008-03-06

Abstract

【課題】シフト・バイ・ワイア方式のシフト制御システムにおいて、自車と障害物との衝突や接触を適切に回避する。
【解決手段】ＳＢＷ−ＥＣＵは、車両が停止中に（Ｓ１０１０にてＹＥＳ）、Ｄポジションへの変速操作を検出すると（Ｓ１０２０にてＹＥＳ）、自車と前方障害物との距離Ｌ（Ｆ）を検出するステップ（Ｓ１０３０）と、Ｌ（Ｆ）が自車の現在位置に基づいてＳＢＷ−ＥＣＵ自身が設定した前進用しきい値Ｆ（ＴＨ）以下であると（Ｓ１０５０にてＹＥＳ）Ｄポジションへの変速操作を無効化するステップ（Ｓ１０６０）と、Ｌ（Ｆ）が前進用しきい値Ｆ（ＴＨ）以下でないと（Ｓ１０５０にてＮＯ）Ｄポジションへの変速操作を有効としてシフトポジションを非走行ポジションからＤポジションへ変更するステップ（Ｓ１０７０）とを含む、プログラムを実行する。
【選択図】図５

Description

本発明は、自動変速機のシフトポジション（シフトレンジ）をモータ等からなるアクチュエータを介して切換える自動変速機のシフト切換に関し、特に車両が走行するシフトポジションへの切換を制限する、自動変速機のシフト切換に関する。

車両に搭載される自動変速機の中には、トルクコンバータなどの流体継手と歯車式変速機構とから構成される有段式の自動変速機や、油圧によって有効径を変化させる２つのプーリとそれらプーリに巻き掛けられた金属ベルトとから構成される無段式の自動変速機がある。

有段式の自動変速機は、エンジンと、トルクコンバータ等の流体継手を介して接続される。有段式の自動変速機は、複数の動力伝達経路を有してなる変速機構（歯車式変速機構）から構成され、たとえば、アクセル開度および車速に基づいて自動的に動力伝達経路の切換えを行なう、すなわち自動的に変速比（走行速度段）の切換えを行なうように構成される。有段式の自動変速機においては、摩擦要素である、クラッチ要素やブレーキ要素やワンウェイクラッチ要素が、所定の状態に係合および解放されることにより、ギヤ段が決定される。

無段式の自動変速機も、エンジンとトルクコンバータ等の流体継手を介して接続される。たとえばベルト式無段変速機は、金属ベルトと一対のプーリとを用いて、油圧によってプーリの有効径を変化させることで連続的に無段の変速を実現する。詳しくは、無端金属ベルトが、入力軸に取付けられた入力側プーリおよび出力軸に取付けられた出力側プーリに巻き掛けられて使用される。入力側プーリおよび出力側プーリは、溝幅を無段階に変えられる１対のシーブをそれぞれ備え、溝幅を変えることで、無端金属ベルトの入力側プーリおよび出力側プーリに対する巻付け半径が変わり、これにより入力軸と出力軸との間の回転数比、すなわち変速比を連続的に無段階に変化させることができる。

このようないずれのタイプの自動変速機においても、従来においては、一般的に、自動変速機を有した車両には運転者（以下、運転者をドライバと記載する場合がある）により操作されるスライド式のシフトレバーが設けられ、シフトレバーのスライド操作に基づいて変速ポジション（たとえば、パーキングポジション（Ｐポジション）後進走行ポジション（Ｒポジション）、ニュートラルポジション（Ｎポジション）、前進走行ポジション（Ｄポジション））が設定されている。したがって、シフトレバーの位置により（シフトレバーがスライド溝のどの位置にあるのかを目視することにより）、現在の自動変速機のシフトポジションを運転者が認識できる。

なお、シフトレンジとは、複数の前進変速ギヤ段（たとえば６速）を有する（後進変速ギヤ段を１段しか有しないとする）自動変速機における前進走行時に使用する変速ギヤ段の範囲を示すものである。たとえば、１レンジであると１速のみを使用し、２レンジであると１速および２速を使用し、３レンジであると１速、２速および３速を使用し、Ｄレンジであると１速から６速を使用することになる。

最近では、こうしたスライド式のシフトレバーによるシフト操作装置のみならず、いわゆるシフト・バイ・ワイア方式のシフト操作装置も知られている。こうした方式のシフト操作装置では、運転者のシフト操作をセンサやスイッチ（センサ類）によって検出し、その検出信号に応じて複数のポジションの中の１つのポジションを選択する構成となっている。さらに、このようなシフト・バイ・ワイア方式の場合には、シフトレバーはスライド式に限定されるものではなく、いわゆるジョイスティック方式の操作子やプッシュボタン方式の操作子の採用も提案されている。このジョイスティック方式の操作子では、運転者が前後左右にレバーを傾動させることでシフト操作が行なわれるようになっている。

スライド式のシフトレバーによるシフト操作装置であっても、いわゆるシフト・バイ・ワイア方式のシフト操作装置であっても、運転者の変速操作により、非走行ポジション（ＰポジションやＮポジション）から走行ポジション（ＤポジションやＲポジション）へのシフトポジションの切換えられた結果、車両の走行を開始する。走行が開始されると、自車の周囲の障害物に運転者が気付かない場合、その障害物に衝突や接触する可能性がある。

このようなシフトポジションの切換制御に関して、特開２００３−６５４３０号公報（特許文献１）は、運転者の誤判断または誤操作原因により車両の安全走行状態を失する可能性があるとき、車両の走行可能な状態を解除することができる自動変速機のシフトポジション切換え制御装置を開示する。この自動変速機のシフトポジション切換え制御装置は、自動変速機のシフトポジションを、パーキングを含む各種走行ポジションに切換えるためのシフトポジション切換機構と、シフトポジション切換機構の駆動源をなすアクチュエータと、アクチュエータを駆動する駆動回路と、外部操作によって入力される切換指令に従い駆動回路を介してアクチュエータを駆動することにより、自動変速機のシフトポジションを切換指令に対応したシフトポジションへ制御する制御部とを備える。自動変速機は、車両に推進力を伝達する内燃機関に接続されている。制御部は、車両が後進走行状態にあるとき、車両の車速が所定の車速を超えてしまっていると判断すると、切換指令に係らず、車両の走行可能な状態を解除する。

この自動変速機のシフトポジション切換え制御装置によると、車庫入れ等の後進走行時にアクセルペダルをブレーキペダルとを踏み間違える等の運転者の誤操作原因により、所定の車速を超えた過車速状態が生じたとき、車両の走行可能な状態を解除するシフトポジションへの制御が可能であるので、車両の安全走行状態を失する状態の回避ができる。

この特許文献１に開示された制御装置は車両の走行中であったが、実開平２−７０２１号公報（特許文献２）は、停止している車両におけるシフト操作に関する安全装置を開示する。詳しくは、特許文献２は、停止している車両の前方や後方に障害物がありながらも、運転者が無意識にその障害物がある方向へ発進するシフトポジションにチェンジレバーを操作することによる事故発生の可能性を回避する、オートマチック車の安全装置を開示する。このオートマチック車の安全装置は、チェンジレバーをシフトさせてシフトポジションを切換えることにより、トランスミッションのギヤの組合せを変えるオートマチック車において、（イ）チェンジレバーによるシフトチェンジを阻止する阻止部と、（ロ）車の前部、後部に配置され、それぞれ前方、後方に超音波を送波し、その反射波を受波する距離測定部と、（ハ）エンジン始動時に、距離測定部からの信号に基づいて車両の前方、後方の少なくともいずれか一方に障害物があると判定されると、阻止部を動作させて障害物が位置する方向に進むシフトポジションへのシフトチェンジを阻止する制御部とを含む。

この安全装置によると、エンジン始動時に車両の前方あるいは後方に障害物がある場合、この車両の前後に設けられた距離測定部により阻止部が作動して、ＤポジションやＲポジションへシフトポジションを切換えることができないようにしてある。このため、エンジン始動時に、車両の前後方向に障害物があると、その障害物がある方向へは進むことができないので、シフトチェンジの誤動作により発進して障害物に衝突したり接触したりすることを回避できる。
特開２００３−６５４３０号公報実開平２−７０２１号公報

しかしながら、特許文献１は、既に車両が走行中である場合における危険回避策を開示しているに過ぎない。これに対して、特許文献２は、車両停止中からの危険回避策を開示しているが、設定距離ｌ₀よりも短い範囲に障害物を検出するとその方向へ走行するシフトポジションへのシフト切換を阻止している。そして、特許文献２は、この設定距離ｌ₀は予めメーカによって製造段階において設定されていてもよいし、運転者が任意に設定できるようにしておいてもよいと開示されている。このように設定距離ｌ₀が一旦設定されて、その後運転者が変更することを忘れると、いつも同じ設定距離になる。たとえば、駐車場における後方に停止している車両との衝突あるいは接触を回避することを前提とするとこの設定距離ｌ₀は極めて小さい値（たとえば、互いにリヤを対向させて後進駐車している場合、リヤバンパーからリヤバンパーまでの０．５ｍ〜１ｍ程度）になる。すなわち、０．５ｍ〜１ｍまでは後進走行できる。一方、前方から走行してきた大型車両との行き違いのために単に後進走行するときには後続車両までの距離となり、たとえば、自車のリヤバンパーから後続車のフロントバンパーまでの距離であって５ｍであっても構わない場合がある。このため、設定距離ｌ₀が５ｍと設定されている状態では、駐車場において指定の枠内に駐車しようとしても後進走行できない。すなわち、後進駐車しようとしても後方に駐車された車両との距離が５ｍになると後進走行が阻止される。このときに、設定距離ｌ₀を０．５ｍと変更するのは、著しく運転者の負担になる。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、運転者による操作に従った電気的信号に基づいて、アクチュエータにより機械要素を動かして複数のシフトポジションの中から操作に対応する１つのシフトポジションに切換えるシフト・バイ・ワイア方式のシフト制御システムにおいて、自車と障害物との衝突や接触を適切に回避できる、シフト切換装置、切換方法、その方法を実現するプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体を提供することである。

第１の発明に係る自動変速機のシフト切換装置は、運転者による操作に従った電気信号に基づいて、アクチュエータにより機械要素を動かして複数のシフトポジションの中から操作に対応する１つのシフトポジションに切換えるためのシフト切換手段と、非走行ポジションから走行ポジションへの切換操作時における車両の周囲に関する条件に基づいて走行ポジションへの切換を禁止するようにシフト切換手段を制御するための制御手段と、車両の位置を検出するための検出手段と、条件を、位置に基づいて変更するための変更手段とを含む。第６の発明に係るシフト切換方法は、第１の発明に係るシフト切換装置と同様の要件を備える。

第１または第６の発明によると、自動変速機は、運転者による操作に従った電気的信号に基づいて、アクチュエータにより機械要素を動かして複数のシフトポジションの中から操作に対応する１つのシフトポジションに切換えるシフト・バイ・ワイア方式によりシフト切換が制御される。非走行ポジションから走行ポジションへシフトポジションが切換えられるように操作された時には、その時における車両の周囲に関する条件に基づいて走行ポジションへの切換が禁止される。たとえば、車両の前方や後方の周囲に障害物が存在すると、ＤポジションやＲポジションへのシフト切換を禁止する。ここで、車両の前方や後方の周囲に関する条件は車両の位置に基づいて（運転者が操作することなく自動的に）変更される。たとえば、駐車場や挟い道路等である場合には、走行ポジションへのシフト切換が禁止され易くなるように条件が変更され、そのような位置ではないと走行ポジションへのシフト切換が禁止されにくくなるように条件が変更される。このため、運転者が条件を変更する必要がない。その結果、シフト・バイ・ワイア方式のシフト制御システムにおいて、自車と障害物との衝突や接触を適切に回避できる、シフト切換装置やシフト切換方法を提供することができる。

第２の発明に係る自動変速機のシフト切換装置においては、第１の発明の構成に加えて、制御手段は、車両の周囲の障害物に関する条件に基づいて走行ポジションへの切換を禁止するようにシフト切換手段を制御するための手段を含む。第７の発明に係るシフト切換方法は、第２の発明に係るシフト切換装置と同様の要件を備える。

第２または第７の発明によると、車両の周囲の障害物に関する条件に基づいて走行ポジションへの切換を禁止されるので、障害物に衝突したり障害物と接触したりする危険を回避できる。

第３の発明に係る自動変速機のシフト切換装置においては、第１または２の発明の構成に加えて、制御手段は、車両の前方に障害物があるという条件が成立すると前進走行ポジションへの切換を禁止し、車両の後方に障害物があるという条件が成立すると後進走行ポジションへの切換を禁止するように、シフト切換手段を制御するための手段を含む。第８の発明に係るシフト切換方法は、第３の発明に係るシフト切換装置と同様の要件を備える。

第３または第８の発明によると、障害物がある方向への走行するシフトポジションへの切換が禁止されるので、障害物に衝突したり障害物と接触したりする危険を適切に回避できる。

第４の発明に係る自動変速機のシフト切換装置においては、第３の発明の構成に加えて、障害物は、自車以外の他の車両、人、建造物および路面の段差の少なくともいずれかである。第９の発明に係るシフト切換方法は、第４の発明に係るシフト切換装置と同様の要件を備える。

第４または第９の発明によると、自車以外の他の車両、人、建造物に衝突したり接触したりすることや、路面の段差で車両が破損することを適切に回避できる。

第５の発明に係る自動変速機のシフト切換装置においては、第１〜４のいずれかの発明の構成に加えて、制御手段は、設定された距離の範囲内の障害物に関する条件に基づいて走行ポジションへの切換を禁止するようにシフト切換手段を制御するための手段を含む。変更手段は、車両の位置に基づいて、距離を変更するための手段を含む。

第５または第１０の発明によると、たとえば駐車場や狭い道路等の車両の位置に基づいて、走行ポジションへのシフト切換を禁止する距離を変更するので、運転者が距離を変更する必要なく、自車と障害物との衝突や接触を適切に回避できる。

第１１の発明に係るプログラムは、第６〜第１０のいずれかの発明に係るシフト切換方法をコンピュータで実現するプログラムであって、第１２の発明に係る記録媒体は、第６〜第１０のいずれかの発明に係るシフト切換方法をコンピュータで実現するプログラムを記録した媒体である。

第１１または第１２の発明によると、コンピュータ（汎用でも専用でもよい）を用いて、第６〜第１０のいずれかの発明に係るシフト切換方法を実現することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

図１に、本実施の形態に係る自動変速機のシフト切換装置を備えたシフト制御システム１０の構成を示す。本実施の形態においては、車両の周囲の環境に応じて、車両停止状態（非走行ポジションであるＰポジションやＮポジション）から走行ポジション（ＤポジションやＲポジション）へのシフト切換を許可したり禁止したりする。

このシフト制御システム１０は、車両のシフトポジションを切換えるために用いられる。シフト制御システム１０は、Ｐスイッチ２０、シフトスイッチ２６、車両電源スイッチ２８、車両制御装置（以下、「ＥＦＩ−ＥＣＵ」と表記する）３０、パーキング制御装置（以下、「ＳＢＷ（Shift By Wire）−ＥＣＵ」と表記する）４０、アクチュエータ（モータ）４２、エンコーダ４６、シフト制御機構４８、表示部５０、メータ５２および駆動機構６０を含む。シフト制御システム１０は、電気制御によりシフトポジションを切換えるシフトバイワイヤシステムとして機能する。具体的にはシフト制御機構４８がアクチュエータ４２により駆動されてシフトポジションの切換えを行なう。

車両電源スイッチ２８は、車両電源のオン・オフを切換えるためのスイッチである。車両電源スイッチ２８は、特に限定されるものではないが、たとえば、イグニッションスイッチである。車両電源スイッチ２８がドライバなどのユーザから受付けた指示はＥＦＩ−ＥＣＵ３０に伝達される。たとえば、車両電源スイッチ２８がオンされることにより、図示しない補機バッテリから電力が供給されて、シフト制御システム１０が起動される。

Ｐスイッチ２０は、シフトポジションをパーキングポジション（以下、「Ｐポジション」と呼ぶ）とパーキング以外のＲポジション、ＮポジションおよびＤポジション（以下、これらの３つのポジションを「非Ｐポジション」と呼ぶ）との間で切換えるためのスイッチであり、スイッチの状態をドライバに示すためのインジケータ２２、およびドライバからの指示を受付ける入力部２４を含む。ドライバは、入力部２４を通じて、シフトポジションをＰポジションに入れる指示を入力する。入力部２４はモーメンタリスイッチであってもよい。入力部２４が受付けたドライバからの指示は、ＥＦＩ−ＥＣＵ３０、およびＥＦＩ−ＥＣＵ３０を通じＳＢＷ−ＥＣＵ４０に伝達される。なお、このようなＰスイッチ２０以外により、非ＰポジションからＰポジションにシフトポジションを切換えるものであってもよい。

ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、シフトポジションをＰポジションと非Ｐポジションとの間で切換えるために、シフト制御機構４８を駆動するアクチュエータ４２の動作を制御し、現在のシフトポジションの状態をインジケータ２２に提示する。シフトポジションが非Ｐポジションであるときにドライバは入力部２４を押下すると、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０はシフトポジションをＰポジションに切換えて、インジケータ２２に現在のシフトポジションがＰポジションである旨を提示する。

アクチュエータ４２は、スイッチドリラクタンスモータ（以下、「ＳＲモータ」と表記する）により構成され、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０からの指示を受けてシフト制御機構４８を駆動する。エンコーダ４６は、アクチュエータ４２と一体的に回転し、ＳＲモータの回転状況を検知する。本実施の形態のエンコーダ４６は、Ａ相、Ｂ相およびＺ相の信号を出力するロータリーエンコーダである。ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、エンコーダ４６から出力される信号を取得してＳＲモータの回転状況を把握し、ＳＲモータを駆動するための通電の制御を行なう。

シフトスイッチ２６は、シフトポジションをドライブポジション（Ｄ）、リバースポジション（Ｒ）、ニュートラルポジション（Ｎ）、ブレーキポジション（Ｂ）などのポジションに切換えたり、またＰポジションに入れられているときには、Ｐポジションを解除したりするためのスイッチである。シフトスイッチ２６が受付けたドライバからの指示はＥＦＩ−ＥＣＵ３０に伝達される。ＥＦＩ−ＥＣＵ３０は、ドライバからの指示に基づき、駆動機構６０におけるシフトポジションを切換える制御を行なうとともに、現在のシフトポジションの状態をメータ５２に提示する。駆動機構６０は、無段変速機構から構成されているが、有段変速機構から構成されてもよい。

ＥＦＩ−ＥＣＵ３０は、シフト制御システム１０の動作を統括的に管理する。表示部５０は、ＥＦＩ−ＥＣＵ３０またはＳＢＷ−ＥＣＵ４０が発したドライバに対する指示や警告などを表示する。メータ５２は、車両の機器の状態やシフトポジションの状態などを提示する。

さらに、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０には、この車両（自車）の位置を検出する自車位置検出部１０００と、自車から前方側の障害物までの前方距離Ｌ（Ｆ）を検出する前方距離Ｌ（Ｆ）検出部１１００と、自車から後方側の障害物までの後方距離Ｌ（Ｒ）を検出する後方距離Ｌ（Ｒ）検出部１２００とが接続されている。自車位置検出部１０００は、たとえばカーナビゲーション装置である。前方距離Ｌ（Ｆ）検出部１１００は、たとえばミリ波を用いたレーダーセンサである。後方距離Ｌ（Ｒ）検出部１２００は、たとえば距離測定機能を有するクリアランスセンサやバックカメラと連動して動作するカーナビゲーション装置の距離測定機構等である。なお、これらの検出部は、上述したセンサ等に限定されるものではない。また、障害物とは、たとえば、自車以外の他の車両、人、壁面や支柱等を含む建造物等である。

図２に示すように、シフトスイッチ２６は、たとえば、シフトレバー１１０２と、シフトレバー１１０２が摺動される第１の溝１１０４と、シフトレバー１１０２が摺動される第２の溝１１０６と、シフトレバー１１０２が摺動される第３の溝１１０８と、シフトレバー１１０２が摺動される第４の溝１１１０とから構成される。

第１の溝１１０４に沿ってシフトレバー１１０２がその終端（下端）まで到達して、予め定められた時間以上、シフトレバー１１０２が運転者により保持されることによりブレーキポジションに設定される。このとき、シフトレバー１１０２は、矢印１１２６で示すように移動される。

第２の溝１１０６に沿ってシフトレバー１１０２がその終端（右端）まで到達して、予め定められた時間以上、シフトレバー１１０２が運転者により保持されることによりニュートラルポジションに設定される。このとき、シフトレバー１１０２は、矢印１１２０で示すように移動される。

第２の溝１１０６に沿ってシフトレバー１１０２がその終端（右端）まで到達して、さらに第３の溝１１０８に沿ってシフトレバー１１０２がその終端（上端）まで到達して、予め定められた時間以上、シフトレバー１１０２が運転者により保持されることにより後進走行ポジションに設定される。このとき、シフトレバー１１０２は、矢印１１２２で示すように移動される。

第２の溝１１０６に沿ってシフトレバー１１０２がその終端（右端）まで到達して、さらに第４の溝１１１０に沿ってシフトレバー１１０２がその終端（下端）まで到達して、予め定められた時間以上、シフトレバー１１０２が運転者により保持されることにより前進走行ポジションに設定される。このとき、シフトレバー１１０２は、矢印１１２４で示すように移動される。

図２に示すシフト切換装置１１１０のシフトレバー１１０２は、運転者がシフトレバー１１０２から手を離している状態の中立位置にあることを示す。すなわち、図２に示すように、中立位置にあるシフトレバー１１０２を、矢印１１２０のように動かすことにより自動変速機がニュートラル状態となるニュートラルポジションに、矢印１１２２のように動かすことにより自動変速機が後進走行状態となる後進走行ポジションに、矢印１１２４のように動かすことにより前進走行ポジションに、矢印１１２６のように動かすことにより自動変速機が前進走行状態となる前進走行ポジションであってエンジンブレーキ作動状態となるブレーキポジションに設定される。なお、以下の説明においては、ブレーキポジション（Ｂポジション）についての説明は割愛する。

図３に、シフト制御機構４８の構成を示す。シフトポジションは、Ｐポジション、非Ｐポジション（Ｒ、Ｎ、Ｄの各ポジションを含み、さらにＤポジションに加えて１速固定のＤ１ポジションや１、２速固定（２速固定でも良い）のＤ２ポジション（２レンジ）を含んでも良い）である。シフト制御機構４８は、アクチュエータ４２により回転されるマニュアルシャフト１０２、マニュアルシャフト１０２の回転に伴って回転するディテントプレート１００、ディテントプレート１００の回転に伴って動作するロッド１０４、図示しない変速機の出力軸に固定されたパーキングギア１０８、パーキングギア１０８をロックするためのパーキングロックポール１０６、ディテントプレート１００の回転を制限してシフトポジションを固定するディテントスプリング１１０およびころ１１２を含む。ディテントプレート１００は、アクチュエータ４２により駆動されてシフトポジションを切換えるシフト手段として機能する。マニュアルシャフト１０２、ディテントプレート１００、ロッド１０４、ディテントスプリング１１０およびころ１１２は、シフト切換機構の役割を果たす。また、エンコーダ４６は、アクチュエータ４２の回転量に応じた計数値を取得する。

なお、図３の斜視図においては、ディテントプレート１００の谷（Ｐポジション位置）しか示していないが、実際には図３の拡大平面図に示すように、ディテントプレート１００には、Ｄ、Ｎ、Ｒ、Ｐの４つのポジションに対応する４つの谷が存在する。

図３は、シフトポジションが非Ｐポジション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がパーキングギア１０８をロックしていないので、車両の駆動軸の回転は妨げられない。この状態からアクチュエータ４２によりマニュアルシャフト１０２を時計回り方向に回転させると、ディテントプレート１００を介してロッド１０４が図３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部によりパーキングロックポール１０６が図３に示す矢印Ｂの方向に押し上げられる。ディテントプレート１００の回転に伴ってディテントプレート１００の頂部に設けられた４つの谷のうちの一方、すなわち非Ｐポジション位置１２０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、すなわちＰポジション位置１２４へ移る。ころ１１２は、その軸方向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Ｐポジション位置１２４に来るまでディテントプレート１００が回転したとき、パーキングロックポール１０６は、パーキングギア１０８と嵌合する位置まで押し上げられる。これにより、車両の駆動軸が機械的に固定され、シフトポジションがＰポジションに切換わる。

シフト制御システム１０においては、シフトポジション切換時にディテントプレート１００、ディテントスプリング１１０およびマニュアルシャフト１０２などのシフト切換機構に係る負荷を低減するために、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０が、ディテントスプリング１１０のころ１１２が山１２２を乗り越えて落ちるときの衝撃を少なくするように、アクチュエータ４２の回転量を制御する。

図４を参照して、本実施の形態に係るシフト切換装置の機能ブロック図について説明する。図４に示すように、このシフト切換装置は、運転者がシフト操作を行なう変速操作部１００００（たとえば、シフトスイッチ２６に対応）と、変速操作部１００００に接続され運転者による変速操作を検出する変速操作検出部１１０００と、変速操作検出部１１０００により非走行ポジションから走行ポジション（ＤポジションやＲポジション）への変速操作が検出されると、自車の周囲の情報に基づいて走行ポジションへの変速を実行するか否かを判断する変速実行判断部４００００と、変速実行判断部４００００により制御される変速実行部６００００とを含む。

さらに、変速実行判断部４００００には、自車の車速を検出する車速検出部５００００と、自車と前後障害物との距離を検出する距離検出部２００００とが接続されている。さらに、変速実行判断部４００００には、距離検出部２００００にて検出された距離と比較されるしきい値を設定するしきい値設定部３００００が接続されている。しきい値設定部３００００には、自車位置検出部３１０００（たとえば、カーナビゲーション装置に対応）と制動距離判断部３２０００とが接続されている。制動距離判断部３２０００は、たとえば路面が濡れていることを何らかの方法により検出すると、路面抵抗の低下により制動距離が伸びるので、しきい値を大きく変更して、検出された障害物までの距離が大きなしきい値を下回ると（十分に離れていても）走行ポジションへのシフト切換を許可しない。すなわち、ブレーキをかけても車両が止まりにくい状況下では、しきい値を大きく変更しして、非走行ポジションへのシフト切換を許可しにくくする。

このような機能ブロックを有する本実施の形態に係るシフト切換装置は、デジタル回路やアナログ回路の構成を主体としたハードウェアでも、ＥＣＵに含まれるＣＰＵ（Central Processing Unit)およびメモリとメモリから読み出されてＣＰＵで実行されるプログラムとを主体としたソフトウェアでも実現することが可能である。一般的に、ハードウェアで実現した場合には動作速度の点で有利で、ソフトウェアで実現した場合には設計変更の点で有利であると言われている。以下においては、ソフトウェアとして制御装置を実現した場合を説明する。なお、このようなプログラムを記録した記録媒体についても本発明の一態様である。

図５を参照して、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０で実行されるプログラムの制御構造について説明する。なお、このプログラムは、予め定められたサイクルタイムで繰返し実行される。

ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１０００にて、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、車速Ｖを検出する。なお、車速Ｖの検出方法は特に限定されない。Ｓ１０１０にて、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、車両が停止しているか否かを車速Ｖに基づいて判断する。車両が停止していると（Ｓ１０１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１０１０にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ１０２０にて、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、（ＰポジションやＮポジションから）Ｄポジションへの変速操作を検出したか否かを判断する。このとき、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、シフトスイッチ２６から入力された信号に基づいて判断する。Ｄポジションへの変速操作を検出すると（Ｓ１０２０にてＹＥＳ）、処理はＳ１０３０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１０２０にてＮＯ）、処理はＳ１０８０へ移される。

Ｓ１０３０にて、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、自車と前方障害物との距離Ｌ（Ｆ）を検出する。このとき、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、レーダーセンサ等の前方距離Ｌ（Ｆ）検出部１１００から入力された信号に基づいて、自車と前方障害物との距離Ｌ（Ｆ）を検出する。

Ｓ１０４０にて、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、後述するフローチャートで算出されメモリに記憶された前進用しきい値Ｆ（ＴＨ）を読み込む。Ｓ１０５０にて、検出された自車と前方障害物との距離Ｌ（Ｆ）が前進用しきい値Ｆ（ＴＨ）以下であるか否かを判断する。距離Ｌ（Ｆ）≦前進用しきい値Ｆ（ＴＨ）であると（Ｓ１０５０にてＹＥＳ）、処理はＳ１０６０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１０５０にてＮＯ）、処理はＳ１０７０へ移される。

Ｓ１０６０にて、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、Ｄポジションへの変速操作を無効化する。すなわち、しきい値以下の距離における前方に障害物があるので、Ｄポジションへのシフト切換を許可しない。その後、この処理は終了する。

Ｓ１０７０にて、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、Ｄポジションへの変速操作を有効として、シフトポジションをＤポジションへ変更する。すなわち、しきい値以下の距離における前方に障害物がないので、Ｄポジションへのシフト切換を許可して、Ｄポジションへシフトポジションを切換え、車両を前進させる。

Ｓ１０８０にて、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、（ＰポジションやＮポジションから）Ｒポジションへの変速操作を検出したか否かを判断する。このとき、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、シフトスイッチ２６から入力された信号に基づいて判断する。Ｒポジションへの変速操作を検出すると（Ｓ１０８０にてＹＥＳ）、処理はＳ１０９０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１０８０にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ１０９０にて、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、自車と後方障害物との距離Ｌ（Ｒ）を検出する。このとき、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、クリアランスセンサ等の後方距離Ｌ（Ｒ）検出部１２００から入力された信号に基づいて、自車と後方障害物との距離Ｌ（Ｒ）を検出する。

Ｓ１１００にて、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、後述するフローチャートで算出されメモリに記憶された後進用しきい値Ｒ（ＴＨ）を読み込む。Ｓ１１１０にて、検出された自車と後方障害物との距離Ｌ（Ｒ）が後進用しきい値Ｒ（ＴＨ）以下であるか否かを判断する。距離Ｌ（Ｒ）≦後進用しきい値Ｒ（ＴＨ）であると（Ｓ１１１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１１２０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１１１０にてＮＯ）、処理はＳ１１３０へ移される。

Ｓ１１２０にて、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、Ｒポジションへの変速操作を無効化する。すなわち、しきい値以下の距離における後方に障害物があるので、Ｒポジションへのシフト切換を許可しない。その後、この処理は終了する。

Ｓ１１３０にて、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、Ｒポジションへの変速操作を有効として、シフトポジションをＲポジションへ変更する。すなわち、しきい値以下の距離における後方に障害物がないので、Ｒポジションへのシフト切換を許可して、Ｒポジションへシフトポジションを切換え、車両を後進させる。

図６を参照して、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０で実行されるしきい値算出処理のプログラムの制御構造について説明する。なお、このプログラムも、予め定められたサイクルタイムで繰返し実行される。また、このプログラムの実行開始タイミングは、車両が停止しているときとしても構わないが、このタイミングに限定されるものではない。

Ｓ２０００にて、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、現在位置を検出する。このとき、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、カーナビゲーション装置等の自車位置検出部１０００から入力された自車位置情報に基づいて、現在位置を検出する。

Ｓ２０１０にて、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、現在位置は駐車場であるか否かを判断する。このとき、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、自車位置検出部１０００から入力された自車位置情報（緯度、経度および高度）とカーナビゲーション装置に記憶された地図データとに基づいて、現在位置が駐車場であるか否かを判断する（さらに、立体駐車場であるか否かまで判断しても良い）。現在位置は駐車場であると判断されると（Ｓ２０１０にてＹＥＳ）、処理はＳ２０２０へ移される。もしそうでないと（Ｓ２０１０にてＮＯ）、処理はＳ２０３０へ移される。

Ｓ２０２０にて、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、前進用しきい値Ｆ（ＴＨ）に駐車場用前進しきい値を代入し、後進用しきい値Ｒ（ＴＨ）に駐車場用後進しきい値を代入する。その後、処理はＳ２０６０へ移される。なお、駐車場用前進しきい値および駐車場用後進しきい値は、車両の寸法、動力特性等に基づいて適宜設定されメモリに記憶されている。さらに、これらの駐車場しきい値は、前進と後進とで異なる値がメモリに記憶されている。

Ｓ２０３０にて、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、現在位置の道路幅は４ｍ以下であるか否かを判断する。このとき、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、自車位置検出部１０００から入力された自車位置情報（緯度、経度および高度）とカーナビゲーション装置に記憶された地図データ（道路幅情報を含むデータ）とに基づいて、現在位置の道路幅が４ｍ以下であるか否かを判断する。現在位置の道路の幅が４ｍ以下であると判断されると（Ｓ２０３０にてＹＥＳ）、処理はＳ２０４０へ移される。もしそうでないと（Ｓ２０３０にてＮＯ）、処理はＳ２０５０へ移される。なお、本発明はこの４ｍに限定されるものではない。すなわち、車両の行き違い等を考慮した場合に４ｍ以下であると運転に注意が必要であると考えられる道路幅であれば特に限定されない。さらに、他の理由（車幅等）に基づいて道路幅を決定しても構わない。

Ｓ２０４０にて、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、前進用しきい値Ｆ（ＴＨ）に挟路用前進しきい値を代入し、後進用しきい値Ｒ（ＴＨ）に挟路用後進しきい値を代入する。その後、処理はＳ２０６０へ移される。なお、挟路用前進しきい値および挟路用後進しきい値は、車両の寸法、動力特性等に基づいて適宜設定されメモリに記憶されている。さらに、これらの挟路用しきい値は、前進と後進とで異なる値がメモリに記憶されている。

Ｓ２０５０にて、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、前進用しきい値Ｆ（ＴＨ）に前進用基準値を代入し、後進用しきい値Ｒ（ＴＨ）に後進用基準値を代入する。なお、前進用基準値およ後進用基準値は、車両の寸法、動力特性等に基づいて適宜設定されメモリに記憶されている。さらに、これらの挟路用しきい値は、前進と後進とで異なる値がメモリに記憶されている。

Ｓ２０６０にて、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、制動距離が伸びる要因があるか否かを判断する。たとえば、路面が濡れていると、制動距離が伸びる要因があると判断される。制動距離が伸びる要因があると判断されると（Ｓ２０６０にてＹＥＳ）、処理はＳ２０７０へ移される。もしそうでないと（Ｓ２０６０にてＮＯ）、この処理は終了する。さらに、運転者の熟練度や年齢に応じて制動距離が伸びる要因があるか否かを判断するようにしても構わない。

Ｓ２０７０にて、ＳＢＷ−ＥＣＵ４０は、前進用しきい値Ｆ（ＴＨ）に前進用しきい値Ｆ（ＴＨ）×α（α＞１）を代入し、後進用しきい値Ｒ（ＴＨ）に後進用しきい値Ｒ（ＴＨ）×β（β＞１）を代入する。このαやβは、適宜設定される。このようにすると、制動距離が伸びるとき（すなわち、ブレーキを作動させても停止しにくいときやブレーキ操作が遅れるとき）には、しきい値が大きくなるように補正して、障害物との距離が（制動距離が伸びないときよりも）長い状態であっても、走行ポジションへのシフト切換を許可しない。

以上のような構造を有する本実施の形態に係る自動変速機のシフト切換装置を備えたシフト制御システム１０の動作について、説明する。

車両の停止中に（Ｓ１０１０にてＹＥＳ）、この車両（自車）の現在位置が検出される（Ｓ２０００）。自車の現在位置が駐車場であると（Ｓ２０１０にてＹＥＳ）、前進用しきい値Ｆ（ＴＨ）に駐車場用前進しきい値が代入されて、後進用しきい値Ｒ（ＴＨ）に駐車場用後進しきい値が代入される（Ｓ２０２０）。

自車の現在位置が駐車場ではなく（Ｓ２０１０にてＮＯ）、自車の現在位置が幅が４ｍ以下の道路であると（Ｓ２０３０にてＹＥＳ）、前進用しきい値Ｆ（ＴＨ）に挟路用前進しきい値が代入されて、後進用しきい値Ｒ（ＴＨ）に挟路用後進しきい値が代入される（Ｓ２０４０）。

自車の現在位置が駐車場ではなく（Ｓ２０１０にてＮＯ）、自車の現在位置が幅が４ｍ以下の道路でもないと（Ｓ２０３０にてＮＯ）、前進用しきい値Ｆ（ＴＨ）に前進基準値が代入されて、後進用しきい値Ｒ（ＴＨ）に後進用基準値が代入される（Ｓ２０５０）。

なお、さらにこれら以外の条件を設定して、前進用しきい値Ｆ（ＴＨ）および後進用しきい値Ｒ（ＴＨ）を設定するようにしても構わない。

さらに、路面が濡れている等で制動距離が伸びる要因があると判断されると（Ｓ２０６０にてＹＥＳ）、前進用しきい値Ｆ（ＴＨ）に前進用しきい値Ｆ（ＴＨ）×α（α＞１）が代入され、後進用しきい値Ｒ（ＴＨ）に後進用しきい値Ｒ（ＴＨ）×β（β＞１）が代入される。

［Ｄポジションへのシフト切換時］
車両の停止中に（Ｓ１０１０にてＹＥＳ）、運転者が非走行ポジション（ＰポジションやＮポジション）からＤポジションへのシフト切換の操作を行なうと（Ｓ１０２０にてＹＥＳ）、自車と前方障害物との距離Ｌ（Ｆ）が検出され（Ｓ１０３０）、上述のように設定された前進用しきい値Ｆ（ＴＨ）以下であるか否かが判断される（Ｓ１０５０）。自車の周囲の環境（位置や路面状態）に応じて設定された前進用しきい値Ｆ（ＴＨ）の距離内に障害物があると（Ｓ１０５０にてＹＥＳ）、Ｄポジションへの変速操作が無効化（キャンセル）されて、現在の非走行ポジションを維持する。一方、前進用しきい値Ｆ（ＴＨ）の距離内に障害物がないと（Ｓ１０５０にてＮＯ）、Ｄポジションへの変速操作が有効と判断されて、非走行ポジションからＤポジションへシフトポジションが切換えられる。

［Ｒポジションへのシフト切換時］
また、車両の停止中に（Ｓ１０１０にてＹＥＳ）、運転者が非走行ポジション（ＰポジションやＮポジション）からＲポジションへのシフト切換の操作を行なうと（Ｓ１０８０にてＹＥＳ）、自車と後方障害物との距離Ｌ（Ｒ）が検出され（Ｓ１０９０）、上述のように設定された後進用しきい値Ｒ（ＴＨ）以下であるか否かが判断される（Ｓ１１１０）。自車の周囲の環境（位置や路面状態）に応じて設定された後進用しきい値Ｒ（ＴＨ）の距離内に障害物があると（Ｓ１１１０にてＹＥＳ）、Ｒポジションへの変速操作が無効化（キャンセル）されて、現在の非走行ポジションを維持する。一方、後進用しきい値Ｒ（ＴＨ）の距離内に障害物がないと（Ｓ１１１０にてＮＯ）、Ｒポジションへの変速操作が有効と判断されて、非走行ポジションからＲポジションへシフトポジションが切換えられる。

以上のようにして、本実施の形態に係るシフト切換装置によると、運転者がしきい値を変更する必要なく、運転者の技量や車両の周囲の環境に応じて設定されたしきい値の範囲内に障害物があるときには、非走行ポジションから走行ポジション（ＤポジションやＲポジション）へのシフトポジションの切換を許可しない。このため、運転者にしきい値の変更の手続を負担させることなく、自車と障害物との衝突や接触を適切に回避することができる。

なお、障害物との距離に代えて／加えて、車両の走行方向の路面に段差（たとえば溝や車止めを含む）がある場合に、非走行ポジションからその段差がある方向への走行ポジションへのシフト切換を無効化するようにしても良い。

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。

本発明の実施の形態に係るシフト制御システム１０の構成を示す図である。図１のシフトスイッチ２６の構成を示す図である。図１のシフト制御機構４８の構成を示す図である。本発明の実施の形態に係るシフト切換装置の機能ブロック図である。本発明の実施の形態に係るシフト切換装置であるＳＢＷ−ＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャート（その１）である。本発明の実施の形態に係るシフト切換装置であるＳＢＷ−ＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャート（その２）である。

符号の説明

１０シフト制御システム、２０Ｐスイッチ、２２インジケータ、２４入力部、２６シフトスイッチ、２８車両電源スイッチ、３０ＥＦＩ−ＥＣＵ、４０ＳＢＷ−ＥＣＵ、４２アクチュエータ、４６エンコーダ、４８シフト制御機構、５０表示部、５２メータ、６０駆動機構、７０シフト系統電源異常検出部、１００ディテントプレート、１０２マニュアルシャフト、１０４ロッド、１０６パーキングロックポール、１０８パーキングギア、１１０ディテントスプリング、１１２ころ、１２０非Ｐポジション位置、１２２山、１２４Ｐポジション位置、１０００自車位置検出部、１１００前方距離Ｌ（Ｆ）検出部、１２００後方距離Ｌ（Ｒ）検出部。

Claims

車両に搭載された自動変速機のシフト切換装置であって、
運転者による操作に従った電気信号に基づいて、アクチュエータにより機械要素を動かして複数のシフトポジションの中から前記操作に対応する１つのシフトポジションに切換えるためのシフト切換手段と、
非走行ポジションから走行ポジションへの切換操作時における車両の周囲に関する条件に基づいて前記走行ポジションへの切換を禁止するように前記シフト切換手段を制御するための制御手段と、
前記車両の位置を検出するための検出手段と、
前記条件を、前記位置に基づいて変更するための変更手段とを含む、自動変速機のシフト切換装置。
前記制御手段は、前記車両の周囲の障害物に関する条件に基づいて前記走行ポジションへの切換を禁止するように前記シフト切換手段を制御するための手段を含む、請求項１に記載の自動変速機のシフト切換装置。
前記制御手段は、前記車両の前方に障害物があるという条件が成立すると前進走行ポジションへの切換を禁止し、前記車両の後方に障害物があるという条件が成立すると後進走行ポジションへの切換を禁止するように、前記シフト切換手段を制御するための手段を含む、請求項１または２に記載の自動変速機のシフト切換装置。
前記障害物は、自車以外の他の車両、人、建造物および路面の段差の少なくともいずれかである、請求項３に記載の自動変速機のシフト切換装置。
前記制御手段は、設定された距離の範囲内の障害物に関する条件に基づいて前記走行ポジションへの切換を禁止するように前記シフト切換手段を制御するための手段を含み、
前記変更手段は、前記車両の位置に基づいて、前記距離を変更するための手段を含む、請求項１〜４のいずれかに記載の自動変速機のシフト切換装置。
車両に搭載された自動変速機のシフト切換方法であって、
運転者による操作に従った電気信号に基づいて、アクチュエータにより機械要素を動かして複数のシフトポジションの中から前記操作に対応する１つのシフトポジションに切換えるシフト切換ステップと、
非走行ポジションから走行ポジションへの切換操作時における車両の周囲に関する条件に基づいて前記走行ポジションへの切換を禁止するように前記シフト切換ステップを制御する制御ステップと、
前記車両の位置を検出する検出ステップと、
前記条件を、前記位置に基づいて変更する変更ステップとを含む、自動変速機のシフト切換方法。
前記制御ステップは、前記車両の周囲の障害物に関する条件に基づいて前記走行ポジションへの切換を禁止するように前記シフト切換ステップを制御するステップを含む、請求項６に記載の自動変速機のシフト切換方法。
前記制御ステップは、前記車両の前方に障害物があるという条件が成立すると前進走行ポジションへの切換を禁止し、前記車両の後方に障害物があるという条件が成立すると後進走行ポジションへの切換を禁止するように、前記シフト切換ステップを制御するステップを含む、請求項６または７に記載の自動変速機のシフト切換方法。
前記障害物は、自車以外の他の車両、人、建造物および路面の段差の少なくともいずれかである、請求項８に記載の自動変速機のシフト切換方法。
前記制御ステップは、設定された距離の範囲内の障害物に関する条件に基づいて前記走行ポジションへの切換を禁止するように前記シフト切換ステップを制御するステップを含み、
前記変更ステップは、前記車両の位置に基づいて、前記距離を変更するステップを含む、請求項６〜９のいずれかに記載の自動変速機のシフト切換方法。
請求項６〜１０のいずれかのシフト切換方法をコンピュータに実現させるプログラム。
請求項６〜１０のいずれかのシフト切換方法をコンピュータに実現させるプログラムを記録した記録媒体。