JP2009197932A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】障害物との衝突の可能性があるときに、運転者の衝突回避意思の有無に応じて自動変速機のシフトポジションを柔軟に設定可能な、車両の制御装置を提供する。
【解決手段】ＳＢＷ−ＥＣＵ５０は、前方衝突不可避検出部８１により、前方の物体と車両との衝突が不可避であることが検出された場合、あるいは後方衝突不可避検出部８２により、後方の物体と車両との衝突が不可避であることが検出された場合において、シフト切替え機構４８を制御することにより、シフトポジションをニュートラルポジションとするニュートラル制御を実行する。ただし、シフト制御装置１０は、運転者によるブレーキ操作が実行されている場合には、ニュートラル制御を禁止する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両の制御装置に関し、特に、自動変速機のシフトポジションを制御する技術に関する。

従来より、運転者によるシフトレバーの操作に従い自動変速機のシフトポジション（以下の説明においてはレンジともいう）をアクチュエータにより切替えるシフト切替機構が知られている。たとえば特開２００４−９２８４９号公報（特許文献１）は、障害物検出装置を搭載する車両に備えられ、アクチュエータによってレンジ切替えを行なう車両用自動変速機のレンジ切替装置を開示する。この装置は、障害物検出装置によって障害物の近接が検知されると、エンジンの動力伝達を遮断するレンジ（Ｐ（パーキング）レンジ、あるいはＮ（ニュートラル）レンジ）に強制的に切替える。上記文献によれば、車両が障害物に近づきつつあるときに、エンジンの動力伝達を遮断するレンジに強制的に切替えられることで、運転者がアクセルを踏んでいたとしても障害物への接近が抑止されて障害物との衝突を回避することができると説明されている。
特開２００４−９２８４９号公報 特開２００３−６５４３０号公報 実開平６−４０５１０号公報

しかしながら、レンジが強制的に切り換わった場合には、運転者による車両の操作が制限される。運転者が、障害物との衝突の可能性を認識し、かつ、その衝突を回避可能と考えているにもかかわらず、車両の操作が制限された場合、運転者の不安が増す可能性がある。しかしながら、特開２００４−９２８４９号公報（特許文献１）では、このような問題については触れられていない。

本発明の目的は、障害物との衝突の可能性があるときに、運転者の衝突回避意思の有無に応じて自動変速機のシフトポジションを柔軟に設定可能な、車両の制御装置を提供することである。

本発明は要約すれば、駆動源と、自動変速機と、駆動源からの駆動力を自動変速機に伝達する摩擦係合要素とを備える車両の制御装置である。制御装置は、車両に対して相対的に近づく物体が存在することを示す情報に基づいて、車両と物体との衝突が不可避であることを検出する検出部と、車両の挙動を制御するために、車両の運転者により操作される操作装置と、制御部とを備える。制御部は、検出部により衝突が不可避であることが検出された場合において、操作装置が操作されていない状態では摩擦係合要素を解放させるニュートラル制御を実行する一方、操作装置が操作された状態ではニュートラル制御を非実行とする制御部とを備える。

好ましくは、操作装置は、ブレーキ装置を含む。
好ましくは、検出部は、車両の進行方向の前方に位置する物体と、車両との衝突が不可避であることを検出する。

好ましくは、検出部は、車両の進行方向の後方に位置する物体と、車両との衝突が不可避であることを検出する。

好ましくは、検出部は、車両の進行方向の前方に位置する物体と、車両との衝突が不可避であることを検出するための第１の衝突不可避検出装置と、車両の進行方向の後方に位置する物体と、車両との衝突が不可避であることを検出するための第２の衝突不可避検出装置とを含む。

好ましくは、制御部は、自動変速機のシフトポジションを切替える切替機構と、切替機構を駆動するアクチュエータ部と、検出部の検出結果および操作装置の操作結果に基づいて、自動変速機のシフトポジションがニュートラルポジションに切替わるようにアクチュエータ部を制御するシフト制御部とを含む。

本発明によれば、障害物との衝突の可能性があるときに、運転者の衝突回避意思の有無に応じて、自動変速機のシフトポジションを柔軟に設定可能になる。

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。

［全体構成］
図１は、本発明の実施の形態に係る制御装置を搭載した車両の概略ブロック図である。図１を参照して、本発明の実施の形態に係る制御装置を搭載した車両を説明する。この車両は、ＦＦ（Front engine Front drive）車両である。なお、本実施の形態に係る制御装置を搭載した車両は、ＦＦ以外の車両であってもよい。

車両２００は、エンジン１と、前輪２と、後輪３と、シフト制御システム１０と、前突衝突不可避検出部８１と、後突衝突不可避検出部８２とを含む。

エンジン１は、車両２００の駆動源である。エンジン１は、インジェクタ（図示せず）から噴射された燃料と空気との混合気を、シリンダの燃焼室内で燃焼させる内燃機関である。燃焼によりシリンダ内のピストンが押し下げられて、クランクシャフトが回転させられる。なお、車両の１００の駆動源は、エンジン１等の内燃機関に限定されるものではない。たとえば、駆動源として、内燃機関に代えて、あるいは内燃機関に加えてモータが搭載されていてもよい。

シフト制御システム１０は、所望のギヤ段を形成することにより、クランクシャフトの回転数を所望の回転数に変速する自動変速機３０を含む。図示しないが、自動変速機３０の出力ギヤは、ディファレンシャルギヤと噛合っている。ディファレンシャルギヤにはドライブシャフトがスプライン嵌合などによって連結されている。ドライブシャフトを介して、前輪２に動力が伝達される。

なお、シフト制御システム１０は、いわゆるシフトバイワイヤ方式のシフト操作装置を備えている。シフト制御システム１０の構成の詳細は後述するが、こうした方式のシフト操作装置では、運転者によるシフトレバーの操作がセンサやスイッチ（センサ類）によって検出され、その検出信号に応じて、複数のシフトポジション（以下の説明においてはレンジと呼ぶ場合もある）の中の１つのポジションが選択される。複数のシフトポジションには、前進走行ポジション（以下、「Ｄポジション」と記載する）、後進走行ポジション（以下、「Ｒポジション」と記載する）、ニュートラルポジション（以下、「Ｎポジション」と記載する）、パーキングポジション（以下、「Ｐポジション」と記載する）が含まれる。

前突衝突不可避検出部８１は、車両２００の前方の物体と車両２００との衝突が不可避な状態となったときに、その状態を検出する。後突衝突不可避検出部８２は、車両２００の後方の物体と車両２００との衝突が不可避な状態になったときにその状態を検出する。なお、前突衝突不可避検出部８１および後突衝突不可避検出部８２の両方が必ず車両２００に搭載されるものと限定されず、いずれか一方のみ車両２００に搭載されていてもよい。ただし、車両２００の衝突回避の可能性を高める上では両方が車両２００に搭載されたほうが好ましい。

シフト制御システム１０は、前突衝突不可避検出部８１により、前方の物体と車両との衝突が不可避であることが検出された場合において、自動変速機３０のシフトポジション（レンジ）をＮポジションに設定するニュートラル制御を実行する。同様に、シフト制御システム１０は、後突衝突不可避検出部８２により、後方の物体と車両との衝突が不可避であることが検出された場合において、ニュートラル制御を実行する。ただし、シフト制御システム１０は、運転者によるブレーキ操作が実行されている場合には、ニュートラル制御を実行しない。この場合、自動変速機３０のシフトポジションは元のままとなる。

ここで、「前方の物体と車両との衝突」とは、本実施の形態に従う車両２００が走行中の場合において、車両２００の前方の物体が、車両２００に相対的に近づくことによって、車両２００と衝突することを指す。したがって、「前方の物体」とは地面に対して静止した物体でもよいし、移動している物体（たとえば車両２００の前方を走行する車両）でもよい。同様に、「後方の物体と車両との衝突」とは、走行中の車両２００の後方の物体が、車両２００に相対的に近づくことによって、その物体と車両とが衝突することを指す。この物体とは、たとえば移動している物体（たとえば図１の車両の後方を走行する車両）である。

図２は、本実施の形態に係るシフト制御システム１０の構成を示した図である。シフト制御システム１０は自動変速機のシフトポジションを制御するためのものであり、本実施の形態に係る車両の制御装置における「制御部」に相当する。

図２を参照して、シフト制御システム１０は、シフト操作部２０と、アクチュエータ部４０と、シフト切替え機構４８と、自動変速機３０と、ＳＢＷ（Shift By Wire）−ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０と、ＥＣＴ（Electronic Controlled Automatic Transmission）−ＥＣＵ５２と、ＥＦＩ（Electronic Fuel Injection）−ＥＣＵ５４と、ＥＰＢ（Electric Parking brake）−ＥＣＵ５５と、ＶＳＣ（Vehicle Stability Control）−ＥＣＵ５６と、メータ５８と、油温センサ６０と、アクセル開度センサ６２と、車速センサ６４と、ブレーキ圧センサ６６と、イグニッションスイッチ（ＩＧＳＷ）７０とを含む。

シフト操作部２０は、Ｐスイッチ２２と、シフトスイッチ２４とを含む。アクチュエータ部４０は、アクチュエータ４２と、出力軸センサ４４と、エンコーダ４６とを含む。

上述のような構成において、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替えるシフトバイワイヤシステムとして機能する。具体的にはシフト切替え機構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替えを行なう。

Ｐスイッチ２２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」と記載する）とパーキング以外のポジション（以下、「非Ｐポジション」と記載する）との間で切替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およびドライバからの指示を受付ける入力部（いずれも図示せず）を含む。ドライバは、入力部を通じて、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。入力部はモーメンタリスイッチであってもよい。入力部が受付けたドライバからの指示を示すＰ指令信号は、ＳＢＷ−ＥＣＵ５０に送信される。なお、このようなＰスイッチ２２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替えるものであってもよい。

ＳＢＷ−ＥＣＵ５０は、イグニッションスイッチ７０（たとえばキースイッチ）が運転者により操作されることによって、以下の各種制御処理を実行する。

ＳＢＷ−ＥＣＵ５０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替えるために、シフト切替え機構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メータ５８のインジケータ（図示せず）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がＰスイッチ２２の入力部を押下すると、ＳＢＷ−ＥＣＵ５０はシフトポジションをＰポジションに切替えて、インジケータ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」と記載する）により構成され、ＳＢＷ−ＥＣＵ５０からのアクチュエータ制御信号を受信してシフト切替え機構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出する。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−ＥＣＵ５０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２４は、シフトポジションを前進走行ポジション（Ｄ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）などのポジションに切替えたり、またＰポジションに切替え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２４が受付けたドライバからの指示を示す切替え信号（以下、シフト信号ともいう）はＳＢＷ−ＥＣＵ５０に送信される。すなわち、シフトスイッチ２４は、運転者により操作された操作部材（たとえば、シフトレバー）の位置に対応したシフトポジションを示すシフト信号をＳＢＷ−ＥＣＵ５０に送信する。ＳＢＷ−ＥＣＵ５０は、ドライバからの指示を示すシフト信号に基づき、アクチュエータ４２により、自動変速機３０におけるシフトポジションを切替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５８に提示する。

より具体的には、ＳＢＷ−ＥＣＵ５０は、シフトスイッチ２４から受信するシフト信号に基づくシフトレバーの位置に対応するシフトポジションと、エンコーダ４６等により検出される、アクチュエータ４２の回転量に基づくシフトポジションとが異なると、シフトレバーの位置に対応するシフトポジションに切り換わるように、アクチュエータ４２を駆動する。

本実施の形態において、自動変速機３０は、有段式自動変速機であるとして説明するが、特にこれに限定されるものではなく、たとえば、無段式自動変速機であってもよい。自動変速機３０には、たとえば、マニュアルバルブ等の各種バルブを含む油圧回路が設けられ、油圧回路における油圧変化により、シフトポジションおよび動力伝達状態が変化される。より具体的には、自動変速機３０には、プラネタリーギヤユニット、すなわち遊星歯車機構と、遊星歯車機構の各回転要素（すなわち、サンギヤ、キャリアおよびリングギヤ等）の回転の態様を変化させるブレーキ要素およびクラッチ要素などの摩擦係合要素とが設けられる。

マニュアルバルブにはその内部を摺動するようにスプール弁が設けられる。スプール弁が各シフトポジションに対応する位置に移動されると、移動された位置に応じて油圧回路における油圧が変化する。

このとき、油圧回路における油圧の変化に応じて、摩擦係合要素における係合力が変化して、自動変速機３０は、各シフトポジションに対応した状態に変化する。すなわち、自動変速機３０におけるエンジンから駆動輪への動力伝達状態（たとえば、前進、後進、動力遮断のいずれかの状態あるいは変速比）が変化する。これらの摩擦係合要素における係合力は、油圧回路に設けられた各種ソレノイドバルブを用いてＥＣＴ−ＥＣＵ５２により制御される。

シフト切替え機構４８は、アクチュエータ４２に連結されるシャフトを含む。シャフトには、後述するディテントプレートが設けられる。ディテントプレートは、ロッド等を介在させて自動変速機３０のマニュアルバルブのスプール弁に連結される。なお、マニュアルバルブのスプール弁は、シャフトに直接連結されるようにしてもよい。

シャフトは、アクチュエータ４２により回転される。また、シャフトの回転により、スプール弁が各シフトポジション（すなわち、Ｄポジション、ＲポジションおよびＮポジション）に対応する位置に移動可能となる。

すなわち、アクチュエータ４２がＤポジションに対応する回転位置になると、スプール弁がＤポジションに対応する位置に移動される。また、アクチュエータ４２がＲポジションに対応する回転位置になると、スプール弁がＤポジションに対応する位置に移動される。さらに、アクチュエータ４２がＮポジションに対応する回転位置になると、スプール弁がＮポジションに対応する位置に移動される。

本実施の形態において、アクチュエータ４２は、回転駆動する電動機であるとして説明するが、特に、回転駆動に限定されるものではなく、たとえば、直線駆動するものであってもよい。また、アクチュエータ４２は、電動機に特に限定されるものではない。

出力軸センサ４４は、シャフト１０２の回転位置を検出する。具体的には、ＳＢＷ−ＥＣＵ５０に接続され、シャフト１０２の回転角度を示す信号（回転位置信号）をＳＢＷ−ＥＣＵ５０に送信する。ＳＢＷ−ＥＣＵ５０は、受信した回転位置を示す信号に基づいてシフトポジションを検出する。ＳＢＷ−ＥＣＵ５０のメモリには、各シフトポジションに対応する予め定められた出力値の範囲が定められ、ＳＢＷ−ＥＣＵ５０は、受信したシャフト１０２の回転角度を示す信号が、各シフトポジションに対応する範囲のいずれに対応するかを判定することにより、現在選択されているシフトポジションを判定する。また、本実施の形態において出力軸センサ４４の出力値の変化はシャフト１０２の回転位置（角度）の変化に対して線形の関係となるものとする。出力軸センサ４４は、アクチュエータ４２の作動量に対応する物理量であるシャフト１０２の回転角度を検出するものである。

また、油温センサ６０は、自動変速機３０内の作動油の温度（以下、油温と記載する）を検出する。油温センサ６０は、ＥＣＴ−ＥＣＵ５２に接続され、検出された油温を示す信号をＥＣＴ−ＥＣＵ５２に送信する。ＥＣＴ−ＥＣＵ５２は、油温センサ６０から受信した油温を示す信号をＳＢＷ−ＥＣＵ５０に送信する。

アクセル開度センサ６２は、アクセルペダルの操作量を検出する。アクセル開度センサ６２は、ＥＦＩ−ＥＣＵ５４に接続され、検出されたアクセル開度を示す信号をＥＦＩ−ＥＣＵ５４に送信する。ＥＦＩ−ＥＣＵ５４は、アクセル開度センサ６２から受信したアクセル開度を示す信号をＳＢＷ−ＥＣＵ５０に送信する。

車速センサ６４は、車両の速度に対応する物理量を検出する。たとえば、車速センサ６４は、車輪の回転数を検出するようにしてもよいし、自動変速機３０の出力軸の回転数を検出するようにしてもよいし、あるいは、直接的に車両の速度を検出するようにしてもよい。

本実施の形態において車速センサ６４は、ＶＳＣ−ＥＣＵ５６に接続され、検出された車両の速度を示す車速信号ＳＰ１をＶＳＣ−ＥＣＵ５６に送信する。ＶＳＣ−ＥＣＵ５６は、車速センサ６４から受信した車両の速度を示す信号をＳＢＷ−ＥＣＵ５０に送信する。

ブレーキ圧センサ６６は、ブレーキマスタシリンダ（図示せず）内の圧力を検出する。ブレーキ圧センサ６６は、ＶＳＣ−ＥＣＵ５６に接続され、検出されたブレーキ圧を示す信号をＶＳＣ−ＥＣＵ５６に送信する。ＶＳＣ−ＥＣＵ５６は、ブレーキ圧センサ６６から受信した、ブレーキ圧を示す信号をＳＢＷ−ＥＣＵ５０に送信する。

なお、油温センサ６０、アクセル開度センサ６２、車速センサ６４およびブレーキ圧センサ６６は、ＳＢＷ−ＥＣＵ５０に直接接続されるようにしてもよいし、ＥＣＴ−ＥＣＵ５２、ＥＦＩ−ＥＣＵ５４およびＶＳＣ−ＥＣＵ５６の少なくともいずれか一つに接続されようにしてもよい。

パーキングブレーキスイッチ５７は、運転者により操作される。ＥＰＢ−ＥＣＵ５５は、パーキングブレーキスイッチ５７がオンしたことを示す信号ＰＫＢを受けて、ＳＢＷ−ＥＣＵ５０にパーキングブレーキ信号ＰＫＢを伝達するとともに、図示しない電動パーキングブレーキを作動させる。

ストップランプスイッチ７２は、ユーザにより操作されるブレーキペダル７１のオン／オフ状態を検出し、検出結果を表すブレーキ信号ＳＴＰをＳＢＷ−ＥＣＵ５０に送信する。

ＥＣＴ−ＥＣＵ６０は、油温センサ６０により検出される油温のほか、自動変速機３０の状態に関連する物理量（たとえば、タービン回転数、出力軸回転数およびエンジン回転数）に基づいて自動変速機３０の変速状態を制御する。

ＥＦＩ−ＥＣＵ５４は、アクセル開度センサ６２により検出されるアクセル開度のほか、エンジンの状態に関連する物理量（たとえば、水温、吸入空気量等）に基づいて内燃機関であるエンジンの出力を制御する。

ＶＳＣ−ＥＣＵ５６は、ブレーキ圧センサ６６により検出されるブレーキ油圧のほか、車両の挙動に関連する物理量（たとえば、車輪速）に基づいてブレーキ油圧を制御する。

メータ５８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。また、メータ５８には、ＳＢＷ−ＥＣＵ５０が発したドライバに対する指示や警告などを表示する表示部（図示せず）が設けられる。

ＳＢＷ−ＥＣＵ５０は、前突衝突不可避検出部８１から、自車と、自車の前方の物体との衝突が不可避であることの検出結果を示す信号ＦＲＣを受信する。同様に、ＳＢＷ−ＥＣＵ５０は、後突衝突不可避検出部８２から、自車と自車の後方の物体との衝突が不可避であることの検出結果を示す信号ＲＲＣを受信する。本実施の形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ５０は、信号ＦＲＣ、信号ＲＲＣ、信号ＳＴＰ、信号ＰＫＢに基づいて、シフト切替え機構４８を制御する。

図３は、シフト切替え機構４８の構成図である。以下では、Ｐポジション以外のポジションを非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、２速固定のＤ２ポジションを含んでも良い）として説明する。

図３を参照して、アクチュエータ４２は、減速機構６８を介在させてシャフト１０２に接続される。すなわち、アクチュエータ４２の回転数は、減速機構６８により減速されたシャフト１０２に伝達される。減速機構６８は、たとえば複数のギヤにより構成される。

シフト切替え機構４８は、アクチュエータ４２により回転されるシャフト１０２、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、自動変速機３０の出力軸に固定されたパーキングロックギヤ１０８、パーキングロックギヤ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替える。アクチュエータ４２には、エンコーダ４６が設けられる。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計数手段として機能する。

エンコーダ４６は、電動機のロータ上に等間隔に配置された磁石とホールＩＣにより回転動作時にパルス信号を発生させ、ロータ回転角度を検出するセンサである。エンコーダ４６は、アクチュエータ４２の回転量の増加とともに、カウンタ値を増加させる（あるいは、回転する方向が負方向であるとすると、カウンタ値を減少させる）。エンコーダ４６におけるカウンタ値を示す信号（以下、計数信号ともいう）は、ＳＢＷ−ＥＣＵ５０に送信される。ＳＢＷ−ＥＣＵ５０は、カウンタ値の増加分あるいは減少分に基づいて、アクチュエータ４２の回転量を検出する。あるいは、ＳＢＷ−ＥＣＵ５０は、カウンタ値の増加分あるいは減少分と減速機構６８における減速比とに基づいて、シャフト１０２の回転量を検出するようにしてもよい。

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。なお、以下においては、Ｄ、Ｎ、Ｒの各ポジションを（まとめて）非Ｐポジションとして、Ｐポジションと非Ｐポジションとの切替えについて説明する。

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がパーキングロックギヤ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部によりパーキングロックポール１０６が図２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二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、パーキングロックポール１０６の突起部分がパーキングロックギヤ１０８の歯部間に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ポジションに切り替わる。

本実施の形態に係るシフト制御システム１０では、シフトポジション切替え時にディテントプレート１００、ディテントスプリング１１０およびシャフト１０２などのシフト切替え機構の構成部品に係る負荷を低減するために、ＳＢＷ−ＥＣＵ５０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。

ＳＢＷ−ＥＣＵ５０は、エンコーダ４６で検出された回転量に基づく、アクチュエータ４２の回転位置（ディテントプレート１００におけるころ１１２の相対位置）がＰポジションに対応する予め定められた範囲内にあるときには、シフトポジションがＰポジションであることを判定する。

一方、ＳＢＷ−ＥＣＵ５０は、エンコーダ４６で検出された回転量に基づく、アクチュエータ４２の回転位置が非Ｐポジション（たとえば、Ｄ、Ｒ、Ｎのいずれか）に対応する予め定められた範囲内にあるときには、シフトポジションが非Ｐポジションであることを判定する。

ＳＢＷ−ＥＣＵ５０は、エンコーダ４６により検出されるカウンタ値に基づいてアクチュエータ４２の回転量を検出する。

ＳＢＷ−ＥＣＵ５０は、規制部材により規制されたアクチュエータの回転位置に基づいて、複数のシフトポジションのうちの少なくとも一つのシフトポジションの位置を設定する。したがって、ＳＢＷ−ＥＣＵ５０は、エンコーダ４６により検出されるカウンタ値に基づいてシフトポジションがＰポジション、Ｒポジション、ＮポジションおよびＤポジションのうちのいずれのシフトポジションであるかを判定する。

なお、ＳＢＷ−ＥＣＵ５０は、エンコーダ４６に代えてあるいは加えて出力軸センサ４４の出力値に基づいてシフトポジションの位置を判定するようにしてもよい。

図４を参照して、自動変速機３０に含まれるプラネタリーギヤユニット３０００について説明する。プラネタリーギヤユニット３０００は、クランクシャフトに連結された入力軸３１００を有するトルクコンバータ３２００に接続されている。プラネタリーギヤユニット３０００は、遊星歯車機構の第１セット３３００と、遊星歯車機構の第２セット３４００と、出力ギヤ３５００と、ギヤケース３６００に固定されたＢ１ブレーキ３６１０、Ｂ２ブレーキ３６２０およびＢ３ブレーキ３６３０と、Ｃ１クラッチ３６４０およびＣ２クラッチ３６５０と、ワンウェイクラッチＦ３６６０とを含む。

第１セット３３００は、シングルピニオン型の遊星歯車機構である。第１セット３３００は、サンギヤＳ（ＵＤ）３３１０と、ピニオンギヤ３３２０と、リングギヤＲ（ＵＤ）３３３０と、キャリアＣ（ＵＤ）３３４０とを含む。

サンギヤＳ（ＵＤ）３３１０は、トルクコンバータ３２００の出力軸３２１０に連結されている。ピニオンギヤ３３２０は、キャリアＣ（ＵＤ）３３４０に回転自在に支持されている。ピニオンギヤ３３２０は、サンギヤＳ（ＵＤ）３３１０およびリングギヤＲ（ＵＤ）３３３０と係合している。

リングギヤＲ（ＵＤ）３３３０は、Ｂ３ブレーキ３６３０によりギヤケース３６００に固定される。キャリアＣ（ＵＤ）３３４０は、Ｂ１ブレーキ３６１０によりギヤケース３６００に固定される。

第２セット３４００は、ラビニヨ型の遊星歯車機構である。第２セット３４００は、サンギヤＳ（Ｄ）３４１０と、ショートピニオンギヤ３４２０と、キャリアＣ（１）３４２２と、ロングピニオンギヤ３４３０と、キャリアＣ（２）３４３２と、サンギヤＳ（Ｓ）３４４０と、リングギヤＲ（１）（Ｒ（２））３４５０とを含む。

サンギヤＳ（Ｄ）３４１０は、キャリアＣ（ＵＤ）３３４０に連結されている。ショートピニオンギヤ３４２０は、キャリアＣ（１）３４２２に回転自在に支持されている。ショートピニオンギヤ３４２０は、サンギヤＳ（Ｄ）３４１０およびロングピニオンギヤ３４３０と係合している。キャリアＣ（１）３４２２は、出力ギヤ３５００に連結されている。

ロングピニオンギヤ３４３０は、キャリアＣ（２）３４３２に回転自在に支持されている。ロングピニオンギヤ３４３０は、ショートピニオンギヤ３４２０、サンギヤＳ（Ｓ）３４４０およびリングギヤＲ（１）（Ｒ（２））３４５０と係合している。キャリアＣ（２）３４３２は、出力ギヤ３５００に連結されている。

サンギヤＳ（Ｓ）３４４０は、Ｃ１クラッチ３６４０によりトルクコンバータ３２００の出力軸３２１０に連結される。リングギヤＲ（１）（Ｒ（２））３４５０は、Ｂ２ブレーキ３６２０により、ギヤケース３６００に固定され、Ｃ２クラッチ３６５０によりトルクコンバータ３２００の出力軸３２１０に連結される。また、リングギヤＲ（１）（Ｒ（２））３４５０は、ワンウェイクラッチＦ３６６０に連結されており、１速ギヤ段の駆動時に回転不能となる。

図５に、各変速ギヤ段と、各クラッチおよび各ブレーキの作動状態との関係を表した作動表を示す。「○」は係合を表している。「×」は解放を表している。「◎」はエンジンブレーキ時のみの係合を表している。「△」は駆動時のみの係合を表している。この作動表に示された組合わせで各ブレーキおよび各クラッチを作動させることにより、１速〜６速の前進ギヤ段と、後進ギヤ段が形成される。

Ｂ２ブレーキ３６２０と並列にワンウェイクラッチＦ３６６０が設けられているため、作動表に「◎」で示されているように、１速ギヤ段（１ＳＴ）形成時のエンジン側からの駆動状態（加速時）にはＢ２ブレーキ３６２０を係合させる必要は無い。本実施の形態において、ワンウェイクラッチＦ３６６０は、１速ギヤ段の駆動時には、リングギヤＲ（１）（Ｒ（２））３４５０の回転を防止する。エンジンブレーキを利かせる場合、ワンウェイクラッチＦ３６６０は、リングギヤＲ（１）（Ｒ（２））３４５０の回転を防止しないのでＢ２ブレーキ３６２０を係合する。

トルクコンバータ３２００は、入力軸と出力軸とを直結状態にするロックアップクラッチ３２０３と、入力軸側のポンプ羽根車３２０１と、出力軸側のタービン羽根車３２０２と、ワンウェイクラッチ３２０４を有し、トルク増幅機能を発現するステータ３２０５とから構成される。トルクコンバータ３２００の出力軸回転数ＮＴ（タービン回転数ＮＴ）は、タービン回転数センサにより検出される。自動変速機の出力軸回転数ＮＯＵＴは、出力軸回転数センサにより検出される。

［衝突の不可避の検出］
図６は、前突衝突不可避検出部８１および後突衝突不可避検出部８２による自車と他車との衝突の不可避を検出する方法例を示した図である。なお、以下に説明する検出方法は一例であって、この方法に限定されるものではないことを確認的に記載する。

図６（Ａ）は、走行中の自車の前方に他車が存在する状態を示した図である。なお他車は走行中でもよいし、停車中でもよい。図６（Ａ）に示されるように、前突衝突不可避検出部８１は、自車の進路上に他車がいることを検出するとともに、その位置および自車の速度等を検出する。前突衝突不可避検出部８１は、これらの情報に基づいて、他車との衝突が不可避な状態が発生した場合には、その状態を検出する。

図６（Ｂ）は、自車の後方に走行中の他車が存在する状態を示した図である。なお自車は停車中であるが走行中でもよい。後突衝突不可避検出部８２は、自車の後方に他車がいることを検出するとともに、その位置および自車の速度等を検出する。後突衝突不可避検出部８２は、これらの情報に基づいて、他車との衝突が不可避な状態が発生した場合には、その状態を検出する。

［シフトポジション制御］
図７は、前突衝突時にシフトポジションをニュートラルポジションに移行させる処理を示すフローチャートである。図７および図４を参照して、処理が開始されると、ステップＳ１において、ＳＢＷ−ＥＣＵ５０はイグニッションスイッチ（ＩＧＳＷ）７０がオンしたか否かを判定する。イグニッションスイッチ７０がオンしていない場合（ステップＳ１においてＮＯ）、全体の処理は終了する。一方、イグニッションスイッチ７０がオンしている場合（ステップＳ１においてＹＥＳ）、処理はステップＳ２に進む。

ステップＳ２において、ＳＢＷ−ＥＣＵ５０はイニシャル処理を実行する。ステップＳ３において、ＳＢＷ−ＥＣＵ５０は、ＶＳＣ−ＥＣＵ５６を介して車速信号ＳＰ１を取得し、ストップランプスイッチ７２からブレーキ信号ＳＴＰを取得し、ＥＰＢ−ＥＣＵ５５を介して、パーキングブレーキ信号ＰＫＢを取得する。

ステップＳ４において、ＳＢＷ−ＥＣＵ５０は、前突衝突不可避検出部８１から前突衝突不可避検出信号ＦＲＣを取得する。ステップＳ５において、ＳＢＷ−ＥＣＵ５０は、出力軸センサ４４より、現在のシフトポジションを示すシフトポジション信号を取得する。

ステップＳ６において、ＳＢＷ−ＥＣＵ５０は、前突衝突不可避検出信号ＦＲＣがオンであり、かつ、現在のシフトポジションがＤポジションかどうかを判定する。信号ＦＲＣがオンであることは、自車と、その前方の物体との衝突が不可避であることが前突衝突不可避検出部８１により検出されたことを示す。信号ＦＲＣがオンであり、かつ、現在のシフトポジションがＤポジションである場合（ステップＳ６においてＹＥＳ）、処理はステップＳ７に進む。一方、信号ＦＲＣがオンという条件、および、現在のシフトポジションがＤポジションであるという条件の少なくとも一方が満たされない場合（ステップＳ６においてＮＯ）、全体の処理は終了する。

ステップＳ７において、ＳＢＷ−ＥＣＵ５０は、ブレーキ信号ＳＴＰまたはパーキングブレーキ信号ＰＫＢがオンしているか否かを判定する。信号ＳＴＰがオンしていることは、運転者によりブレーキペダルが操作されたことを示す。信号ＰＫＢがオンしていることは、運転者によりパーキングブレーキが操作されたことを示す。これら２つの信号の少なくとも１つがオンしている場合（ステップＳ７においてＹＥＳ）、ＳＢＷ−ＥＣＵ５０は、ニュートラル移行許可フラグＦ＿ＮＣＯＮをオフにする（ステップＳ８）。一方、信号ＳＴＰ，ＰＫＢの両方がオフの場合（ステップＳ７においてＮＯ）、ＳＢＷ−ＥＣＵ５０は、ニュートラル移行許可フラグＦ＿ＮＣＯＮをオンにする（ステップＳ９）。

ステップＳ１０において、ＳＢＷ−ＥＣＵ５０は、ニュートラル移行許可フラグＦ＿ＮＣＯＮがオンしているか否かを判定する。フラグＦ＿ＮＣＯＮがオフしている場合（ステップＳ１０においてＮＯ）、全体の処理は終了する。フラグＦ＿ＮＣＯＮがオンしている場合（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、処理はステップＳ１１に進む。

ステップＳ１１において、ＳＢＷ−ＥＣＵ５０は、アクチュエータ４２を駆動することによって、シフト切替え機構４８を駆動させて、シフトポジションをＮポジションに移行する。したがって摩擦係合要素が解放される。すなわちステップＳ１１ではニュートラル制御が実行される。

ステップＳ１２において、ＳＢＷ−ＥＣＵ５０は、ＥＦＩ−ＥＣＵ５４に対して、シフトポジションがＮポジションに移行したことを通知する。ＥＦＩ−ＥＣＵ５４は、この通知に応じたエンジンの制御（特に限定されないが、たとえば回転数を低下させる）を行なう。

ステップＳ１３において、ＳＢＷ−ＥＣＵ５０は、メータ５８に現在のシフトポジションがＮポジションであることを表示させる処理を実行する。ステップＳ１３の処理が終了すると全体の処理が終了する。

図８は、後突衝突時にシフトポジションをニュートラルポジションに移行させる処理を示すフローチャートである。図８および図７を参照して、図８に示したフローチャートは、図７のフローチャートにおけるステップＳ４，Ｓ６の処理を、ステップＳ４Ａ，Ｓ６Ａの処理にそれぞれ置き換えたものである。なお、図８に示したフローチャートにおける他のステップの処理は、図７に示したフローチャートにおいて、対応するステップの処理と同様である。

さらに、ステップＳ４Ａ，Ｓ６Ａの処理は、ステップＳ４，Ｓ６の処理に対して、「前突衝突不可避検出信号ＦＲＣ」を「後突衝突不可避検出信号ＲＲＣ」に置き換えた点で異なるが、他の点についてはステップＳ４，Ｓ６の処理と同様である。

次に、図７および図８の処理について詳しく説明する。まず、自車と他の物体との前突衝突が不可避な状態（ステップＳ６においてＹＥＳの場合）、あるいは、自車と他の物体との後突衝突が不可避な状態（ステップＳ６ＡにおいてＹＥＳの場合）が発生したとする。このような場合に、運転者のブレーキ操作が行なわれていなければ（ステップＳ７においてＹＥＳ）、ＳＢＷ−ＥＣＵ５０は、ニュートラル移行許可フラグＦ＿ＮＣＯＮをオンにする（ステップＳ９）。そして、ＳＢＷ−ＥＣＵ５０はフラグＦ＿ＮＣＯＮがオンである（ステップＳ１０においてＹＥＳ）ことに応じて、シフトポジションをＮポジションに移行させる（ステップＳ１２）。これによって自車が他の物体に衝突した場合においても、たとえば手押し等によって自車を移動させることができる。

また、自車が衝突した状態においては、運転者の正常な判断および車両の的確な操作が困難になると予想される。たとえば衝突直後に運転者が慌ててアクセルペダルを踏み込むことによって、たとえば前突衝突の場合に自車が前方の物体にさらに突っ込んだり、後突衝突の場合に自車の前方の物体（たとえば先行車等）に衝突する可能性が考えられる。しかし、本実施の形態によればシフトポジションをＮポジションに切替えることでエンジンと自動変速機との結合が切り離される。これにより上述したような事故（２次被害）の発生の可能性を小さくすることができる。

ただし、前突衝突不可避検出部（または後突衝突不可避検出部）により自車と他の物体との衝突が不可避と検出されていても、運転者が自己の操作によりその衝突を回避可能（あるいはできるだけ回避したい）と判断する場合も考えられる。しかしシフトポジションをＮポジションに移行させると車両が慣性で走行した状態となるため、車両の挙動が通常と異なることによって運転者の不安が却って増すことが考えられる。

したがって、本実施の形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ５０は、運転者によるブレーキ操作（ブレーキペダルまたはパーキングブレーキの操作）を検出した場合（ステップＳ７においてＹＥＳ）、ニュートラル移行許可フラグＦ＿ＮＣＯＮをオフにする（ステップＳ８）。フラグＦ＿ＮＣＯＮがオフである状態は、運転者が衝突回避意思を示した状態に対応する。この場合（ステップＳ１０においてＮＯ）、ニュートラル制御は実行されない。したがってシフトポジションは元のまま（すなわちＤポジション）となる。

前突衝突が不可避の状態において、運転者が、少しでも衝突位置がずれるようにハンドル操作を行なったとする。シフトポジションがＮポジションであるとタイヤのグリップ力が小さくなることによって車両が滑りやすくなる。しかし、シフトポジションをＤポジションのまま変えないことにより、タイヤのグリップ力の低下を防ぐことができる。したがって、運転車の意図したように車両の向きを変えることが可能になる。

また、シフトポジションがＮポジションの状態で運転者がブレーキ操作を行なった場合、タイヤの回転を止めてしまう可能性がある。タイヤがロックして滑り始めると、車両の挙動を制御することは難しくなる。本実施の形態では、運転者がブレーキ操作を行なっている場合には、シフトポジションはＤポジションのままであり、Ｎポジションには移行しない。この状態では、車両はわずかであっても駆動されているのでタイヤは低回転する。タイヤが回転することで制動距離を短くすることができるため、衝突を回避できる可能性あるいは、衝突による衝撃を低減できる可能性が高くなる。

一方、後突衝突が不可避な状態においても運転者のブレーキ操作が行なわれた場合（ステップＳ７においてＹＥＳ）、ＳＢＷ−ＥＣＵ５０は、ニュートラル移行許可フラグＦ＿ＮＣＯＮをオフにする（ステップＳ８）。この場合（ステップＳ１０においてＮＯ）、ニュートラル制御は実行されない。したがって、シフトポジションは元のまま（すなわちＤポジション）となる。これにより、前突衝突の場合と同様に、タイヤのグリップ力の低下を防ぐことができる。したがって、運転車の意図したように車両の向きを変えることによって、衝突時の衝撃を小さくすることが可能になる。また、自車の前方に障害物がないことを前提とするが、運転者がアクセルペダルを大きく踏み込むことによって、車両を急加速させて衝突を回避させる（後方の車から離れる）ことも可能になる。

さらに、後突衝突の衝撃によって自車が前方に飛び出した場合において、タイヤの回転が止まっている状態では、車両が路上を滑ることにより車両の向きが制御不能になることが考えられる。しかし、運転者がブレーキ操作を行なっている場合には、シフトポジションはＤポジションのままであるので、車両はわずかであっても駆動され、タイヤが回転している。タイヤが回転することによって、車両の姿勢を立て直すことができるので、前方に物体が存在していても、その物体への衝突を回避する可能性を高めることができる。

なお、本実施の形態では、運転者による衝突回避意思は、前突衝突および後突衝突の両方の場合において、ブレーキ操作（ブレーキペダルあるいはパーキングブレーキ）により示されるものとした。ただし、前突衝突の場合の衝突回避意思がブレーキ操作により示され、後突衝突の場合の衝突回避意思がアクセルペダルの操作によって示されてもよい。

後突衝突が起こりそうになったときには、運転者が後方の車両からできるだけ離れようとしてアクセルペダルを大きく踏み込むことが考えられる。したがって、たとえば、後突衝突不可避検出部により、後突衝突が不可避な状態が検出され、かつ、アクセルペダルの操作量が所定量より大きいときには、ニュートラル制御を非実行としてもよい。このように、本発明は、車両の挙動を制御するために運転者により操作される装置が実際に操作されていればニュートラル制御を非実行とするものであり、その操作装置はブレーキ装置に限定されるものではない。

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制御装置を搭載した車両の概略ブロック図である。 本実施の形態に係るシフト制御システム１０の構成を示した図である。 シフト切替え機構４８の構成図である。 プラネタリーギヤユニットを示すスケルトン図である。 各ギヤ段と、各ブレーキおよび各クラッチの対応を表した作動表を示す図である。 前突衝突不可避検出部８１および後突衝突不可避検出部８２による自車と他車との衝突の不可避を検出する方法例を示した図である。 前突衝突時にシフトポジションをニュートラルポジションに移行させる処理を示すフローチャートである。 後突衝突時にシフトポジションをニュートラルポジションに移行させる処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１ エンジン、２ 前輪、３ 後輪、１０ シフト制御システム、２０ シフト操作部、２２ Ｐスイッチ、２４ シフトスイッチ、３０ 自動変速機、４０ アクチュエータ部、４２ アクチュエータ、４４ 出力軸センサ、４６ エンコーダ、４８ シフト切替え機構、５０ ＳＢＷ−ＥＣＵ、５２ ＥＣＴ−ＥＣＵ、５４ ＥＦＩ−ＥＣＵ、５５ ＥＰＢ−ＥＣＵ、５６ ＶＳＣ−ＥＣＵ、５７ パーキングブレーキスイッチ、５８ メータ、６０ 油温センサ、６２ アクセル開度センサ、６４ 車速センサ、６６ ブレーキ圧センサ、６８ 減速機構、７０ イグニッションスイッチ、７１ ブレーキペダル、７２ ストップランプスイッチ、８１ 前突衝突不可避検出部、８２ 後突衝突不可避検出部、１００ ディテントプレート、１０２ シャフト、１０４ ロッド、１０６ パーキングロックポール、１０８ パーキングロックギヤ、１１０ ディテントスプリング、２００ 車両、３０００ プラネタリーギヤユニット。

Claims (6)

1. 駆動源と、自動変速機と、前記駆動源からの駆動力を前記自動変速機に伝達する摩擦係合要素とを備える車両の制御装置であって、
   前記車両に対して相対的に近づく物体が存在することを示す情報に基づいて、前記車両と前記物体との衝突が不可避であることを検出する検出部と、
   前記車両の挙動を制御するために、前記車両の運転者により操作される操作装置と、
   前記検出部により前記衝突が不可避であることが検出された場合において、前記操作装置が操作されていない状態では前記摩擦係合要素を解放させるニュートラル制御を実行する一方、前記操作装置が操作された状態では前記ニュートラル制御を非実行とする制御部とを備える、車両の制御装置。
2. 前記操作装置は、ブレーキ装置を含む、請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 前記検出部は、前記車両の進行方向の前方に位置する前記物体と、前記車両との衝突が不可避であることを検出する、請求項１または２に記載の車両の制御装置。
4. 前記検出部は、前記車両の進行方向の後方に位置する前記物体と、前記車両との衝突が不可避であることを検出する、請求項１または２に記載の車両の制御装置。
5. 前記検出部は、
   前記車両の進行方向の前方に位置する物体と、前記車両との衝突が不可避であることを検出するための第１の衝突不可避検出装置と、
   前記車両の進行方向の後方に位置する物体と、前記車両との衝突が不可避であることを検出するための第２の衝突不可避検出装置とを含む、請求項１または２に記載の車両の制御装置。
6. 前記制御部は、
   前記自動変速機のシフトポジションを切替える切替機構と、
   前記切替機構を駆動するアクチュエータ部と、
   前記検出部の検出結果および前記操作装置の操作結果に基づいて、前記自動変速機のシフトポジションがニュートラルポジションに切替わるように前記アクチュエータ部を制御するシフト制御部とを含む、請求項１から５のいずれか１項に記載の車両の制御装置。

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