JP2017172665A - レンジ切替装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ドライブラインの捩れ量を高い精度で検知することが可能なレンジ切替装置の制御装置を提供する。【解決手段】パーキング機構がパーキングロック状態にある際、パーキングロックポールを、その進退移動方向の一方向側（パーキングロックポールの爪とパーキングギヤの歯との噛み合い量が大きくなる側）に移動するようにアクチュエータを作動させる（ＳＴ３）。その際のアクチュエータの駆動電圧が所定値Ｖａ未満である場合には、ドライブラインの捩れ量が所定値未満であると判定し、Ｐ抜きショック抑制制御を非実行とするべくフラグを０にリセットする（ＳＴ５）。一方、アクチュエータの駆動電圧が所定値Ｖａ以上である場合には、ドライブラインの捩れ量が所定値以上であると判定し、Ｐ抜きショック抑制制御を実行するべくフラグを１にセットする（ＳＴ６）。【選択図】図５

Description

本発明は、自動変速機のシフトレンジを切り替えるレンジ切替装置に適用される制御装置に係る。

従来、特許文献１に開示されているように、シフトレバー等のシフト操作装置の操作状態に応じた操作信号に基づいて自動変速機のシフトレンジを切り替えるように電気的に作動するレンジ切替装置が知られている。

ところで、自動変速機が、リバースレンジまたはドライブレンジ（以下、これらシフトレンジを動力伝達レンジという場合もある）にあって、フットブレーキがオンされた車両停車状態では、エンジンからの動力（例えばアイドリング運転しているエンジンからの動力）が駆動輪に向けて伝達されていると共に駆動輪が停止状態に保持されている。この状態では、自動変速機から駆動輪に亘る動力伝達経路に捩り変形が生じている。

そして、シフト操作装置のパーキング操作に従って自動変速機がパーキングレンジに切り替えられる際、前記捩り変形が解除される前（動力伝達レンジで係合していた摩擦係合要素が解放される前）に、レンジ切替装置に備えられたパーキング機構のパーキングギヤとパーキングロックポールとが噛み合わされると、パーキングギヤと駆動輪との間のドライブライン（例えばプロペラシャフトからドライブシャフトに亘るドライブライン）に捩れトルクが残留したまま（以下、このトルクを残留捩れトルクという）、パーキングロック状態とされる場合がある。この場合、次回のシフト操作装置の操作（パーキング以外への操作）に従ってパーキングロック状態が解除された際には、前記ドライブラインの捩れが一気に解放されて（残留捩れトルクが急に解放されて）、車体にショック（以下、Ｐ抜きショックと呼ぶ）が発生する可能性がある。

特許文献１では、シフト操作装置がパーキング操作されてパーキングロック状態となった場合に、ドライブラインの捩れの大きさ（以下、捩れ量という）が所定値以上に達したことを条件に、自動変速機の摩擦係合要素を係合させる。そして、その後、シフト操作装置のパーキング以外への操作に従ってパーキングロック状態が解除された際には、そのパーキングロック状態の解除の後、前記摩擦係合要素を徐々に解放するようにしている。これにより、ドライブラインの捩れ量が大きい場合であっても、Ｐ抜きショックを抑制できるようにしている。

特開２００９−２３６２９９号公報

特許文献１においては、プロペラシャフトの回転角度およびドライブシャフトの回転角度それぞれを測定可能な既存の回転数センサ（出力軸回転数センサおよび車輪速センサ）を用いて、プロペラシャフトとドライブシャフトとの回転角度差を求めている。そして、この回転角度差に基づいてドライブラインの捩れ量を求め、この捩れ量が所定値以上に達しているか否か、つまり、前述したＰ抜きショックを抑制するための制御（摩擦係合要素を徐々に解放する制御）が必要であるか否かを判定している。

このようにしてドライブラインの捩れ量が所定値以上に達しているか否かを判定する場合、各シャフトの回転角度を測定する回転数センサには高い精度が要求されることになる。しかしながら、既存の回転数センサ（前記出力軸回転数センサおよび車輪速センサ）では十分な精度が得られない可能性が高く、ドライブラインの捩れ量が所定値以上に達しているか否か、つまり、前述したＰ抜きショックを抑制するための制御が必要であるか否かを高い精度で判定することは難しい。つまり、一般的に使用されている電磁ピックアップ型の回転数センサ等では、シャフトの僅かな捩れを高い精度で検知することが困難であるため、ドライブラインの捩れ量が所定値以上に達しているか否かを高い精度で判定することは難しい。その結果、実際のドライブラインの捩れ量が所定値以上に達しているにも拘わらず、前記Ｐ抜きショックを抑制するための制御が実行されなかったり、逆に、実際のドライブラインの捩れ量が所定値未満であるにも拘わらず、前記Ｐ抜きショックを抑制するための制御が無駄に実行されてしまったりする可能性がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ドライブラインの捩れ量を高い精度で検知することが可能なレンジ切替装置の制御装置を提供することにある。

前記の目的を達成するための本発明の解決手段は、動力伝達軸に設けられたパーキングギヤ、および、前記パーキングギヤに対して進退移動可能なパーキングロックポールを備えたパーキング機構と、パーキングロック操作およびパーキングアンロック操作が可能な操作装置の操作状態に応じた操作信号に基づいて前記パーキングロックポールを進退移動させることにより、このパーキングロックポールの爪が前記パーキングギヤの歯同士の間に挿入されるパーキングロック状態と前記パーキングロックポールの爪が前記パーキングギヤの歯同士の間から離脱するパーキングアンロック状態との間で前記パーキング機構を切り替える切替機構と、を備えたレンジ切替装置に適用される制御装置を前提とする。このレンジ切替装置の制御装置に対し、前記操作装置の前記パーキングアンロック操作が行われて、前記パーキング機構が前記パーキングロック状態から前記パーキングアンロック状態とされる際の前記切替機構によるパーキングアンロック動作を、前記パーキングギヤよりも駆動輪側の動力伝達軸の捩れ量に応じて変更するパーキングアンロック制御部と、前記パーキング機構が前記パーキングロック状態にある際、前記パーキングロックポールが前記進退移動方向の一方向側に移動するように前記切替機構を作動させ、その際の荷重に基づいて、前記パーキングギヤよりも駆動輪側の動力伝達軸の前記捩れ量を求める捩れ量算出部とを備えさせている。

この特定事項により、パーキング機構がパーキングロック状態にある際、捩れ量算出部が、パーキングギヤよりも駆動輪側の動力伝達軸の捩れ量を求める。そして、操作装置のパーキングアンロック操作が行われ、切替機構によってパーキング機構がパーキングロック状態からパーキングアンロック状態とされる際、パーキングアンロック制御部は、前記捩れ量算出部で求められた捩れ量に応じてパーキングアンロック動作を変更する。一例として、前記捩れ量が大きい場合（例えば、捩れ量が所定値以上である場合）には、この捩れ量が小さい場合（例えば、捩れ量が所定値未満である場合）に比べてパーキングロックポールの移動速度を低く設定する。これにより、前記捩れ量が大きい場合におけるＰ抜きショックを抑制できる。そして、前記捩れ量算出部による前記捩れ量（パーキングギヤよりも駆動輪側の動力伝達軸の捩れ量）を求める動作としては、パーキング機構がパーキングロック状態にある際、パーキングロックポールが前記進退移動方向の一方向側に移動するように切替機構を作動させ、その際の荷重に基づいて捩れ量を求める。

つまり、捩れ量が大きい場合には、パーキングロック状態において、パーキングロックポールの爪の側面（爪の両側面のうち、前記捩れに起因してパーキングギヤが回転する方向の上流側に位置する側面）とパーキングギヤの歯の側面（歯の両側面のうち、前記捩れに起因してパーキングギヤが回転する方向の下流側に位置する側面）とが比較的高い面圧で当接した状態となっており、パーキングロックポールを進退移動方向の一方向側に移動させる際の抵抗が大きいことに起因して荷重は大きくなる。

一方、捩れ量が小さい場合には、パーキングロック状態において、パーキングロックポールの爪の側面とパーキングギヤの歯の側面との間の面圧は比較的低いか、若しくは、これら側面は当接していない状態となっている。このため、パーキングロックポールを進退移動方向の一方向側に移動させる際の抵抗が小さいまたは抵抗が殆ど無いことに起因して荷重は小さくなる。

このように、前記捩れ量と前記荷重とは相関があるため、この荷重を検知することで、捩れ量を求めることができる。従って、本解決手段では、シャフトの回転角度を検知する回転数センサを使用することなく（特許文献１の手段を使用することなく）前記捩れ量を求めることができ、高い精度で捩れ量を求めることができる。その結果、前記捩れ量に応じたパーキングアンロック動作（例えば、Ｐ抜きショック抑制のための制御動作）を適切に実行することが可能になる。

本発明では、パーキング機構がパーキングロック状態にある際、パーキングロックポールが進退移動方向の一方向側に移動するように切替機構を作動させ、その際の荷重に基づいて動力伝達軸の捩れ量を求めるようにしている。このため、この捩れ量を高い精度で求めることができる。

実施形態に係るレンジ切替装置の概略構成を示す斜視図である。 パーキング機構のパーキングロック状態を示す図である。 パーキング機構のパーキングロック状態におけるパーキングギヤの歯とパーキングロックポールの爪との位置関係を説明するための図であって、ドライブラインの捩れ量が小さい場合を示す図である。 パーキング機構のパーキングロック状態におけるパーキングギヤの歯とパーキングロックポールの爪との位置関係を説明するための図であって、ドライブラインの捩れ量が大きい場合を示す図である。 ドライブライン捩れ量判定動作の手順を示すフローチャート図である。 ドライブラインの捩れ量が小さい場合および大きい場合それぞれにおけるシフトストローク量の変化に対する荷重の推移の一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

−レンジ切替装置の概略構成−
図１は、本実施形態に係るレンジ切替装置１０の概略構成を示す斜視図である。自動車等の車両に搭載される有段式の自動変速機は、例えば車両の運転席近傍に設置される操作装置としてのシフトレバー１およびＰスイッチ１１の操作によって選択されたシフトレンジに対応し、レンジ切替装置１０の作動によって、パーキングレンジ，リバースレンジ，ニュートラルレンジ，ドライブレンジの何れかを成立するようになっている。

本実施形態のレンジ切替装置１０は、いわゆるバイワイヤ方式と呼ばれるものであり、主として、自動変速機のレンジ切替用のマニュアルバルブ２０と、パーキング機構３０と、切替機構４０と、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）５を含んだ構成になっている。

マニュアルバルブ２０は、図示しない自動変速機の変速機構部に備えられる各種のブレーキやクラッチ等の摩擦係合要素の係合動作を制御する油圧制御装置の構成要素の一つである。

なお、前記油圧制御装置は、一般的に公知であるが、前記マニュアルバルブ２０の他に、前記摩擦係合要素の係合動作を制御する複数のリニアソレノイドバルブを備えており、シフトレバー１やＰスイッチ１１が操作されたときに、マニュアルバルブ２０が作動されて前記各リニアソレノイドバルブに対する作動油供給経路が変更されることによって、前記操作に対応するシフトレンジを自動変速機に成立させるものである。

このマニュアルバルブ２０は、一般的に公知のスプールバルブと呼ばれる形態とされており、主として、バルブボディ２１と、スプール２２とを含んだ構成になっている。

パーキング機構３０は、自動変速機のアウトプットシャフト（動力伝達軸）２を回転不可能とするパーキングロック状態あるいは回転可能とするパーキングアンロック状態に切り替えられるもので、主として、パーキングギヤ３１と、パーキングロックポール３２と、パーキングロッド３３とを含んだ構成になっている。

パーキングギヤ３１は、前記アウトプットシャフト２に一体回転可能に外装固定されている。

パーキングロックポール３２は、パーキングギヤ３１の近傍に一端側を支点として揺動（移動）自在となるように配置されている。つまり、このパーキングロックポール３２は、後述するように、パーキングギヤ３１に噛み合う位置とパーキングギヤ３１から離脱する位置との間で、パーキングギヤ３１に対して進退移動可能となっている。

このパーキングロックポール３２の長手方向の途中には、パーキングギヤ３１の歯３１ａ，３１ａ同士の間に挿入または歯３１ａ，３１ａ同士の間から離脱可能とされる爪３２ａが設けられている。なお、パーキングロックポール３２は、図示しないバネによってパーキングギヤ３１から後退する（引き離される）方向に常時付勢されている。

パーキングロッド３３は、前記アウトプットシャフト２と略平行に延び、その延びる方向に沿って変位可能に配置されている。

このパーキングロッド３３は、その前端（図１における左端）が、下記の切替機構４０のディテントプレート５１に連結されていて、このディテントプレート５１の回動に応じて変位する。

また、パーキングロッド３３の後端（図１における右端）には、パーキングロックポール３２を揺動（上下方向に移動）させるためのテーパコーン３７が設けられている。このテーパコーン３７は、コイルスプリング３８により、パーキングロッド３３の後端側へ押圧されている。このコイルスプリング３８は、パーキングロッド３３に外装されており、その一端が、パーキングロッド３３に固定された止め輪３９によって支持されている。

切替機構４０は、シフトレバー１やＰスイッチ１１で選択されたシフトレンジ（Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄ）を自動変速機において成立させるために、マニュアルバルブ２０やパーキング機構３０を作動させるもので、主として、ディテント機構５０と、アクチュエータ６０とを含んで構成されている。

ディテント機構５０は、マニュアルバルブ２０のスプール２２やパーキング機構３０のパーキングロッド３３を段階的に押し引きして位置決めするものである。アクチュエータ６０は、ディテント機構５０を作動させるものである。このアクチュエータ６０は、ＥＣＵ５によって制御される。

ディテント機構５０は、ディテントプレート５１と、支軸５２と、ディテントスプリング５３とを含んだ構成になっている。

ディテントプレート５１は、アクチュエータ６０により回動されることでマニュアルバルブ２０のスプール２２やパーキング機構３０のパーキングロッド３３を押し引きするものである。

このディテントプレート５１は、扇形に形成されており、その回動中心となる位置には、支軸５２が貫通する状態で一体的に回動可能に固定されている。これにより、支軸５２が回動すると、それと一体にディテントプレート５１が回動するようになっている。

支軸５２の一端は、アクチュエータ６０の出力軸６３に一体的に回動可能に連結されている。

そして、ディテントプレート５１の所定位置には、マニュアルバルブ２０のスプール２２の先端が連結されているとともに、パーキング機構３０のパーキングロッド３３の前端が連結されている。これにより、ディテントプレート５１を回動させると、マニュアルバルブ２０のスプール２２が軸方向に変位するとともに、パーキングロッド３３が軸方向に変位することになる。

このディテントプレート５１は、シフトレバー１やＰスイッチ１１の操作により選択されたシフトレンジに対応して例えば４段階に回動されて、その回動姿勢に応じてマニュアルバルブ２０のスプール２２を軸方向に４段階に変位させるようになっている。つまり、シフトレンジを、パーキングレンジ、リバースレンジ、ニュートラルレンジおよびドライブレンジの何れかにするようにディテントプレート５１が回動されて、マニュアルバルブ２０のスプール２２を軸方向に変位させるようになっている。

ここで、Ｐスイッチ１１の操作（後述する押し込み操作）が、本発明でいう操作装置のパーキングロック操作に相当する。また、リバースポジション、ニュートラルポジションまたはドライブポジションへのシフトレバー１の操作が、本発明でいう操作装置のパーキングアンロック操作に相当する。

ディテントプレート５１の上端には、波形部５４が設けられている。波形部５４の山の部分に符号５５を、谷の部分に符号５６をそれぞれ付している。本実施形態での波形部５４は、各谷５６の形状が、その底を中心として左右対称とされているが、この形状は任意である。

この波形部５４は、４つのシフトレンジに対応する数（４つ）の谷５６を有している。

ディテントスプリング５３は、ディテントプレート５１の４段階の回動姿勢を個別に位置決め保持するもので、可撓性を有する帯状の板バネからなり、その先端の二股部分に、ローラ５７を回動可能に支持した構成になっている。

このディテントスプリング５３の一端側は、マニュアルバルブ２０のバルブボディ２１に固定されている。また、ローラ５７は、ディテントプレート５１の波形部５４における何れかの谷５６に係合されるが、その状態において、ディテントスプリング５３が弾性変形して反った姿勢となるように設置することによって、ディテントスプリング５３の弾性復元力でローラ５７を谷５６の底に押し付けるように作用させて、係合状態を強くする形態としている。

アクチュエータ６０は、詳細に図示していないが、電動モータと、減速機構と、出力軸６３とを、ケース６４内に収納した構成になっている。

このアクチュエータ６０は、ケース６４の外周側数ヶ所に設けられている取付片６５を、自動変速機ケース（図示省略）にボルト止めすることによって支持されている。

前記ＥＣＵ５は、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等からなるマイクロコンピュータと入出力回路とを備えている。ＥＣＵ５の入力回路には、シフトポジションセンサ４、出力軸回転数センサ６、車輪速センサ７およびＰスイッチ１１等が接続されている。

シフトポジションセンサ４は、運転者の手動操作によって選択されたシフトレバー１のシフトポジションに応じた出力信号をＥＣＵ５に送信する。なお、本実施形態におけるシフトレバー１は、操作されていない状態（運転者による操作力が加えられていない状態）では所定のホームポジションに位置し、運転者の操作によってリバースポジションＲ、ニュートラルポジションＮまたはドライブポジションＤに操作された場合に、そのシフトポジション（操作位置）がシフトポジションセンサ４によって検知されて、そのシフトポジションに応じた出力信号がシフトポジションセンサ４からＥＣＵ５に送信される。また、運転者からの操作力が解除されると、シフトレバー１は再びホームポジションに戻ることになる。出力軸回転数センサ６は、前記アウトプットシャフト２におけるパーキングギヤ３１よりも自動変速機側（駆動力源であるエンジン側）の回転数に応じた出力信号をＥＣＵ５に送信する。車輪速センサ７は、図示しない駆動輪に繋がるドライブシャフトの回転数に応じた出力信号をＥＣＵ５に送信する。Ｐスイッチ１１は、シフトレンジをパーキング以外のシフトレンジ（非Ｐレンジ）からパーキングレンジ（Ｐレンジ）へ切り替えるためのスイッチであって、運転者からの指示を受け付ける入力部を備えており、運転者による入力部の操作（ＯＮ操作；押し込み操作）により、シフトレンジをパーキングレンジに入れる指示を入力することができる。Ｐスイッチ１１の入力部の操作による指示（パーキングレンジに入れる指示）はＥＣＵ５に入力される。なお、Ｐスイッチ１１の入力部としては、例えばプッシュスイッチ等を挙げることができる。

ＥＣＵ５は、各種センサからの出力信号を受けることで、アクチュエータ６０にシフトレンジ制御信号（本発明でいう操作装置の操作状態に応じた操作信号）を送信する。アクチュエータ６０は、このシフトレンジ制御信号に従ったディテントプレート５１の回動位置が得られるように、つまり、シフトレンジ制御信号に従った自動変速機のシフトレンジが成立する前記スプール２２の軸方向の位置が得られるように出力軸６３を回動させる。このように、レンジ切替装置１０は、シフトレバー１およびＰスイッチ１１の操作状態に応じたシフトレンジ制御信号（操作信号）に基づいて自動変速機のシフトレンジを切り替えるように電気的に作動するものとなっている。

また、このアクチュエータ６０の出力軸６３の回動は、前記シフトレンジ制御信号に従ってパーキング機構３０をパーキングロック状態とパーキングアンロック状態との間で切り替えることになる。つまり、Ｐスイッチ１１が押し込み操作された場合には、パーキング機構３０をパーキングロック状態（パーキングロックポール３２の爪３２ａがパーキングギヤ３１の歯３１ａ，３１ａ同士の間に挿入された状態）とし、シフトレバー１がリバースポジション、ニュートラルポジションまたはドライブポジションに操作された場合には、パーキング機構３０をパーキングアンロック状態（パーキングロックポール３２の爪３２ａがパーキングギヤ３１の歯３１ａ，３１ａ同士の間から離脱された状態）とするように出力軸６３を回動させる。このように、前記切替機構４０は、パーキングロック操作およびパーキングアンロック操作が可能な操作装置（シフトレバー１およびＰスイッチ１１）の操作状態に応じたシフトレンジ制御信号（操作信号）に基づいてパーキングロックポール３２を進退移動させることにより、パーキングロックポール３２の爪３２ａがパーキングギヤ３１の歯３１ａ，３１ａ同士の間に挿入されるパーキングロック状態と、パーキングロックポール３２の爪３２ａがパーキングギヤ３１の歯３１ａ，３１ａ同士の間から離脱するパーキングアンロック状態との間でパーキング機構３０を切り替える構成となっている。

−レンジ切替装置の基本動作−
次に、前述の如く構成されたレンジ切替装置１０の基本動作について説明する。

通常のレンジ切替処理では、シフトレバー１またはＰスイッチ１１を運転者が手動操作することにより選択されたシフトレンジに応じた信号がＥＣＵ５に入力される。

この信号に基づきＥＣＵ５が前記選択されたシフトレンジを認識し、このＥＣＵ５がアクチュエータ６０の出力軸６３を正方向または逆方向に回動させ、支軸５２およびディテントプレート５１を適宜回動させる。

このとき、ディテントプレート５１の波形部５４の山５５をローラ５７が乗り越えることによってディテントスプリング５３が一旦弾性変形して当該ローラ５７が波形部５４における次の谷５６に係合することになり、ディテントプレート５１がディテントスプリング５３により位置決め保持される。

このディテントプレート５１の回動によりマニュアルバルブ２０のスプール２２が軸方向にスライドされ、マニュアルバルブ２０が、パーキングレンジ、リバースレンジ、ニュートラルレンジおよびドライブレンジのうちの選択されたシフトレンジに対応するスライド位置へと切り替えられる。これにより、前記油圧制御装置が作動し、自動変速機における適宜のシフトレンジが成立することになる。

なお、Ｐスイッチ１１が操作（押し込み操作）されてパーキングレンジが選択された場合には、マニュアルバルブ２０がパーキングレンジに対応するスライド位置に切り替えられるとともに、パーキング機構３０のパーキングロッド３３が軸方向にスライドされ、図２（パーキング機構３０のパーキングロック状態を示す図）に示すように、パーキングロックポール３２の爪３２ａをパーキングギヤ３１の歯３１ａ，３１ａ同士の間に挿入して係合させるようになる。これにより、自動変速機のアウトプットシャフト２が回転不可能なパーキングロック状態にされる。

また、このパーキングロック状態からシフトレバー１が操作された場合には、ＥＣＵ５は、アクチュエータ６０を作動させることにより、支軸５２を適宜回動させ、ディテントプレート５１が回動されることになる。それに伴いパーキングロッド３３およびテーパコーン３７がスライドされて、テーパコーン３７によるパーキングロックポール３２の押し上げ力を解除する。

これにより、パーキングロックポール３２が下側に移動して、爪３２ａがパーキングギヤ３１の歯３１ａ，３１ａ同士の間から抜け出る（離脱する）ので、アウトプットシャフト２が回転可能なパーキングアンロック状態にされる。それと同時に、マニュアルバルブ２０のスプール２２が目標のスライド位置に変位されて、油圧制御装置において適宜の作動油供給経路を作成する。

−Ｐ抜きショック抑制制御−
前述したように、従来より、パーキングギヤと駆動輪との間のドライブラインに捩れトルク（前記残留捩れトルク）が残留したまま、パーキングロック状態とされた際、次回のシフトレバーの操作に従ってパーキングロック状態が解除された場合には、前記ドライブラインの捩れが一気に解放されて（残留捩れトルクが急に解放されて）、車体にＰ抜きショックが発生する可能性がある。

前記特許文献１には、プロペラシャフトの回転角度およびドライブシャフトの回転角度それぞれを測定可能な既存の回転数センサ（出力軸回転数センサおよび車輪速センサ）を用いて、プロペラシャフトとドライブシャフトとの回転角度差を求めている。そして、この回転角度差に基づいてドライブラインの捩れ量を求め、この捩れ量が所定値以上に達しているか否かを判定している。そして、ドライブラインの捩れ量が所定値以上に達している場合には、前記Ｐ抜きショックを抑制するための制御を行うようにしている。

しかしながら、特許文献１では、既存の回転数センサを使用しているため、ドライブラインの捩れ量の算出に十分な精度が得られない可能性が高く、ドライブラインの捩れ量が所定値以上に達しているか否か、つまり、Ｐ抜きショックを抑制するための制御が必要であるか否かを高い精度で判定することは難しい。

本実施形態は、以上の点に鑑みてなされたものであって、ドライブラインの捩れ量を高い精度で検知し、これにより、Ｐ抜きショックを抑制するための制御が適切に行われるようにするものである。以下、具体的に説明する。

本実施形態にあっては、パーキング機構３０がパーキングロック状態にある際、パーキングロックポール３２が、その進退移動方向の一方向側に移動するように切替機構４０を作動させ、その際の荷重に基づいて、ドライブライン（パーキングギヤ３１よりも駆動輪側の動力伝達軸）の捩れ量を求めるようにしている。つまり、パーキング機構３０がパーキングロック状態にある際、ドライブラインに発生している捩れ量が小さい場合と大きい場合とでは、パーキングロックポール３２を進退移動方向の一方向側に移動させる際の荷重が異なっていることを利用し、この荷重からドライブラインの捩れ量を求めるようにしている。

具体的に説明すると、図３は、パーキング機構３０のパーキングロック状態におけるパーキングギヤ３１の歯３１ａとパーキングロックポール３２の爪３２ａとの位置関係を説明するための図であって、ドライブラインの捩れ量が小さい場合を示す図である。一方、図４は、パーキング機構３０のパーキングロック状態におけるパーキングギヤ３１の歯３１ａとパーキングロックポール３２の爪３２ａとの位置関係を説明するための図であって、ドライブラインの捩れ量が大きい場合を示す図である。

ドライブラインの捩れ量が小さい場合には、前記残留捩れトルクは存在していない、または、残留捩れトルクは小さいので、アウトプットシャフト２に回転力は作用しておらず、図３に示すように、パーキングギヤ３１の歯３１ａの側面３１ｂとパーキングロックポール３２の爪３２ａの側面３２ｂとは当接していないか、若しくは、これら側面３１ｂ，３２ｂ同士が当接していてもその間の面圧は比較的低くなっている。つまり、この状態からパーキングロックポール３２を進退移動方向の一方向側（例えば上側）に移動させる際の抵抗は小さく、その結果、前記荷重は小さくなる。

一方、ドライブラインの捩れ量が大きい場合には、前記残留捩れトルクが大きいために、アウトプットシャフト２に回転力が作用しており、図４に示すように（この図４では、残留捩れトルクに起因にして、アウトプットシャフト２に図中の反時計回り方向の回転力（図４における矢印Ｆを参照）が作用している場合を示している）、パーキングギヤ３１の歯３１ａの側面３１ｂとパーキングロックポール３２の爪３２ａの側面３２ｂとが比較的高い面圧で当接した状態となっている。つまり、この状態からパーキングロックポール３２を進退移動方向の一方向側（例えば上側）に移動させる際の抵抗は大きく、その結果、前記荷重は大きくなる。

このように、ドライブラインの捩れ量と、パーキングロックポール３２を進退移動方向の一方向側に移動させる際の荷重との間には相関がある。このことを利用し、本実施形態では、この荷重によってドライブラインの捩れ量を求めるようにしている。

この動作は、前記ＥＣＵ５によって実行される。このため、ＥＣＵ５において、パーキング機構３０がパーキングロック状態にある際、パーキングロックポール３２が、その進退移動方向の一方向側に移動するように切替機構４０を作動させ、その際の荷重に基づいて、ドライブラインの捩れ量を求める動作を行う機能部分が本発明でいう捩れ量算出部として構成されている。

また、前記Ｐ抜きショックを抑制するための制御として、本実施形態では、パーキングロック状態から、シフトレバー１が、リバースポジション、ドライブポジションまたはニュートラルポジションに操作された際（パーキングアンロック操作が行われた際）には、前記切替機構４０によって、パーキング機構３０をパーキングロック状態からパーキングアンロック状態にするに当たり、前記求められた捩れ量が大きい場合、この捩れ量が小さい場合に比べてパーキングロックポール３２の移動速度を低く設定するようにしている。つまり、アクチュエータ６０の電動モータの回転速度（回転数）を調整することによって、パーキングアンロック状態となる位置に向かって移動するパーキングロックポール３２の移動速度を低く設定するようにしている。より具体的には、前記パーキング機構３０がパーキングロック状態からパーキングアンロック状態となる際のパーキングロックポール３２の移動速度が高速と低速との２段階で切り替えられるようにしておき、前記捩れ量が所定値未満である場合にはパーキングロックポール３２の移動速度を高速に設定する一方、前記捩れ量が前記所定値以上である場合にはパーキングロックポール３２の移動速度を低速に設定するようにしている。

この動作は、前記ＥＣＵ５によって実行される。このため、ＥＣＵ５において、ドライブラインの捩れ量が所定値以上に達している場合に、前記Ｐ抜きショックを抑制するための制御を行う機能部分が本発明でいうパーキングアンロック制御部（切替機構４０によるパーキングアンロック動作を、パーキングギヤ３１よりも駆動輪側の動力伝達軸の捩れ量に応じて変更するパーキングアンロック制御部）として構成されている。

また、Ｐ抜きショックを抑制するための制御としては、前述したパーキングロックポール３２の移動速度の制御には限定されず、前記特許文献１の制御を行うようにしてもよい。つまり、パーキングロック状態となった場合の前記捩れ量が所定値以上である場合には、自動変速機の摩擦係合要素を係合させ、その後、シフトレバー１の操作に従ってパーキングロック状態が解除された際には、そのパーキングロック状態の解除の後、前記摩擦係合要素を徐々に解放することでＰ抜きショックを抑制する制御である。

以下、前述したドライブライン捩れ量判定動作の手順について図５のフローチャートに沿って説明する。このフローチャートは、エンジンの始動後、所定時間毎に繰り返して実行される。

先ず、ステップＳＴ１において、Ｐスイッチ１１の押し込み操作が行われたか否かが判定される。この判定は、Ｐスイッチ１１からの出力信号に基づいて行われる。

Ｐスイッチ１１の押し込み操作が行われておらず、ステップＳＴ１でＮＯ判定された場合には、パーキング機構３０はパーキングロック状態にはないとして、そのままリターンされる。

一方、Ｐスイッチ１１の押し込み操作が行われ、ステップＳＴ１でＹＥＳ判定された場合には、ステップＳＴ２に移り、パーキング機構３０がパーキングロック状態となり（パーキングロックポール３２の爪３２ａがパーキングギヤ３１の歯３１ａ，３１ａ同士の間に挿入され）、前記ＥＣＵ５のＲＡＭに記憶されているパーキングレンジフラグが１にセットされたか否かが判定される。このパーキングレンジフラグは、例えばパーキングロックポール３２の位置（例えばセンサ等によって検出される位置）がパーキングロック状態となる位置となった際に１にセットされるものである。

未だ、パーキングレンジフラグが１にセットされていない場合には、このパーキングレンジフラグが１にセットされるのを待つ。つまり、パーキング機構３０がパーキングロック状態となるのを待つ。

そして、パーキングレンジフラグが１にセットされ、ステップＳＴ２でＹＥＳ判定された場合には、ステップＳＴ３に移り、パーキングロックポール３２を、その進退移動方向の一方向側に移動させるようにアクチュエータ６０を作動させる。ここでは、パーキングロックポール３２の爪３２ａとパーキングギヤ３１の歯３１ａとの噛み合い量が大きくなるように、つまり、パーキングギヤ３１の歯３１ａ，３１ａ同士の間に対するパーキングロックポール３２の爪３２ａの挿入量が大きくなるようにパーキングロックポール３２を上方へ移動させるべくアクチュエータ６０を作動させる。具体的に、このステップＳＴ３の動作が開始される前段階でのパーキングロック状態にあっては、図３および図４に示すように、パーキングロックポール３２の爪３２ａの先端面３２ｃと、パーキングギヤ３１の歯３１ａ，３１ａの間の底面３１ｃとの間には、僅かな隙間が存在しており、この状態から更にパーキングロックポール３２を上方へ移動させることが可能な移動代が残されている。このため、この移動代分だけ、パーキングロックポール３２を上方へ移動させることが可能となっている。ステップＳＴ３では、この移動代を小さくする方向にパーキングロックポール３２を移動（上方へ移動）させるべくアクチュエータ６０を作動させる。

この場合、パーキング機構３０はパーキングロック状態となっており、図２に示すように、ディテント機構５０にあっては、ディテントスプリング５３のローラ５７がディテントプレート５１のＰ位置に対応する谷５６に係合されているので、このローラ５７が、この谷５６から波形部５４の斜面に沿って移動するようにアクチュエータ６０を作動させることになる。つまり、図３に示すように、ドライブラインの捩れ量が小さい場合には、アクチュエータ６０の荷重としては、ローラ５７を谷５６から波形部５４の斜面に沿って移動させる程度の荷重であり、その荷重は比較的小さい。これに対し、図４に示すように、ドライブラインの捩れ量が大きい場合には、アクチュエータ６０の荷重としては、ローラ５７を谷５６から波形部５４の斜面に沿って移動させる荷重だけでなく、パーキングギヤ３１の歯３１ａの側面３１ｂとパーキングロックポール３２の爪３２ａの側面３２ｂとの当接部分での抵抗（面圧が高くなっていることによる抵抗）も荷重として加わることになり、その荷重は比較的大きくなっている。

前記アクチュエータ６０を作動させた後、ステップＳＴ４に移り、この際のアクチュエータ６０の駆動電圧が所定値Ｖａ以上となっているか否かを判定する。この駆動電圧は、前記荷重が大きいほど高くなるものである。また、前記所定値Ｖａは、前記Ｐ抜きショックの許容限界に対応した捩れ量が発生している場合のアクチュエータ６０の駆動電圧に相当する値として実験またはシミュレーションによって設定されている。

図６は、ドライブラインの捩れ量が小さい場合および大きい場合それぞれにおけるシフトストローク量の変化に対する荷重の推移の一例を示す図である。この図６に示すように、ドライブラインの捩れ量が大きい場合には、その捩れ量が小さい場合に比べて荷重が大きくなっている。特に、ドライブラインの捩れ量が大きい場合、シフトストローク量の変化の初期時（パーキングロックポール３２を進退移動方向の一方向側に移動させる動作の開始時）における荷重は大きくなっている。このため、前記アクチュエータ６０の駆動電圧も高くなるので、この駆動電圧によってドライブラインの捩れ量が大きくなっている（捩れ量が所定値以上となっている）ことを検知することが可能である。

アクチュエータ６０の駆動電圧が所定値Ｖａ未満であって、ステップＳＴ４でＮＯ判定された場合には、ステップＳＴ５に移り、前記ドライブラインの捩れ量が小さい（捩れ量が所定値未満である）と判定する。

この場合、前記ＥＣＵ５のＲＡＭに記憶されているＰ抜きショック抑制制御フラグを０にリセットする。このＰ抜きショック抑制制御フラグは、次回のシフトレバー１の操作が行われた場合に、前述したＰ抜きショックを抑制するための制御を実行するか否かを規定するためのフラグであって、０にリセットされている場合には、この制御を非実行とし、１にセットされている場合には、この制御を実行させるものである。

このようにしてＰ抜きショック抑制制御フラグを０にリセットした後、ステップＳＴ７に移り、アクチュエータ６０に印加していた電圧を解除し、アクチュエータ６０の作動を停止する。つまり、進退移動方向の一方向側にパーキングロックポール３２を移動させるようにしていた動作を停止する。

一方、ステップＳＴ４の判定において、アクチュエータ６０の駆動電圧が所定値Ｖａ以上であってＹＥＳ判定された場合には、ステップＳＴ６に移り、前記ドライブラインの捩れ量が大きい（捩れ量が所定値以上である）と判定する。

この場合、前記Ｐ抜きショック抑制制御フラグを１にセットする。つまり、次回のシフトレバー１の操作が行われた場合には、前述したＰ抜きショックを抑制するための制御が実行されることになる。

このようにしてＰ抜きショック抑制制御フラグを１にセットした後、ステップＳＴ７に移り、アクチュエータ６０に印加していた電圧を解除し、アクチュエータ６０の作動を停止する。つまり、進退移動方向の一方向側にパーキングロックポール３２を移動させるようにしていた動作を停止する。

前記ステップＳＴ４〜ＳＴ６の動作が、本発明でいう「捩れ量算出部による動作であって、パーキング機構がパーキングロック状態にある際、パーキングロックポールが進退移動方向の一方向側に移動するように切替機構を作動させ、その際の荷重に基づいて、パーキングギヤよりも駆動輪側の動力伝達軸の捩れ量を求める動作」に相当する。

以上説明したように、本実施形態では、パーキング機構３０がパーキングロック状態にある際、パーキングロックポール３２が進退移動方向の一方向側に移動するように切替機構４０を作動させ、その際の荷重に基づいて捩れ量を求めるようにしている。つまり、捩れ量が大きい場合には、パーキングロック状態において、パーキングロックポール３２の爪３２ａの側面３２ｂとパーキングギヤ３１の歯３１ａの側面３１ｂとが比較的高い面圧で当接した状態となっており、パーキングロックポール３２を進退移動方向の一方向側に移動させる際の抵抗が大きいことに起因して荷重は大きくなる。一方、捩れ量が小さい場合には、パーキングロック状態において、パーキングロックポール３２の爪３２ａの側面３２ｂとパーキングギヤ３１の歯３１ａの側面３１ｂとの間の面圧は比較的低いか、若しくは、これら側面３１ｂ，３２ｂは当接していない状態となっている。このため、パーキングロックポール３２を進退移動方向の一方向側に移動させる際の抵抗が小さいまたは抵抗が殆ど無いことに起因して荷重は小さくなる。このように、前記捩れ量と前記荷重との間に相関があることを利用し、この荷重を検知することで、捩れ量を求めるようにしている。従って、本実施形態では、シャフトの回転角度を検知する回転数センサを使用することなく、前記捩れ量を高い精度で求めることができる。その結果、実際の捩れ量が大きいにも拘わらずＰ抜きショック抑制のための制御が実行されず、Ｐ抜きショックが発生してしまったり、逆に、実際の捩れ量が小さいにも拘わらずＰ抜きショック抑制のための制御が無駄に実行されて、車両の発進性能が悪化してしまったりすることを防止できる。

また、本実施形態では、パーキングロックポール３２を、その進退移動方向の一方向側に移動させるようにアクチュエータ６０を作動させる場合に、パーキングロックポール３２の爪３２ａとパーキングギヤ３１の歯３１ａとの噛み合い量が大きくなるようにアクチュエータ６０を作動させている。このため、仮にパーキングロックポール３２が移動したとしても、パーキングロックポール３２の爪３２ａがパーキングギヤ３１の歯３１ａ，３１ａ同士の間から離脱することはなく、パーキングロック状態が解除されてしまうことはない（捩れ量を求める動作によってパーキングロック状態が解除されてしまうといったことはない）。

−他の実施形態−
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。従って、本発明の技術的範囲は、前記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、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。

例えば、前記実施形態は、アクチュエータ６０の駆動電圧に基づいてドライブラインの捩れ量を検知するようにしていた。本発明はこれに限らず、アクチュエータ６０の駆動電流値に基づいてドライブラインの捩れ量を検知するようにしてもよい。

また、前記実施形態は、パーキングロックポール３２を、その進退移動方向の一方向側に移動させる際、パーキングロックポール３２の爪３２ａとパーキングギヤ３１の歯３１ａとの噛み合い量が大きくなるように、つまり、パーキングロックポール３２を上方へ移動させるように、アクチュエータ６０を作動させていた。本発明はこれに限らず、パーキングロックポール３２の爪３２ａとパーキングギヤ３１の歯３１ａとの噛み合い量が小さくなるように、つまり、パーキングロックポール３２を下方へ移動させるように、アクチュエータ６０を作動させてもよい。尚、この場合、ドライブラインの捩れ量検知動作が終了した後には、パーキングロックポール３２が下方へ移動している（パーキングロックポール３２の爪３２ａとパーキングギヤ３１の歯３１ａとの噛み合い量が小さくなっている）可能性があるので、パーキングロックポール３２を上方へ移動させるように、アクチュエータ６０を作動させて、パーキングロックポール３２の爪３２ａとパーキングギヤ３１の歯３１ａとの噛み合い量を十分に確保するようにしておくことが好ましい。

また、Ｐ抜きショックを抑制する制御としては、前述したもの以外に、エンジンのアイドリング回転数を調整して、自動変速機に入力されるトルクを小さくすることで前記残留捩れトルクを小さくすることも挙げられる。つまり、前述したドライブラインの捩れ量検知動作によって捩れ量が大きいと判定された場合にのみ、この制御を実施することになる。

また、前記実施形態は、自動変速機として有段変速機を適用していた。本発明はこれに限らず、ベルト式等の無段変速機を適用することも可能である。

また、前記実施形態では、駆動力源としてエンジンのみを搭載した車両に本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、駆動力源としてエンジンおよび電動モータを搭載したハイブリッド車両や、駆動力源として電動モータのみを搭載した電気自動車に対しても適用が可能である。

また、前記実施形態では、Ｐスイッチ１１の押し込み操作によってパーキングレンジが選択されるようにしていた。本発明はこれに限らず、シフトレバー１の操作によってパーキングレンジが選択されるようにしたものに対しても適用が可能である。

また、前記実施形態では、油圧制御装置にマニュアルバルブ２０を備えた構成について説明したが、このマニュアルバルブ２０を備えない構成に対しても本発明は適用が可能である。

本発明は、自動変速機のシフトレンジを切り替えるように電気的に作動するレンジ切替装置の切り替え制御に適用可能である。

１ シフトレバー（操作装置）
２ アウトプットシャフト（動力伝達軸）
５ ＥＣＵ
１０ レンジ切替装置
１１ Ｐスイッチ（操作装置）
３０ パーキング機構
３１ パーキングギヤ
３１ａ 歯
３２ パーキングロックポール
３２ａ 爪
４０ 切替機構

Claims (1)

1. 動力伝達軸に設けられたパーキングギヤ、および、前記パーキングギヤに対して進退移動可能なパーキングロックポールを備えたパーキング機構と、
   パーキングロック操作およびパーキングアンロック操作が可能な操作装置の操作状態に応じた操作信号に基づいて前記パーキングロックポールを進退移動させることにより、このパーキングロックポールの爪が前記パーキングギヤの歯同士の間に挿入されるパーキングロック状態と、前記パーキングロックポールの爪が前記パーキングギヤの歯同士の間から離脱するパーキングアンロック状態との間で前記パーキング機構を切り替える切替機構と、を備えたレンジ切替装置に適用される制御装置において、
   前記操作装置の前記パーキングアンロック操作が行われて、前記パーキング機構が前記パーキングロック状態から前記パーキングアンロック状態とされる際の前記切替機構によるパーキングアンロック動作を、前記パーキングギヤよりも駆動輪側の動力伝達軸の捩れ量に応じて変更するパーキングアンロック制御部と、
   前記パーキング機構が前記パーキングロック状態にある際、前記パーキングロックポールが前記進退移動方向の一方向側に移動するように前記切替機構を作動させ、その際の荷重に基づいて、前記パーキングギヤよりも駆動輪側の動力伝達軸の前記捩れ量を求める捩れ量算出部とを備えていることを特徴とするレンジ切替装置の制御装置。

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