JP4375414B2 - シフト制御システム - Google Patents

Description

本発明は、車両のシフト制御システムに関し、特に運転者のシフト操作入力に基づいて自動変速機のシフトレンジを切り替えるシフト制御システムに関する。

自動変速機を搭載した車両には、一般に、運転者により操作されるシフトレバーが設けられている。運転者がそのシフトレバーをスライドさせると、そのシフトレバーのスライド位置に基づいてシフトレンジが選択され、ギヤ式の動力伝達機構の動力伝達状態が切り替えられる。また、車両を駐車する際にシフトレバーがパーキングレンジ（以下「Ｐレンジ」と表記する）に対応するパーキングポジションにシフトされると、ロック機構が作動して動力伝達機構の出力軸と一体のパーキングギヤが固定される。これにより、その出力軸の回転が固定され、車両の停止状態が維持される。

一方、近年ではシフトレバーの操作に基づく機械的なシフト制御ではなく、いわゆるシフトバイワイヤ方式のシフト制御システムも知られている（たとえば特許文献１参照）。この方式のシフト制御システムでは、運転者のシフト操作入力をセンサやスイッチによって検出し、その検出信号に応じたシフトレンジを選択する。Ｐレンジについては、パーキングポジションへの切り替え操作をワンタッチで行うことができるパーキングスイッチ（以下「Ｐスイッチ」と表記する）が設けられたりしている。
特開２００２−１２２２３６号公報

しかしながら、このシフトバイワイヤ方式のシフト制御システムにおいては、運転者によってＰスイッチがオンにされると、車両が完全に停止していない状態においてもシフトレンジがＰレンジに切り替わる場合がある。この場合、ロック機構が回転中の出力軸を強制的に固定しようとするため、その反力で車両の揺り返しが発生し、運転者に違和感を与えることがある。また、動力伝達機構のギヤのバックラッシュにより振動を発生させる原因にもなる。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、車両停止時におけるＰスイッチの操作に際して運転者に違和感を与えることを抑制できるシフト制御システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様のシフト制御システムは、運転者によるシフト操作入力に応じて車両の動力伝達機構の動力伝達状態を制御するシフト制御システムであって、シフト操作入力を受け付けるシフト操作入力部と、シフト操作入力に応じてシフトレンジを切り替え、動力伝達機構の動力伝達状態を電気的に制御するシフト制御部と、ブレーキペダルの踏み込み操作に基づき、液圧回路に配置された電磁弁を開閉制御してホイールシリンダ圧を制御することにより、車輪に制動力を付与するブレーキ制御部と、車速を検出する車速検出部と、ブレーキペダルの操作状態を検出するブレーキ操作検出部と、を備える。シフト制御部は、車両の走行中にシフト操作入力としてパーキングレンジへの切替要求があった場合、車速検出部により検出される車速が実質的にゼロになり、さらにブレーキペダルの踏み込み量が実質的にゼロになったことが検出されたときに、ブレーキ制御部に少なくとも車両の停止が推定される予め定める保持期間ホイールシリンダ圧を所定の保持圧としてブレーキペダルの踏み込み時よりも低いホイールシリンダ圧に維持させ、その保持期間の経過後にシフトレンジをパーキングレンジへ切り替え、動力伝達機構の出力軸の回転を固定するロック機構を作動させる。

この態様によると、車両が完全に停止していないにもかかわらず運転者がＰレンジへの切替要求を入力した場合、直ちにＰレンジに切り替えるのではなく、ブレーキ制御部によりホイールシリンダ圧が所定の保持圧に保持される。つまり、ブレーキ制御部によりホイールシリンダ圧を残し、車両の停止が推定される保持期間の経過後にＰレンジに切り替える。これにより、車両の姿勢が安定した状態においてロック機構が作動されるため、車両の揺り返しにより運転者に違和感を与えるのを防止または抑制することができる。

また、運転者がＰレンジを選択する行為は通常、ブレーキペダルを踏み込んで車両が停止したと認識したときに行われると考えられる。運転者は車両が停止したと思いこんでブレーキペダルから足を外し、Ｐスイッチ等によりＰレンジへの切替操作を行う。このため、そのままではホイールシリンダ圧がなくなってしまうところ、ブレーキペダルの踏み込み時よりも低い保持圧を残して車両の完全停止を促すようにする。車速検出部により検出される車速が実質的にゼロとなった後に保持圧を残すとしたのは、たとえば車速検出部として車輪速センサ等を用いた場合、厳密には車速は極低速までしか検出できない場合があり得ることを考慮したものである。極低速で車両が動いていても、ロック機構を動作させると車両の揺り返しが発生する。ここではそれを防止する。

車両の挙動に基づいてその停止状態を判定する停止状態判定部を備えてもよい。そして、保持期間として、停止状態判定部により車両の停止状態が判定されるまでの期間が設定されていてもよい。すなわち、ここでは保持期間を固定するのではなく、車両の状態に応じて設定することができる。これにより、より正確に車両の停止状態に基づく制御を実現することができる。また、必要以上にホイールシリンダ圧がかけられるのを防止できる。

より具体的には、車両の減速度を検出可能なＧセンサを備えてもよい。そして、停止状態判定部は、車速検出部により検出される車速が実質的にゼロになり、かつＧセンサによる出力値が実質的にゼロに収束したときに車両が停止状態にあると判定してもよい。車両の完全停止時には、その慣性力等により車両が前後に揺れることがある。たとえば、Ｇセンサの出力信号の脈動がなくなったときに車両の停止状態を判定してもよい。

あるいは、車両の車高を検出可能な車高センサを備えてもよい。そして、停止状態判定部は、車速検出部により検出される車速が実質的にゼロになり、かつ車高センサにより検出された車高と予め計測した車両停止時の車高との差分が判定基準値よりも小さいときに、車両が停止状態にあると判定してもよい。すなわち、車両停止時には車両がその慣性力等により上下に揺れることがあり、その際、車高センサが検出する車高は車両停止時とは異なる値になると考えられる。このような車高センサの出力値の変化等によって車両の停止状態を判定してもよい。

保持期間は、車両の停車直前の所定時点の減速度が大きいほど短くなるように予め設定されていてもよい。すなわち、車両の停車直前の減速度が大きければ車両停止までの時間も短くなる。このため、Ｐレンジへの切り替えの安定性と迅速性を考慮した適度な保持期間が設定されるのが好ましい。

さらに、シフト制御部は、ロック機構を作動させた後、ブレーキ制御部にホイールシリンダ圧を保持圧から徐々に減圧させるのが好ましい。このように保持圧からの減圧勾配を設けることにより、車両に加わるショックを低減してより安定な停止状態を実現することができる。

本発明のシフト制御システムによれば、車両停止時におけるＰスイッチの操作に際して運転者に違和感を与えるのを防止または抑制できる。

以下、図面を参照しつつ本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。図１は、実施の形態に係るシフト制御システムの全体構成を表すシステム構成図である。

本実施の形態の車両には、駆動輪の駆動源となるエンジン１、駆動力を所定の変速比で伝達する自動変速機２、各車輪を操舵する図示しないステアリング装置、各車輪に制動力を付与するブレーキ装置３、およびこれらを制御する各種の電子制御装置（以下「ＥＣＵ」と表記する）などが搭載されている。この車両は、いわゆる後輪駆動式のものであり、エンジン１の駆動力は、トルクコンバータ５、自動変速機２、プロペラシャフト６、ディファレンシャル７、およびアクスルシャフト８等を介して各後輪に伝達される。

本実施の形態の自動変速機２は、内部にギヤ式の動力伝達機構を備えた有段式の変速機からなり、運転者によるシフト操作入力に応じてシフトレンジが切り替えられ、その動力伝達状態が制御される。また、自動変速機２にはシフト駆動部９が設けられ、Ｐレンジが選択されるパーキングモードになると内部のロック機構が作動され、動力伝達機構の出力軸の回転が固定される。本実施の形態のシフト制御システムは、このシフトレンジの切替制御を行うものであり、特にパーキングモードにおいて自動変速機２とブレーキ装置３との協調制御を行う点に特徴を有するが、その詳細については後述する。

ブレーキ装置３は、電子制御ブレーキ（Electronically Controlled Brake：以下「ＥＣＢ」という）および電動パーキングブレーキ（Electric Parking Brake：以下「ＥＰＢ」という）の双方を備えており、車両の走行状態に応じて車両の４輪のブレーキを独立かつ最適に制御する。すなわち、右前輪１０ＦＲおよび左前輪１０ＦＬにはディスクブレーキ１１ＦＲ、１１ＦＬがそれぞれ搭載され、右後輪１０ＲＲおよび左後輪１０ＲＬにはドラムインディスクブレーキ１１ＲＲ、１１ＲＬがそれぞれ搭載されている。ＥＣＢはブレーキアクチュエータ１２の駆動により動作し、ＥＰＢはＥＰＢ駆動部１３の駆動により動作する。このブレーキ装置の詳細については後述する。

各車輪にはその回転速度を検出する車速検出部としての車輪速センサ１４がそれぞれ設けられている。さらに、車体前方には車両の前後方向の加速度を検出するＧセンサ２１が設置されている。各駆動部やアクチュエータは、ＥＣＵ１００により駆動制御される。このＥＣＵ１００は、シフト制御を実行するシフト制御部１０１およびブレーキ制御を実行するブレーキ制御部１０２を含む。各制御部は、ＣＰＵを含むマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に各種プログラムを記憶するＲＯＭ、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート及び通信ポート等を備える。ＥＣＵ１００には、車輪速センサ１４を含む各種センサ・スイッチ類からの出力信号が入力されている。各制御部は、各センサからの入力信号等に基づいて演算処理を行い、所定の制御処理を実行する。

図２は、シフト制御システムの制御部の電気的構成を概略的に表すブロック図である。 本実施の形態のシフト制御システムは、上述したシフト制御部１０１およびブレーキ制御部１０２を含むＥＣＵ１００を中心に構成され、電気制御によりシフトレンジを切り替えるシフトバイワイヤシステムとして機能する。ＥＣＵ１００には、電源供給用の電源スイッチ６０、Ｐレンジへの切替要求を受け付けるＰスイッチ６１、Ｐレンジ以外のシフトレンジへの切替要求を受け付けるシフトスイッチ６２、ＥＣＢの各車輪のホイールシリンダ圧を検出するＷ／Ｃ圧センサ４４、上述した車輪速センサ１４、Ｇセンサ２１等の各種センサ・スイッチ類が接続されている。また、ＥＣＵ１００には、上述したシフト駆動部９、ブレーキアクチュエータ１２およびＥＰＢ駆動部１３等の各種アクチュエータや、車両の状態等を表示する表示部６８やシフトレンジの状態等を表示するメータ６９等が接続されている。

電源スイッチ６０は、車両電源のオンオフを切り替えるためのスイッチである。この電源スイッチ６０がオンされることにより、図示しないバッテリから電力が供給されて、シフト制御システムが起動される。

Ｐスイッチ６１は、シフトレンジをＰレンジとパーキング以外のレンジ（以下「非Ｐレンジ」という）との間で切り替えるためのスイッチであり、スイッチの状態を運転者に示すためのインジケータ６３、および運転者からの指示を受け付ける入力部６４を含む。運転者は、入力部６４を通じて、シフトレンジをＰレンジに入れる指示を入力する。入力部６４はモーメンタリスイッチなどであってもよい。シフト制御部１０１は、シフトレンジをＰレンジと非Ｐレンジとの間で切り替えるために、自動変速機２の動力伝達機構を駆動するシフト駆動部９の動作を制御し、現在のシフトレンジの状態をインジケータ６３に表示する。シフトレンジが非Ｐレンジであるときに運転者が入力部６４を押下すると、シフト制御部１０１はシフトレンジをＰレンジに切り替えて、インジケータ６３に現在のシフトレンジがＰレンジである旨を表示する。

シフト駆動部９は、自動変速機２の動力伝達機構を駆動するアクチュエータ６６と、回転検出用のエンコーダ６７とを含む。アクチュエータ６６は、スイッチト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、シフト制御部１０１からの指示を受けて動力伝達機構を駆動し、シフトレンジの切り替えを行う。エンコーダ６７は、アクチュエータ６６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６７は、Ａ相、Ｂ相およびＺ相の信号を出力するロータリエンコーダである。シフト制御部１０１は、エンコーダ６７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う。

シフトスイッチ６２は、シフトレンジをドライブレンジ（Ｄ）、リバースレンジ（Ｒ）、ニュートラルレンジ（Ｎ）、ブレーキレンジ（Ｂ）などのレンジに切り替えたりするためのスイッチである。シフトスイッチ６２が受け付けた運転者からの指示はシフト制御部１０１に伝達される。シフト制御部１０１は、運転者からの指示に基づき、動力伝達機構におけるシフトレンジを切り替える制御を行うとともに、現在のシフトレンジの状態をメータ６９に表示する。

なお、本実施の形態においては、Ｐスイッチ６１およびシフトスイッチ６２がシフト操作入力部に該当する。

シフト制御部１０１は、シフト制御システムの動作を統括的に管理する。表示部６８は、シフト制御部１０１またはシフト制御部１０１が発した運転者に対する指示や警告などを表示する。メータ６９は、車両の機器の状態やシフトレンジの状態などを表示する。

図３は、シフト駆動部９の主要部の構成を示す説明図である。
シフト駆動部９は、アクチュエータ６６により回転されるシャフト７１、シャフト７１の回転に伴って回転するディテントプレート７２、ディテントプレート７２の回転に伴って動作するロッド７３、動力伝達機構の出力軸に固定されたパーキングギヤ７４、パーキングギヤ７４をロックするためのパーキングロックポール７５、ディテントプレート７２の回転を制限してシフトレンジを固定するディテントスプリング７６およびころ７７を含む。これらの各部によってロック機構が形成される。

同図にはシフトレンジが非Ｐレンジであるときの状態が示されている。この状態では、パーキングロックポール７５がパーキングギヤ７４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６６によりシャフト７１を時計回り方向に回転させると、ディテントプレート７２を介してロッド７３が矢印Ａの方向に押され、ロッド７３の先端に設けられたテーパー部によりパーキングロックポール７５が矢印Ｂの方向に押し上げられる。ディテントプレート７２の回転に伴って、ディテントプレート７２の頂部に設けられた２つの谷のうち一方、すなわち非Ｐレンジ位置８１にあったディテントスプリング７６のころ７７は、山８２を乗り越えて他方の谷、すなわちＰレンジ位置８３へ移る。ころ７７は、その軸方向に回転可能にディテントスプリング７６に設けられている。ころ７７がＰレンジ位置８３にくるまでディテントプレート７２が回転したとき、パーキングロックポール７５は、パーキングギヤ７４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、シフトレンジがＰレンジに切り替わる。

図４は、本実施の形態のブレーキ装置の液圧回路を中心とした系統図である。
上述のように、ブレーキ装置３は、ＥＣＢおよびＥＰＢの双方を備えており、車両の走行状態に応じて車両の４輪のブレーキを独立かつ最適に制御する。すなわち、左右前後の車輪にＥＣＢを構成するディスクブレーキ９１〜９４がそれぞれ設けられるとともに、さらに左右後輪にはＥＰＢを構成するドラムブレーキ９５、９６がそれぞれ設けられている。つまり、左右後輪にはドラムインディスクブレーキが設けられている。

ブレーキペダル１５は、運転者による踏み込み操作に応じて作動液としてのブレーキフルードを送り出すマスタシリンダ１６に接続されている。ブレーキペダル１５には、その踏み込みストロークを検出するためのストロークセンサ４６が設けられている。マスタシリンダ１６の一方の出力ポートには、運転者によるブレーキペダル１５の操作力に応じた反力を創出するストロークシミュレータ２４が接続されている。マスタシリンダ１６とストロークシミュレータ２４とを接続する流路には、シミュレータカット弁２３が設けられている。また、マスタシリンダ１６には、ブレーキフルードを貯留するためのリザーバタンク２６が接続されている。

マスタシリンダ１６の一方の出力ポートには、右前輪用のブレーキ油圧制御管１７が接続されている。このブレーキ油圧制御管１７は、右前輪用のホイールシリンダ２０ＦＲに接続されている。また、マスタシリンダ１６の他方の出力ポートには、左前輪用のブレーキ油圧制御管１８が接続されている。このブレーキ油圧制御管１８は、左前輪用のホイールシリンダ２０ＦＬに接続されている。右前輪用のブレーキ油圧制御管１７には、右電磁開閉弁２２ＦＲが設けられており、左前輪用のブレーキ油圧制御管１８には、左電磁開閉弁２２ＦＬが設けられている。これらの右電磁開閉弁２２ＦＲおよび左電磁開閉弁２２ＦＬは、いずれも非通電時に開状態にあり、通電時に閉状態に切り換えられる常開型の電磁弁である。

また、右前輪用のブレーキ油圧制御管１７には、右前輪側のマスタシリンダ圧を検出する右マスタ圧力センサ４８ＦＲが設けられており、左前輪用のブレーキ油圧制御管１８には、左前輪側のマスタシリンダ圧を計測する左マスタ圧力センサ４８ＦＬが設けられている。

一方、リザーバタンク２６には、油圧給排管２８の一端が接続されている。この油圧給排管２８の他端には、モータ３２により駆動されるオイルポンプ３４の吸込口が接続されている。また、オイルポンプ３４の吐出口は、高圧管３０に接続されている。この高圧管３０には、アキュムレータ５０とリリーフバルブ５３とが接続されている。

アキュムレータ５０は、オイルポンプ３４によって昇圧されたブレーキフルードを蓄える。アキュムレータ５０におけるブレーキフルードの圧力が異常に高まると、リリーフバルブ５３が開弁し、高圧のブレーキフルードは油圧給排管２８へと戻される。更に、高圧管３０には、アキュムレータ５０の出口圧力を検出するアキュムレータ圧センサ５１が設けられている。

そして、高圧管３０は、増圧弁４０ＦＲ，４０ＦＬ，４０ＲＲ，４０ＲＬを介して右前輪用のホイールシリンダ２０ＦＲ、左前輪用のホイールシリンダ２０ＦＬ、右後輪用のホイールシリンダ２０ＲＲおよび左後輪用のホイールシリンダ２０ＲＬに接続されている。以下、適宜、ホイールシリンダ２０ＦＲ〜２０ＲＬを総称して「ホイールシリンダ２０」といい、適宜、増圧弁４０ＦＲ〜４０ＲＬを総称して「増圧弁４０」という。増圧弁４０は、いずれも非通電時は閉じた状態にあり、必要に応じてホイールシリンダ２０の増圧に利用される常閉型の電磁流量制御弁（リニア弁）である。

また、右前輪用のホイールシリンダ２０ＦＲと左前輪用のホイールシリンダ２０ＦＬとは、それぞれ減圧弁４２ＦＲまたは４２ＦＬを介して油圧給排管２８に接続されている。減圧弁４２ＦＲおよび４２ＦＬは、必要に応じてホイールシリンダ２０ＦＲ，２０ＦＬの減圧に利用される常閉型の電磁流量制御弁（リニア弁）である。一方、右後輪用のホイールシリンダ２０ＲＲと左後輪用のホイールシリンダ２０ＲＬとは、常開型の電磁流量制御弁である減圧弁４２ＲＲまたは４２ＲＬを介して油圧給排管２８に接続されている。以下、適宜、減圧弁４２ＦＲ〜４２ＲＬを総称して「減圧弁４２」という。

右前輪用、左前輪用、右後輪用および左後輪用のホイールシリンダ２０ＦＲ〜２０ＲＬ付近には、それぞれ対応するホイールシリンダ２０に作用するブレーキフルードの圧力であるホイールシリンダ圧を検出するホイールシリンダ圧センサ４４ＦＲ，４４ＦＬ，４４ＲＲおよび４４ＲＬが設けられている（総称して「Ｗ／Ｃ圧センサ４４」）。

ＥＣＢを構成するディスクブレーキ９１〜９４は、ホイールシリンダ２０ＦＲ〜２０ＲＬの液圧によって作動させられる。各ディスクブレーキは、車輪とともに回転するブレーキディスクを備え、車体側に保持されたブレーキパッドがその液圧によって押し付けられることによりその摩擦力によって回転制動がかけられる。なお、ディスクブレーキそのものの構造については公知であるため、その詳細な説明については省略する。

上述の右電磁開閉弁２２ＦＲおよび左電磁開閉弁２２ＦＬ、増圧弁４０ＦＲ〜４０ＲＬ、減圧弁４２ＦＲ〜４２ＲＬ、オイルポンプ３４、アキュムレータ５０等は、ブレーキ装置３の油圧アクチュエータ８０を構成する。

一方、ＥＰＢを構成するドラムブレーキ９５，９６は、車輪とともに回転するドラムを備え、車体側に保持された一対のブレーキシューがドラムに押し付けられることによりその摩擦力によって回転制動がかけられる。ブレーキシューの一方にはレバーの一端部が回動可能に取り付けられ、そのレバーの他端部にワイヤ１１０の一端部が連結されている。ワイヤ１１０が引っ張られると、レバーが回動して一対のブレーキシューが拡開してドラムに押し付けられる。なお、ドラムブレーキそのものの構造については公知であるため、その詳細な説明については省略する。

ＥＰＢは、上述したワイヤ１１０、ワイヤ１１０に張力を発生させるワイヤ駆動装置１２０、ワイヤ駆動装置１２０を駆動する電動モータ１３０等を含む。電動モータ１３０への供給電流はモータ駆動回路１４０を介して制御される。ドラムブレーキ９５、９６にそれぞれつながるワイヤ１１０の分岐点にはイコライザ１５０が設けられている。これらワイヤ１１０、ワイヤ駆動装置１２０、電動モータ１３０、モータ駆動回路１４０およびイコライザ１５０は、上述したＥＰＢ駆動部１３を構成する。

ワイヤ駆動装置１２０は、図示しないウォームギヤからなるギア列を備えており、電動モータ１３０の正回転または逆回転によりそのウォームギヤが回転してワイヤ１１０が引っ張られたり、緩められたりする。ギア列のいずれかの位置にはラチェット機構が配置され、ワイヤ１１０の巻き上げ（増し引き）時の巻き戻りを防止するとともに、任意の巻き上げ位置を保持し、制動力を維持できるように構成されている。また、巻き戻し（引き戻し）を行う場合には、ラチェット機構を解除することにより制動力の開放を瞬時に行えるようになっている。ワイヤ１１０に加えられる張力はイコライザ１５０を介して左右のドラムブレーキ９５、９６に等しく伝達される。

ＥＣＵ１００のブレーキ制御部１０２は、油圧アクチュエータ８０を含むブレーキアクチュエータ１２、およびモータ駆動回路１４０等を含むＥＰＢ駆動部１３を制御する。すなわち、ＥＣＵ１００は、ブレーキペダル１５の踏み込み量を表すペダルストロークとマスタシリンダ圧とから車両の目標減速度を算出し、算出された目標減速度に応じて各車輪のホイールシリンダ圧の目標値である目標ホイールシリンダ圧を求める。そして、ＥＣＵ１００は、増圧弁４０および減圧弁４２を通電制御し、各車輪のホイールシリンダ圧が目標ホイールシリンダ圧になるよう制御してディスクブレーキ９１〜９４を適切に作動させる。また、アキュムレータ圧が予め設定された制御範囲の下限値未満であるときには、ＥＣＵ１００は、オイルポンプ３４を駆動してアキュムレータ圧を昇圧させ、アキュムレータ圧がその制御範囲に入ればオイルポンプ３４の駆動を停止させる。また、ブレーキ制御部１０２は、Ｐレンジへの切り替え時にシフト制御部１０１からの指令を受けると、ホイールシリンダ圧を所定の保持圧に維持する協調制御を行ったりもする。この協調制御の詳細については後述する。

ブレーキ制御部１０２は、また、運転者によって図示しないの操作スイッチが操作されると、モータ駆動回路１４０を制御し、ワイヤ１１０による適度な張力を発生させてドラムブレーキ９５、９６を作動させる。また、ブレーキ制御部１０２は、ＥＣＢによる制動力を補う必要が生じた場合には、運転者の意思にかかわらずモータ駆動回路１４０を駆動してＥＰＢによる制動力を発生させることもできる。

次に、本実施の形態のシフト制御方法について説明する。
本実施の形態のシフト制御においては、車両が完全に停止していないにもかかわらず運転者がＰスイッチ６１を押下した場合に、直ちにＰレンジに切り替えるのではなく、ブレーキ制御によりホイールシリンダ圧を残して制動をかけ、車両が完全停止してからＰレンジに切り替える。これにより、車両が安定した停止状態においてロック機構を作動させるようにする。

図５は、Ｐレンジへの切り替え時に行われるシフト制御の過程を表すタイミングチャートである。同図においては、上段から順に車速の有無、Ｐスイッチの状態、ブレーキペダルの操作状態、ホイールシリンダ圧（Ｗ／Ｃ圧）、シフトレンジの状態、Ｇセンサの出力信号が示されている。同図の横軸は時間の経過を表している。なお、車速の有無は車輪速センサ１４の出力信号に基づいて判定されるが、センサの特性上、車両が極低速（たとえば３ｋｍ／ｈ以下）になると、車速を検出できない場合がある。本実施の形態では、このような車両が完全停止をしていない状態についても車速：無しとして判定される場合があることが想定されている。ここでは、運転者がブレーキ操作中に車両が完全に停止していないにもかかわらず、Ｐレンジに切り替えようとした場合を例に説明する。

図示の例では、運転者がブレーキペダル１５を踏み込むことにより車速が低下したものの、依然として車両が完全に停止していない時刻ｔ１においてＰスイッチ６１がオンにされている。このとき、シフト制御部１０１は、直ちに非ＰレンジからＰレンジに切り替えるのではなく、ブレーキ制御部１０２に指令してホイールシリンダ圧を所定期間保持させる。すなわち、時刻ｔ２において車輪速センサ１４により車速がゼロになったことが検出され、さらに時刻ｔ３においてストロークセンサ４６により運転者によるブレーキペダル１５の操作がなくなったことが検出されても、ホイールシリンダ圧が所定の保持圧Ｐｈに維持されるようにする。このとき、シフト制御部１０１は、保持圧Ｐｈとして、運転者によるブレーキ操作がなくなる直前の圧力Ｐ０よりも低い圧力を目標ホイールシリンダ圧として設定する。この保持圧Ｐｈについては、通常時における車両停止直前の状態等を考慮するなどして適切な値を設定することができる。シフト制御部１０１は、ホイールシリンダ圧が保持圧Ｐｈとなった時点ｔ３からその状態を少なくとも所定の保持時間Δｔ（「保持期間」に該当する）以上保持する。本実施の形態においては、この保持時間ΔｔとしてＧセンサ２１による減速度が十分に収束する時間、つまり車両停止時にみられるＧセンサ２１の出力信号の脈動がなくなるまでの時間等が設定される。

図６は、保持時間の決定の際に用いられる制御マップの例を表す説明図である。同図において、横軸は保持圧Ｐｈの保持時間Δｔを表し、縦軸は停車直前の車両の減速度を表している。

シフト制御部１０１は、同図に示す制御マップを保持している。この制御マップは、停車直前の車両の減速度に基づいて保持圧Ｐｈの保持時間Δｔを決定するものであり、予め実験等により適正化されたものである。図示のように、保持期間Δｔは、車両の停車直前の減速度が大きいほど短く、小さいほど長くなるように設定されている。これは、車両の停車直前の減速度が大きいほど車両停止までの時間も短くなることを考慮したものである。すなわち、保持時間Δｔを十分にとって車両を完全に停止させる一方、保持時間Δｔを必要以上に長くせずに迅速な処理を実現しようとするものである。本実施の形態では、時刻ｔ２での減速度に基づいて保持時間Δｔを決定する。

図５に戻り、シフト制御部１０１は、時点ｔ３から保持時間Δｔが経過した時刻ｔ４においてシフトレンジをＰレンジに切り替える制御を行う。このとき、シフト駆動部９のアクチュエータ６６が駆動され、ロック機構が動作してＰレンジに固定される。シフト制御部１０１は、このＰレンジへの切り替えが終了すると、ブレーキ制御部１０２に指令してホイールシリンダ圧を所定の減圧勾配で徐々に低下させる。図示の例では、時刻ｔ５においてホイールシリンダ圧がゼロになっている。なお、図示の例では、ホイールシリンダ圧が時刻ｔ４を経過しても少しの間保持圧Ｐｈに保持されているが、シフトレンジをＰレンジに切り替えると同時に徐々に低下させるようにしてもよい。

図７は、本実施の形態にかかるシフト制御処理の主要部の流れを表すフローチャートである。なお、この処理は、ＥＣＵ１００によるシフト制御処理の実行中に所定の周期で繰り返し実行される。

まず、Ｐスイッチ６１がオンにされたか否かが判定される（Ｓ１０）。Ｐスイッチ６１がオンであると判定されると（Ｓ１０のＹ）、続いて、車輪速センサ１４からの入力信号に基づき、車速が所定値以下（たとえば３ｋｍ／ｈ以下）であるか否かが判定される（Ｓ１２）。なお、ここでいう「車速が所定値以下」には、車速が極低速で車輪速センサ１４からの入力パルスがない場合も含まれ得る。車速が所定値以下であると判定されると（Ｓ１２のＹ）、続いて、制動中であるか否かが判定される（Ｓ１４）。この制動中であるか否かについては、たとえばブレーキ制御部１０２によりブレーキ制御中であるか否かにより判定される。制動中であれば（Ｓ１４のＹ）、後述する計時タイマがオンであるか否かが判定される（Ｓ１６）。

このとき、計時タイマがオンにされていなければ（Ｓ１６のＮ）、続いて、ストロークセンサ４６の出力信号に基づき、運転者によってブレーキペダル１５が踏み込まれているか否かが判定される（Ｓ１８）。このとき、ブレーキペダル１５が踏み込まれていなければ（Ｓ１８のＹ）、ブレーキ制御部１０２によりホイールシリンダ圧が上述した保持圧Ｐｈに保持される（Ｓ２０）。このとき、同時に図示しない計時タイマがオンにされる（Ｓ２２）。この計時タイマによって上述した保持時間Δｔが計時される。一方、Ｓ１６において、既に計時タイマがオンにされていれば（Ｓ１６のＹ）、Ｓ１８〜Ｓ２２の処理はスキップされる。

そして、計時タイマの値に基づき、保持時間Δｔが経過したか否かが判定される（Ｓ２４）。このとき、保持時間Δｔが経過していれば（Ｓ２４のＹ）、シフト制御部１０１によりＰレンジへの切り替えが行われるとともに（Ｓ２６）、計時タイマがオフにされて計時が終了される（Ｓ２８）。そして、ブレーキ制御部１０２によってホイールシリンダ圧が保持圧Ｐｈから所定の減圧勾配で徐々に低下される（Ｓ３０）。一方、Ｓ２４において、保持時間Δｔが経過していなければ（Ｓ２４のＮ）、計時タイマを起動させたまま保持圧Ｐｈを保持した状態で一旦処理が終了される。

一方、Ｓ１０にてＰスイッチ６１がオンでない場合（Ｓ１０のＮ）、Ｓ１２にて車速が所定値よりも高い場合（Ｓ１２のＮ）、Ｓ１４にて制動中でない場合（Ｓ１４のＮ）、およびＳ１８にてブレーキペダル１５が踏み込まれている場合（Ｓ１８のＮ）においては、いずれも処理が終了される。

以上に説明したように、本実施の形態においては、車両が完全に停止していないにもかかわらず運転者がＰレンジへの切替要求を入力した場合、直ちにＰレンジに切り替えるのではなく、ホイールシリンダ圧が所定の保持圧Ｐｈに保持される。つまり、ホイールシリンダ圧を残し、車両の停止が推定される保持時間Δｔの経過後にＰレンジに切り替えられる。これにより、車両の姿勢が安定した状態においてロック機構が作動されるため、車両の揺り返しにより運転者に違和感を与えるのを防止または抑制することができる。

また、そのロック機構を作動させた後に、ホイールシリンダ圧を保持圧Ｐｈから所定の減圧勾配をもって徐々に減圧させるようにしたため、車両に加わるショックを低減してより安定な停止状態を実現することができる。

本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。

たとえば、上記実施の形態では、所定の保持時間Δｔの経過をもって車両の完全停止を判定し、Ｐレンジに切り替える例を示した。変形例においては、Ｇセンサ２１による出力値から直接的に車両の完全停止状態を判定するようにしてもよい。すなわち、Ｇセンサ２１による出力値が実質的にゼロに収束するまでを保持期間とし、その保持期間の経過をもって車両の完全停止を判定し、Ｐレンジに切り替えるようにしてもよい。

あるいは、車両の車高を検出可能な車高センサを設け、その車高センサにより検出された車高と予め計測した車両停止時の車高との差分が予め定めた判定基準値よりも小さいときに、車両の完全停止を判定し、Ｐレンジに切り替えるようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、車両停止時にＥＣＢによりホイールシリンダ圧を残し、保持時間Δｔが経過した後にその保持圧Ｐｈから徐々に減圧して制動力を抜く例を示した。変形例においては、その保持期間においてＥＣＢとＥＰＢとを連動させることも考えられる。ただし、ＥＰＢについては一般に消費電力が大きくなるため、上述した実施の形態のほうがより好ましいと考えられる。言い換えれば、ＥＣＢのようにアキュムレータに蓄圧された圧力を利用する形態のほうが消費電力を少なくすることができる。そこで、保持期間ではなく、ＥＣＢの制動力を抜く短い期間においてＥＣＢとＥＰＢとを連動させるようにしてもよい。このように、ＥＰＢより先にＥＣＢにて車両停車姿勢を安定させられると、ＥＰＢを連動させた場合に車両のリフトアップが抑制される。特に、後輪のサスペンションが中間ビームで構成された車両においては、ＥＰＢを構成するドラムブレーキのライニングからの異音の発生等を抑制することができる。また、ＥＣＢとＥＰＢの作動タイミングをずらすことにより、電圧ドロップによるシステムダウンを回避することもできる。

さらに、上記実施の形態では述べなかったが、走行中に誤操作でＰレンジに切り替えられることがないよう、車両の走行中にＰスイッチ６１が長押しされたときに、上述したシフト制御処理を実行するようにしてもよい。この場合、車両が制動中でなくても、ＥＣＢにて自動的に制動力をかけ、車両が停止したときにＰレンジに切り替えるようにしてもよい。

また、ＤレンジからＰレンジ、あるいはＲレンジからＰレンジへのシフト切り替え時には、自動変速機内の作動流体が残ることにより車両が動く可能性があるため、制動力の抜き勾配（減圧勾配）を抑制するようにしてもよい。つまり、勾配ガードをつけてゆっくりと作動液を抜くようにしてもよい。特に、低温時においては自動変速機内の作動流体の粘性が高くなり、シフトレンジの切り替え時にその流体力が残って駆動トルクが発生する可能性があるため、車両の停止状態を保持するには有効となる。

また、電源がフェイルしたときにＰレンジに切り替えられるような仕様の車両については、車両が停止するまでは別の電源（たとえばＥＣＢのキャパシタなどの電源）が使用できるようにしておき、車両の走行中にＰレンジに切り替わらないようにしてもよい。

さらに、上記実施の形態では自動変速機２を有段式の変速機とした例を示したが、無段変速機として構成してもよい。

実施の形態に係るシフト制御システムの全体構成を表すシステム構成図である。 シフト制御システムの制御部の電気的構成を概略的に表すブロック図である。 シフト駆動部の主要部の構成を示す説明図である。 実施の形態のブレーキ装置の液圧回路を中心とした系統図である。 Ｐレンジへの切り替え時に行われるシフト制御の過程を表すタイミングチャートである。 保持時間の決定の際に用いられる制御マップの例を表す説明図である。 本実施の形態にかかるシフト制御処理の主要部の流れを表すフローチャートである。

符号の説明

１ エンジン、 ２ 自動変速機、 ３ ブレーキ装置、 ５ トルクコンバータ、 ９ シフト駆動部、 １２ ブレーキアクチュエータ、 １３ ＥＰＢ駆動部、 １４ 車輪速センサ、 １５ ブレーキペダル、 ２０ ホイールシリンダ、 ２１ Ｇセンサ、 ４０ 増圧弁、 ４２ 減圧弁、 ４４ Ｗ／Ｃ圧センサ、 ４６ ストロークセンサ、 ５０ アキュムレータ、 ６０ 電源スイッチ、 ６１ Ｐスイッチ、 ６２ シフトスイッチ、 ６３ インジケータ、 ６４ 入力部、 ６６ アクチュエータ、 ６７ エンコーダ、 ６８ 表示部、 ６９ メータ、 ７１ シャフト、 ７２ ディテントプレート、 ７３ ロッド、 ７４ パーキングギヤ、 ７５ パーキングロックポール、 ７６ ディテントスプリング、 ８０ 油圧アクチュエータ、 １００ ＥＣＵ、 １０１ シフト制御部、 １０２ ブレーキ制御部、 １１０ ワイヤ、 １２０ ワイヤ駆動装置、 １３０ 電動モータ、 １４０ モータ駆動回路。

Claims (6)

1. 運転者によるシフト操作入力に応じて車両の動力伝達機構の動力伝達状態を制御するシフト制御システムであって、
   前記シフト操作入力を受け付けるシフト操作入力部と、
   前記シフト操作入力に応じてシフトレンジを切り替え、前記動力伝達機構の動力伝達状態を電気的に制御するシフト制御部と、
   ブレーキペダルの踏み込み操作に基づき、液圧回路に配置された電磁弁を開閉制御してホイールシリンダ圧を制御することにより、車輪に制動力を付与するブレーキ制御部と、
   車速を検出する車速検出部と、
   前記ブレーキペダルの操作状態を検出するブレーキ操作検出部と、
   を備え、
   前記シフト制御部は、前記車両の走行中に前記シフト操作入力としてパーキングレンジへの切替要求があった場合、前記車速検出部により検出される車速が実質的にゼロになり、さらに前記ブレーキペダルの踏み込み量が実質的にゼロになったことが検出されたときに、前記ブレーキ制御部に少なくとも車両の停止が推定される予め定める保持期間ホイールシリンダ圧を所定の保持圧として前記ブレーキペダルの踏み込み時よりも低いホイールシリンダ圧に維持させ、その保持期間の経過後に前記シフトレンジを前記パーキングレンジへ切り替え、前記動力伝達機構の出力軸の回転を固定するロック機構を作動させることを特徴とするシフト制御システム。
2. 車両の挙動に基づいてその停止状態を判定する停止状態判定部を備え、
   前記保持期間として、前記停止状態判定部により車両の停止状態が判定されるまでの期間が設定されていることを特徴とする請求項１に記載のシフト制御システム。
3. 前記車両の減速度を検出可能なＧセンサを備え、
   前記停止状態判定部は、前記車速検出部により検出される車速が実質的にゼロになり、かつ前記Ｇセンサによる出力値が実質的にゼロに収束したときに前記車両が停止状態にあると判定することを特徴とする請求項２に記載のシフト制御システム。
4. 前記車両の車高を検出可能な車高センサを備え、
   前記停止状態判定部は、前記車速検出部により検出される車速が実質的にゼロになり、かつ前記車高センサにより検出された車高と予め計測した車両停止時の車高との差分が判定基準値よりも小さいときに、前記車両が停止状態にあると判定することを特徴とする請求項２に記載のシフト制御システム。
5. 前記保持期間は、前記車両の停車直前の所定時点の減速度が大きいほど短くなるように予め設定されていることを特徴とする請求項１に記載のシフト制御システム。
6. 前記シフト制御部は、前記ロック機構を作動させた後、前記ブレーキ制御部にホイールシリンダ圧を前記保持圧から徐々に減圧させることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のシフト制御システム。

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