JP4655642B2 - シフト制御装置およびそれを備える車両 - Google Patents

Description

本発明は、車両のシフト制御装置およびそれを備える車両に関し、特に、運転者のシフト操作状況を検知した信号に応じて、変速機のシフトレンジを切換えるシフト制御装置およびそれを備える車両に関する。

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、無端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、一般的に、自動変速機を有した車両には運転者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位置に基づいて変速レンジ（たとえば、後進走行（Ｒ）レンジ、ニュートラル（Ｎ）レンジ、前進走行（Ｄ）レンジ等）が選択される。

特公平６−１５３００号公報（特許文献１）には、自動変速機の操作機構が開示されている。この自動変速機の操作機構にあっては、切換時点比較手段によって、セレクトレバーの係脱手段によるロックが解除された時点と、イグニッションスイッチがオンされた時点とが比較される。切換時点比較手段によって、イグニッションスイッチのオンより早く係脱手段のロック解除が行われたと判断された場合は、エンジン停止手段によりエンジン始動が禁止される。このため、運転者の発進操作タイミングが適切でなければ、意図しない車両の発進が防止される。
特公平６−１５３００号公報 実開昭６４−１６４３２号公報 特開平１−１０９１４８号公報 特開２００２−１２２２３６号公報 特開平４−６９４５０号公報

しかしながら、Ｐレンジ選択に対応するパーキングポジションからＤレンジ選択に対応するドライブポジションへのシフトレバーのシフト操作とイグニッションスイッチのオン操作の順序についての規則性を意識せずに、これら２つの操作をほぼ同時に行なう運転者が少なからず存在する。このような運転者にとっては、特公平６−１５３００号公報（特許文献１）に記載の自動変速機の操作機構のような制御によりエンジンの始動が行なわれなかったり、エンジン始動を可能とするためにシフト操作を遅らせることに不満を感じたりすることが予想される。

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ヤ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レンジの中の１つのレンジ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ヤ方式の場合には、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われるようになっている。またそのレバーは、非操作時には、ばねの付勢力などによって中央の中立位置に自然復帰するように構成されている。このため、操作後に運転者がレバーから手を離してしまえば、そのレバーは中央の中立位置に復帰してしまい、外見上は現在の操作状況の確認が不能となる。

また、プッシュボタン方式の操作子を採用した場合にあっても、運転者の操作後に、操作子（プッシュボタン）の状態が操作前の状態に自動復帰する構成となることがあり、同様に外見上は現在の操作状況の確認が不能となる。これらに限らず、例えばタッチパネル方式などのような他の方式の操作子も含め、運転者の操作後に操作子の状態が操作前の状態に自動復帰するタイプの操作子（以下、「モーメンタリ式の操作子」という）では、シフト操作部の外見上からは操作状況を確認できなくなることがある。

このため、そうしたモーメンタリ式の操作子をシフト操作部に採用した場合において、定められたシフトレバーのポジションの切換操作とイグニッションスイッチの操作の手順と実際に操作が行なわれた手順とが不一致である場合にエンジン始動が行なわれないと、運転者がいっそうの違和感を抱く可能性がある。

本発明の目的は、運転者が抱く違和感を軽減することができるシフト制御装置およびそれを備える車両を提供することである。

この発明は、要約すると、運転者がシフトレンジを選択するシフト操作部への入力に応じて車両に搭載される動力伝達装置の動力伝達状態を電気的に制御するシフト制御装置であって、車両の動力源の作動準備が完了となる準備完了状態が実現される前においてシフト操作部において選択されたシフトレンジを記憶する記憶部と、所定の始動操作が行なわれたときに動力源の準備完了状態を実現するための始動処理を行なう始動処理部と、始動処理部によって始動処理が行なわれている間は動力伝達装置の動力伝達状態をパーキングロック状態とし、始動処理が完了すると記憶部に記憶されたシフトレンジに応じた動力伝達状態を形成するように動力伝達装置を制御する制御部とを備える。

好ましくは、記憶部は、始動処理部による始動処理が開始される前にシフト操作部において選択されたシフトレンジを記憶する。

好ましくは、記憶部は、始動処理部による始動処理が開始されてから準備完了状態が実現されるまでの間にシフト操作部において選択されたシフトレンジを記憶する。

好ましくは、シフト制御装置は、車両を停止状態にするためのブレーキ操作の有無を検出するブレーキ操作検出部をさらに備える。制御部は、準備完了状態が実現された場合にブレーキ操作検知部がブレーキ操作無しを検出したときは、記憶部に記憶されたシフトレンジに応じた動力伝達状態を形成せずにパーキングロック状態を維持する。

より好ましくは、シフト制御装置は、準備完了状態が実現された場合にブレーキ操作検知部がブレーキ操作無しを検出したときには、選択されたシフトレンジが実現されていないことを運転者に伝達する伝達部をさらに備える。

この発明の他の局面に従う車両は、上記いずれかのシフト制御装置を備える。

本発明によれば、シフト操作に伴う運転者の違和感を軽減することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

［実施の形態１］
図１は、実施の形態に係るシフト制御システム１０の構成を示すブロック図である。

図１を参照して、シフト制御システム１０は、パーキングスイッチ（以下、「Ｐスイッチ」と表記する）２０、シフトスイッチ２６、車両電源スイッチ２８、制御部１１、アクチュエータ４２、エンコーダ４６、表示部５０、メータ５２、ブレーキセンサ５４およびトランスアクスル６０を含む。このシフト制御システム１０は、ハイブリッド車のモータ駆動部分に対応するものである。

制御部１１は、電源制御装置（以下、電源ＥＣＵと表記する）３４、車両制御装置（以下、「ＨＶ−ＥＣＵ」と表記する）３０、パーキング制御装置（以下、「Ｐ−ＥＣＵ」と表記する）４０を含む。ＨＶ−ＥＣＵ３０は、シフトスイッチ２６の操作履歴を記憶するメモリ３２を含む。なお、制御部１１が３つのＥＣＵによって構成される場合が例示されているが、制御部１１は１つのＥＣＵによって構成されても良いし、図１とは異なる構成で複数のＥＣＵに分割されていても良い。

制御部１１は、運転者がシフトレンジを選択するシフトスイッチ２６への入力に応じて車両に搭載されるトランスアクスル６０の動力伝達状態を電気的に制御するシフト制御装置に該当する。

制御部１１は、バッテリー１２、システムメインリレー１４、昇圧回路１６等の車両の動力源の作動準備が完了となる準備完了状態が実現される前においてシフトスイッチ２６において選択されたシフトレンジをメモリ３２に記憶する。なお、この動力源はエンジンを搭載する場合にはエンジンであり、準備完了とはスターターによりエンジンが始動されエンジンが安定的に回転できるようになった状態に対応する。

制御部１１は、車両電源スイッチ２８に対して所定の始動操作が行なわれたときに動力源の準備完了状態を実現するための始動処理を行なう。

制御部１１は、始動処理が行なわれている間はトランスアクスル６０の動力伝達状態をパーキングロック状態とし、始動処理が完了するとメモリ３２に記憶されたシフトレンジに応じた動力伝達状態を形成するようにトランスアクスル６０を制御する。

シフト制御システム１０は、電気制御によりシフトレンジを切換えるシフトバイワイヤシステムである。具体的にはＨＶ−ＥＣＵ３０およびＰ−ＥＣＵ４０から送信される電気信号でアクチュエータ４２によりトランスアクスル６０中のシフト制御機構が駆動されてシフトレンジの切換を行なう。

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、キーをひねることによってスイッチオンするイグニッションスイッチであってもよいし、またプッシュボタンであってもよい。

車両電源スイッチ２８が運転者から受付けた指示は電源ＥＣＵ３４に伝達され、電源ＥＣＵ３４は所定のタイミングでＨＶ−ＥＣＵ３０に信号ＩＧおよびスタート信号ＳＴを出力する。ＨＶ−ＥＣＵ３０は、スタート信号ＳＴに応じて信号ＳＭＲ１〜ＳＭＲ３を所定のシーケンスで立上げてシステムメインリレーを接続状態にし、バッテリー１２からの高電圧を昇圧回路１６に供給する。昇圧回路１６に高電圧が供給され昇圧準備が完了すると車両の動力源の作動準備が完了となる準備完了状態が実現される。昇圧回路１６の出力はインバータ１８に供給され、インバータ１８はトランスアクスルに三相交流を供給可能となる。

たとえば、車両の駆動源は図示しないエンジンをハイブリッドモータに加えて搭載してもよい。この場合、エンジン動力は遊星歯車機構を使用した動力分割機構により、車両の駆動力と発電機駆動力とに分割される。発電した電力はモータ駆動に直接使用されたり、インバータで直流に変換されて高電圧バッテリーを充電したりする。

このような動力分割機構として使用される遊星歯車機構において、エンジン回転力は、プラネタリーキャリアに入力され、その回転力は、サンギヤにより発電機に、リングギヤによってモータおよび出力軸に伝達される。このような構成を有するパワートレーンにおいては、遊星歯車機構に接続されたモータジェネレータを制御することにより、エンジン回転数を無段階に制御する無段変速機として機能させることができるものである。

Ｐスイッチ２０は、シフトレンジをパーキングレンジ（以下、「Ｐレンジ」と呼ぶ）とパーキング以外のレンジ（以下、「非Ｐレンジ」と呼ぶ）との間で切換えるためのスイッチであり、スイッチの状態を運転者に示すためのインジケータ２２、および運転者からの指示を受付ける入力部２４を含む。運転者は、入力部２４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２４はモーメンタリスイッチであってもよいし、またプッシュボタン式のスイッチであってもよい。入力部２４が受付けた運転者からの指示は、ＨＶ−ＥＣＵ３０を介してＰ−ＥＣＵ４０に伝達される。

Ｐ−ＥＣＵ４０は、アクチュエータ４２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２２に表示する。アクチュエータ４２は、シフトレンジをＰレンジと非Ｐレンジとの間で切換えるために、トランスアクスル６０に内蔵される図示しないシフト制御機構を駆動する。シフトレンジが非Ｐレンジであるときに運転者は入力部２４を押下すると、Ｐ−ＥＣＵ４０はシフトレンジをＰレンジに切換えて、インジケータ２２に現在のシフトレンジがＰレンジである旨を表示する。

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、Ｐ−ＥＣＵ４０からの指示を受けてトランスアクスル６０に内蔵されるシフト制御機構を駆動する。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。Ｐ−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、シフトレンジを前進走行レンジ（Ｄ）、後進走行レンジ（Ｒ）、ニュートラルレンジ（Ｎ）、ブレーキレンジ（Ｂ）などのレンジに切換える指示を行なったり、またＰレンジに入れられているときには、Ｐレンジを解除する指示を行なったりするためのスイッチである。

ハイブリッド車両（ＨＶ）や電気自動車（ＥＶ）においては、ブレーキレンジでは、前進走行状態で回生制動状態となりモータジェネレータにより回生発電される。

ＨＶ−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、ＨＶ−ＥＣＵ３０またはＰ−ＥＣＵ４０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５２は、車両の機器の状態やシフトレンジの状態などを提示する。

シフトスイッチ２６が受付けた運転者からの指示はＨＶ−ＥＣＵ３０に伝達される。ＨＶ−ＥＣＵ３０は、運転者からの指示に基づき、トランスアクスル６０におけるシフトレンジを切換える制御を行なうとともに、現在のシフトレンジの状態をメータ５２に提示する。トランスアクスル６０は、ハイブリッドモータである場合を例として示しているが、無段変速機構から構成されたり有段変速機構から構成されたりしてもよい。

図２は、図１のトランスアクスル６０に内蔵されるシフト制御機構４８の構成を示した図である。

図２を参照して、シフト制御機構４８は、アクチュエータ４２により回転されるシャフト１０２と、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と、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と、図示しない出力軸に固定されたパーキングギア１０８と、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と、ディテントプレート１００の回転を制限して所定の位置に固定するディテントスプリング１１０と、ころ１１２とを含む。

図２は、シフトレンジが非Ｐレンジ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２つの谷のうちの一方、すなわち非Ｐレンジ位置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レンジ位置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レンジ位置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、シフトレンジがＰレンジに切換わる。

図３は、図１におけるＰスイッチ２０とシフトスイッチ２６とをより詳細に説明するための図である。

図３を参照して、Ｐスイッチ２０は、シフトレンジを「Ｐレンジ」と「非Ｐレンジ」との間で切換えるためのスイッチであり、スイッチの状態を運転者に示すためのインジケータ２２、および運転者からの指示を受付けるプッシュスイッチ型の入力部２４を含む。運転者は、入力部２４を押してシフトレンジをＰレンジに入れる指示を入力する。

シフトスイッチ２６は、モーメンタリ方式のシフトレバー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）のＢ位置まで到達して、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Ｂ位置に保持されることによりトランスアクスル６０はブレーキレンジに設定される。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）のＮ位置まで到達して、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Ｎ位置に保持されることによりトランスアクスル６０はニュートラルレンジに設定される。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）のＮ位置まで到達して、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）のＲ位置まで到達して、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Ｒ位置に保持されることによりトランスアクスル６０は後進走行レンジに設定される。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）のＮ位置まで到達して、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）のＤ位置まで到達して、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Ｄ位置に保持されることによりトランスアクスル６０は前進走行レンジに設定される。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３に示すシフトスイッチ２６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３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トランスアクスル６０がニュートラル状態となるニュートラルレンジに設定される。また、シフトレバー１１０２を矢印１１２２のように動かすことによりトランスアクスル６０が後進走行状態となる後進走行レンジに設定され、シフトレバー１１０２を矢印１１２４のように動かすことにより前進走行レンジに設定される。また、矢印１１２６のように動かすことによりトランスアクスル６０が前進走行状態となる前進走行レンジであってエンジンブレーキ作動状態となるブレーキレンジに設定される。

中立位置からのＮ位置（ニュートラルポジション）を経由する場合のパターンについて説明する。図３に示すように、中立位置からＤ位置（前進走行ポジション）およびＲ位置（後進走行ポジション）に移動する場合には、いずれの場合もＮ位置を経由する。

Ｄ位置から中立位置に戻る場合（運転者が前進走行レンジへのシフト操作を終えた後シフトレバー１１０２から手を離した場合）には、Ｄ位置からＮ位置を経由して中立位置にシフトレバー１１０２が戻る。

Ｒ位置から中立位置に戻る場合（運転者が後進走行レンジへのシフト操作を終えた後シフトレバー１１０２から手を離した場合）には、Ｒ位置からＮ位置を経由して中立位置にシフトレバー１１０２が戻る。

シフトレバー１１０２はモーメンタリ方式のシフトレバーであって、運転者がシフトレバー１１０２から手を離した状態では、常に中立位置に存在する。たとえば運転者がニュートラルレンジから前進走行レンジにシフトしたい場合には、図３の矢印１１２４に示すようにシフトレバー１１０２を第２の溝１１０６およびＮ位置を経由してさらに第４の溝１１１０を経由してシフトレバー１１０２を第４の溝１１１０の下端のＤ位置に予め定められた時間以上保持してからシフトレバー１１０２を離す。

予め定められた時間以上Ｄ位置にシフトレバー１１０２が保持されていることにより運転者の前進走行レンジへのシフト要求が認識される。その後、運転者がシフトレバー１１０２から手を離すと、シフトレバー１１０２はＤ位置からＮ位置を経由して中立位置に戻る。

図４は、実施の形態１に係るシフト制御装置で実行されるプログラムの制御構造を示したフローチャートである。一定時刻ごとまたは所定の条件が成立するごとにメインルーチンから図４で示したような処理ルーチンが実行される。

図１、図４を参照して、まず処理が開始されるとステップＳ１においてシフトスイッチ２６を用いたユーザシフト要求の有無が判断される。Ｄレンジ、Ｒレンジなどへの非Ｐレンジに移行するユーザシフト要求が有の場合にはステップＳ２に処理が進み、一方ユーザシフト要求無しの場合にはステップＳ３に処理が進む。

ステップＳ２では、メモリ３２にユーザ要求シフトレンジが記憶され、その後処理はステップＳ３に進む。

ステップＳ３では、車両電源スイッチ２８の操作により運転者からの車両の始動要求があったか否かが判断される。車両電源スイッチ２８が運転者によって操作されると、電源ＥＣＵ３４は信号ＩＧを活性化し、続いて所定のタイミングで始動要求があったことを示すスタート信号ＳＴを活性化する。ＨＶ−ＥＣＵ３０は、スタート信号ＳＴを受けることによって始動要求の有無を判断する。

ステップＳ３で始動要求があると判断された場合にはステップＳ４に処理が進む。一方ステップＳ３において始動要求がないと判断された場合にはステップＳ９に処理が進む。

ステップＳ４ではシフトロック処理が行なわれる。シフトロック処理においては、ＨＶ−ＥＣＵ３０は、Ｐ−ＥＣＵ４０に対してシフトロック処理を行なうことを指示する。この指示は、Ｐスイッチ２０から入力される運転者のパーキングレンジへの入力を意図する信号Ｐが活性化しているか否かにかかわらず実行される。

Ｐ−ＥＣＵ４０は、ＨＶ−ＥＣＵ３０からの指示を受けて、アクチュエータ４２にロック命令を示す信号ＬＩを出力しエンコーダ４６から回転角を示す信号ＬＳを受取りトランスアクスル６０内部のシフト制御機構がロック状態になったことを確認する。

そして、シフト制御機構がロック状態になったことをＰ−ＥＣＵ４０がＨＶ−ＥＣＵに伝達すると、ステップＳ５においてＨＶ−ＥＣＵ３０はシステムメインリレー１４に対して所定のシーケンスで信号ＳＭＲ１〜ＳＭＲ３を活性化させて車両の駆動源を始動させる。

ステップＳ５の車両始動処理が完了して車両の駆動源が作動準備完了状態となると、ステップＳ６においてＨＶ−ＥＣＵ３０はＰ−ＥＣＵ４０に対してシフトロックの解除処理を指令する。これを受けてＰ−ＥＣＵ４０はシフトロック解除処理を行なう。すなわちＰ−ＥＣＵ４０は信号ＬＩによってアクチュエータ４２を操作してロックを解除させエンコーダ４６から回転角を示す信号ＬＳを受けてロックが解除されたことを確認する。そしてＰ−ＥＣＵ４０は、シフトロックが解除されたことをＨＶ−ＥＣＵ３０に伝達する。

ステップＳ６のシフトロック解除処理が終了するとステップＳ７に進み、ＨＶ−ＥＣＵ３０はメモリ３２中にステップＳ２で記憶されていたユーザ要求シフトレンジの情報があるかどうかを判断する。このユーザ要求シフトレンジ情報が記憶されていた場合には、ステップＳ８に進み、記憶されていなかった場合にはステップＳ９に進む。

ステップＳ８においては、メモリ３２中に記憶されていた運転者が要求するシフトレンジの情報に応じて、ＨＶ−ＥＣＵ３０はトランスアクスル６０に対してシフト操作指示を行なう。これによりトランスアクスル６０は、Ｐレンジから非ＰレンジすなわちＤレンジ等の走行可能なレンジになるように設定が行なわれる。

なお、ステップＳ７においてユーザ要求シフトレンジを記憶した時間が所定時間より前であればこの要求を実現しないようにステップＳ９に進むように処理してもよい。またステップＳ２で記憶されたユーザ要求シフトレンジが、記憶された時点から一定時間経過したときにクリアされてしまうようにしてもよい。たとえば、運転者がラジオ等のアクセサリを作動させて長時間車両を停止状態にしていたときにシフトスイッチ２６を操作しており、その後しばらく時間が経過してから車両電源スイッチ２８の操作により駆動源を作動準備させたような場合を考えてみる。この場合には運転者がシフトスイッチ２６を以前に操作していたことを忘れていることも考えられるので、このように処理することが好ましい場合がある。

ステップＳ８においてトランスアクスル６０のシフト操作が完了すると処理はステップＳ９に進む。ステップＳ９では、図４の処理ルーチンが完了し、処理はメインルーチンに復帰する。

図５は、実施の形態１に係るシフト制御装置の動作例を示した動作波形図である。

図５を参照して、まず図１の車両電源スイッチ２８が操作されると時刻ｔ１において電源ＥＣＵ３４は信号ＩＧをＬレベルからＨレベルに活性化する。このときＨＶ−ＥＣＵ３０の状態は、電源が投入されてオフ状態からオン状態に変化する。

このとき図３に示したシフトスイッチ２６のシフトレバー１１０２は中立位置にあり、この中立状態であることを示す信号ＭがＨレベルに活性化されている。

続いて時刻ｔ２において運転者が図３に示したシフトスイッチ２６のシフトレバー１１０２を矢印１１２４で示したようにＤポジションに操作した結果、信号ＭはＬレベルに非活性化されて信号ＤがＬレベルからＨレベルに活性化される。このときＨＶ−ＥＣＵ３０は運転者がシフトスイッチ２６を操作してＤレンジを選択したことを内蔵するメモリ３２に記憶する。これに対応して、図５においてメモリ３２の記憶内容が選択されたレンジを示す「Ｄ」に変更されている。

その後時刻ｔ３において、信号ＩＧの活性化から所定の時間が経過したことに応じて、電源ＥＣＵ３４はスタート信号ＳＴをＬレベルからＨレベルに活性化する。これに応じて以降ＨＶ−ＥＣＵ３０は、システムメインリレー１４に対して所定のシーケンスで信号ＳＭＲ１〜ＳＭＲ３を順次活性化させる。

具体的には時刻ｔ４において信号ＳＭＲ１，ＳＭＲ３がＬレベルからＨレベルに活性化され、続いて時刻ｔ５において信号ＳＭＲ２が活性化される。時刻ｔ４〜ｔ５の間は初めに抵抗を経由して電流を流すことで高電圧の突入電流から昇圧回路１６を保護している。したがって昇圧回路１６に与えられる電圧Ｖｍはこの間次第に立上がり、時刻ｔ５において信号ＳＭＲ２が活性化されることによって電圧Ｖｍは完全に立上がる。

その後時刻ｔ６において信号ＳＭＲ１がＨレベルからＬレベルに非活性化され、これにより抵抗を経由した電流経路は遮断され抵抗を介さない電流経路のみによってバッテリー１２と昇圧回路１６が接続される。時刻ｔ６において信号ＳＭＲ１がＬレベルに非活性化されると昇圧回路１６は動作を開始し、車両の駆動源は作動準備完了状態となる。

これに応じてＨＶ−ＥＣＵ３０は、メータ５２の内部に配置されているインジケータを点灯させる信号ＲＥＡＤＹをＬレベルからＨレベルに活性化させる。そしてＨＶ−ＥＣＵ３０はメモリ３２中に記憶されていたＤレンジへの要求情報を読出して、Ｐ−ＥＣＵ４０に対してレンジの切換を指示する。Ｐ−ＥＣＵ４０はこれに応じて信号ＬＩによってアクチュエータ４２を駆動させて、シフト制御機構４８をロック状態からアンロック状態に変化させる。

エンコーダ４６は時刻ｔ７においてこのシフト制御機構４８がロック状態からアンロック状態に変化したことを検知してＰ−ＥＣＵ４０に伝達する。この結果はＨＶ−ＥＣＵ３０にも伝達されてＨＶ−ＥＣＵ３０はこれに応じてトランスアクスル６０のシフトレンジをＰレンジからＤレンジに変化させる。

以上説明したように、実施の形態１で説明したシフト制御装置は、まずエンジン始動状態や高圧投入状態などの車両始動状態においてはコンピュータがＰレンジ操作を自動的に行ない、つぎに車両の駆動源が作動準備完了状態となった後に運転者の意図どおりのシフトレンジを実現する。運転者の意図どおりのシフトレンジになっているため、運転者が感じる違和感をなくすることができる。

また、作動準備完了状態直後にはシフトレンジが走行可能なシフトレンジ（ＤレンジやＲレンジなど）になっているので、すぐに走行することが可能となり、運転の利便性が向上する。

［実施の形態２］
実施の形態１では車両の駆動源の始動処理が開始される前にシフトスイッチが操作された場合に、その運転者の要求に適切に応答するシフト制御装置について説明した。実施の形態２では、車両の駆動源の始動処理が開始されてから始動処理が完了するまでの間に運転者のシフト要求が入力されたことに適切に応答することができるシフト制御装置について説明する。

図６は、実施の形態２に係るシフト制御装置で実行されるプログラムの制御構造を示したフローチャートである。

図１、図６を参照して、この処理ルーチンが開始されるとまずステップＳ１０において運転者から車両の駆動源の始動要求があったか否かが判断される。この判断は、ＨＶ−ＥＣＵ３０が電源ＥＣＵ３４から送られてくるスタート信号ＳＴを検出することによって実行される。

ステップＳ１０において始動要求が有りと判断された場合にはステップＳ１１に進み、始動要求が無いと判断された場合にはステップＳ１９に進む。

ステップＳ１１ではシフトロック処理が行なわれる。シフトロック処理については図４のステップＳ４で説明しているので説明は繰返さない。ステップＳ１１が終了すると、ステップＳ１２に処理が進む。

ステップＳ１２では車両始動処理が開始される。具体的にはＨＶ−ＥＣＵ３０がシステムメインリレー１４に対して信号ＳＭＲ１〜ＳＭＲ３を所定のシーケンスで立上げを開始する。

続いてステップＳ１３においてユーザシフト要求の有無が判断される。この判断は、ＨＶ−ＥＣＵ３０がシフトスイッチ２６の操作を検知することによって行なう。ステップＳ１３においてユーザシフト要求有りと判断された場合にはステップＳ１４に進み、ユーザシフト要求無しと判断された場合にはステップＳ１５に進む。

ステップＳ１４では、シフトスイッチ２６によって要求されたシフトレンジがメモリ３２に記憶される。ステップＳ１４が終了すると、ステップＳ１５に処理が進む。

ステップＳ１５では、車両の始動処理が完了したか否かが判断される。この判断は、ＨＶ−ＥＣＵ３０がステップＳ１２の始動処理の開始から所定の時間を経過したことをもって判断してもよいし、また昇圧回路１６の入力電圧や出力電圧を感知することによって車両の始動処理が完了したことを判断してもよい。

ステップＳ１５において車両始動処理が完了したと判断された場合にはステップＳ１６に進み、車両始動処理が完了していないと判断された場合にはステップＳ１３に戻って再びユーザシフト要求が監視される。

ステップＳ１６においては、シフトロックの解除処理が行なわれる。シフトロック解除処理については図４のステップＳ６で説明しているので説明は繰返さない。ステップＳ１６が終了すると、ステップＳ１７に処理が進む。

ステップＳ１７では、ユーザ要求シフトレンジがメモリ３２に記憶されているか否かが判断される。ステップＳ１７においてメモリ３２中にユーザ要求シフトレンジが記憶されていると判断された場合にはステップＳ１８に進み、ユーザ要求シフトレンジが記憶されていないと判断された場合にはステップＳ１９に進む。

ステップＳ１８では、ＨＶ−ＥＣＵ３０がトランスアクスル６０に対してシフトレンジ変更を指示してメモリ３２中に記憶されていたユーザ要求レンジにシフト操作を行なわせる。ステップＳ１８のシフト操作の完了後にはステップＳ１９に処理が進む。

ステップＳ１９では、図６のフローチャートで示される処理が終了してメインルーチンに処理が復帰する。

図７は、実施の形態２に係るシフト制御装置の動作を説明するための動作波形図である。

図７を参照して、車両電源スイッチ２８が運転者によって押されるとまず時刻ｔ１１において電源ＥＣＵ３４から送信される信号ＩＧがＬレベルからＨレベルに活性化され、また電源が投入されてＨＶ−ＥＣＵ３０はオフ状態からオン状態に変化する。

続いて信号ＩＧの立上りから所定の時間経過後に、時刻ｔ１２において電源ＥＣＵ３４から送信されるスタート信号ＳＴがＬレベルからＨレベルに活性化される。これに応じてＨＶ−ＥＣＵ３０はシステムメインリレー１４に信号ＳＭＲ１〜ＳＭＲ３を所定のシーケンスで立上げて送信する。具体的には時刻ｔ１３において信号ＳＭＲ１，ＳＭＲ３がＬレベルからＨレベルに活性化されその後時刻ｔ１５において信号ＳＭＲ２がＬレベルからＨレベルに活性化される。

時刻ｔ１３〜ｔ１５の間は初めに抵抗を経由して電流を流すことで高電圧の突入電流から昇圧回路１６を保護している。したがって昇圧回路１６に与えられる電圧Ｖｍはこの間次第に立上がり、時刻ｔ１５において信号ＳＭＲ２が活性化されることによって電圧Ｖｍは完全に立上がる。

この始動処理の途中の時刻ｔ１４において運転者がシフトスイッチ２６を操作してＤレンジへのシフト操作を要求した場合が図７に示されている。具体的には時刻ｔ１４において図３のシフトレバー１１０２は矢印１１２４で示すように操作され、その結果中立状態を示す信号ＭはＨレベルからＬレベルに非活性化され、逆にＤレンジへの要求を示す信号ＤはＬレベルからＨレベルに活性化される。信号Ｄの活性化に対応してメモリの記憶内容はＤレンジに対する要求があったということを示す情報に書換えられる。

その後時刻ｔ１６において信号ＳＭＲ１がＨレベルからＬレベルに非活性化され、これにより抵抗を経由した電流経路は遮断され抵抗を介さない電流経路のみによってバッテリー１２と昇圧回路１６が接続される。時刻ｔ１６において信号ＳＭＲ１がＬレベルに非活性化されると昇圧回路１６は動作を開始し、車両の駆動源は作動準備完了状態となる。

これに応じてＨＶ−ＥＣＵ３０は、メータ５２の内部に配置されているインジケータを点灯させる信号ＲＥＡＤＹをＬレベルからＨレベルに活性化させる。そしてＨＶ−ＥＣＵ３０はメモリ３２中に記憶されていたＤレンジへの要求情報を読出して、Ｐ−ＥＣＵ４０に対してレンジの切換を指示する。Ｐ−ＥＣＵ４０はこれに応じて信号ＬＩによってアクチュエータ４２を駆動させて、シフト制御機構４８をロック状態からアンロック状態に変化させる。

エンコーダ４６は時刻ｔ１７においてこのシフト制御機構４８がロック状態からアンロック状態に変化したことを検知してＰ−ＥＣＵ４０に伝達する。この結果はＨＶ−ＥＣＵ３０にも伝達されてＨＶ−ＥＣＵ３０はこれに応じてトランスアクスル６０のシフトレンジをＰレンジからＤレンジに変化させる。

以上説明したように、実施の形態２のシフト制御装置は、エンジン始動中や高圧電圧投入中などの車両の始動処理実行中に入力された運転者のシフト操作を記憶しておき、車両の駆動源が作動準備完了状態になった後にシフトロック解除および以前に要求があったシフトレンジへのシフト操作を行なう。

これにより、まずパーキングレンジへの操作を車両始動処理時にはコンピュータが自動的に行ない、つぎに車両が作動準備完了状態になった後に運転者の意図どおりのシフトレンジになっているため、運転者の違和感をなくすことができる。

また、作動準備完了となった直後にシフトレンジが走行シフトレンジ（ＤレンジやＲレンジなど）になっているため、すぐに走行することが可能となり、利便性が向上する。

なお、図６のフローチャートにおいてスタートと始動要求の有無を確認するステップＳ１０との間に図８のステップＳ１およびＳ２を挿入することによって実施の形態２に対して実施の形態１のシフト受付期間を付け加えてもよい。

［実施の形態３］
実施の形態１および実施の形態２においては、車両の駆動源が作動準備完了状態となる前に入力された運転者のシフト要求を、駆動源が作動準備完了状態となった後に実現するシフト制御装置について説明した。

しかし、この実現に対してさらに条件を課した方がよい場合もあり得る。たとえば、運転者がブレーキペダルを踏んでいない状態でシフトロックを解除すると、車両が動き出すタイミングが運転者に認識されにくいので運転者が違和感を覚える場合がある。

図８は、実施の形態３におけるシフト制御装置の処理を示したフローチャートである。

図８のフローチャートは、図４に示した実施の形態１のフローチャートにおいてステップＳ５とステップＳ６の間にステップＳ２１が挿入され、さらにステップＳ２２が追加されている点が異なるが、他の部分は図４のフローチャートと同様であるので説明は繰返さない。

図８を参照して、ステップＳ５の車両始動処理が終了すると、ステップＳ２１に進み、ＨＶ−ＥＣＵ３０はブレーキセンサ５４の出力を確認して運転者によってブレーキペダルが踏まれているか否かを判断する。ステップＳ２１においてブレーキペダルが踏まれている場合にはステップＳ６に進みシフトロック解除処理が行なわれる。

一方、ステップＳ２１においてブレーキペダルが踏まれていないと判断した場合にはステップＳ２２に処理が進む。

ステップＳ２２では、ＨＶ−ＥＣＵ３０は表示部５０のディスプレイに、たとえば「シフト操作受付けできませんでした」というような表示を出して、要求されたシフトレンジになっていないことに対して運転者が違和感を覚えないようにする。運転者への伝達は、ディスプレイへの表示に加えてまたは代えてランプの点灯、警告音や警告音声の出力を行なってもよい。このような処理を行なうものが、選択されたシフトレンジが実現されていないことを運転者に伝達する伝達部に該当する。

ステップＳ２２の表示処理が終了するとステップＳ９に進み処理はメインルーチンに復帰する。

実施の形態３の場合は、まず車両始動処理時にはパーキングレンジへの操作をコンピュータが自動的に行ない、つぎに車両が作動準備完了状態になった後に運転者の意図どおりのシフトレンジが実現できなかった場合に、運転者に告知するため、運転者の違和感をなくすことができる。

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。

実施の形態に係るシフト制御システム１０の構成を示すブロック図である。 図１のトランスアクスル６０に内蔵されるシフト制御機構４８の構成を示した図である。 図１におけるＰスイッチ２０とシフトスイッチ２６とをより詳細に説明するための図である。 実施の形態１に係るシフト制御装置で実行されるプログラムの制御構造を示したフローチャートである。 実施の形態１に係るシフト制御装置の動作例を示した動作波形図である。 実施の形態２に係るシフト制御装置で実行されるプログラムの制御構造を示したフローチャートである。 実施の形態２に係るシフト制御装置の動作を説明するための動作波形図である。 実施の形態３におけるシフト制御装置の処理を示したフローチャートである。

符号の説明

１０ シフト制御システム、１１ 制御部、１２ バッテリー、１４ システムメインリレー、１６ 昇圧回路、１８ インバータ、２０ Ｐ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、３０ ＨＶ−ＥＣＵ、３２ メモリ、３４ 電源ＥＣＵ、４０ Ｐ−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、５４ ブレーキセンサ、６０ トランスアクスル、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 パーキングギア、１１０ ディテントスプリング、１２０，１２４ レンジ位置、１２２ 山、１１０２ シフトレバー、１１０４，１１０６，１１０８，１１１０ 溝。

Claims (6)

1. 運転者がシフトレンジを選択するシフト操作部への入力に応じて車両に搭載される動力伝達装置の動力伝達状態を電気的に制御するシフト制御装置であって、
   車両の動力源の作動準備が完了となる作動準備完了状態が実現される前に、運転者が前記シフト操作部においてシフトレンジの選択動作を行った場合に、前記選択されたシフトレンジを記憶する記憶部と、
   所定の始動操作が行なわれたときに前記動力源の前記作動準備完了状態を実現するための始動処理を行なう始動処理部と、
   前記始動処理部によって前記始動処理が行なわれている間は前記動力伝達装置の前記動力伝達状態をパーキングロック状態とし、前記始動処理が完了すると前記記憶部に記憶されたシフトレンジに応じた前記動力伝達状態を形成するように前記動力伝達装置を制御する制御部とを備える、シフト制御装置。
2. 前記記憶部は、前記始動処理部による前記始動処理が開始される前に前記シフト操作部において選択されたシフトレンジを記憶する、請求項１に記載のシフト制御装置。
3. 前記記憶部は、前記始動処理部による前記始動処理が開始されてから前記作動準備完了状態が実現されるまでの間に前記シフト操作部において選択されたシフトレンジを記憶する、請求項１または２に記載のシフト制御装置。
4. 車両を停止状態にするためのブレーキ操作の有無を検出するブレーキ操作検出部をさらに備え、
   前記制御部は、前記作動準備完了状態が実現された場合に前記ブレーキ操作検出部が前記ブレーキ操作無しを検出したときは、前記記憶部に記憶されたシフトレンジに応じた動力伝達状態を形成せずに前記パーキングロック状態を維持する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のシフト制御装置。
5. 前記作動準備完了状態が実現された場合に前記ブレーキ操作検出部が前記ブレーキ操作無しを検出したときには、選択されたシフトレンジが実現されていないことを運転者に伝達する伝達部をさらに備える、請求項４に記載のシフト制御装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のシフト制御装置を備える車両。

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