JP2005315672A - 車両用動き出し検知装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 車輪と共に回転する変速機の出力軸1の一部に被検出板2を、この出力軸1と同心に固定する。この被検出板2の外周縁に回転方向に亙って等間隔に形成した複数の凹凸3、3に、検出センサ4の検出部を対向させる。この検出センサ4は、この検出部と上記被検出板2の外周縁との距離の変化に対応してその出力信号を変化させる。従って、上記検出センサ4の出力信号が変化するか否かで上記車輪が停止しているか否かを判定できる。又、変化する傾向により、この車輪が回転する方向を判定できる。
【選択図】 図1
Description
このうちの被検出板は、車両の車輪の回転に伴ってこの車輪の回転速度に見合う(応じた、或は比例した)回転速度で、この車輪の回転方向に見合う(応じた)方向に回転する回転部材の一部に固定されたもので、その外周縁に複数の凹凸を、回転方向に亙って(直列に並べて)形成している。
又、上記検出センサは、上記被検出板の外周縁にその検出部を対向させた状態で固定の部分に支持されたもので、これら外周縁と検出部との距離の変化に対応してその出力信号を変化させる。
特に、上記被検出板の外周縁に形成した上記各凹凸の形状はそれぞれ、回転方向に関して非対称形である。そして、上記回転部材の回転中心からこれら各凹凸の先端縁までの距離が、この回転部材の回転方向に関してこれら各凹凸同士の間で同じ傾向で変化している。
例えば手動変速機を搭載した車両を上り坂で発進させる際に、クラッチの接続が遅れると、車両が後退する。この様な状況下で、坂が緩い等により運転者が気付かないままでいると、後の車両と衝突する危険がある。
この様な場合に、本発明の車両用動き出し検知装置により車両が運転者の意図に関係なく後退している事を検知し、ブザー等により警報を行なったり、或は自動的にブレーキを作動させる事で、上記衝突を未然に防ぐ事が可能となる。自動的にブレーキを作動させる事は、上記車両が運転者の意図に関係なく後退している事を検知した車両用動き出し検知装置からの信号を、アンチロックブレーキ装置(ABS)或はトラクションコントロール装置(TCS)の制御器に送る事により、容易に行なえる。
自動変速機を搭載した車両を急な上り坂で発進させる際に、クリープ力を過度に期待してアクセル操作を誤ってしまう(アクセルペダルの踏み込み量が不足する)と、車両が後退する。この様な状況下で、運転者が気付かないままでいると、後の車両と衝突する危険がある。
この様な場合に、本発明の車両用動き出し検知装置により車両が運転者の意図に関係なく後退している事を検知し、ブザー等により警報を行なったり、或は上記アクセル操作と関係なくエンジンの回転速度を上昇させる事で、上記衝突を未然に防ぐ事が可能となる。このエンジンの回転速度を上記アクセル操作と関係なく上昇させる事は、上記車両が運転者の意図に関係なく後退している事を検知した車両用動き出し検知装置からの信号を、上記エンジンの制御器に送る事により、容易に行なえる。
自動車の電子化が進んでおり、今後自動変速機に関しても更なる電子化が進んだ場合には、前進、後退の選択も、機械式ではなく電気式に行なう構造が実現するものと考えられる。この様な自動変速機で何らかの故障が発生し、前進方向を選択したにも拘らず後退方向に変速された場合(或はその逆の場合)、そのまま発進すると、車両が運転者の意図する方向とは逆方向に動き出してしまい、危険である。
本発明の車両用動き出し検知装置を利用すれば、車両が運転者の意図する方向とは逆方向に動き出した事を瞬時に検出して安全確保の為の対策を講じる事ができる。この対策としては、ブザー等の警報により運転者に知らせる他、上記自動変速機の制御器に、上記車両が更に逆方向に移動する事を防止する為のバックアップ制御を行なわせる事が考えられる。このバックアップ制御としては、例えば、自動的にニュートラル位置にしたり、クラッチの接続を断つ事が考えられるが、何れにしても、上記車両が運転者の意図する方向とは逆方向に動き出す事に伴って生じる危険を回避できる。
例えば駐車ブレーキを作動させているにも拘らず車両が動き出してしまった場合、その車両の動き出しを瞬時に判定して警報を発する事ができる。
本発明の車両用動き出し検知装置は、車両が僅かに動いただけでも検知できるので、例えば緩い坂道で駐車ブレーキを少しだけ作動させて運転者が車両から離れようとした場合でも、運転者が完全に車両から離れる以前に警報を発する事が可能になる。この為、運転者が乗っていない車両が坂道で暴走する様な事故の防止に役立てる事ができる。
トラック、バスの如き商用車等で使用されているHSAを作動させる際には、車両が完全に停止しているべきである。ところが、従来のセンサの場合には、車両が微速走行していた場合、これを検知できない。この為、このセンサからの信号が停止状態となってから所定時間経過した後、上記車両が停止状態にあると推定して、上記HSAを作動させている。
但し、この様にしてHSAの作動を制御すると、本当に車両が停止しているかを判断できず、車両が微速走行を継続していた場合にHSAを作動させる可能性がある。即ち、上記従来のセンサの場合には、運転者が微速走行を行なっているにも拘らず、上記HSAの作動表示が行なわれてしまう。このHSAは、その時点での制動力を維持する装置である為、微速走行時にHSAが作動しても、実際に制動力が発生する事はなく、運転者の意に反して車両を停止させる事はないが、運転者に、故障が発生したと勘違いする等の不安感を与えてしまう。
これに対して、本発明の車両用動き出し検知装置を使用すれば、車両が停止しているか否かを確実に判定できて、HSAの表示に関する誤作動を発生させる事がなくなり、運転者に不安感を与える事がなくなる。
前述した様に、特許文献1等に記載された、トロイダル型無段変速機と、遊星歯車式変速機とを組み合わせて成る無段変速装置の場合、上記トロイダル型無段変速機の変速比を調節する事により、エンジンを一方向に回転させたまま車輪の回転方向を、前進方向及び後退方向に切り換えられる事に加えて、停止状態{所謂変速比無限大の状態(GN位置)}を実現できる。この様な無段変速装置の場合には、上記トロイダル型無段変速機の変速比を、車両の走行方向に見合った変速比に正確に調節する事で、無段変速装置全体としての変速比を目標変速比とする。例えば、シフトレバーがDレンジを選択していれば前進する方向に変速比を調節し、Rレンジにあれば後退する方向に調節する。但し、何らかの原因で、トロイダル型無段変速機の変速比が上記目標変速比を実現する値から少しでもずれると、運転者の意図とは異なる方向に車両が動き出す可能性がある。
この様にすれば、上記被検出板の回転方向の位相に関係なく、車輪の回転方向及び回転速度を正確に求められる。
この場合に、例えば請求項3に記載した様に上記各凹凸を鋸歯状とし、回転方向に関して一方に向かう程、回転する部材の回転中心から先端縁までの距離が大きくなる方向に、この先端縁を傾斜させる。
或は請求項4に記載した様に、上記各凹凸を、回転方向に関して片側が高く他側が低い階段状とする。
この様に、上記検出センサとして非接触式のセンサを使用すれば、この検出センサ及び上記被検出板の耐久性及び信頼性を確保できる。
この場合に例えば、請求項6に記載した様に、上記被検出板を磁性材製とし、上記検出センサを、永久磁石と、ホール素子、ホールIC、磁気抵抗素子等の磁気検出素子とを備えた磁気検知式のセンサとする。
この様な磁性材製の被検出板と磁気検知式のセンサとを組み合わせた場合、上記磁気検出素子の特性が、検出部と被検出板の外周縁との距離の変化に対応して変化し、上記センサの出力電圧が変化する。そこで、この出力電圧の変化を観察すれば、上記被検出板が回転しているか否か、回転している場合にはその回転方向を検知できる。尚、この回転並びにその方向の検知は、CCDを利用した画像処理等、光学式にも行なえる。但し、磁気式により行なう方が、小型且つ低コストで構成できる。
この様に構成すれば、本発明の車両用動き出し検知装置をコンパクトに、且つ、外部から物がぶつかる等により生じる損傷を受けにくく、信頼性を確保できる位置に設置できる。
この場合に、例えば請求項8に記載した様に、上記変速機を自動変速機とする。そして、この自動変速機を、トロイダル型無段変速機と、遊星歯車式変速機とを組み合わせて成り、上記トロイダル型無段変速機の変速比を調節する事により、エンジンを一方向に回転させたまま、車輪の回転方向を前進方向、後退方向に切り換えたり、更には停止させる事ができる無段変速装置とする。
この様な無段変速装置に関して本発明を実施すれば、前述した様に、目標変速比位置に関して、この無段変速装置の誤動作を防止し、この無段変速装置の信頼性向上に寄与できる。
この場合に、例えば請求項9に記載した様に、高速用クラッチ及び低速用クラッチ等の、複数のクラッチを備える。そして、この様な複数のクラッチの断接により、トロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速機との間の動力伝達状態を2種類以上に変更可能に構成する。
上記被検出板をこの様な位置に設置すれば、この被検出板及び検出センサの設置が容易になる。
即ち、トロイダル型無段変速機は、トラニオン、シリンダボディー、バルブボディー、ヨーク等、多くの部材が組み合わされて構成される為、断面積が嵩む。この為、上記トロイダル型無段変速機部分に上記被検出板及び検出センサを設置しようとした場合、これら被検出板又は検出センサが、車両のボディーと干渉し易い。これに対して、上記トロイダル型無段変速機よりも上記出力軸側に存在する部材は少ない為、上記被検出板及び検出センサの設置が容易になる。
先ず、ステップ1、2で、上記検出センサ4の出力電圧が変化しているか否かを見る。この出力電圧が変化していない場合には、ステップ3で、車両は停止状態にあると判定して判定作業を終了する。尚、上記ステップ1、2では、判定の信頼性確保の為に、逆の面から同様の判定を2回行なっているが、1回で済ませても良い。
先ず、上記出力電圧の変化量が極小さい(所定の範囲から小さい側に外れている)場合には、電源電圧の変動や変速機に加わる振動等、外乱による影響が考えられる。そこで、この様な場合には、上記進行方向に関する新たな判定を行なわない。これに対して、上記出力電圧の変化量が大き過ぎる(所定の範囲から大きい側に外れている)場合には、上記検出センサ4の検出部の直前を、前記被検出板2の凹凸3、3の境界部(この被検出板2の直径方向に切り立った部分)が通過したと考えられる。この様な場合に上記進行方向に関して判定を行なっても、この判定の信頼性を確保する事はできない。そこで、この様な場合にも、上記進行方向に関する新たな判定を行なわない。
要するに、判定用の制御器は、上記検出センサ4の出力電圧が、x(高)、y(中)、z(低)の3種類(例えば5V、3V、−3V)の値になった事を検知した瞬間に、当該値になった事をメモリに記憶させ(フラグを立て)ると共に、その瞬間の出力電圧の種類と、直前になった値の種類とから、上記回転方向の判定を行なう。この場合に、上記出力電圧がx→y→zの順番で変化するならば、上記車両は前進状態にあると判定する。これに対して、上記出力電圧がz→y→xの順番で変化するならば、上記車両は後退状態にあると判定する。この様な判定は、スレッシュホールド電圧が互いに異なる、入力ポートの切り換わりの順番により行なえる他、アナログ電圧のまま判定を行なう事もできる。
2、2a 被検出板
3、3a、3b 凹凸
4 検出センサ
Claims (10)
- 車両の車輪の回転に伴ってこの車輪の回転速度に見合う回転速度で、この車輪の回転方向に見合う方向に回転する回転部材の一部に固定された、その外周縁に複数の凹凸を、回転方向に亙って形成した被検出板と、この被検出板の外周縁にその検出部を対向させた状態で固定の部分に支持され、これら外周縁と検出部との距離の変化に対応してその出力信号を変化させる検出センサとを備え、上記被検出板の外周縁に形成した上記各凹凸の形状はそれぞれ、回転方向に関して非対称形であり、上記回転部材の回転中心からこれら各凹凸の先端縁までの距離が、この回転部材の回転方向に関してこれら各凹凸同士の間で同じ傾向で変化している車両用動き出し検知装置。
- 各凹凸が被検出板の回転方向に関して等間隔に形成されており、これら各凹凸の形状が互いに同じであり、回転部材の回転中心からこれら各凹凸の先端縁までの距離が、上記被検出板の回転方向に関して、一端側で大きく他端側で小さい、請求項1に記載した車両用動き出し検知装置。
- 各凹凸は、回転方向に関して一方に向かう程、回転する部材の回転中心から先端縁までの距離が大きくなる方向に、それぞれの先端縁が傾斜した鋸歯状である、請求項1〜2の何れかに記載した車両用動き出し検知装置。
- 各凹凸は、回転方向に関して片側が高く他側が低い階段状である、請求項1〜2の何れかに記載した車両用動き出し検知装置。
- 検出センサは、その先端部に設けた検出部と被検出板の外周縁との距離の変化に対応してその出力信号を変化させる非接触式センサである、請求項1〜4の何れかに記載した車両用動き出し検知装置。
- 被検出板が磁性材製であり、検出センサが、永久磁石と磁気検出素子とを備えた磁気検知式のセンサである、請求項5に記載した車両用動き出し検知装置。
- 車両が自動車であり、回転部材が変速機の内部に設けられて動力を伝達する部材若しくはこの部材と同期して回転する別の部材である、請求項6に記載した車両用動き出し検知装置。
- 変速機が自動変速機であり、この自動変速機が、トロイダル型無段変速機と、遊星歯車式変速機とを組み合わせて成り、このトロイダル型無段変速機の変速比を調節する事により、エンジンを回転させたまま車輪を停止させる事ができる無段変速装置である、請求項7に記載した車両用動き出し検知装置。
- 自動変速機が、トロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速機との間の動力伝達状態を2種類以上に変更する為の複数のクラッチを備えたものである、請求項8に記載した車両用動き出し検知装置。
- 被検出板を固定した回転部材が、トロイダル型無段変速機よりも自動変速機の出力軸側に存在する部材である、請求項8〜9の何れかに記載した車両用動き出し検知装置。
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