JP4651234B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シフトレンジ（変速段）を切替える電気的手段を有する車両において用いられる車両制御装置に関し、より詳細には、変速装置のシフトレンジ切替え装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、現在市販されている自動変速装置（以下、Ａ／Ｔと記載する)搭載車両では、シフトレンジの切替えはドライバーがＡ／Ｔに機械的にリンクされたシフトレバーを操作することでなされている。従って、走行中にバッテリの端子が外れる等の原因により車両への電力の供給が断たれた場合でも、ドライバーがシフトレバーを操作することで確実にパーキングレンジに切替えることができる。
【０００３】
ところが、シフトレンジを電気的手段によって切替えるシステム、即ちシフトバイワイヤシステム（以下、ＳＢＷと記載する）では、電力の供給が断たれるとシフトレンジを切替える術がない。つまり、電力が供給されていない状態では、ドライバーがシフトレバーをパーキングレンジ（以下、Ｐレンジと記載する）に操作しても、現実にはＰレンジにはならない。この場合、ドライバーは自分の操作でＰレンジになったと考え、車両を離れてしまう可能性がある。この時、もし車両が坂道上にあると、重力の影響を受けて車両が意図せずに動き出してしまう危険性がある。
【０００４】
又、たとえドライバーがＰレンジになっていないことを認知できたとしても、サイドブレーキは摩擦式の補助ブレーキであってＰレンジに対する確実な代替手段とはならないため、フットブレーキにより車両停止状態を維持する必要があり、運転席を離れることができないので、バッテリの端子を繋ぎ直す、あるいは救援を依頼しに行くといった対処ができない。
【０００５】
上記問題を解決する手段としては、補助バッテリの搭載が考えられるが、搭載スペースの確保及びバッテリ残量の管理が困難であること、並びにコスト高になること等の理由から補助バッテリの搭載は現実的ではなく、機械的手段による上記問題の解決が求められていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、シフトレンジ（変速段）を切替える電気的手段を有する車両において、電力の供給が断たれた場合に自動的に車両停止状態を確保するように作動する機械的な手段を有する車両制御装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載された車両制御装置を提供する。
【０００８】
請求項１に記載の車両制御装置によれば、シフトレンジ（変速段）を切替える電気的手段を有する車両において、何らかの原因で電力の供給が断たれた場合に、電力の供給が断たれたことを検知し、エネルギ蓄積手段のエネルギで車両固定手段を駆動して自動的に車両の停止状態を確保することが可能となる。これにより、電気的手段によりシフトレンジを切替える車両において電力供給が断たれたためにシフトレンジの切替えができなくなった場合においても、車両を確実に停止状態に保つことができ、意図せずに車両が動いてしまうことに起因する危険を回避することができる。
【０００９】
又、請求項２に記載の車両制御装置によれば、電気的手段によりシフトレンジを切替える自動変速装置を有する車両において、何らかの原因で電力の供給が断たれた場合に、電力の供給が断たれたことを検知し、エネルギ蓄積手段のエネルギで自動変速装置のシフトレンジ切替え機構を駆動して自動的にパーキングレンジに切替え、車両の停止状態を確保することが可能となる。これにより、電力供給が断たれたために自動変速装置のシフトレンジをパーキングレンジに切替えられなくなった場合においても、車両を確実に停止状態に保つことができ、意図せずに車両が動いてしまうことに起因する危険を回避することができる。
【００１０】
請求項３に記載の車両制御装置によれば、電気的手段によりシフトレンジを切替える変速装置を有する車両において、何らかの原因で電力の供給が断たれた場合に、電力の供給が断たれたことを検知し、エネルギ蓄積手段のエネルギで変速装置のシフトレンジを自動的に任意のシフトレンジに切替え、車両の停止状態を確保することが可能となる。これにより、例えば電気的手段によってシフトレンジ（変速段）を切替える自動マニュアル変速装置において電力供給が断たれたために変速装置のシフトレンジが切替えられなくなった場合等においても、自動的にシフトレンジを１速又はリバースギヤ等の任意のシフトレンジに切替えることで車両を確実に停止状態に保つことができ、意図せずに車両が動いてしまうことに起因する危険を回避することができる。
【００１１】
請求項４に記載の車両制御装置によれば、シフトレンジを切替える電気的手段を有する車両において、何らかの原因で電力の供給が断たれた場合に、電力の供給が断たれたことを検知し、エネルギ蓄積手段のエネルギを解放することで変速装置の出力軸の回転を係止するようにし、自動的に車両の停止状態を確保することが可能となる。これにより、電気的手段によりシフトレンジを切替える車両において電力供給が断たれたためにシフトレンジの切替えができなくなった場合においても、車両を確実に停止状態に保つことができ、意図せずに車両が動いてしまうことに起因する危険を回避することができる。
【００１２】
請求項５に記載の車両制御装置によれば、シフトレンジを切替える電気的手段を有する車両において、何らかの原因で電力の供給が断たれた場合に、圧縮又は伸張状態等のエネルギ蓄積状態でばねを係止していた電磁駆動手段への電力の供給が断たれて自動的にばねに蓄積されていたエネルギが解放され、それによって車両固定手段が駆動されて車両の停止状態が確保される。これにより、電気的手段によりシフトレンジを切替える車両において電力供給が断たれたためにシフトレンジの切替えができなくなった場合においても、車両を確実に停止状態に保つことができ、意図せずに車両が動いてしまうことに起因する危険を回避することができる。
【００１３】
請求項６に記載の車両制御装置によれば、一旦電力の供給が断たれてエネルギ蓄積手段のエネルギが解放された場合、電力の供給が回復した時にシフトレンジを切替える電気的手段により自動的にエネルギ蓄積手段にエネルギが蓄積され所定のエネルギ蓄積状態とされる。これによりドライバーが特殊な操作をすることなく、電力供給の回復と同時に確実に当該車両制御装置が作動可能な状態（非作動状態）となる。
【００１４】
請求項７に記載の車両制御装置によれば、電気的手段によりシフトレンジを切替える自動変速装置を有する車両において、一旦電力の供給が断たれてエネルギ蓄積手段のエネルギが解放された場合、電力の供給が回復した後、最初に前進段のレンジが選択されるまでは、選択されたレンジはシフトレンジを切替える電気的手段に通電を続けることで保持され、最初に前進段のレンジが選択された時に、シフトレンジを切替える電気的手段により自動的にエネルギ蓄積手段にエネルギが蓄積され所定のエネルギ蓄積状態とされる。これによりドライバーが特殊な操作をすることなく当該車両制御装置が非作動状態に復帰可能であると共に、電力供給の回復時に特に当該車両制御装置を非作動状態に復帰させるための動作が不要となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。尚、図面において、同一又は類似の構成要素には共通の参照番号を付す。
【００１６】
図１に本発明の車両制御装置の一実施形態である自動パーキングレンジ切替え機構を備えた自動変速装置のシフトレンジ切替え装置のシステム構成図を示す。ここで、アクチュエータ１は、モータ１０１と、減速ギヤ１０２と、インクリメンタル型エンコーダ式位置センサ１０３とで構成され、減速ギヤ１０２の出力軸部分が自動変速装置（Ａ／Ｔ）４のマニュアルシャフト４０１と連結されて、アクチュエータ１によりマニュアルシャフト４０１を回転させることができるようにＡ／Ｔ４に組み付けられている（図４（ａ）及び図４（ｃ）参照）。更に本実施形態では、マニュアルシャフト４０１が貫通するようにして、Ａ／Ｔ４と減速ギヤ１０２との間に自動パーキングレンジ（Ｐレンジ）切替え機構８が設けられているが、これについては図３を参照して後述する。
【００１７】
図１に示したように、アクチュエータ１にはアクチュエータ制御回路２が連結されるが、このアクチュエータ制御回路２は、モータ制御部２０１と、カウンタ２０２と、信号入力手段２０４とで構成されている。信号入力手段２０４は連結して図示されているシフトスイッチ３からシフト信号を受信する他、他の図示しない信号出力手段からブレーキ信号や車速信号を受信する。
【００１８】
アクチュエータ制御回路２のモータ制御部２０１には、イグニッションスイッチ（ＩＧ）７と、リレー６と、このリレー６を介してバッテリ５とが連結されている。バッテリ５は、エンジン駆動時には図示しないオルタネータにより充電されており、アクチュエータ制御回路２に電力を供給する役割を果たす。このアクチュエータ制御回路２への電力供給は、ＩＧ７のＯＮ／ＯＦＦ状態によりリレー６が供給と遮断を切替える。
【００１９】
図２は、マニュアルシャフト４０１とＡ／Ｔ４の連結部分を含むシフトレンジ切替え機構の概略構成を表す斜視図である。図２に示すように、マニュアルシャフト４０１には、円弧部が波型にされたほぼ扇形の部材であるディテントプレート４０２がその扇形の要の近傍部分をマニュアルシャフト４０１が貫通するようにして取付けられており、マニュアルシャフト４０１はこのディテントプレート４０２を介して、スプール弁４０４及びロッド４０６に連結されている。ロッド４０６は、その一端がディテントプレート４０２に連結される一方、他端はパークギヤ４０８と係合する突起部４０９を有する爪部材４０７と係合しており、この他端の係合部分にはテーパ部４１０が設けられている。又、ディテントプレート４０２の円弧部の波型に係合するようにディテントスプリング４０３が設けられてディテント機構が構成され、ディテントスプリング４０３の端部係合部がディテントプレート４０２の円弧部の波型の凹部に入ることによってディテントプレート４０２を係止し、その位置を保持するように作用する。
【００２０】
この構成において、アクチュエータ１によりマニュアルシャフト４０１を回転させると、ディテントプレート４０２を介してスプール弁４０４がマニュアルバルブ４０５内で摺動し、油圧回路が切替えられてＡ／Ｔ４のシフトレンジが切替わる。アクチュエータ１の作動完了後にアクチュエータ１の通電を停止した時は、上述のディテント機構により切替えられたシフトレンジが保持される。又、Ｐレンジへの切替えについては、Ｐレンジに対応する位置までマニュアルシャフト４０１を回転させることによって行われる。即ち、このマニュアルシャフト４０１の回転によりディテントプレート４０２を介してロッド４０６が図２中の矢印Ａ方向に押され、ロッド４０６のディテントプレート４０２と連結している端部とは反対側の端部に設けられたテーパ部４１０によって爪部材４０７が図２中の矢印Ｂ方向に押し上げられる。これによって、Ａ／Ｔ４の出力軸に固定して取付けられているパークギヤ４０８と爪部材４０７の上記突起部４０９とが係合し、車両の駆動軸が機械的に係止されてＰレンジへの切替えが達成される。
【００２１】
次に図３及び図４を参照して、主に本実施形態のシフトレンジ切替え装置の自動Ｐレンジ切替え機構８の構成について説明する。図３は、自動Ｐレンジ切替え機構８の概略構成を模式的に表した構成図であり、自動Ｐレンジ切替え機構８が非作動状態（より詳細には、ＩＧ７がＯＦＦである場合）で示されている。なお、図３中、Ｌ、２、Ｄ、Ｎ、Ｒ、Ｐは各シフトレンジを示し、マニュアルシャフト４０１の回転位置とシフトレンジとの関係を表している。因みに、図３ではマニュアルシャフト４０１がＬレンジの回転位置（Ｌレンジ位置）にある状態を示している。
【００２２】
又、図４は、アクチュエータ１の出力軸部分（即ち減速ギヤ１０２の出力軸部分）及び自動Ｐレンジ切替え機構８（より詳細には後述するプレート部材８０２）とマニュアルシャフト４０１との連結部分の概略構成を示しており、図４（ａ）がその連結部分の縦断面図であり、図４（ｂ）及び図４（ｃ）は夫々、図４（ａ）中の線Ｂ−Ｂ及び線Ｃ−Ｃに沿った横断面図である。
【００２３】
自動Ｐレンジ切替え機構８は、ねじりコイルばね８０１と、プレート部材８０２と、第一ソレノイド装置８０３と、第二ソレノイド装置８０４とを含んで構成されており、ここで第一ソレノイド装置８０３はソレノイド８０８とピン８０６と付勢ばね８０５とを備え、第二ソレノイド装置８０４はソレノイド８０９とピン８０７とディテント機構８１０とを備えている。
【００２４】
図３及び図４においてプレート部材８０２は、カップ状部材の外周面の一部に、円弧部分に一つの凹部を有するほぼ扇形のプレート状部材を設けた部材として示されており、これはアクチュエータ１のハウジングに回転自在に支持されている。プレート部材８０２には、ねじりコイルばね８０１が取付けられ、プレート部材８０２をＬレンジからＰレンジの方向（図３中の矢印Ｄの方向）に回転するように付勢している。自動Ｐレンジ切替え機構８が図３に示したような非作動状態にある場合には、第一ソレノイド装置８０３のピン８０６がプレート部材８０２の円弧部分に設けられた上記凹部に係合してプレート部材８０２の回転を妨げ、プレート部材８０２を非作動位置に維持する。
【００２５】
プレート部材８０２を構成するカップ状部材の中心（即ちプレート部材８０２の回転中心部分）には上向き及び下向きの扇形を一部重ねたような形状の穴８１２が設けられている。この穴８１２をマニュアルシャフト４０１が貫通するが、このマニュアルシャフト４０１はプレート部材８０２を貫通する部分において図３及び図４に示すように、対向する一対の辺が平行であって穴８１２の直線部分に対応し且つ他の一対が夫々円弧であって穴８１２の円弧部分に対応するような断面形状を有するようにされている。なお、本実施形態においては、図４（ｃ）に示されたように減速ギヤ１０２の出力軸部分にもプレート部材８０２の穴８１２と同形状の穴１１２が設けられ、その中にプレート部材８０２の穴８１２を貫通する部分の断面形状と同じ断面形状を有するようにされたマニュアルシャフト４０１が挿入されている。従って、通常のシフトレンジの切替えは、アクチュエータ１を駆動して減速ギヤ１０２を回転させることにより、減速ギヤ１０２の出力軸部分に設けられた穴１１２の内壁の平面部分がマニュアルシャフト４０１の平面部分と係合してマニュアルシャフト４０１を回転させることにより行われる。即ち、例えば図４（ｃ）において減速ギヤ１０２を反時計方向に回転させたとすると、マニュアルシャフト４０１の右上方の隙間と左下方の隙間が徐々に狭まり、これらの場所で穴１１２の内壁の平面部分とマニュアルシャフト４０１の平面部分とが係合してマニュアルシャフト４０１が反時計方向に回転し、シフトレンジが切替えられる。減速ギヤ１０２は、所望のシフトレンジへの切替えが終了すると逆方向に回転して図４（ｃ）に示された初期の所定回転位置まで戻る。
【００２６】
図３から明らかように、穴８１２の形状及び向きは、自動Ｐレンジ切替え機構８が図３に示したような非作動状態にある場合には、マニュアルシャフト４０１がプレート部材８０２に干渉せずにＬレンジからＰレンジまで回転可能となるような形状及び向きとされている。このような構成とすることによって、アクチュエータ１が通常のシフトレンジの切替えを行う場合には、マニュアルシャフト４０１がプレート部材８０２と係合してねじりコイルばね８０１によって付勢されているプレート部材８０２をも回転させることがないので、ねじりコイルばね８０１によりアクチュエータ１の負荷が増大することを防止することが出来る。図３に示した例では、ＬレンジからＰレンジまでの回転角度が６０°であるので、プレート部材８０２の穴８１２を構成する扇形の中心角は６０°以上必要である。
【００２７】
更に、本実施形態では、上述したように、減速ギヤ１０２の出力軸部分の穴１１２とそこに挿入されたマニュアルシャフト４０１の断面形状との関係が、プレート部材８０２の穴８１２とそこを貫通するマニュアルシャフト４０１の断面形状との関係と同じであり、且つ、減速ギヤ１０２はシフトレンジ切替え後の通常状態においては図４（ｃ）に示された所定の回転位置に戻るようにされていて、自動Ｐレンジ切替え機構８が作動してもマニュアルシャフト４０１と減速ギヤ１０２とは係合せず、自動Ｐレンジ切替え機構８が作動する際に、アクチュエータ１、即ち減速ギヤ１０２を逆動させる負荷が加わらない構成となっている。
【００２８】
第一ソレノイド装置８０３は、第一ソレノイド装置８０３のピン８０６を、ピン８０６の先端部がプレート部材８０２の円弧部分に設けられた上記凹部に係合する前進位置と、ピン８０６の先端部がプレート部材８０２の円弧部分に設けられた上記凹部から外れる後退位置との間で移動させる。第一ソレノイド装置８０３は上述したように付勢ばね８０５を備えており、このばね８０５は、第一ソレノイド装置８０３のピン８０６を図３中の矢印Ｅの方向に（即ち後退位置に向かって）付勢している。第一ソレノイド装置８０３のソレノイド８０８はＩＧ７がＯＮとなって通電されるとそのピン８０６をばね８０５の付勢力に抗して矢印Ｅの反対の方向に（即ち前進位置に向かって）移動させる。
【００２９】
第二ソレノイド装置８０４も又、第二ソレノイド装置８０４のピン８０７を、ピン８０７の先端部が第一ソレノイド装置８０３のピン８０６の後方端面（即ち、プレート部材８０２の凹部と係合する端部と反対側の端部の端面）に当接するようにする前進位置と、ピン８０７の先端部が第一ソレノイド装置８０３のピン８０６の後方端面から外れる後退位置との間で移動させる。第二ソレノイド装置８０４のソレノイド８０９は、通電によってそのピン８０７を図３中の矢印Ｆの方向（即ち前進位置に向かう方向）とその反対の方向（即ち後退位置に向かう方向）の両方向に移動することができ、又、その移動後の位置は通電が停止されてもディテント機構８１０により維持される。従って、第一ソレノイド装置８０３のピン８０６が前進位置にある時に第二ソレノイド装置８０４のピン８０７を前進位置に配置すると、第一ソレノイド装置８０３のソレノイド８０８への通電が停止されても、ピン８０６の後方端面にピン８０７の先端部が当接するので、付勢ばね８０５の付勢力に抗してピン８０６が前進位置に保持される。
【００３０】
以下、図５及び図６を参照して、自動Ｐレンジ切替え機構８の作動について更に詳細に説明する。
【００３１】
図５は、アクチュエータ１と自動Ｐレンジ切替え機構８とを一体化したものを示しており、図５（ａ）はその下面から見た場合の内部構造図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）の線Ａ−Ａに沿った断面図である。図５は、図３と同様にＩＧ７がＯＦＦである場合の自動Ｐレンジ切替え機構８の非作動状態を示している（但し、図３と図５（ａ）とは視点が上下逆方向のために構成要素の配置が鏡像関係になっている。）。又、図６は、図５と同様の図であるが、自動Ｐレンジ切替え機構８が作動した状態を示している。なお、図３に示した自動Ｐレンジ切替え機構と図５及び図６に示した自動Ｐレンジ切替え機構とは基本的には同じ構成であるが、図３に示した自動Ｐレンジ切替え機構においては第一ソレノイド装置８０３のピン８０６がプレート部材８０２の円弧部に設けられた凹部に係合して自動Ｐレンジ切替え機構を非作動位置に保持するのに対して、図５及び図６に示した自動Ｐレンジ切替え機構においては、第一ソレノイド装置８０３のピン８０６がプレート部材８０２のねじりコイルばね８０１による付勢方向前側に突出して係合し自動Ｐレンジ切替え機構８を非作動位置に保持するという点で異なっている。
【００３２】
ＩＧ７がＯＮにされた場合には、まず、第一ソレノイド装置８０３のソレノイド８０８が通電されて、第一ソレノイド装置８０３のピン８０６が図５（ａ）に示されたような前進位置を保持しプレート部材８０２を非作動位置に保持するようにする。次いで第二ソレノイド装置８０４のソレノイド８０９が通電され、第二ソレノイド装置８０４のピン８０７が後退位置に移動される。従って、ＩＧ７がＯＮにされた状態においては、第一ソレノイド装置８０３のソレノイド８０８が通電されていることによって付勢ばね８０５の付勢力に抗してピン８０６が前進位置に保持されプレート部材８０２を非作動位置に保持している。それ故、第一ソレノイド装置８０３のソレノイド８０８に電力が供給されている間は、プレート部材８０２が非作動位置に保持されるので、自動Ｐレンジ切替え機構８によりＰレンジに切替わることはない。
【００３３】
次いで更に、ＩＧをＯＦＦとした場合には、第一ソレノイド装置８０３のソレノイド８０８の通電が停止される前に、第二ソレノイド装置８０４のソレノイド８０９への通電がなされてピン８０７が前進位置へ移動され、ピン８０７の先端部が第一ソレノイド装置８０３のピン８０６の後方端面に当接するようにする。これにより第一ソレノイド装置８０３のソレノイド８０８への通電が停止しても第一ソレノイド装置８０３のピン８０６は前進位置に保持され、プレート部材８０２は非作動位置に保持されたままとなる。第二ソレノイド装置８０４のピン８０７が前進位置に移動した後、アクチュエータ制御回路２の電源をＯＦＦにし、第一ソレノイド装置８０３のソレノイド８０８への通電を停止する。上述したように、第二ソレノイド装置８０４はディテント機構を備えており、通電停止後も第二ソレノイド装置８０４のピン８０７の位置は保持される。このようにして、先に説明した図５に示されたＩＧ７がＯＦＦの状態に戻ることが出来る。
【００３４】
そして、上述のＩＧ７がＯＮの状態において、例えばバッテリ５の端子が外れる等の何らかの原因により電力の供給が断たれた場合には、付勢ばね８０５の付勢力に抗して第一ソレノイド装置８０３のピン８０６を前進位置に保持していた第一ソレノイド装置８０３のソレノイド８０８への通電が停止されるので、付勢ばね８０５の作用によりピン８０６が後退位置（図５（ａ）中の矢印Ｅの方向）へ移動されてプレート部材８０２との係合が外れ、ねじりコイルばね８０１の作用によってプレート部材８０２が矢印Ｄ方向（即ちＬレンジからＰレンジの方向（図３においては時計回りの方向であり、図５（ａ）及び図６（ａ）では反時計回りの方向））に回転され、それによってマニュアルシャフト４０１がＰレンジ位置へ回転されてＰレンジへの切替えが達成される（図６参照）。なお、このプレート部材８０２の回転によるマニュアルシャフト４０１の回転は、図３及び図４等から明らかなように、プレート部材８０２の回転によって、プレート部材８０２の穴８１２（図５及び図６には図示なし。図３参照。）の内壁の平面部分とその穴８１２を貫通しているマニュアルシャフト４０１の平面部分とが係合し回転させられることで行われる。
【００３５】
自動Ｐレンジ切替え機構８が作動後、電源が復旧した場合には、アクチュエータ１によってプレート部材８０２を巻き上げ、非作動位置に戻すことが可能である。この自動Ｐレンジ切替え機構８の非作動状態への復帰は、電源復旧時にすぐにアクチュエータ１及び第一ソレノイド装置８０３等を作動させて行うようにしても良い。あるいは、電源復旧後、最初にＬ、２、又はＤレンジ等の前進段に切替える時に行うようにしても良い。即ち、自動Ｐレンジ切替え機構８が作動状態にある場合（ここではプレート部材８０２が完全に非作動位置まで戻される前の段階であって、第一ソレノイド装置８０３のピン８０６によりプレート部材８０２が係止されていない状態にある場合を意味する）においても、アクチュエータ１に通電を続けることでねじりコイルばね８０１の付勢力に抗してマニュアルシャフト４０１の回転位置は保持できるので、例えば、電源復旧後に最初に切替えたレンジがＲレンジの場合等には、アクチュエータ１に通電を続けて選択されたレンジ、即ちＲレンジに対応するマニュアルシャフト４０１の回転位置を保持することができる。その後、Ｌ、２、又はＤレンジ等の前進段のレンジに切替える時に、Ｌレンジに対応する位置までアクチュエータ１を駆動すると共に第一ソレノイド装置８０３のソレノイド８０８に通電し、そのピン８０６を前進位置へ移動させてプレート部材８０２を非作動位置に係止して自動Ｐレンジ切替え機構８を非作動状態に復帰させ、次の瞬間にアクチュエータ１を本来支持されたレンジまで駆動する。このような手段を取ることにより、タイムラグを感じたり、ドライバーが特殊な操作をすることなく自動Ｐレンジ切替え機構８を非作動状態に復帰させることが可能である。
【００３６】
なお、ここで自動Ｐレンジ切替え機構８は、ソレノイドを二つ用いる構成としたが、ＩＧ７をＯＦＦにする度に自動Ｐレンジ切替え機構８が作動しても良いものとし、ＩＧ７をＯＮとする度に上述のような手段によって自動Ｐレンジ切替え機構８を非作動状態に復帰させるようにすれば、上述の実施形態において第二ソレノイド装置８０４を省略することが出来る。
【００３７】
又、上述の実施形態では、減速ギヤ１０２の出力軸部分の穴１１２とそこに挿入されたマニュアルシャフト４０１の断面形状との関係もプレート部材８０２の穴８１２とそこを貫通するマニュアルシャフト４０１の断面形状との関係と同様とし、穴１１２の内壁の平面部分とマニュアルシャフト４０１の平面部分との間に隙間がある構成としたが、この隙間をなくした構成としても良い。この場合には、自動Ｐレンジ切替え機構８が作動する際に、アクチュエータ１、即ち減速ギヤ１０２を逆動させることになるため、電源の供給が遮断された時に自動Ｐレンジ切替え機構８を確実に作動させたいという要求には反することになり、結果としてねじりコイルばね８０１を強化する必要があるが、隙間がない分だけアクチュエータ１でシフトレンジを切替える際の応答性が向上する。
【００３８】
次に図７を参照して、図１に示した自動変速装置のシフトレンジ切替え装置の自動Ｐレンジ切替え機構８として組入れることが可能な自動Ｐレンジ切替え機構の他の実施形態８´について説明する。この自動Ｐレンジ切替え機構８´は基本構成においては上述した自動Ｐレンジ切替え機構８と同様であるので、同様の部分については説明を省略し、自動Ｐレンジ切替え機構８と異なる部分を中心に説明する。
【００３９】
図７は、図５及び図６と同様の図であり、アクチュエータ１と自動Ｐレンジ切替え機構８´とを一体化したものを示していて、図７（ａ）はその下面から見た場合の内部構造図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）の線Ａ−Ａに沿った断面図である。図７は、ＩＧ７がＯＮである場合の自動Ｐレンジ切替え機構８´の非作動状態を示している。
【００４０】
図７に示された自動Ｐレンジ切替え機構８´は、ねじりコイルばね８０１と、プレート部材８５２と、ソレノイド装置８５３と、Ｌ型フック１０００とを含んで構成されており、ここでソレノイド装置８５３はソレノイド８５６とピン８５４と付勢ばね８５５とを備えている。
【００４１】
図７においてプレート部材８５２は、カップ状部材の外周面に棒状部分を有する部材として示されており、これはアクチュエータ１のハウジングに回転自在に支持されている。プレート部材８５２には、ねじりコイルばね８０１が取付けられ、プレート部材８５２を図７（ａ）中の矢印Ｄの方向（即ち、ＬレンジからＰレンジの方向）に回転するように付勢している。
【００４２】
Ｌ型フック１０００は、その屈曲部においてアクチュエータ１のハウジングに回転自在に支持され、且つその一端部にプレート部材８５２の棒状部分と係合してプレート部材８５２を非作動位置に係止するための突起部８５７を有している。
【００４３】
ソレノイド装置８５３はそのピン８５４の先端がＬ型フック１０００の上記突起部８５７を有する端部の反対側の端部部分に当接するように配設される。付勢ばね８５５がピン８５４の後端面に当接して配設され、ピン８５４を図７（ａ）中の矢印Ｅ´方向に付勢してピン８５４の先端とＬ型フックとの間に間隙が生じないようにする。ソレノイド装置８５３のソレノイド８５６が通電されるとピン８５４は図７（ａ）中の矢印Ｅ´方向に付勢され、付勢ばね８５５の付勢力とソレノイド装置８５３のソレノイド８５６の付勢力とを合わせた力でＬ型フック１０００の端部を押圧する。
【００４４】
上記構成において自動Ｐレンジ切替え機構８´では、図７（ａ）に示されたようにＬ型フック１０００の一端部に設けられた突起部８５７がプレート部材８５２の棒状部分の先端部に係合してねじりコイルばね８０１により付勢されているプレート部材８５２を非作動位置に保持するが、これはソレノイド装置８５３のソレノイド８５６が通電されてソレノイド８５６によってピン８５４が図７（ａ）中の矢印Ｅ´の方向に付勢されている時のみ可能であるように構成されている。即ち、ソレノイド装置８５３のソレノイド８５６、付勢ばね８５５及びねじりコイルばね８０１のそれぞれの発生付勢力が、ソレノイド８５６が通電されている場合にはＬ型フック１０００の突起部８５７とプレート部材８５２の棒状部分の先端部との係合を保持するが、ソレノイド８５６の通電が停止された場合には上記係合が外れるように設定されている。つまり、ソレノイド装置８５３のソレノイド８５６が通電されており、付勢ばね８５５と共にピン８５４を矢印Ｅ´の方向に付勢している場合には、ソレノイド装置８５３のソレノイド８５６及び付勢ばね８５５がピン８５４を付勢してＬ型フック１０００を図７（ａ）において反時計方向に回転しようとする力が、ねじりコイルばね８０１の付勢力によりプレート部材８５２が図７（ａ）中の矢印Ｄの方向に回転し、それによってプレート部材８５２の棒状部分の先端部がＬ型フック１０００の突起部８５７を押し上げることでＬ型フック１０００を図７（ａ）において時計方向に回転しようとする力を上回り、Ｌ型フック１０００の突起部８５７とプレート部材８５２の棒状部分の先端部との係合が保持される。一方、ソレノイド装置８５３のソレノイド８５６の通電が停止された場合には、付勢ばね８５５のみがピン８５４を矢印Ｅ´の方向に付勢することになり、ねじりコイルばね８０１の付勢力によってＬ型フック１０００を図７（ａ）において時計方向に回転しようとする上記力が、付勢ばね８５５がピン８５４を付勢してＬ型フック１０００を図７（ａ）において反時計方向に回転しようとする力を上回ってＬ型フック１０００の突起部８５７とプレート部材８５２の棒状部分の先端部との係合が外れる。
【００４５】
次に図８を参照して、自動Ｐレンジ切替え機構８´の作動について説明する。図８（ａ）は、図７と同様、ＩＧ７がＯＮである場合を示し、この場合にはソレノイド装置８５３のソレノイド８５６が通電されて付勢ばね８５５と共にピン８５４を図８（ａ）中の矢印Ｅ´の方向に付勢している。従って、ソレノイド装置８５３のソレノイド８５６及び付勢ばね８５５がピン８５４を付勢してＬ型フック１０００を図８（ａ）において反時計方向に回転しようとする力が、ねじりコイルばね８０１の付勢力によってＬ型フック１０００を図８（ａ）において時計方向に回転しようとする力を上回り、Ｌ型フック１０００の突起部８５７とプレート部材８５２の棒状部分の先端部との係合が保持されて、プレート部材８５２が非作動位置に保持される。
【００４６】
図８（ａ）のＩＧ７がＯＮである状態において、例えばバッテリ５の端子が外れる等の何らかの原因により電力の供給が断たれた場合には、図８（ｂ）に示すように、ソレノイド装置８５３のソレノイド８５６の通電が停止されて付勢ばね８５５のみがピン８５４を矢印Ｅ´の方向に付勢する状態となり、ねじりコイルばね８０１の付勢力によってＬ型フック１０００を図８（ｂ）において時計方向に回転しようとする力が、付勢ばね８５５がピン８５４を付勢してＬ型フック１０００を図８（ｂ）において反時計方向に回転しようとする力を上回ってＬ型フック１０００の突起部８５７をプレート部材８５２の棒状部分が押し上げるようにして、Ｌ型フック１０００の突起部８５７とプレート部材８５２の棒状部分の先端部との係合が外れる。これによって自動Ｐレンジ切替え機構８´が作動し、ねじりコイルばね８０１の作用によってプレート部材８５２が図８（ｂ）中の矢印Ｄの方向（即ちＬレンジからＰレンジの方向）に回転され、それによってマニュアルシャフト４０１がＰレンジ位置へ回転されてＰレンジへの切替えが達成される（図８（ｃ）参照）。なお、このプレート部材８５２の回転によるマニュアルシャフト４０１の回転は、図８の各図から明らかなように、プレート部材８５２の回転によって、プレート部材８５２の穴８１２の内壁の平面部分とその穴８１２を貫通しているマニュアルシャフト４０１の平面部分とが係合し回転させられることで行われる。
【００４７】
自動Ｐレンジ切替え機構８´が作動後、電源が復旧した場合には、図５及び図６に示した自動Ｐレンジ切替え機構８に関連して述べた手段と同様な手段により、アクチュエータ１によってプレート部材８５２を巻き上げ、自動Ｐレンジ切替え機構８´を非作動状態に復帰させることが出来る。プレート部材８５２を巻き上げる際には、図８（ｄ）で示されるように、プレート部材８５２の棒状部分の先端部とＬ型フック１０００の突起部８５７とが、図８（ａ）で示されているような自動Ｐレンジ切替え機構８´の非作動状態において互いに係合しているのとは反対側の側面で互いに接触し、プレート部材８５２の棒状部分の先端部がＬ型フック１０００の突起部８５７を押し上げるようにしてＬ型フック１０００を図８（ｄ）中で時計方向に回転させ、プレート部材８５２が図８（ａ）に示される非作動位置に到達する。従って、自動Ｐレンジ切替え機構８´の非作動状態への復帰時において、ソレノイド装置８５３のソレノイド８５６には、プレート部材８５２が非作動位置に到達するまで通電が行われないようにすることが好ましい。
【００４８】
なお、自動Ｐレンジ切替え機構８´においては、ＩＧ７をＯＦＦにした場合にピン８５４の位置を保持する機構を有していないので、ＩＧ７をＯＦＦにする度に自動Ｐレンジ切替え機構８´が作動することになる。そのため、再度ＩＧ７をＯＮにする度に上述の非作動状態への復帰動作が行われる。
【００４９】
又、以上の説明から明らかなように、自動Ｐレンジ切替え機構８´においては、作動時及び非作動状態への復帰時において、プレート部材８５２の棒状部分の先端部の円弧に沿った移動によってその移動方向に対して垂直方向にＬ型フック１０００の突起部８５７を押し上げるように移動する必要があるため、プレート部材８５２の棒状部分の先端部とＬ型フック１０００の突起部８５７の形状はこのような動作が容易に行われる形状とすることが好ましい。このような形状の一例としては、Ｌ型フック１０００の突起部８５７が作動時及び非作動状態への復帰時においてプレート部材８５２の棒状部分と接触する側において傾斜面を有し、プレート部材８５２の棒状部分の先端部が作動時及び非作動状態への復帰時においてＬ型フック１０００の突起部８５７と接触する側において曲面を有する図７及び図８に示した形状が挙げられる。
【００５０】
自動Ｐレンジ切替え機構８´は、図５及び図６に示した自動Ｐレンジ切替え機構８と比較すると、ソレノイドが一つであることに加え、ソレノイド自体の体格も大幅に縮小可能となるので、自動Ｐレンジ切替え機構８´全体の小型化が可能となる。自動Ｐレンジ切替え機構８´において、ソレノイドの体格が大幅に縮小可能となるのは、自動Ｐレンジ切替え機構８´がＬ型フック１０００を有していることや、自動Ｐレンジ切替え機構８´において付勢ばね８５５がソレノイド装置８５３のソレノイド８５６と同方向にピン８５４を付勢し、且つＬ型フック１０００との間隙をなくすように作用しているのに対し、図５及び図６に示した自動Ｐレンジ切替え機構８においては付勢ばね８０５がソレノイド装置８０３と反対方向にピン８０６を付勢していること等の構成の違いから、自動Ｐレンジ切替え機構８´においてプレート部材８５２を非作動位置に保持するためにソレノイド装置８５３のソレノイド８５６により発生する必要のある付勢力及びピン８５４の移動量が、図５及び図６に示した自動Ｐレンジ切替え機構８においてプレート部材８０２を非作動位置に保持するためにソレノイド装置８０３により発生する必要のある付勢力及びピン８０６の移動量に比べて極めて小さくなるためである。
【００５１】
なお、上述の各自動Ｐレンジ切替え機構８及び８´においては、ソレノイドを用いた構成としたが、例えば電磁クラッチのような電磁駆動手段をソレノイドの代用として用いても良い。
【００５２】
又、以上では、ＰレンジからＬレンジまでをアクチュエータ１によりマニュアルシャフト４０１を回転させマニュアルバルブを操作することで切替える構成として説明したが、ＰレンジからＤレンジまでをアクチュエータ１で切替え、Ｄレンジ以下のシフトレンジはＡ／Ｔ内部の油圧回路で切替える構成としても良い。この場合には、自動Ｐレンジ切替え機構のプレート部材に設けられた穴８１２を構成する扇形の中心角は小さくなる（例えば４０°程度となる）。
【００５３】
更に、上述の実施形態では、自動変速装置において自動的にＰレンジへ切替えられる構成としたが、電気アクチュエータ等の電気的手段を用いてシフトレンジ（変速段）の切替えを行うようにした自動マニュアル変速装置において１速又はリバースギヤ等の任意のシフトレンジに切替えられる構成としても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の車両制御装置の一実施形態である自動パーキングレンジ切替え機構を備えた自動変速装置のシフトレンジ切替え装置のシステム構成図である。
【図２】図２は、マニュアルシャフトと自動変速装置の連結部分を含むシフトレンジ切替え機構の概略構成を表す斜視図である。
【図３】図３は、第一実施形態の自動Ｐレンジ切替え機構の概略構成を模式的に表した構成図であり、自動Ｐレンジ切替え機構が非作動状態で示されている。
【図４】図４は、アクチュエータの出力軸部分（即ち減速ギヤの出力軸部分）及び自動Ｐレンジ切替え機構のプレート部材とマニュアルシャフトとの連結部分の概略構成を示しており、図４（ａ）がその連結部分の縦断面図であり、図４（ｂ）及び図４（ｃ）は夫々、図４（ａ）中の線Ｂ−Ｂ及び線Ｃ−Ｃに沿った横断面図である。
【図５】図５は、アクチュエータと第一実施形態の自動Ｐレンジ切替え機構とを一体化したものを示しており、図５（ａ）はその下面から見た場合の内部構造図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）の線Ａ−Ａに沿った断面図である。図５では、図３と同様に自動Ｐレンジ切替え機構が非作動状態で示されている。
【図６】図６は、図５と同様の図であって、アクチュエータと第一実施形態の自動Ｐレンジ切替え機構とを一体化したものを示しており、図６（ａ）がその下面から見た場合の内部構造図であり、図６（ｂ）が図６（ａ）の線Ａ−Ａに沿った断面図であるが、図６では、自動Ｐレンジ切替え機構が作動状態で示されている。
【図７】図７は、図５及び図６と同様の図であって、アクチュエータと第二実施形態の自動Ｐレンジ切替え機構とを一体化したものを示しており、図７（ａ）がその下面から見た場合の内部構造図であり、図７（ｂ）が図７（ａ）の線Ａ−Ａに沿った断面図である。図７では、自動Ｐレンジ切替え機構が非作動状態で示されている。
【図８】図８は、第二実施形態の自動Ｐレンジ切替え機構の作動を示す概略図であり、各図は夫々、自動Ｐレンジ切替え機構の（ａ）非作動状態、（ｂ）作動開始時、（ｃ）作動状態、（ｄ）非作動状態への復帰時を示している。
【符号の説明】
１…アクチュエータ
２…アクチュエータ制御回路
３…シフトスイッチ
４…自動変速装置（Ａ／Ｔ）
５…バッテリ
６…リレー
７…イグニッションスイッチ（ＩＧ）
８、８´…自動パーキングレンジ（Ｐレンジ）切替え機構
１０１…モータ
１０２…減速ギヤ
１０３…インクリメンタル型エンコーダ式位置センサ
１１２…穴
２０１…モータ制御部２０１
２０２…カウンタ
２０４…信号入力手段
４０１…マニュアルシャフト
４０２…ディテントプレート
４０３…ディテントスプリング
４０４…スプール弁
４０５…マニュアルバルブ
４０６…ロッド
４０７…爪部材
４０８…パークギヤ
４０９…突起部
４１０…テーパ部
８０１…ねじりコイルばね
８０２、８５２…プレート部材
８０３…第一ソレノイド装置
８０４…第二ソレノイド装置
８０５、８５５…付勢ばね
８０６、８０７、８５４…ピン
８０８、８０９、８５６…ソレノイド
８１０…ディテント機構
８１２…穴
８５３…ソレノイド装置
８５７…突起部
１０００…Ｌ型フック

Claims (7)

1. シフトレンジを切替える電気的手段を有する車両において用いられる車両制御装置であって、
   電力の供給が断たれたことを検知する電力供給状態判別手段と、
   予めエネルギを蓄えておくエネルギ蓄積手段と、
   前記電力供給状態判別手段の判別結果に基づき前記エネルギ蓄積手段のエネルギを解放するエネルギ解放手段と、
   車両を停車状態に固定する車両固定手段とを有していて、
   前記電気的手段による通常のシフトレンジの切替えは前記エネルギ蓄積手段に作用することなく可能であって、
   前記電力供給状態判別手段により電力の供給が断たれたことを検知した場合に、前記エネルギ解放手段により前記エネルギ蓄積手段で蓄えていたエネルギが解放されることで前記車両固定手段が駆動され、自動的に車両の停止状態を確保することを特徴とする、車両制御装置。
2. 前記電力供給状態判別手段により電力の供給が断たれたことを検知した場合に、前記エネルギ解放手段により前記エネルギ蓄積手段で蓄えていたエネルギが解放されることで自動変速装置のシフトレンジ切替え機構が駆動され、自動的にパーキングレンジに切替えがなされて車両の停止状態を確保することを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記電力供給状態判別手段により電力の供給が断たれたことを検知した場合に、前記エネルギ解放手段により前記エネルギ蓄積手段で蓄えていたエネルギが解放されることで変速装置のシフトレンジを自動的に任意のシフトレンジに切替えて車両の停止状態を確保することを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
4. 前記電力供給状態判別手段により電力の供給が断たれたことを検知した場合に、前記エネルギ解放手段により前記エネルギ蓄積手段で蓄えていたエネルギが解放されることで変速装置の出力軸の回転が係止され、車両の停止状態を確保することを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
5. 前記エネルギ蓄積手段がばねであり、前記エネルギ解放手段が前記ばねを圧縮又は伸張状態等のエネルギ蓄積状態において係止可能且つ該状態から解放可能なソレノイド又はクラッチ等の電磁駆動手段であって、電力の供給が断たれた場合には自動的にばねにより蓄積されたエネルギが解放される、請求項１から４の何れか一項に記載の車両制御装置。
6. 一旦電力の供給が断たれてエネルギ蓄積手段のエネルギが解放された場合、電力の供給が回復した時に前記シフトレンジを切替える電気的手段により自動的にエネルギ蓄積手段にエネルギが蓄積され所定のエネルギ蓄積状態とされることを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
7. 一旦電力の供給が断たれてエネルギ蓄積手段のエネルギが解放された場合、電力の供給が回復した後、最初に前進段のレンジが選択されるまでは、選択されたレンジは該シフトレンジを切替える電気的手段に通電を続けることで保持され、最初に前進段のレンジが選択された時に、前記シフトレンジを切替える電気的手段により自動的にエネルギ蓄積手段にエネルギが蓄積され所定のエネルギ蓄積状態とされることを特徴とする請求項２に記載の車両制御装置。

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