JP4651234B2 - 車両制御装置 - Google Patents
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Description
【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)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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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