(57)【要約】【課題】モータによってレンジ切換えバルブを駆動するレンジ切換え装置を備えた自動変速機において、障害物との衝突の回避に寄与するレンジ切換え制御を行わせる。【解決手段】コーナー＆バックソナーにより検出される障害物との最接近距離Ｌが所定値以下になり、そのときの車速ＶＳＰが所定速度以下であると、パーキングレンジＰに強制的に切換え、係るレンジ切換えを行ったことを運転者に警告する。パーキングレンジＰに強制的に切換えた後は、たとえ障害物との最接近距離Ｌが所定値以下であっても、運転者の要求に対応するレンジに切換える。【選択図】　図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
障害物検出装置を搭載する車両に備えられ、アクチュエータによってレンジ切換えを行う車両用自動変速機のレンジ切換え装置であって、
前記障害物検出装置により障害物の近接が検出されると、エンジンの動力伝達を遮断するレンジに強制的に切換えることを特徴とする車両用自動変速機のレンジ切換え装置。
【請求項２】
衝突検出装置を搭載する車両に備えられ、アクチュエータによってレンジ切換えを行う車両用自動変速機のレンジ切換え装置であって、
前記衝突検出装置により衝突が検出されると、エンジンの動力伝達を遮断するレンジに強制的に切換えることを特徴とする車両用自動変速機のレンジ切換え装置。
【請求項３】
エンジンの動力伝達を遮断するレンジとしてのパーキングレンジに強制的に切換えることを特徴とする請求項１又は２記載の車両用自動変速機のレンジ切換え装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクチュエータによってレンジ切換えを行う自動変速機のレンジ切換え装置に関し、詳しくは、車両の安全走行に寄与するレンジ切換え技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、レンジ切換バルブをモータによって複数のレンジ位置に駆動する構成とし、運転者のレンジ位置要求に従って前記モータをフィードバック制御する自動変速機のレンジ切換え装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、センサから発信した超音波（約４０ｋＨｚ）が障害物に反射してセンサに戻るまでの時間からセンサと障害物との距離を検知し、表示灯の点灯及びブザー音で障害物との距離を運転者に知らせる障害物検出装置を搭載した車両が知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−０８７２３３号公報
【非特許文献１】
「新型車解説書（Ｃ２４−０）ＮＩＳＳＡＮセレナＣ２４型系車」，日産自動車株式会社，平成１１年６月，ｐ．Ｆ−２８−Ｆ−３５
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記障害物検出装置を搭載した車両で、障害物に接近したことがブザー音で運転者に警告されると、運転者が操作を急いだり、ブザー音に動揺することで、障害物との衝突を回避する運転操作を的確に行えなくなってしまう可能性があった。
【０００５】
そこで、本願発明は、アクチュエータによってレンジ切換えを行う自動変速機のレンジ切換え装置では、運転者のセレクト位置とは無関係にレンジ切換えを行えることに着目し、障害物の検知或いは衝突の検知に基づくレンジ切換え制御によって、障害物との衝突をより確実に回避でき、また、衝突後の被害の拡大を防止することができるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項１記載の発明は、障害物検出装置によって障害物の近接が検出されると、エンジンの動力伝達を遮断するレンジに強制的に切換える構成とした。
上記構成によると、走行に伴って障害物の近接が検出されると、自動変速機のレンジを、エンジンの動力伝達を遮断するレンジ（パーキングレンジ或いはニュートラルレンジ）に、運転者のセレクト操作とは無関係に強制的に切換える。
【０００７】
従って、障害物に近づきつつあるときに、エンジンの動力伝達を遮断するレンジに強制的に切換えられることで、たとえ運転者がアクセルを踏んでいたとしても障害物へ接近が抑止され、障害物との衝突を回避することが可能である。
請求項２記載の発明では、衝突検出装置によって衝突が検出されると、エンジンの動力伝達を遮断するレンジに強制的に切換える構成とした。
【０００８】
上記構成によると、走行に伴う障害物との衝突が検出されると、自動変速機のレンジを、エンジンの動力伝達を遮断するレンジ（パーキングレンジ或いはニュートラルレンジ）に、運転者のセレクト操作とは無関係に強制的に切換える。
従って、障害物に衝突したときに、エンジンの動力伝達を遮断するレンジに強制的に切換えられることで、たとえ運転者がアクセルを踏んでいたとしても更に車両が加速することが抑止され、被害の拡大を防止できる。
【０００９】
請求項３記載の発明では、エンジンの動力伝達を遮断するレンジとしてのパーキングレンジに強制的に切換える構成とした。
上記構成によると、障害物の近接又は障害物との衝突が検出されると、自動変速機のレンジを、エンジンの動力伝達を遮断すると共に、自動変速機の出力軸を機械的に固定するパーキングレンジに強制的に切換える。
【００１０】
従って、障害物に近接したとき又は障害物に衝突したときに、エンジンの動力伝達が遮断され、更に、自動変速機の出力軸が固定されるから、低速走行状態の車両を強制的に停止させることができ、障害物への衝突、また、衝突後の被害拡大を防止できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、実施の形態において車両１００に搭載されるコーナー＆バックソナー（障害物検出装置）５０の構成部品及びその取付位置を示すものである。
前記コーナー＆バックソナー５０は、複数のソナーセンサ５６ａ，５６ｂ，５８ａ，５８ｂ，５９、これらソナーセンサに送信信号を送り、かつ、ソナーセンサからの受信信号を入力するソナーコントロールユニット（Ｃ／Ｕ）５１、該ソナーコントロールユニット５１によって制御されるソナーブザー５２及びメーター内表示灯５３、更に、図示省略したソナースイッチ等によって構成される。
【００１２】
前記複数のソナーセンサとして、フロントバンパー５５の角部にそれぞれ配設される一対のフロントコーナーソナーセンサ５６ａ，５６ｂ、リヤバンパー５７の角部にそれぞれ配設される一対のリヤコーナーソナーセンサ５８ａ，５８ｂ、リヤバンパー５７の中央に配設されるバックソナーセンサ５９が設けられている。
【００１３】
そして、前記複数のソナーセンサ５６ａ，５６ｂ，５８ａ，５８ｂ，５９は、図２に示すように、ソナーコントロールユニット５１からの送信信号に基づいて超音波を発信し、障害物からの反射波を受信し、該受信波を受信信号としてソナーコントロールユニット５１に送る。
前記ソナーコントロールユニット５１は、前記送信信号とソナーセンサからの受信信号との時間差により障害物との距離を演算し、該演算結果に基づいて前記ソナーブザー５２及びメーター内表示灯５３に信号を送る。
【００１４】
前記ソナーブザー５２は、ソナーコントロールユニット５１からの信号により、各ソナーセンサと障害物との最接近距離に応じた断続音を鳴らす。
また、メーター内表示灯５３は、コンビネーションメータ内に配設され、ソナースイッチがＯＮであるときに点灯し、各ソナーセンサが作動状態を表示すると共に、各ソナーセンサが障害物を検知した場合、該当センサに対応したコーナー表示灯又はバック表示灯が点灯する（図３参照）。
【００１５】
尚、前記ソナーコントロールユニット５１には、後述するインヒビタースイッチ２２から、自動変速機のレンジ位置を示す信号を入力し、コーナーソナーセンサ５６ａ，５６ｂ，５８ａ，５８ｂについては、キースイッチＯＮ，ソナースイッチＯＮ，Ｐレンジ以外，車速１０ｋｍ／ｈ以下であるときに作動させ、また、バックソナーセンサ５９については、キースイッチＯＮ，ソナースイッチＯＮ，Ｒレンジであるときに作動させる。
【００１６】
次に、前記車両１００に備えられる自動変速機のレンジ切換え装置について説明する。
図４は、レンジ切換え装置のシステム構成図である。
この図４において、車両用自動変速機１には、後述するレンジ切換バルブ６を駆動するためのモータ２（アクチュエータ）が取り付けられる。
【００１７】
前記モータ２の出力軸には減速歯車機構３が設けられ、該減速歯車機構３を介してレンジ切換シャフト４を回転駆動するよう構成される。
尚、前記減速歯車機構３とレンジ切換シャフト４との間には、回転方向に遊びが設けられている。
前記レンジ切換シャフト４には、該レンジ切換シャフト４を複数のレンジそれぞれに対応する角度に位置決めするためのディテント機構５が取り付けられる。
【００１８】
前記ディテント機構５は、図５に示すように、レンジ切換シャフト４に固定されて一体に回転するディテントレバー５Ａ、ディテントレバー５Ａの周縁に各レンジに対応して形成される凹部に係合するローラを支持すると共に、該ローラを前記凹部に向けて押圧付勢するディテントスプリング５Ｂから構成される。
そして、前記ディテント機構５は、上記構成によってレンジ切換シャフト４を、Ｐレンジ（パーキングレンジ），Ｒレンジ（リバースレンジ），Ｎレンジ（ニュートラルレンジ），Ｄレンジ（ドライブレンジ），２レンジ，１レンジのいずれかに対応する角度に位置決めする。
【００１９】
前記レンジ切換シャフト４の回転運動は、ディテントレバー５Ａとレンジ切換バルブ６との係合によって、レンジ切換バルブ６の軸方向運動に変換され、レンジ切換バルブ６がバルブボディ７内で軸方向に変位することで、油圧ポートの開閉が切り換えられ、各シフトレンジに応じてライン圧を配送する。
前記ディテントレバー５Ａに一端が取り付けられるロッド８の他端には、カム９が取り付けられ、揺動可能に支持されたパーキングポール１０が前記カム９との摺接によって揺動駆動され、Ｐレンジ位置においては、パーキングポール１０の爪１０ａがパーキングギヤ１１の凹部１１ａに噛み合って、パーキングギヤ１１が固定されるようになっている。
【００２０】
また、前記レンジ切換シャフト４には、該レンジ切換シャフト４の角度を連続的に検出するポテンショメータ２１が備えられる一方、自動変速機１が各レンジのいずれに切換えられているかを検出するインヒビタースイッチ２２が設けられる。
上記インヒビタースイッチ２２の信号は、前記ソナーコントロールユニット（Ｃ／Ｕ）５１にも送られる。
【００２１】
また、運転者によって操作されるレンジセレクトスイッチ２３が設けられている。
前記ポテンショメータ２１，インヒビタースイッチ２２及びレンジセレクトスイッチ２３からの信号は、Ａ／Ｔコントロールユニット（Ａ／Ｔ　Ｃ／Ｕ）２４に入力される。
【００２２】
また、前記Ａ／Ｔコントロールユニット２４には、前記自動変速機１の出力軸から車速信号ＶＳＰを取り出す車速センサ２５からの信号が入力される。
そして、前記Ａ／Ｔコントロールユニット２４は、レンジセレクトスイッチ２３に対応するレンジ切換シャフト４の目標角度を設定し、前記ポテンショメータ２１で検出される実際の角度が前記目標角度に一致するように、前記モータ２の駆動信号をフィードバック制御する。
【００２３】
また、前記Ａ／Ｔコントロールユニット２４には、前記ソナーコントロールユニット５１から、障害物との最接近距離Ｌの情報が入力されるようになっており、この最接近距離Ｌの情報を用いて図６のフローチャートに示すようにしてレンジ切換えを制御する。
図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１では、障害物との最接近距離Ｌ，車速ＶＳＰ，レンジセレクトスイッチ２３の信号を入力する。
【００２４】
ステップＳ２では、自動シフト実行フラグＦｌａｇ１の判定を行う。
前記自動シフト実行フラグＦｌａｇ１の初期値は０であり、自動シフト実行フラグＦｌａｇ１＝０であれば、ステップＳ３へ進む。
ステップＳ３では、作動中のソナーセンサで検出された障害物との最接近距離Ｌが所定値以下であるか否かを判定する。
【００２５】
尚、前記ステップＳ３で、最接近距離Ｌと比較される所定値は、例えば、前記ソナーブザー５２が障害物との距離が最小範囲内であることを示す警報を発する距離とする。
前記最接近距離Ｌが所定値を超える場合には、ステップＳ４へ進んで、自動シフトキャンセルフラグＦｌａｇ２に０をセットする。
【００２６】
尚、前記自動シフトキャンセルフラグＦｌａｇ２の初期値も０である。
一方、ステップＳ３で、前記最接近距離Ｌが所定値以下であると判定されると、ステップＳ５へ進み、前記自動シフトキャンセルフラグＦｌａｇ２が０であるか否かを判別する。
ここで、前記自動シフトキャンセルフラグＦｌａｇ２が０であると判定されると、ステップＳ６へ進み、車速ＶＳＰが所定値以下であるか否かを判定する。
【００２７】
車速ＶＳＰが所定値以下であるときには、ステップＳ７へ進み、レンジセレクトスイッチ２３による運転者のセレクト位置とは無関係に、強制的にＰレンジに切換える制御を行う。
更に、次のステップＳ８では、強制的にＰレンジに切換えたことを運転者に知らせるため、警告灯２６の表示及びブザー２７による警報の発生を行わせる。
【００２８】
また、次のステップＳ９では、前記自動シフト実行フラグＦｌａｇ１に１をセットする。
前記ソナーセンサは、Ｐレンジ以外で作動するから、最接近距離Ｌが所定値以下であると判定されるのは、Ｐレンジ以外にシフトされている状態であり、このときに、Ｐレンジに強制的に切換えれば、エンジンの動力伝達が遮断され、更に、自動変速機１の出力軸が固定されるから、低速走行状態の車両を強制的に停止させることができる。
【００２９】
従って、ソナーブザー５２の警報に慌てて運転者がアクセルを誤操作したとしても、エンジン駆動力が伝達されることがなく、然も、Ｐレンジでは、自動変速機１の出力軸が固定されるから、車両を強制的に停止させることができ、障害物に対する衝突を回避でき、衝突を回避できない場合であっても、その衝撃を小さくできる。
【００３０】
また、Ｐレンジへの強制切換えを、低車速を条件として行わせるから、パーキングギヤの損傷を招くこともない。
ステップＳ９で、自動シフト実行フラグＦｌａｇ１に１をセットすると、次回からは、ステップＳ２からステップＳ１０へ進む。
ステップＳ１０では、運転者がＰレンジからのシフトを要求しているか否かを判定し、シフト要求がある場合には、ステップＳ１１へ進む。
【００３１】
ステップＳ１１では、運転者の要求レンジに切換える処理を行う。
運転者は、障害物に近接して強制的にＰレンジに切換えられたことを認識した上で、Ｐレンジからのシフトを要求しており、この場合には、運転者が落ち着いて慎重な操作を行うものと推定され、然も、車両が停止しているので、たとえ障害物に接近する進行方向のレンジへのシフトであっても許可する。
【００３２】
次のステップＳ１２では、前記自動シフトキャンセルフラグＦｌａｇ２に１をセットし、ステップＳ１３では、自動シフト実行フラグＦｌａｇ１を０にリセットする。自動シフトキャンセルフラグＦｌａｇ２に１がセットされれば、ステップＳ３で最接近距離Ｌが所定値以下であると判定されても、ステップＳ５でＦｌａｇ２＝１であると判定されることで、Ｐレンジへの強制切換えは行われず、運転者の意図した運転を行える。
【００３３】
尚、Ｐレンジに強制的に切換える条件として、ブレーキスイッチのＯＦＦ（非ブレーキ操作状態）を加えても良い。
即ち、ソナーブザー５２が障害物との距離が最小範囲内にまで近づいていることを警告しているにも関わらずに、運転者がブレーキ操作を行わないときに、Ｐレンジへの強制切換えを行わせれば、より適切にＰレンジへの切換えを行わせることができる。
【００３４】
更に、上記実施形態では、Ｐレンジに強制切換えさせる構成としたが、Ｎレンジに切換える構成としても良い。
Ｎレンジでは、エンジンの動力伝達が遮断されるだけで、出力軸の固定は行われないが、動力伝達が遮断されることで、ソナーブザー５２の警報に慌てた運転者がアクセルを誤操作したとしても加速されることはなく、減速するから、衝突を回避でき、又は、衝突を回避できなくても衝撃の抑制を図れる。
【００３５】
ところで、本実施形態の車両１００には、車両の設定限度を超えた強さの衝突のときに作動するエアバックシステムが設けられている。
前記エアバックシステムは、図１に示すように、Ｇセンサを含んで構成され、衝突の判定機能を有するエアバックセンサユニット６１（衝突検出装置）、及び、エアバックの膨張機能を有するエアバックモジュール６２等からなり、前記エアバックセンサユニット６１からの衝突判定信号が、前記Ａ／Ｔコントロールユニット２４にも出力されるようになっている。
【００３６】
そして、前記Ａ／Ｔコントロールユニット２４は、前記衝突判定信号を用いて図７のフローチャートに示すようにしてレンジ切換えを制御する。
図７のフローチャートにおいて、ステップＳ２１では、前記衝突判定信号，レンジセレクトスイッチ２３の信号を入力する。
ステップＳ２２では、自動シフト実行フラグＦｌａｇ１の判定を行う。
【００３７】
前記自動シフト実行フラグＦｌａｇ１の初期値は０であり、自動シフト実行フラグＦｌａｇ１＝０であれば、ステップＳ２３へ進む。
ステップＳ２３では、前記エアバックセンサユニット６１で車両の設定限度を超えた強さの衝突が判定されたか否かを、前記衝突判定信号に基づいて判断する。
【００３８】
衝突が判定されていない場合には、ステップＳ２４へ進んで、自動シフトキャンセルフラグＦｌａｇ２に０をセットする。
尚、前記自動シフトキャンセルフラグＦｌａｇ２の初期値も０である。
一方、ステップＳ２３で、衝突の発生が判断されると、ステップＳ２５へ進み、前記自動シフトキャンセルフラグＦｌａｇ２が０であるか否かを判別する。
【００３９】
ここで、前記自動シフトキャンセルフラグＦｌａｇ２が０であると判定されると、ステップＳ２６へ進み、レンジセレクトスイッチ２３による運転者のセレクト位置とは無関係に、強制的にＰレンジに切換える制御を行う。
更に、次のステップＳ２７では、強制的にＰレンジに切換えたことを運転者に知らせるために、警告灯２６の表示及びブザー２７による警報の発生を行わせる。
【００４０】
また、次のステップＳ２８では、前記自動シフト実行フラグＦｌａｇ１に１をセットする。
車両が衝突したときに、Ｐレンジに強制的に切換えれば、エンジンの動力伝達が遮断されるから、誤って車両が加速されることがなく、更に、自動変速機１の出力軸が固定されるから、衝突時に車両を強制的に停止させることができ、衝突後の被害拡大を抑制できる。
【００４１】
ステップＳ２８で、自動シフト実行フラグＦｌａｇ１に１をセットすると、次回からは、ステップＳ２２からステップＳ２９へ進む。
ステップＳ２９では、運転者がＰレンジからのシフトを要求しているか否かを判定し、シフト要求がある場合には、ステップＳ３０へ進む。
ステップＳ３０では、運転者の要求レンジに切換える処理を行う。
【００４２】
強制的にＰレンジに切換えられて停止した状態から、運転者がＰレンジからのシフトを要求しており、この場合には、運転者が明確に走行意図を有していると判断され、かつ、それが車両を安全な場所に移動させるために必要と判断されるので、運転者の要求に従って走行レンジへのシフトを許可する。
次のステップＳ３１では、前記自動シフトキャンセルフラグＦｌａｇ２に１をセットし、ステップＳ３２では、自動シフト実行フラグＦｌａｇ１を０にリセットする。
【００４３】
自動シフトキャンセルフラグＦｌａｇ２に１がセットされることで、運転者の要求に従ったレンジ切換え制御に復帰することになる。
尚、上記実施形態では、衝突時にＰレンジに強制切換えさせる構成としたが、Ｎレンジに切換える構成としても良い。
Ｎレンジでは、エンジンの動力伝達が遮断されるだけで、出力軸の固定は行われないが、動力伝達が遮断されることで、衝突後に車両が誤って加速されることがなく、被害の拡大を抑制できる。
【００４４】
また、衝突後に車速が所定速度に低下していることを条件に、パーキングレンジへの強制切換えを行わせるようにしても良い。
また、エアバックシステムのエアバックセンサユニットを用いずに、レンジ切換え制御専用に車両Ｇセンサを設けるようにしても良い。
また、上記実施形態では、レンジ切換バルブがパーキングレンジに相当する位置に駆動されると、係るレンジ切換バルブの変位に伴って、駆動軸が機械的にロックされる構成としたが、例えば特開平４−０６３７５０号公報に開示されるように、レンジ切換バルブを変位させる駆動手段と、駆動軸の機械的なロックを行う駆動手段とを、個別に備える構成であっても良い。
【００４５】
更に、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術思想について、以下にその効果と共に記載する。
（イ）請求項１記載の車両用自動変速機のレンジ切換え装置において、前記動力伝達を遮断するレンジに強制的に切換えた後は、障害物の近接が検出されていても運転者のレンジ選択に従ったレンジ切換えを許可することを特徴とする請求項１記載の車両用自動変速機のレンジ切換え装置。
【００４６】
上記構成によると、障害物に接近したことでエンジンの動力伝達を遮断するレンジに強制的に切換えられた場合には、その後は、たとえ障害物により接近する進行方向の走行レンジが運転者によって選択された場合であっても、係る選択に従って走行レンジへの切換えを行わせる。
従って、動力伝達を遮断するレンジに切換えられた後の、運転者の冷静な判断・操作が期待できる状態で、運転者の意思に沿ったレンジに切換えられることになるから、車両走行による障害物の回避を確実に行わせることができる。
（ロ）請求項３記載の車両用自動変速機のレンジ切換え装置において、所定車速以下であることを条件に、パーキングレンジに強制的に切換えることを特徴とする車両用自動変速機のレンジ切換え装置。
【００４７】
上記構成によると、障害物への近接時又は衝突検出時に車速が所定速度以下であれば、パーキングレンジへの強制切換えを行わせる。
従って、自動変速機の出力軸が機械的に固定されるパーキングレンジへの強制切換えによって、パーキングギヤの損傷やショックの発生を回避できる。
（ハ）請求項１〜３のいずれか１つに記載の車両用自動変速機のレンジ切換え装置において、強制的なレンジ切換えの実行を、運転者に警告する警告装置を備えたことを特徴とする車両用自動変速機のレンジ切換え装置。
【００４８】
上記構成によると、障害物の近接或いは車両の衝突が検出されると、エンジンの動力伝達を遮断するレンジに強制的に切換えると共に、係る強制シフトが行われたことを、警告灯やブザーからなる警告装置を用いて運転者に警告する。
従って、運転者は、エンジンの動力伝達を遮断するレンジ（パーキングレンジやニュートラルレンジ）に切換えられたことを認識した上で、その後のシフト操作等を的確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両のコーナー＆バックソナー及びエアバックシステムを示す車両斜視図。
【図２】コーナー＆バックソナーにおける障害物検知の原理を示すブロック図。
【図３】コーナー＆バックソナーにおけるメーター内表示灯を示す図。
【図４】自動変速機のレンジ切換装置を示すシステム構成図。
【図５】レンジ切換シャフトの駆動機構を示す斜視図。
【図６】障害物検知に基づくレンジ切換え制御を示すフローチャート。
【図７】衝突検知に基づくレンジ切換え制御を示すフローチャート。
【符号の説明】
１…自動変速機、２…モータ（アクチュエータ）、３…減速機構、４…レンジ切換シャフト、５…ディテント機構、６…レンジ切換バルブ、２１…ポテンショメータ、２２…インヒビタースイッチ、２３…レンジセレクトスイッチ、２４…Ａ／Ｔコントロールユニット、２５…車速センサ、５１…ソナーコントロールユニット（障害物検出装置）、６１…エアバックセンサユニット（衝突検出装置）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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