(57)【要約】【課題】セキュリティ性を確保しつつ、フェイルセーフ性を高めるシフトバイワイヤ制御システムを提供すること。【解決手段】シフトバイワイヤ制御システム２において、シフト制御装置３０は、レンジセレクタ２０に入力されたシフト指令に応じてシフトレンジを切り換える。また、シフト制御装置３０は、シフト指令のうちパーキングレンジへの切換指令が入力された場合には、自動変速機３の出力軸をロックするパーキングロックを実現する一方、シフト指令のうちパーキングレンジ以外のシフトレンジへの切換指令が入力された場合には、パーキングロックを解除する。さらに、シフト制御装置３０は、車両異常が検出された場合に、シフト指令の入力に拘らず、当該パーキングロックを解除状態に保持する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両において電源電圧の供給により自動変速機のシフトレンジを電気的に制御するシフトバイワイヤ制御システムであって、
前記シフトレンジを指令するシフト指令が入力されるシフト指令入力手段と、
前記シフト指令入力手段に入力された前記シフト指令に応じて前記シフトレンジを切り換えるレンジ切換制御手段と、
前記シフト指令のうちパーキングレンジへの切換指令が前記シフト指令入力手段に入力された場合に、前記自動変速機の出力軸をロックするパーキングロックを実現し、前記シフト指令のうち前記パーキングレンジ以外の前記シフトレンジへの切換指令が前記シフト指令入力手段に入力された場合に、前記パーキングロックを解除するパーキングロック制御手段と、
前記車両の異常を検出する車両異常検出手段と、
当該車両異常が前記車両異常検出手段により検出された場合に、前記シフト指令入力手段への前記シフト指令の入力に拘らず、前記パーキングロックを解除状態に保持するフェイルセーフ制御手段と、
を備えることを特徴とするシフトバイワイヤ制御システム。
【請求項２】
前記フェイルセーフ制御手段は、前記パーキングレンジにおいて前記車両異常が前記車両異常検出手段により検出された場合に、前記パーキングロックを解除して当該解除状態に保持することを特徴とする請求項１に記載のシフトバイワイヤ制御システム。
【請求項３】
前記フェイルセーフ制御手段は、前記シフトレンジをニュートラルレンジに切り換えることにより前記パーキングロックを解除することを特徴とする請求項２に記載のシフトバイワイヤ制御システム。
【請求項４】
前記フェイルセーフ制御手段は、前記パーキングレンジにおいて前記車両異常が前記車両異常検出手段により検出された場合に、前記車両の機械ブレーキの作動を確認した後、前記パーキングロックを解除することを特徴とする請求項２又は３に記載のシフトバイワイヤ制御システム。
【請求項５】
前記車両のエンジンのオンオフを指令するエンジン指令が入力されるエンジン指令入力手段を備え、
前記パーキングロック制御手段は、前記パーキングレンジへの切換指令が前記シフト指令入力手段に入力された場合及び前記エンジン指令のうち前記エンジンのオフ指令が前記エンジン指令入力手段に入力された場合の各々において、前記パーキングロックを実現し、
前記フェイルセーフ制御手段は、前記車両異常が前記車両異常検出手段により検出された場合に、前記シフト指令入力手段への前記シフト指令の入力及び前記エンジン指令手段への前記エンジン指令の入力に拘らず、前記パーキングロックを解除状態に保持することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のシフトバイワイヤ制御システム。
【請求項６】
前記フェイルセーフ制御手段は、前記パーキングレンジ以外の前記シフトレンジにおいて前記車両異常が前記車両異常検出手段により検出された場合に、前記パーキングロックを解除状態に保持することを特徴とする請求項５に記載のシフトバイワイヤ制御システム。
【請求項７】
前記フェイルセーフ制御手段は、前記シフトレンジをニュートラルレンジに強制することにより前記パーキングロックを解除状態に保持することを特徴とする請求項６に記載のシフトバイワイヤ制御システム。
【請求項８】
前記フェイルセーフ制御手段は、前記パーキングレンジ以外の前記シフトレンジにおいて前記車両異常が前記車両異常検出手段により検出された場合に、前記車両の停止を確認した後、前記シフトレンジをニュートラルレンジに強制することにより前記パーキングロックを解除状態に保持することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のシフトバイワイヤ制御システム。
【請求項９】
前記車両内に警告を発する警告手段を備え、
前記フェイルセーフ制御手段は、前記パーキングロックを解除状態に保持した後、前記車両のパーキングブレーキが非作動状態にある場合に、前記警告手段を制御して前記警告を発することを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載のシフトバイワイヤ制御システム。
【請求項１０】
前記車両異常検出手段は、前記車両のエアバッグが作動する衝突異常を検出し、
前記フェイルセーフ制御手段は、前記衝突異常が前記車両異常検出手段により検出された場合に、前記パーキングロックを解除状態に保持することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のシフトバイワイヤ制御システム。
【請求項１１】
前記車両異常検出手段は、前記電源電圧が前記車両のエンジンの始動に必要な始動電圧以下に低下する電源異常を検出し、
前記フェイルセーフ制御手段は、前記電源異常が前記車両異常検出手段により検出された場合に、前記パーキングロックを解除状態に保持することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のシフトバイワイヤ制御システム。
【請求項１２】
前記電源異常は、前記電源電圧が設定時間以上継続して前記始動電圧以下となる異常であることを特徴とする請求項１１に記載のシフトバイワイヤ制御システム。
【請求項１３】
前記車両異常検出手段は、前記車両が水没する水没異常を検出し、
前記フェイルセーフ制御手段は、前記水没異常が前記車両異常検出手段により検出された場合に、前記パーキングロックを解除状態に保持することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載のシフトバイワイヤ制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シフトバイワイヤ制御システム（以下、「ＳＢＷ制御システム」という）に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等の車両においては、省スペース化や組立性向上、制御性向上といった要求を満たすために、機械的な駆動システムを電気的な駆動システムへ変更する傾向が高まっている。その一例として、自動変速機のシフトレンジを電気的に制御するＳＢＷ制御システムの開発が行われてきている。
【０００３】
このようなＳＢＷ制御システムの一種として特許文献１には、エンジンの停止前にシフトレンジをパーキングレンジに強制切換するものが、開示されている。この特許文献１のＳＢＷ制御システムによれば、シフトレンジを指令するシフト指令のうちパーキングレンジへの切換指令が車両のユーザによって入力されたにも拘らず、車両のエンジンの停止状態でパーキングレンジ以外のシフトレンジへの切換状態となる事態を、回避できる。ここで一般に、自動変速機の出力軸をロックするパーキングロックはパーキングレンジにおいて実現され、それ以外のシフトレンジにおいては解除されることから、当該解除状態の車両が不正に動かされる盗難を抑制してセキュリティ性を確保することが可能となるのである。
【特許文献１】特開２００２−２４３０３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１のＳＢＷ制御システムは電源電圧の供給によりシフトレンジを電気的に制御するものであることから、エンジンの停止した車両において当該電源電圧の供給が妨げられた状態になっていると、パーキングロックを解除することができなくなる。そのため、異常の発生した車両を一時的に退避させることや、当該車両を牽引して修理工場等へ搬送することが困難となるため、フェイルセーフ性の点において問題があった。
【０００５】
本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、セキュリティ性を確保しつつ、フェイルセーフ性を高めるＳＢＷ制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、車両において電源電圧の供給により自動変速機のシフトレンジを電気的に制御するシフトバイワイヤ制御システムであって、シフトレンジを指令するシフト指令が入力されるシフト指令入力手段と、シフト指令入力手段に入力されたシフト指令に応じてシフトレンジを切り換えるレンジ切換制御手段と、シフト指令のうちパーキングレンジへの切換指令がシフト指令入力手段に入力された場合に、自動変速機の出力軸をロックするパーキングロックを実現し、シフト指令のうちパーキングレンジ以外のシフトレンジへの切換指令がシフト指令入力手段に入力された場合に、パーキングロックを解除するパーキングロック制御手段と、車両の異常を検出する車両異常検出手段と、当該車両異常が車両異常検出手段により検出された場合に、シフト指令入力手段へのシフト指令の入力に拘らず、パーキングロックを解除状態に保持するフェイルセーフ制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
このような請求項１に記載の発明によると、車両異常が車両異常検出手段により検出された場合には、シフト指令入力手段へのシフト指令の入力に拘らず、自動変速機の出力軸をロックするパーキングロックがフェイルセーフ制御手段により解除状態に保持される。即ち、通常時には、シフト指令のうちパーキングレンジへの切換指令がシフト指令入力手段に入力されることでパーキングロック制御手段が実現するパーキングロックであっても、車両異常の発生時には、解除状態に保持されることになる。したがって、パーキングロックの解除状態に保持された車両については、異常に起因して電源電圧の供給が妨げられた状態となっても、一時的な退避や牽引による搬送が可能であるので、高いフェイルセーフ性を発揮することができる。しかも、こうした効果をもたらすパーキングロックの解除状態への保持作動は車両異常の発生時に限られるため、通常時のパーキングロック制御手段の作動によってセキュリティ性を確保することもできるのである。
【０００８】
請求項２に記載の発明によると、フェイルセーフ制御手段は、パーキングレンジにおいて車両異常が車両異常検出手段により検出された場合に、パーキングロックを解除して当該解除状態に保持する。これによれば、シフト指令のうちパーキングレンジへの切換指令に応じてレンジ切換制御手段がシフトレンジをパーキングレンジに切り換えた状態にあっても、車両異常の発生時には、当該切換指令によるパーキングロックを確実に解除し得る。したがって、高いフェイルセーフ性の発揮を確固たるものとなし得るのである。
【０００９】
請求項３に記載の発明によると、フェイルセーフ制御手段は、シフトレンジをニュートラルレンジに切り換えることによりパーキングロックを解除する。これによれば、パーキングレンジにおける車両異常の発生時には、車両を非自走状態とするニュートラルレンジへの切換によってパーキングロックが解除されることになるので、当該解除と同時に車両がユーザ意思に反して自走し始める事態を防止し得る。したがって、車両の安全性を高めることができるのである。
【００１０】
請求項４に記載の発明によると、フェイルセーフ制御手段は、パーキングレンジにおいて車両異常が車両異常検出手段により検出された場合に、車両の機械ブレーキの作動を確認した後、パーキングロックを解除する。これにより、パーキングレンジにおける車両異常の発生時には、車両の機械ブレーキの作動状態下、パーキングロックが解除されることになる。したがって、パーキングロックの解除と同時に車両がユーザ意思に反して動き出す事態を確実に防止して、高い安全性の発揮を確固たるものとなし得るのである。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、車両のエンジンのオンオフを指令するエンジン指令が入力されるエンジン指令入力手段を備え、パーキングロック制御手段は、パーキングレンジへの切換指令がシフト指令入力手段に入力された場合及びエンジン指令のうちエンジンのオフ指令がエンジン指令入力手段に入力された場合の各々において、パーキングロックを実現し、フェイルセーフ制御手段は、車両異常が車両異常検出手段により検出された場合に、シフト指令入力手段へのシフト指令の入力及びエンジン指令手段へのエンジン指令の入力に拘らず、パーキングロックを解除状態に保持する。
【００１２】
このような請求項５に記載の発明によると、車両異常が車両異常検出手段により検出された場合には、シフト指令入力手段へのシフト指令の入力及びエンジン指令入力手段へのエンジン指令の入力に拘らず、フェイルセーフ制御手段によりパーキングロックが解除状態に保持される。即ち、通常時には、シフト指令のうちパーキングレンジへの切換指令がシフト指令入力手段に入力されること又はエンジン指令のうちエンジンのオフ指令がエンジン指令入力手段に入力されることでパーキングロック制御手段が実現するパーキングロックであっても、車両異常の発生時には、解除状態に保持されることになる。したがって、パーキングレンジへの切換指令又はエンジンのオフ指令により異常の発生状態で停止することになる車両について、当該停止後に一時的に退避又は牽引により搬送することで、フェイルセーフ性を高めることができるのである。
【００１３】
請求項６に記載の発明によると、フェイルセーフ制御手段は、パーキングレンジ以外のシフトレンジにおいて車両異常が車両異常検出手段により検出された場合に、パーキングロックを解除状態に保持する。ここで、シフト指令のうちパーキングレンジ以外のシフトレンジへの切換指令に応じてレンジ切換制御手段によりシフトレンジがパーキングレンジ以外のシフトレンジに切り換えられた状態においては、当該切換指令によりパーキングロックは解除されている。故に、パーキングレンジ以外のシフトレンジにおける車両異常の発生時にパーキングロックの解除状態が保持されることによれば、当該シフトレンジにおいて車両が自走状態にあったとしても、パーキングレンジへの切換指令又はエンジンのオフ指令の誤入力によるパーキングロックの実現によって車両が急停止する事態を防止し得る。したがって、車両の安全性を高めることができるのである。
【００１４】
請求項７に記載の発明によると、フェイルセーフ制御手段は、シフトレンジをニュートラルレンジに強制することによりパーキングロックを解除状態に保持する。これによれば、パーキングレンジ以外のシフトレンジにおける車両異常の発生時には、車両を非自走状態とするニュートラルレンジへの強制によってパーキングロックの解除状態が保持されることになるので、当該解除状態の車両がユーザ意思に反して自走する事態を防止し得る。したがって、車両の安全性をさらに高めることができるのである。
【００１５】
請求項８に記載の発明によると、フェイルセーフ制御手段は、パーキングレンジ以外のシフトレンジにおいて車両異常が車両異常検出手段により検出された場合に、車両の停止を確認した後、シフトレンジをニュートラルレンジに強制することによりパーキングロックを解除状態に保持する。これによれば、パーキングレンジ以外のシフトレンジにおける車両異常の発生時には、車両の停止状態下、車両を非自走状態とするニュートラルレンジへの強制によってパーキングロックの解除状態が保持されることになる。したがって、パーキングロックの解除状態にある車両がユーザ意思に反して自走する事態を確実に防止して、高い安全性の発揮を確固たるものとなし得るのである。
【００１６】
請求項９に記載の発明は、車両内に警告を発する警告手段を備え、フェイルセーフ制御手段は、パーキングロックを解除状態に保持した後、車両のパーキングブレーキが非作動状態にある場合に、警告手段を制御して警告を発する。このような発明によると、パーキングレンジ以外のシフトレンジにおける車両異常の発生によりパーキングロックが解除状態に保持された後においては、車両のパーキングブレーキが非作動状態にある場合に、警告が発せられることになる。この警告を受けた車両のユーザにより機械ブレーキの一種のとしてのパーキングブレーキが作動させられることによれば、車両がユーザ意思に反して動き出す事態を防止して安全性を高めることができるのである。
【００１７】
請求項１０に記載の発明によると、車両異常検出手段は、車両のエアバッグが作動する衝突異常を検出し、フェイルセーフ制御手段は、当該衝突異常が車両異常検出手段により検出された場合に、パーキングロックを解除状態に保持する。ここで、車両のエアバッグが作動する衝突異常の発生後においては、電源の故障等により電源電圧の供給が妨げられる可能性が高くなる。故に、衝突異常の発生時にパーキングロックの解除状態が保持されることによれば、当該衝突異常に起因して電源電圧の供給が妨げられる状態となっても、車両の一時的な退避や牽引による搬送は可能となる。したがって、衝突異常に対するフェイルセーフ性を高めることができるのである。
【００１８】
請求項１１に記載の発明によると、車両異常検出手段は、電源電圧が車両のエンジン始動に必要な始動電圧以下に低下する電源異常を検出し、フェイルセーフ制御手段は、当該電源異常が車両異常検出手段により検出された場合に、パーキングロックを解除状態に保持する。ここで、車両の長時間放置等によって、電源電圧が車両のエンジン始動に必要な始動電圧以下に低下する電源異常の発生後においては、シフトレンジの電気的制御に必要な量の電源電圧供給が妨げられる可能性が高くなる。故に、電源異常の発生時にパーキングロックの解除状態が保持されることによれば、当該電源異常に起因して電源電圧の供給が妨げられる状態となっても、車両の一時的な退避や牽引による搬送は可能となる。したがって、電源異常に対するフェイルセーフ性を高めることができるのである。
【００１９】
請求項１２に記載の発明によると、電源異常は、電源電圧が設定時間以上継続して始動電圧以下となる異常である。これによれば、エンジン始動時等の一時的な電源電圧低下は電源異常として検出されなくなるので、電源電圧の供給の妨げとなるような設定時間以上の電源電圧低下時に絞って、パーキングロックの解除状態への保持を実現し得る。したがって、電源異常に対するフェイルセーフ性を適確に発揮させることができるのである。
【００２０】
請求項１３に記載の発明によると、車両異常検出手段は、車両が水没する水没異常を検出し、フェイルセーフ制御手段は、当該水没異常が車両異常検出手段により検出された場合に、パーキングロックを解除状態に保持する。ここで、車両が水没する水没異常の発生後においては、水中への放電等により電源電圧の供給が妨げられる可能性が高くなる。故に、水没異常の発生時にパーキングロックの解除状態が保持されることによれば、当該水没異常に起因して電源電圧の供給が妨げられる状態となっても、車両の一時的な退避や牽引による搬送は可能となる。したがって、水没異常に対するフェイルセーフ性を高めることができるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態によるＳＢＷ制御システム２の概略構成を示している。ＳＢＷ制御システム２は、自動変速機３及び内燃式エンジン４と共に車両に搭載されている。
【００２２】
（基本構成）
まず、ＳＢＷ制御システム２の基本構成について説明する。ＳＢＷ制御システム２は、自動変速機制御装置１０、レンジセレクタ２０及びシフト制御装置３０、エンジン制御装置４０及び警告装置５０等から構成されている。
【００２３】
自動変速機制御装置１０は、自動変速機３を駆動する油圧回路１２を備えている。油圧回路１２のマニュアル弁１４は、直線運動するスプールを備えたスプール弁からなり、当該スプールの移動位置に応じた出力油圧によって自動変速機３のシフトレンジを切り換える。ここで自動変速機３には、エンジン４の回転出力を車両の駆動輪側へ伝達させないシフトレンジとして、車両を非自走状態とするためのニュートラル（Ｎ）レンジ、並びに車両を駐車させるためのパーキング（Ｐ）レンジの二種類が用意されている。また、自動変速機３には、エンジン４の回転出力を車両の駆動輪側へ伝達させるシフトレンジとして、車両を前進側に自走させるためのドライブ（Ｄ）レンジ、車両の前進中にエンジンブレーキの如き大きなブレーキ力を発生させるためのブレーキ（Ｂ）レンジ、並びに車両を後進側に自走させるためのリバース（Ｒ）レンジの三種類が用意されている。但し、本実施形態では、Ｄ及びＢレンジにおけるマニュアル弁１４のスプール移動位置が同一位置に設定されており、それらＤ及びＢレンジについては、エンジン４又は油圧回路１２におけるマニュアル弁１４以外の構成要素の作動状態に応じて切り換わるようになっている。
【００２４】
レンジセレクタ２０は、シフトレンジを指令するシフト指令のうちＰレンジへの切換指令を車両ユーザとしての運転者が入力するためのパーキングスイッチ２１、並びに当該シフト指令のうちＰレンジ以外のシフトレンジへの切換指令を運転者が入力するためのシフトスイッチ２２を備えている。
【００２５】
パーキングスイッチ２１は車両の運転席近傍に設置されており、例えばボタン操作又はレバー操作等の所定操作によってＰレンジへの切換指令が入力されるようになっている。パーキングスイッチ２１は、Ｐレンジへの切換指令が入力された場合に、当該切換指令を表す出力信号を生成する。シフトスイッチ２２は車両の運転席近傍に設置されており、シフトレバー２３の操作によってＤ，Ｂ，Ｒ，Ｎレンジのうちいずれかへの切換指令が入力されるようになっている。シフトスイッチ２２は、Ｄ，Ｂ，Ｒ，Ｎレンジのうちいずれかへの切換指令が入力された場合に、当該切換指令を表す出力信号を生成する。尚、図２に示すように本実施形態のシフトスイッチ２２は、シフト溝２４のＤ，Ｂ，Ｒ，Ｎレンジにそれぞれ対応する箇所まで、初期位置Ｉのシフトレバー２３を当該溝２４に沿って操作することにより、それらＤ，Ｂ，Ｒ，Ｎレンジへの切換指令を入力することが可能となっている。
【００２６】
図１に示すようにシフト制御装置３０は、シフトアクチュエータ３２、変換機構３３、シフト制御回路３４及び回転位置センサ３６を備えている。
【００２７】
シフトアクチュエータ３２は、例えば電動モータ及び減速機構等から構成される電動アクチュエータであり、通電によって回転軸３２ａに回転出力を発生する。変換機構３３は、シフトアクチュエータ３２の発生した回転出力をマニュアル弁１４のスプールの直線運動へ変換する。これにより、自動変速機３のシフトレンジは、シフトアクチュエータ３２の回転軸３２ａの回転位置に応じて切り換わるようになっている。そこで、本実施形態のシフトアクチュエータ３２には、自動変速機３の実際のシフトレンジ（以下、「実レンジ」という）に対応した回転軸３２ａの回転位置を検出するように、回転位置センサ３６が付設されているのである。尚、ここで回転位置センサ３６は、例えばロータリエンコーダ等であり、回転軸３２ａの回転位置を表す出力信号を生成する。
【００２８】
シフト制御回路３４は、例えばマイクロコンピュータ及び駆動ドライバ等から構成される電気回路であり、車両のバッテリ電源５に電気的に接続されて当該電源５から電源電圧の供給を受けるようになっている。シフト制御回路３４はさらに、シフトアクチュエータ３２、回転位置センサ３６及びレンジセレクタ２０の各スイッチ２１，２２にも電気的に接続されており、それらの接続要素３２，３６，２１，２２を電源電圧を利用して通電する。このようなシフト制御回路３４は、後に詳述する車両異常のない通常時には、回転位置センサ３６及び各スイッチ２１，２２からの出力信号に基づいてシフトアクチュエータ３２の回転軸３２ａの回転位置を制御することにより、自動変速機３のシフトレンジを切換制御する。
【００２９】
ここで具体的には、Ｐレンジへの切換指令を表す信号がパーキングスイッチ２１から出力された場合にシフト制御回路３４は、回転位置センサ３６からの出力信号が表す回転軸３２ａの回転位置がＰレンジへの切換位置となるように、シフトアクチュエータ３２を制御する。また同様に、Ｄ，Ｂ，Ｒ，Ｎレンジへの切換指令を表す信号がシフトスイッチ２２から出力された場合の各々においてシフト制御回路３４は、回転位置センサ３６からの出力信号が表す回転軸３２ａの回転位置が当該切換指令に対応するＤ，Ｂ，Ｒ，Ｎレンジへの切換位置となるように、シフトアクチュエータ３２を制御する。但し、上述したようにＤ及びＢレンジにおけるマニュアル弁１４のスプール移動位置が同一位置とされる本実施形態では、Ｄ及びＢレンジへの切換指令（切換位置）に対応する回転軸３２ａの回転位置が同一位置に設定されている。以上、本実施形態のシフトレンジの切換制御は、シフトバイワイヤ方式によって実現されるのである。
【００３０】
本実施形態のシフト制御装置３０はさらに、シフト制御回路３４に電気的に接続されて電源電圧の利用により当該回路３４から通電されるパーキングブレーキセンサ３７及びエアバッグセンサ３８を備えている。パーキングブレーキセンサ３７は、車両において機械的に作動する機械ブレーキとしてのパーキングブレーキ６に付設されており、当該ブレーキ６の作動状態を検出する。パーキングブレーキセンサ３７は、例えばレバー操作又はペダル操作等の所定操作によりパーキングブレーキ６が作動している場合に、当該作動を表すようにシフト制御装置３０への出力信号を生成する。エアバッグセンサ３８は車両のエアバッグ装置８に付設されており、車両の衝突異常による当該装置８の作動状態を検出する。エアバッグセンサ３８は、エアバッグ装置８が作動した場合に、衝突異常を表すようにシフト制御装置３０への出力信号を生成する。
【００３１】
エンジン制御装置４０は、イグニッションスイッチ４１、速度センサ４２、フットブレーキセンサ４４、水没センサ４６及びエンジン制御回路４８を備えている。イグニッションスイッチ４１は車両の運転席近傍に設置されており、エンジン４のオンオフを指令するエンジン指令がボタン操作によって入力されるようになっている。イグニッションスイッチ４１は、エンジン指令のうちエンジン４のオン指令が入力された場合に、当該オン指令を表す出力信号を生成する。また一方、イグニッションスイッチ４１は、エンジン指令のうちエンジン４のオフ指令が入力された場合に、当該オフ指令を表す出力信号を生成する。
【００３２】
速度センサ４２は自動変速機３に付設されており、当該変速機３の出力軸の回転数に基づいて車両の走行速度を検出し、当該速度を表す出力信号を生成する。フットブレーキセンサ４４は、車両において機械ブレーキとしてのフットブレーキ７に付設されており、当該ブレーキ７の作動状態を検出する。フットブレーキセンサ４４は、ペダル操作によりフットブレーキ７が作動している場合に、当該作動を表す出力信号を生成する。水没センサ４６は、エンジン４及びバッテリ電源５と共に車両のエンジンルームに設置されており、車両が水没する水没異常を検出して、当該異常を表す出力信号を生成する。
【００３３】
エンジン制御回路４８は、例えばマイクロコンピュータ等から構成される電気回路であり、バッテリ電源５と電気的に接続されて当該電源５から電源電圧の供給を受けるようになっている。エンジン制御回路４８はさらに、エンジン制御装置４０の他の要素４１，４２，４４，４６及びエンジン４の各種電装品にも電気的に接続されており、それらの接続要素を電源電圧を利用して通電する。このようなエンジン制御回路４８は、エンジン制御装置４０の他の要素４１，４２，４４，４６等からの出力信号に基づいてエンジン４の運転を制御する。加えて、本実施形態のエンジン制御回路４８はシフト制御回路３４にも電気的に接続されており、エンジン制御装置４０の他の要素４１，４２，４４，４６からの出力信号を当該制御回路３４に送信する機能も有している。ここで特に、車両異常のない通常時にエンジン４のオフ指令を表す信号がイグニッションスイッチ４１からエンジン制御回路４８を介してシフト制御回路３４へ送信される場合には、上述したＰレンジへの切換指令の入力時と同様にしてシフト制御回路３４が実レンジをＰレンジへと切り換えることになる。
【００３４】
警告装置５０は、音声出力部５２及び表示部５４を備えている。音声出力部５２は、例えば車両の運転席近傍に設置されるスピーカ等から構成されており、車両のバッテリ電源５に電気的に接続されて当該電源５から電源電圧の供給を受けるようになっている。音声出力部５２はさらに、シフト制御回路３４と電気的に接続されており、当該制御回路３４による制御に従って音声を出力することで所定の警告を車両内に発する。表示部５４は、例えば車両の運転席近傍に設置されるコンビネーションメータ等から構成されており、車両のバッテリ電源５に電気的に接続されて当該電源５から電源電圧の供給を受けるようになっている。表示部５４はさらに、シフト制御回路３４と電気的に接続されており、当該制御回路３４による制御に従って警告表示を行うことで所定の警告を車両内に発する。加えて、本実施形態の表示部５４は、シフト制御回路３４による制御に従って実レンジを表示する機能も有している。
【００３５】
（変換機構）
次に、変換機構３３の詳細構成について説明する。図３に示すように変換機構３３は、ディテントプレート６０、ディテントスプリング６１、パークロッド６２、パークポール６３、パークギア６４等から構成されている。
【００３６】
ディテントプレート６０の駆動軸６６は回転自在に設けられ、シフトアクチュエータ３２の回転軸３２ａ（図１参照）に固定されている。ディテントプレート６０には、油圧回路１２のマニュアル弁１４のスプール１６が連繋している。したがって、本実施形態では、ディテントプレート６０に連繋する回転軸３２ａからの回転出力に応じて当該プレート６０が回転することにより、スプール１６が軸方向移動して自動変速機３のシフトレンジが切り換わるようになっている。
【００３７】
図４に示すようにディテントプレート６０の外周縁部には、その回転方向に沿って四つの溝６０Ｐ，６０Ｒ，６０Ｎ，６０Ｄが形成されている。ここで、溝６０Ｐ，６０Ｒ，６０Ｎは自動変速機３のＰ，Ｒ，Ｎの各レンジと対応し、溝６０Ｄは自動変速機３のＤ及びＢレンジと対応している。ディテントスプリング６１は、ディテントプレート６０の回転位置に対応する溝６０Ｐ，６０Ｒ，６０Ｎ，６０Ｄのいずれかと係合可能に設けられている。したがって、ディテントスプリング６１が溝６０Ｐと嵌合するディテントプレート６０の回転位置においては、シフトレンジがＰレンジに切り換えられた状態となる。また同様に、ディテントスプリング６１が溝６０Ｒ、溝６０Ｎ及び溝６０Ｄと嵌合するディテントプレート６０の回転位置においては、それぞれシフトレンジがＲレンジ、Ｎレンジ及びＤ又はＢレンジに切り換えられた状態となる。
【００３８】
図３に示すようにディテントプレート６０には、パークロッド６２が固定されており、このパークロッド６２に設けられた円錐部６８がパークポール６３に当接している。パークポール６３は、揺動自在に且つパークギア６４に対して噛合可能に設けられている。パークギア６４は、車両の駆動輪に繋がる自動変速機３の出力軸３ａに固定されており、パークポール６３がその揺動位置に応じて噛合又は離脱することによりロック又はロック解除されるようになっている。
【００３９】
ここで具体的には、Ｐレンジへの切換位置にディテントプレート６０が回転した状態では、パークロッド６２がパークポール６３側へ移動して円錐部６８がパークポール６３をパークギア６４に噛合させることにより、当該ギア６４と共に自動変速機３の出力軸３ａがロックされる。即ち、パーキングロックが実現されることになるのである。また一方、Ｐレンジへの切換位置よりもＲレンジへの切換位置側にディテントプレート６０が回転した状態では、パークロッド６２がパークポール６３とは反対側へ移動して円錐部６８がパークポール６３をパークギア６４から離脱させることにより、当該ギア６４及び出力軸３ａのロックが解除される。即ち、パーキングロックが解除されることになるのである。
【００４０】
（フェイルセーフ制御処理）
次に、ＳＢＷ制御システム２によるフェイルセーフ制御処理について詳細に説明する。本実施形態のフェイルセーフ制御処理は、シフト制御回路３４がプログラムを実行することによって実現されるものであり、本実施形態では、衝突異常処理、電源異常処理及び水没異常処理の三種類が当該フェイルセーフ制御処理として実施される。
【００４１】
（衝突異常処理）
まず、衝突異常処理について説明する。図５に示すように、衝突異常処理のステップＳ１０１では、エアバッグセンサ３８からの出力信号に基づいて、エアバッグ装置８が作動する車両の衝突異常を検出したか否かを、シフト制御回路３４により判定する。その結果、肯定判定がなされると、即ち衝突異常が検出されると、ステップＳ１０２へ移行する。このステップＳ１０２では、回転位置センサ３６からの出力信号が表すシフトアクチュエータ３２の回転軸３２ａの回転位置に基づいて、衝突異常検出時の実レンジがＰレンジであるか否かを、シフト制御回路３４により判定する。
【００４２】
ステップＳ１０２において肯定判定がなされた場合、即ち実レンジがＰレンジへの切換状態にあってパーキングロックが実現されている場合には、ステップＳ１０３へ移行する。このステップＳ１０３では、パーキングブレーキセンサ３７及びフットブレーキセンサ４４からの出力信号に基づいて、パーキングブレーキ６及びフットブレーキ７のうち少なくとも一方が作動しているか否かを、シフト制御回路３４により判定する。その結果、肯定判定がなされると、即ちブレーキ６，７のうち少なくとも一方の作動が確認されると、ステップＳ１０４へ移行する。
【００４３】
ステップＳ１０４では、回転位置センサ３６からの出力信号が表す回転軸３２ａの回転位置がＮレンジへの切換位置となるように、シフト制御回路３４によってシフトアクチュエータ３２を制御する。その結果、機械ブレーキであるパーキングブレーキ６及びフットブレーキ７のうち少なくとも一方の作動状態下、実レンジがＰレンジからＮレンジへと切り換えられて、パーキングロックが解除されることになる。したがって、パーキングロックの解除と同時に車両が自走を開始する事態や、当該解除と同時に傾斜地上の車両が重力作用によって動き出す事態を確実に防止して、安全性を確保することができるのである。尚、本実施形態のステップＳ１０４及び後述のステップＳ１０６，Ｓ１０８では、シフト制御回路３４によって警告装置５０の音声出力部５２及び表示部５４のうち少なくとも一方を制御して、パーキングロックの解除を車両内の運転者へ警告するようになっている。
【００４４】
また、こうしてパーキングロックが解除された後において本実施形態では、車両の修理によってエアバッグ装置８が非作動状態に復帰するまで、シフト指令やエンジン指令の入力に拘らず実レンジがＮレンジに固定されて、当該解除状態が保持されることになる。したがって、衝突異常に起因するバッテリ電源５の故障等によりＳＢＷ制御システム２への電源電圧供給が妨げられることになったとしても、車両の一時的な退避や牽引による搬送が可能である。尚、ここで、機械ブレーキとしてのブレーキ６，７については、上記ステップＳ１０４により作動が確認された場合であっても、車両の一時的な退避や牽引による搬送に際して、ＳＢＷ制御システム２への電源電圧供給に拘らずに作動解除し得るのである。
【００４５】
以上、ステップＳ１０２において肯定判定がなされた場合を説明した。これに対し、ステップＳ１０２において否定判定がなされた場合、即ち実レンジがＰレンジ以外のＤ，Ｂ，Ｒ，Ｎレンジへの切換状態にあってパーキングロックが解除されている場合には、ステップＳ１０５へ移行する。このステップＳ１０５では、パーキングスイッチ２１及びイグニッションスイッチ４１からの出力信号に基づいて、Ｐレンジへの切換指令又はエンジン４のオフ指令を表す信号が入力されたか否かを、シフト制御回路３４により判定する。
【００４６】
ステップＳ１０５において肯定判定がなされた場合、即ちＰレンジへの切換指令又はエンジン４のオフ指令が入力された場合には、ステップＳ１０６へ移行する。このステップＳ１０６では、回転位置センサ３６からの出力信号が表す回転軸３２ａの回転位置がＮレンジへの切換位置となるように、シフト制御回路３４によってシフトアクチュエータ３２を制御する。その結果、Ｐレンジへの切換指令又はエンジン４のオフ指令の入力に拘らず実レンジがＮレンジへの切換状態に強制されて、パーキングロックの解除状態がエアバッグ装置８の復帰まで保持されることになる。したがって、Ｐレンジへの切換指令又はエンジンのオフ指令の誤入力によるパーキングロックの実現により自走中の車両が急停止する事態や、パーキングロックの解除により車両が運転者の意思に反して自走し始める事態を確実に防止して安全性を確保しつつ、車両の一時的な退避や牽引による搬送を許容し得るのである。
【００４７】
一方、ステップＳ１０５において否定判定がなされた場合には、ステップＳ１０７へ移行する。このステップＳ１０７では、速度センサ４２からの出力信号が表す車両の走行速度に基づいて、車両が停止したか否かを、シフト制御回路３４により判定する。その結果、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０５へと戻るが、肯定判定がなされた場合には、車両の停止が確認されたとしてステップＳ１０８へ移行する。このステップＳ１０８では、回転位置センサ３６からの出力信号が表す回転軸３２ａの回転位置がＮレンジへの切換位置となるように、シフト制御回路３４によってシフトアクチュエータ３２を制御する。その結果、実レンジがＮレンジへの切換状態に強制されて、パーキングロックの解除状態がエアバッグ装置８の復帰まで、シフト指令やエンジン指令の入力に拘らず保持されることになる。したがって、パーキングロックの解除により車両が運転者の意思に反して自走し始める事態を確実に防止して安全性を確保しつつ、車両の一時的な退避や牽引による搬送を許容し得るのである。
【００４８】
ところで、図５に示すように本実施形態の衝突異常処理では、ステップＳ１０６及びステップＳ１０８のいずれかによりパーキングロックの解除状態が保持された状況下、ステップＳ１０９〜Ｓ１１１が実行されるようになっている。ここでステップＳ１０９では、パーキングブレーキセンサ３７からの出力信号に基づいて、パーキングブレーキ６が作動しているか否かを、シフト制御回路３４により判定する。その結果、否定判定がなされると、即ちパーキングブレーキ６の非作動状態が確認されると、ステップＳ１１０へ移行して、警告装置５０の音声出力部５２及び表示部５４のうち少なくとも一方をシフト制御回路３４により制御する。これにより、車両内の運転者に警告を発してパーキングブレーキ６の作動を促すことで、安全性をさらに高めるのである。そして、以上のステップＳ１０９，Ｓ１１０は、パーキングブレーキ６の作動が確認されるまで繰り返され、当該作動が確認されると、Ｓ１１１へ移行して警告装置５０による警告が解除されることになるのである。尚、ここで、機械ブレーキとしてのパーキングブレーキ６については、ステップＳ１１０の警告に応じて作動させられることになっても、車両の一時的な退避や牽引による搬送に際して、ＳＢＷ制御システム２への電源電圧供給に拘らずに作動解除し得るのである。
【００４９】
（電源異常処理）
次に、電源異常処理について説明する。図６に示すように、電源異常処理のステップＳ２０１では、バッテリ電源５から供給される電源電圧が低下する電源異常を検出したか否かを、シフト制御回路３４によって判定する。ここで本実施形態では、ＳＢＷ制御システム２の最低作動電圧Ｖｏよりは高いが、エンジン４の始動に必要な始動電圧Ｖｓ以下の電源電圧が設定時間Ｔｓ以上継続して供給される異常を、電源異常として検出する。これにより後続のステップは、エンジン４の始動等による一時的な電源電圧低下時には実行されず、車両の長時間放置等による設定時間Ｔｓ以上の電源電圧低下時に絞って実行されるようになっている。尚、設定時間Ｔｓ及び始動電圧Ｖｓは、バッテリ電源５の仕様に応じて適宜決められるものであるが、例えば設定時間Ｔｓについては、１日程度とされる。
【００５０】
ステップＳ２０１において肯定判定がなされると、即ち電源異常が検出されると、衝突異常処理のステップＳ１０２，Ｓ１０３，Ｓ１０４にそれぞれ準ずる内容のステップＳ２０２，Ｓ２０３，Ｓ２０４を実行する。したがって、Ｐレンジでの電源異常時には、実レンジがＮレンジへ切り換えられてパーキングロックが解除され、さらに後述のステップＳ２０５により電源異常の解消が確認されるまで当該解除状態が保持されることになる。故に、電源電圧がさらに低下してＳＢＷ制御システム２の最低作動電圧Ｖｏ未満となったとしても、車両の一時的な退避や牽引による搬送が可能となるのである。
【００５１】
このようにしてパーキングロックの解除状態が保持されることになった後のステップＳ２０５では、バッテリ電源５から供給される電源電圧が、外部からの当該電源５への充電等により始動電圧Ｖｓ以上に復帰したか否かを、シフト制御回路３４により判定する。その結果、肯定判定がなされると、即ち電源電圧が始動電圧Ｖｓ以上となってエンジン４の始動が可能になると、ステップＳ１０７に準ずる内容のステップＳ２０６により車両の停止を確認して安全性を確保した後、ステップＳ２０７へ移行する。
【００５２】
ステップＳ２０７では、回転位置センサ３６からの出力信号が表す回転軸３２ａの回転位置がＰレンジへの切換位置となるように、シフト制御回路３４によってシフトアクチュエータ３２を制御する。その結果、実レンジがＮレンジからＰレンジへと戻されて、パーキングロックが実現されることになるのである。
【００５３】
尚、電源異常の主要因は、Ｐレンジ下での車両の長時間放置による所謂バッテリ上がりであると考えられる。そこで、本実施形態のステップＳ２０２では、念のためＰレンジであるか否かを確認し、その結果として否定判定がなされるＰレンジ以外の場合には、衝突異常処理の如き後続ステップを実行せずにステップＳ２０１へと戻すようになっている。
【００５４】
（水没異常処理）
最後に、水没異常処理について説明する。図７に示すように、水没異常処理のステップＳ３０１では、水没センサ４６からの出力信号に基づいて、車両の水没異常を検出したか否かを、シフト制御回路３４により判定する。その結果、肯定判定がなされると、即ち水没異常が検出されると、衝突異常処理のステップＳ１０２，Ｓ１０３，Ｓ１０４にそれぞれ準ずる内容のステップＳ３０２，Ｓ３０３，Ｓ３０４を実行する。したがって、Ｐレンジでの水没異常時には、実レンジがＮレンジへ切り換えられてパーキングロックが解除され、さらに車両の修理によって水没センサ４６が初期状態に復帰するまで当該解除状態が保持されることになる。故に、水没異常に起因して、バッテリ電源５から水中への放電等によりＳＢＷ制御システム２への電源電圧供給が妨げられることになったとしても、車両の一時的な退避や牽引による搬送が可能となるのである。
【００５５】
また一方、ステップＳ３０２において否定判定がなされるＰレンジ以外での水没異常時には、衝突異常処理のステップＳ１０５，Ｓ１０６にそれぞれ準ずる内容のステップＳ３０５，Ｓ３０６を実行する。したがって、Ｐレンジへの切換指令又はエンジン４のオフ指令の入力に拘らず実レンジがＮレンジへの切換状態に強制されて、パーキングロックの解除状態が水没センサ４６の復帰まで保持されることになる。故に、Ｐレンジへの切換指令又はエンジンのオフ指令の誤入力によるパーキングロックの実現により自走中の車両が急停止して水中から脱出不能になる事態を確実に防止し得るので、高い安全性が確保されることになるのである。
【００５６】
尚、ステップＳ３０６の実行後においては、衝突異常処理のようなステップＳ１０９，Ｓ１１０が実行されないようになっている。また、ステップＳ３０５において否定判定がなされた場合には、衝突異常処理のようなステップＳ１０７〜Ｓ１１１が実行されず、ステップＳ３０５が再度繰り返して実行されるようになっている。これらによれば、フットブレーキ７の誤操作等により車両が運転者の意思に反して停止することでＮレンジに強制される事態を回避して、自走による水中からの脱出を優先させることができるのである。
【００５７】
ここまで説明したように、本実施形態のフェイルセーフ制御処理によると、電源電圧供給を妨げる重大な車両異常の発生時にはパーキングロックを解除状態に保持する一方、車両異常のない通常時にはＰレンジへの切換指令やエンジンのオフ指令に応じたパーキングロックの実現が可能となる。したがって、高いフェイルセーフ性の発揮とセキュリティ性の確保とを、両立させることができるのである。
【００５８】
尚、本実施形態では、レンジセレクタ２０が特許請求の範囲に記載の「シフト指令入力手段」に相当し、シフト制御装置３０が特許請求の範囲に記載の「レンジ切換制御手段」、「パーキングロック制御手段」及び「フェイルセーフ制御手段」に相当し、衝突異常を検出するエアバッグセンサ３８、電源異常を検出するシフト制御回路３４、並びに水没異常を検出する水没センサ４６が特許請求の範囲に記載の「車両異常検出手段」に相当する。また、イグニッションスイッチ４１が特許請求の範囲に記載の「エンジン指令入力手段」に相当し、警告装置５０が特許請求の範囲に記載の「警告手段」に相当する。
【００５９】
（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は説明の実施形態に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。
【００６０】
例えば、フェイルセーフ制御処理としての衝突異常処理、電源異常処理及び水没異常処理のうち、一種類又は二種類を実施しないようにしてもよい。また、衝突異常処理、電源異常処理及び水没異常処理のステップＳ１０３，Ｓ２０３，Ｓ３０３については、パーキングブレーキ６及びフットブレーキ７の一方の作動を確認しないようにしてもよいし、ステップ自体を実行しないようにしてもよい。さらに、衝突異常処理のステップＳ１０９〜Ｓ１１１については、実行しないようにしてもよい。
【００６１】
「車両異常検出手段」としてのエアバッグセンサ３８及び水没センサ４６については、既存の車両センサを利用することで、フェイルセーフ制御処理を行うことによるコストアップを最小限に食い留めることができるが、ＳＢＷ制御システム２に専用のセンサを設置するようにしてもよい。また、異常の発生を緊急通報するためにテレマティクス装置等の通信装置を搭載した車両においては、当該通信装置の緊急通報信号等に基づいて車両異常をシフト制御回路３４により検出してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の一実施形態によるＳＢＷ制御システムを示す概略構成図である。
【図２】図１のシフトスイッチの詳細構成を示す斜視図である。
【図３】図１の変換機構の詳細構成を示す斜視図である。
【図４】図３のIV−IV線断面図である。
【図５】本発明の一実施形態による衝突異常処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態による電源異常処理を示すフローチャートである。
【図７】本発明の一実施形態による水没異常処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６３】
１  車両、２  シフトバイワイヤ制御システム、３  自動変速機、３ａ  出力軸、４  エンジン、５  バッテリ電源（電源）、６  パーキングブレーキ（機械ブレーキ）、７  フットブレーキ（機械ブレーキ）、８  エアバッグ装置、１０  自動変速機制御装置、１２  油圧回路、１４  マニュアル弁、１６  スプール、２０  レンジセレクタ（シフト指令入力手段）、２１  パーキングスイッチ、２２  シフトスイッチ、２３  シフトレバー、２４  シフト溝、３０  シフト制御装置（レンジ切換制御手段・パーキングロック制御手段・フェイルセーフ制御手段）、３２  シフトアクチュエータ、３２ａ  回転軸、３３  変換機構、３４  シフト制御回路（車両異常検出手段）、３６  回転位置センサ、３７  パーキングブレーキセンサ、３８  エアバッグセンサ（車両異常検出手段）、４０  エンジン制御装置、４１  イグニッションスイッチ（エンジン指令入力手段）、４２  速度センサ、４４  フットブレーキセンサ、４６  水没センサ（車両異常検出手段）、４８  エンジン制御回路、５０  警告装置（警告手段）、５２  音声出力部、５４  表示部、６０  ディテントプレート、６０Ｐ，６０Ｒ，６０Ｎ，６０Ｄ，６０Ｂ  溝、６１  ディテントスプリング、６２  パークロッド、６３  パークポール、６４  パークギア、６６  駆動軸、６８  円錐部、Ｉ  初期位置、Ｔｓ  設定時間、Ｖｓ  始動電圧、Ｖｏ  最低作動電圧
【図１】
2009275818.tif 000003
【図２】
2009275818.tif 000004
【図３】
2009275818.tif 000005
【図４】
2009275818.tif 000006
【図５】
2009275818.tif 000007
【図６】
2009275818.tif 000008
【図７】
2009275818.tif 000009