JP2014228055A - パーキングロック機構とその解除方法 - Google Patents

Abstract

【課題】運転手がパーキングロックを解除する意思があって、シフトレバーを操作したときに、パーキングロックの解除が出来ない状態が発生した場合に、その状態を正確に検出することができるパーキングロック機構とその解除方法を提供する。【解決手段】シフトレバー１１とディテントプレート１５との間に、スプリングバネ２０を有した解除待機機構２１を備え、シフトレバー１１をＰレンジに操作したときに、スプリングバネ２０が変形せず、パーキングポール１９をパーキングギヤ１０に係合し、一方、シフトレバー１１をＲレンジに操作したときに、パーキングポール１９の係合部がパーキングギヤ１０から抜けない状態でも、スプリングバネ２０が変形して、シフトレバー１１をＰレンジからＲレンジに移動可能に構成される。【選択図】図１

Description

本発明は、パーキングポールをカム部材によりリフトさせて、パーキングギヤに噛み込ませた後、カム部材の上下面に発生する摩擦保持力によって、噛み込ませた状態を自己保持させるパーキングロック機構とその解除方法に関する。

乗用車においては、運転手の操作を電気信号に変換し、その電気信号に基づいてアクチュエータなどの駆動装置を駆動することで操作するシフトバイシフト式で変速操作を行っているが、トラックなどの大型車両の変速操作などにおいては、このシフトバイシフト式ではなく、操作性を重視して、機械的な機構により操作している。例えば、運転手がシフトレバーをパーキング（Ｐ）レンジ、リバース（Ｒ）レンジ、ニュートラル（Ｎ）レンジ、及びドライブ（Ｄ）レンジなどにシフトレンジ操作することにより、その操作力をワイヤやロッドなどの伝達機構で直接的にパーキングロック機構やマニュアルバブルに伝達している。

このパーキングロック機構は、坂道で車両を一端停止させるなどの場合に使用され、シフトレバーをＰレンジにしたときに、トランスミッション内のパーキングギヤがロックされ、駆動輪がロックされることで、車両が不用意に動かないようにする機構である（例えば、特許文献１参照）。

ここで、従来のパーキングロック機構の動作を説明する。図１０に示すように、パーキングロック機構１Ｘは、運転手がシフトレバー１１をＰレンジに動かすと、その操作が伝達機構１２から回動部材１３に伝達されて回動部材１３が回動し、その動きに合わせてディテントプレート１５が回動する。そして、そのディテントプレート１５の回動によりパーキングロッド１８がカム部材１７を押す方向に進む。

このとき、パーキングギヤ１０の凹部とパーキングポール１９の係合部が係合するタイミングであれば、カム部材１７によりパーキングポール１９をリフトし、パーキングギヤ１０がロックされる。一方、係合できないタイミングであれば、カムスプリング１６が縮んで付勢力を蓄え、係合できるタイミングになったときにその付勢力によりカム部材１７がパーキングポール１９をリフトし、パーキングギヤ１０がロックされる。

車両が坂道などで停止した場合に、このパーキングギヤ１０がロックされた状態では、パーキングギヤ１０に坂道の勾配や車重などに比例して増大するトルクＴが生じる。このとき、パーキングポール１９は、パーキングギヤ１０から荷重を受け、抜け出す方向に回動しようとする。すると、パーキングポール１９の先端部に抜け出し力Ｆ１が発生する。この抜け出し力Ｆ１はパーキングギヤ１０に発生するトルクＴに比例し、パーキングギヤ１０の半径Ｒに反比例する。このような場合では、カム部材１７の摩擦保持力Ｆ２が大きくなり、カム部材１７が抜けない状態となり、ロックを解除することができなくなる。

特に、シフトレバー１１とディテントプレート１５が、伝達機構１２などの機械的な機構で直接的に接続されている場合には、上記のような状態が発生するとシフトレバー１１を動かすこともできない。そして、最悪の場合、人の力ではロックを解除できなくなったり、パーキングロック機構１の部分が破損してしまったりする。

このような状態を回避するためには、例えば、パーキングギヤ１０の半径Ｒをより大きくするか、シフトレバー１１を長くする必要があるが、その場合には、サイズの増加、レ
イアウトの悪化、及び操作性の悪化を招く。

そもそも、シフトレバー１１を動かすことができなくなった状態では、運転手がパーキングロックを解除する意思があることを伝達する術がなくなってしまい、運転手がパーキングロックを解除したいのか、あるいは継続したいのかを検出することができない。よって、運転手がパーキングロックを解除する意思があっても、一度上記のようにシフトレバー１１を動かすことができない状態となってしまうと、パーキングロックを解除できなくなってしまう。

実開昭６４−４７４７３号公報

本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その課題は、運転手がパーキングロックを解除する意思があって、シフトレバーを操作した場合に、パーキングロックの解除が出来ない状態が発生したときに、その状態を正確に検出することができるパーキングロック機構を提供することであり、更に、パーキングロックの解除が出来ない状態を検出した場合には、速やかにその状態を回避することができるパーキングロック機構とその解除方法を提供することである。

上記の課題を解決するための本発明のパーキングロック機構は、操作具と接続され、該操作具の操作により回動が引き起こされる回動部材と、ディテントスプリングと係合可能な複数の凹部を有し、該回動部材により回動可能なディテントプレートと、一端部にカムスプリングにより付勢されるカム部材を有し、該ディテントプレートの回動により進退移動するパーキングロッドと、変速機の回転軸に固定されているパーキングギヤの歯間の凹部と係合する係合部を有し、前記カム部材により前記パーキングギヤと係合するパーキングポールと、を備えたパーキングロック機構において、前記操作具と前記カムスプリングとの間に弾性体を有した解除待機機構を備え、前記操作具をパーキングロック位置に操作した場合に、前記解除待機機構の前記弾性体が変形せず、前記パーキングポールを前記パーキングギヤに係合し、一方、前記操作具をパーキングロック解除位置に操作した場合に、前記パーキングポールの係合部が前記パーキングギヤから抜けない状態でも、前記解除待機機構の前記弾性体が変形して、前記操作具を前記パーキングロック解除位置に移動可能に構成される。

なお、ここでいう操作具とは、例えば、シフトレバーのことをいい、本発明は、このシフトレバー、回動部材、及びディテントプレートは、ワイヤやロッドなどの伝達機構により直接的に接続されているものに適用することができる。また、パーキングロック位置とは、例えば、Ｐレンジのことをいい、パーキングロック解除位置は、例えば、Ｒレンジのことをいう。

この構成によれば、パーキングロックを解除しようとする場合で、パーキングポールの係合部がパーキングギヤから抜けないときは、解除待機機構の弾性体が変形することで、操作具がパーキングロック解除位置に位置するが、パーキングポールとパーキングギヤとの係合状態が解除されていないという状態を生み、運転手にパーキングロックを解除する意思があるが、パーキングギヤに坂道の勾配や車重によるトルクが発生していて、パーキングポールがパーキングギヤから抜けない状態であることを容易に、且つ正確に検出することができる。

このように、パーキングギヤにトルクが発生していることを検出することができれば、そのトルクを打ち消す動作を開始するなどして、パーキングポールの係合部をパーキングギヤから抜くことができる。

また、解除待機機構の弾性体を変形させることで、弾性体の付勢力がカム部材を引き抜く方向に加えられて、カム部材を抜く力が大きくなるので、容易にパーキングロックを解除できる。

また、上記のパーキングロック機構において、前記操作具を操作したときの前記カム部材を移動させる方向に関する前記弾性体の付勢力に関して、前記解除待機機構を前記ディテントプレートと前記操作具の間に設ける場合は、前記弾性体の付勢力を前記カムスプリングの付勢力と前記ディテントスプリングの付勢力のそれぞれよりも大きくし、前記解除待機機構を前記カムスプリングと前記ディテントプレートとの間に設ける場合は、前記弾性体の付勢力を前記カムスプリングの付勢力よりも大きく、且つ前記ディテントスプリングの付勢力よりも小さくするように構成すると、解除待機機構を弾性体のみで構成してもパーキングロックする際に問題とならない。

例えば、パーキングロックする場合には、解除待機機構の弾性体よりも先にカムスプリングが縮むように構成することで、従来技術で説明したようにパーキングポールがパーキングギヤに係合することができる。一方、パーキングロックを解除する場合には、パーキングポールからパーキングギヤが抜けない状態になったときに、弾性体のみが変形するので、操作具をパーキングロック解除位置に動かすことができる。

加えて、上記のパーキングロック機構において、前記解除待機機構が、前記弾性体と、前記弾性体の一方向への変形を制限する一方向変形制限部材とを備え、前記パーキングポールを前記パーキングギヤに係合する方向に対しては前記一方向変形制限部材により前記弾性体の変形を制限し、前記パーキングポールを前記パーキングギヤから抜く方向に対しては前記一方向変形制限部材による制限がなく、前記弾性体が変形するように構成されると、パーキングロックする際に一方向変形制限部材により弾性体の変形を制限することができる。

例えば、パーキングロックする場合には、一方向変形制限部材の制限により弾性体は変形せずに、従来技術で説明したようにパーキングポールがパーキングギヤに係合する。一方、パーキングロックを解除する場合には、弾性体が変形するので、パーキングポールの係合部がパーキングギヤから抜けない場合でも、操作具をパーキングロック解除位置に動かすことができる。

さらに、上記のパーキングロック機構において、前記操作具の位置を検出する操作位置検出装置と、前記パーキングポールと前記パーキングギヤとの係合を検出する係合検出装置とを備えると共に、前記操作位置検出装置が、前記操作具の位置が前記パーキングロック解除位置であると検出した場合で、前記係合検出装置が、前記パーキングポールと前記パーキングギヤとが係合していることを検出したときに、その状態を運転手に報知する報知装置を備えて構成すると、運転手がパーキングロックを解除する意思があり、パーキングロックが解除できない状態の場合に、報知装置によって、運転手にブレーキを効かせるように喚起することができる。

例えば、運転手がパーキングロックを解除する意思があり、パーキングロックが解除できない状態の場合に、ブレーキを効かせておかないと、その状態を解除する際に車両が動く可能性があり危険であるが、ブレーキを効かせれば車両が動くことが無く安全である。
よって、車両にブレーキが効いていなければ、報知装置により、運転手にブレーキを効かせるように喚起して、運転手がブレーキペダル、あるいはブレーキレバーを操作する。

なお、報知装置によって運転手にブレーキを効かせるように喚起する前に、ブレーキペダルやブレーキレバーが操作されているか否かを検出して、車両にブレーキが効いているか否かを判断してもよい。

その上、上記のパーキングロック機構において、前記操作具の位置を検出する操作位置検出装置と、前記パーキングポールと前記パーキングギヤとの係合を検出する係合検出装置とを備えると共に、前記操作位置検出装置が、前記操作具の位置が前記パーキングロック解除位置であると検出した場合で、前記係合検出装置が、前記パーキングポールと前記パーキングギヤとが係合していることを検出したときに、前記パーキングギヤに発生しているトルクを相殺する制御を行う制御装置を備えて構成すると、操作具の操作に対して、パーキングポールとパーキングギヤの係合が追従していない状態を容易に検出し、その状態を検出した場合には、パーキングギヤに掛かるトルクを逃がす制御を行い、解除待機機構の弾性力でカム部材を抜く力が増加したことと相まって、容易にパーキングロックを解除することができる。

上記の課題を解決するための本発明のパーキングロック機構の解除方法は、操作具と接続され、該操作具の操作により回動が引き起こされる回動部材と、ディテントスプリングと係合可能な複数の凹部を有し、該回動部材により回動可能なディテントプレートと、一端部にカムスプリングにより付勢されるカム部材を有し、該ディテントプレートの回動により進退移動するパーキングロッドと、変速機の回転軸に固定されているパーキングギヤの歯間の凹部と係合する係合部を有し、前記カム部材により前記パーキングギヤと係合するパーキングポールと、を備えたパーキングロック機構の解除方法において、前記操作具をパーキングロック解除位置に操作した場合に、前記パーキングポールの係合部が前記パーキングギヤから抜けない状態では、前記操作具と前記カムスプリングとの間に備えた解除待機機構に設けた弾性体が変形して、前記パーキングポールの前記係合部が前記パーキングギヤから抜けない状態のまま、前記操作具を前記パーキングロック解除位置に移動することを特徴とする方法である。

また、上記のパーキングロック機構の解除方法において、前記操作具の位置を検出する操作位置検出装置が、前記操作具の位置が前記パーキングロック解除位置であると検出した場合で、且つ前記パーキングポールと前記パーキングギヤとの係合を検出する係合検出装置が、前記パーキングポールと前記パーキングギヤとが係合していることを検出したときに、その状態を運転手に報知することが望ましい。

加えて、上記のパーキングロック機構の解除方法において、前記操作具の位置を検出する操作位置検出装置が、前記操作具の位置が前記パーキングロック解除位置であると検出した場合で、且つ前記パーキングポールと前記パーキングギヤとの係合を検出する係合検出装置が、前記パーキングポールと前記パーキングギヤとが係合していることを検出したときに、前記パーキングギヤに発生しているトルクを相殺することが望ましい。

本発明によれば、解除待機機構の弾性体が変形することで、操作具はパーキングロック解除位置に位置するが、パーキングポールとパーキングギヤとの係合状態が解除されていないという状態を生み、運転手にパーキングロックを解除する意思があるが、パーキングギヤに坂道の勾配や車重によるトルクが発生していて、パーキングポールがパーキングギヤから抜けない状態であることを正確に検出することができる。

これにより、運転手にブレーキを効かせるように喚起したり、パーキングギヤに掛かるトルクを逃がす制御を行ったりすることで、容易にパーキングロックを解除することができる。

本発明に係る第一の実施の形態のパーキングロック機構を示す構成図である。 本発明に係る第二の実施の形態のパーキングロック機構を示す斜視図である。 本発明に係る第三の実施の形態のパーキングロック機構を示す構成図である。 本発明に係る第四の実施の形態のパーキングロック機構を示す斜視図である。 図４に示す矢印Ｖを示す矢視図である。 図４に示すパーキングロック機構の制御方法を示したフローチャートである。 図４に示すパーキングロック機構のパーキングロックを解除する動作の第一段階を示す構成図である。 図４に示すパーキングロック機構のパーキングロックを解除する動作の第二段階を示す構成図である。 図４に示すパーキングロック機構のパーキングロックを解除する動作の第三段階を示す構成図である。 従来のパーキングロック機構を示す構成図である。

以下、本発明に係る実施の形態のパーキングロック機構について、図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態では、操作具、回動部材、及びディテントプレートが、ワイヤやロッドなどの機械的な機構で接続されているものを例に説明する。この機械的な機構については、特に限定せずに、図１、図３、及び図７〜図９では、太い点線で示し、その詳細な説明は省略する。

また、シフトレバーの配置については特に限定されないが、以下の実施の形態では、パーキングロック位置をパーキング（Ｐ）レンジとし、パーキングロック解除位置をリバース（Ｒ）レンジとした。

まず、本発明に係る第一の実施の形態のパーキングロック機構について、図１を参照しながら説明する。図１に示すように、パーキングロック機構１が搭載される車両は、エンジン（内燃機関）２の駆動力をクラッチ３とトランスミッション（変速機）４のギヤ部４ａを介してプロペラシャフト（回転軸）５に伝達し、そのプロペラシャフト５からディファレンシャル６とドライブシャフト（駆動軸）７を介して駆動輪８を駆動している。このとき、ＴＣＭ（トランスミッションコントロールモジュール；制御装置）９により、クラッチ３の断接動作とギヤ部４ａの変速動作は制御されている。

本発明のパーキングロック機構１は、そのプロペラシャフト５に設けたパーキングギヤ１０をロックする機構であり、シフトレバー（操作具）１１、ワイヤやロッドなどの伝達機構（機械的な機構）１２、回動部材１３、ディテントスプリング１４、ディテントプレート１５と、カムスプリング１６、カム部材１７、パーキングロッド１８、及びパーキングポール１９を備える。

回動部材１３は、シフトレバー（操作具）１１とワイヤやロッドなどの伝達機構（機械的な機構）１２により接続され、シフトレバー１１の操作により回動が引き起こされるように構成される。ディテントスプリング１４は、ディテントプレート１５の複数の凹部１５ａと係合可能で、ディテントプレート１５が正しく回動するように、ディテントプレート１５を上から付勢するように構成される。ディテントプレート１５は、自身が回動することで、パーキングロッド１８を進退移動するように構成される。

パーキングロッド１８は一端部にカムスプリング１６により付勢されるカム部材１７を設けて構成される。パーキングポール１９は、パーキングギヤ１０の歯間１０ａの凹部１０ｂと係合する係合部１９ａと、カム部材１７に当接する先端部１９ｂを備えて構成される。これらの構成は特に限定されるものではなく、周知の技術のパーキングロック機構の構成であればよい。

そして、このパーキングロック機構１は、シフトレバー１１とディテントプレート１５との間に、詳しくは伝達機構１２の途中にスプリングバネ（弾性体）２０を有した解除待機機構２１を備え、シフトレバー１１をＰレンジ（パーキングロック位置）に操作したときに、スプリングバネ２０が変形せず、パーキングポール１９をパーキングギヤ１０に係合し、一方、シフトレバー１１をＲレンジ（パーキングロック解除位置）に操作したときに、パーキングポール１９の係合部がパーキングギヤ１０から抜けない状態でも、スプリングバネ２０が変形して、シフトレバー１１をＰレンジからＲレンジに移動可能に構成される。

解除待機機構２１は、カムスプリング１６が、パーキングロック時にパーキングポール１９とパーキングギヤ１０が係合するタイミングを待つ機構として機能することに対して、パーキングロックの解除時に、パーキングポール１９がパーキングギヤ１０から抜けるタイミングを待つ機構である。

この解除待機機構２１を備えることで、運転手がパーキングロックを解除しようとする場合に、パーキングポール１９の係合部がパーキングギヤ１０から抜けないときでも、解除待機機構２１のスプリングバネ２０が変形することで、シフトレバー１１をＰレンジからＲレンジに動かすことできる。

これにより、運転手にパーキングロックを解除する意思があるが、パーキングポール１９がパーキングギヤ１０から抜けずに、パーキングロックが解除できない状態を正確に検出することができる。

また、運転手がシフトレバー１１をＰレンジからＲレンジにシフトしたときに、解除待機機構２１のスプリングバネ２０がカム部材１７を引き抜く方向に付勢力を蓄えることになるので、よりカム部材１７を引き抜く力が大きくなり、容易にカム部材１７を引き抜くことができる。

なお、この解除待機機構２１のスプリングバネ２０は、シフトレバー１１とディテントプレート１５の間に設けられる場合には、その付勢力は、カムスプリング１６の付勢力とディテントスプリング１４の付勢力のそれぞれよりも大きくなるように設定されることが好ましい。

この構成によれば、パーキングロック時には、解除待機機構２１のスプリングバネ２０よりも先にカムスプリング１６が縮むので、従来技術で説明したように、パーキングポール１９とパーキングギヤ１０を係合させることができる。一方、パーキングロックの解除時には、スプリングバネ２０が伸びて、上記で説明した通りにシフトレバー１１をＰレンジからＲレンジに動かすことを可能にすると共に、スプリングバネ２０の付勢力を加えることで、カム部材１７を引き抜く力を増大することができる。

なお、解除待機機構２１をカムスプリング１６とディテントプレート１５の間に設ける場合には、その付勢力は、カムスプリング１６の付勢力よりも大きく、且つディテントスプリング１４の付勢力よりも小さくなるように設定される。

また、このパーキングロック機構１は、シフトレバー１１の位置を検出するポジション検出スイッチ（操作位置検出装置）２２と、パーキングポール１９とパーキングギヤ１０との係合を検出するロック検出スイッチ（係合検出装置）２３とを備えると共に、ポジション検出スイッチ２２が、シフトレバー１１の位置がＲレンジであると検出した場合に、ロック検出スイッチ２３が、パーキングポール１９とパーキングギヤ１０とが係合していることを検出したときに、その状態を運転手に報知する警報ブザー（報知装置）２４を備えて構成される。

ポジション検出スイッチ２２とロック検出スイッチ２３は特に限定されないが、それぞれ、スイッチのように、物理的にＯＮ及びＯＦＦされるものでよい。例えば、ポジション検出スイッチ２２はシフトレバー１１がＰレンジのときにＯＮとなり、ＲレンジのときにＯＦＦとなるように構成され、ロック検出スイッチ２３はパーキングロックされた状態のときにＯＮとなり、パーキングロックが解除されたときにＯＦＦとなるように構成される。

よって、ポジション検出スイッチ２２がＯＦＦで、且つロック検出スイッチ２３がＯＮの場合に、その信号がＴＣＭ９に送られ、ＴＣＭ９が、運転手にパーキングロックを解除する意思があり、シフトレバー１１をＲレンジに動かしたが、パーキングポール１９がパーキングギヤ１０から抜けない状態と判断することができる。

警報ブザー２４は、シフトレバー１１をＲレンジに動かしたが、パーキングポール１９がパーキングギヤ１０から抜けない状態を、音によって、運転手に知らせることができるように構成される。この実施の形態では、報知装置として警報ブザー２４を備えたが、運転手が、そのような状態を目視で確認できるように、シフトインジケータやウォーニングランプなどが設けられているメータ機器２５にその状態を示すランプなどを設けてもよい。

加えて、このパーキングロック機構１は、ポジション検出スイッチ２２が、シフトレバー１１の位置がＲレンジであると検出した場合に、ロック検出スイッチ２３が、パーキングポール１９とパーキングギヤ１０とが係合していることを検出したときに、ＴＣＭ９が、Ｇセンサ（加速度センサ）３０などのパーキングギヤ１０に発生しているトルクを検出可能なセンサの検出信号に基づいて、パーキングギヤ１０に発生したトルクを相殺する制御を行うように構成される。

この他、アクセルペダル３１の操作を検出するアクセルセンサ３２とも接続されたＴＣＭ９は、運転手がシフトレバー１１をＰレンジからＲレンジに操作した場合に、その操作に反してパーキングポール１９がパーキングギヤ１０から抜けずにパーキングロックが解除できない状態であるか否かを判断するパーキングロック状態判断手段Ｍ１と、そのパーキングロック状態判断手段Ｍ１によりパーキングロックが解除できない状態であると判断された場合に、警報ブザー２４を鳴らす制御を行う報知手段Ｍ２と、パーキングギヤ１０に発生したトルクを相殺する制御を行うトルク相殺手段Ｍ３を備えて構成される。

パーキングロック状態判断手段Ｍ１は、ポジション検出スイッチ２２とロック検出スイッチ２３に基づいて、運転手のシフト操作とパーキングロックの状態が一致しているか否かを判断する手段である。例えば、この実施の形態では、ポジション検出スイッチ２２がＯＦＦで、ロック検出スイッチ２３がＯＮの場合に、運転手がシフトレバー１１をＰレンジからＲレンジに操作したときに、その操作に反してパーキングポール１９がパーキングギヤ１０から抜けずにパーキングロックが解除できない状態であると判断する。

報知手段Ｍ２は、パーキングロック状態判断手段Ｍ１で、シフトレバー１１をＲレンジに動かしたが、パーキングポール１９がパーキングギヤ１０から抜けない状態と判断された場合に、警報ブザー２４を鳴らすように制御する手段である。また、この報知手段Ｍ２は、ブレーキセンサ２７とパーキングブレーキセンサ２９の検出信号からブレーキが効いていない場合に、警報ブザー２４を鳴らすように構成すると、シフトレバー１１をＲレンジに動かしたが、パーキングポール１９がパーキングギヤ１０から抜けない状態と判断された場合で、且つ車両にブレーキが効いていない場合にのみ警報ブザー２４を鳴らすので、好ましい。

この報知手段Ｍ２によれば、運転手にパーキングロックを解除する意思があり、シフトレバー１１をＲレンジに動かしても、パーキングロックが解除されない状態を、運転手に知らせることができる。これにより、運転手にブレーキを効かせるように喚起することができる。

トルク相殺手段Ｍ３は、シフトレバー１１をＰレンジからＲレンジに動かしたが、パーキングポール１９がパーキングギヤ１０から抜けない状態で、且つ、ブレーキペダル２６及びブレーキレバー２８のいずれかによって車両にブレーキが効いている場合に行われる手段であり、パーキングギヤ１０に発生したトルクを相殺する手段である。

このトルク相殺手段Ｍ３は、パーキングロックが解除できない状態であると判断された場合で、且つ車両にブレーキが効いている場合に、パーキングギヤ１０に発生するトルクを相殺するために、Ｇセンサ３０などのセンサ類の信号に基づいて行われるが、この実施の形態では、元々トランスミッション４に設けられ、急勾配ではギヤ部４ａの最低速ギヤ段を選択するように勾配を感知するＧセンサ３０を用いて、車両の状態が上りか下りかを検出し、パーキングギヤ１０に発生するトルクがどちら向きに作用しているか判断するように構成した。

なお、パーキングギヤ１０に発生するトルクがどちら向きに作用しているか検出することができれば、Ｇセンサ３０位外のセンサを用いてもよい。

このトルク相殺手段Ｍ３によれば、シフトレバー１１の操作に対して、パーキングポール１９とパーキングギヤ１０の係合が追従していない状態を容易に検出し、その状態が検出された場合には、パーキングギヤ１０に発生しているトルクを相殺する制御を行い、解除待機機構２１のスプリングバネ２０でカム部材１７を抜く力が増加したことと相まって、容易にパーキングロックを解除することができる。

次に本発明に係る第二の実施の形態のパーキングロック機構について、図２を参照しながら説明する。なお、図１と同様の構成については省略する。このパーキングロック機構４０は、図１に示す第一の実施の形態の伝達機構１２の途中に設けたスプリングバネ２０を有する解除待機機構２１に代えて、図２に示すように、回動部材１３とディテントプレート１５との間に捻りバネ４１を有する解除待機機構４２を備えて構成される。

このパーキングロック機構４０は、回動部材１３が、回動部材本体１３ａにシフトレバー１１と接続される接合部１３ｂと、ディテントプレート１５に遊嵌されたシャフト１３ｃと、捻りバネ４１の一端側を固定する固定部１３ｄとを備える。

捻りバネ４１は、一端側が固定部１３ｄに設けた挿通孔１３ｅに挿通されて固定され、他端側がディテントプレート１５に設けた挿通孔１５ｂに挿通されて固定される。そして、回動部材１３とディテントプレート１５とが捻りバネ４１を介して接続されるように構成されて、回動部材１３とディテントプレート１５のそれぞれが回動方向に別々に回動可能とするように構成される。

なお、この実施の形態では、捻りバネ４１の端部をそれぞれ挿通孔１３ｅ及び挿通孔１５ｂに挿通して固定したが、本発明はこれに限定されずに、例えば、捻りバネ４１の一端側を固定部１３ｄに巻きつけて固定してもよい。

従来技術のパーキングロック機構では、回動部材１３とディテントプレート１５は一体固定部品であるが、この第二の実施の形態では、その回動部材１３とディテントプレート１５が別々に回動するように構成され、且つその回動が捻りバネ４１を介して行われるように構成される。

図１に示す第一の実施の形態のパーキングロック機構１と、図２に示す第二の実施の形態のパーキングロック機構４０は、解除待機機構２１及び４２の弾性体として、スプリングバネ２０又は捻りバネ４１という違いはあるが、その動作は同様となるが、装置の組み込みの容易さなどの理由から捻りバネ４１を有する解除待機機構４２を用いた構成が好ましい。

なお、この捻りバネ４１の付勢力も第一の実施の形態と同様に、カムスプリング１６の付勢力とディテントスプリング１４の付勢力のそれぞれよりも大きくなるように設定されることが好ましい。

次に、本発明に係る第三の実施の形態のパーキングロック機構について、図３を参照しながら説明する。この第三の実施の形態のパーキングロック機構５０は、図３に示すように、伝達機構１２の途中に、スプリングバネ２０を有する解除待機機構５１に突当て部材（一方向変形制限部材）５２を備えて構成される。

この突当て部材５２は、弾性体であるスプリングバネ２０の変形を一方向に制限する部材である。この突当て部材５２により、スプリングバネ２０は、シフトレバー１１をＲレンジからＰレンジに動かす場合には、突当て部材５２が突き当ることで変形せず、一方、シフトレバー１１をＰレンジからＲレンジに動かす場合には、突当て部材５２が離れることで変形が許可される。

これにより、パーキングロックする場合には、解除待機機構５１のスプリングバネ２０は変形せずにカムスプリング１６が縮んで、従来技術で説明したようにパーキングポール１９がパーキングギヤ１０に係合する。一方、パーキングロックを解除する場合には、スプリングバネ２０が変形するので、パーキングポール１９の係合部がパーキングギヤ１０から抜けない場合でも、シフトレバー１１をＲレンジに動かすことができ、且つスプリングバネ２０の付勢力によりカム部材１７を引き抜く力を増大することができる。

次に、本発明に係る第四の実施の形態のパーキングロック機構について、図４を参照しながら説明する。この第四の実施の形態のパーキングロック機構６０は、図２に示す第二の実施の形態の構成に加えて、図４に示すように、捻りバネ４１を有する解除待機機構６１に突当て部材６２を設けて構成される。

この解除待機機構６１の捻りバネ４１は、回動部材１３とディテントプレート１５との間に設けられ、パーキングロック解除時に捻られるように一端側が固定部１３ｄの側面に接触した状態で引っ掛けられ、他端側がディテントプレート１５に設けた挿通孔１５ｂに挿通されて固定される。

なお、この実施の形態の捻りバネ４１の一端側は固定部１３ｄに引っ掛けられるように
構成されているが、本発明はこれに限定されずに、例えば、第二の実施の形態のように、固定部１３ｄに挿通孔１３ｅを設けて、捻りバネ４１の一端側を挿通して固定する、あるいは固定部１３ｄに一端側を巻き付けて固定する構成としてもよい。

また、解除待機機構６１の突当て部材６２は、その捻りバネ４１の捻られる方向を一方向に制限するものである。この突当て部材６２は、図５に示すように、ディテントプレート１５の裏側に固定された突き当て本体６２ａと、ディテントプレート１５の裏側から突出し、且つ回動自在に設けられた回動部材１３のシャフト１３ｃに挿入され固定された突当てピン６２ｂと、突当て本体６２ａに設けられ、突当てピン６２ｂの回動を一区間に制限する突当て部６２ｃとから構成される。

この突当て部材６２により捻りバネ４１の変形は一方向に制限されるが、捻りバネ４１に初期セット荷重を与えて組み込まない場合には、パーキングロックを行っていない通常時に突当て部材６２と突当て部６２ｃの間に遊びを設けるようにしてもよい。この場合、捻りバネ４１はパーキングロック時にも多少変形することになる。

好ましくは、捻りバネ４１の変形を一方向にのみに限定するように構成されるとよく、この場合、捻りバネ４１は、予め定めた初期セット荷重を有するように組み立てられており、この初期セット荷重により、突当てピン６２ｂが突当て部６２ｃに押し付けられることで、回動部材１３とディテントプレート１５は押し付けられている。

この構成によれば、パーキングロック機構６０は、通常時に、回動部材１３とディテントプレート１５が初期セット荷重により、一体として動作するが、一方、運転手がパーキングロックを解除しようとする場合に、パーキングポール１９の係合部がパーキングギヤ１０から抜けないときに、運転手のシフトレバー１１の操作力が初期セット荷重を上回った時点で捻りバネ４１が変位し、回動部材１３とディテントプレート１５に相対変位が生じ、シフトレバー１１をＲレンジに移動することを可能とする。

よって、この捻りバネ４１の初期セット荷重は、通常時の運転手のシフトレバー１１の操作力よりも大きく、一方、運転手がパーキングロックを解除しようとする場合に、パーキングポール１９の係合部がパーキングギヤ１０から抜けないときの、運転手のシフトレバー１１の操作力よりも小さくなるように設定されることが望ましい。

このように、捻りバネ４１に初期セット荷重を与えて組み込むことで、シフトレバー１１の操作フィーリングを向上することができる。

カム部材１７を入れる場合に、捻りバネ４１の初期セット荷重により回動部材１３とディテントプレート１５は押し付けられており、突当てピン６２ｂが突き当て本体６２ａの突き当て部６２ｃに突き当たっているので、図５の白抜き矢印方向にシャフト１３ｃが回動すると、突当てピン６２ｂが直接、ディテントプレート１５を回動させる。

逆に、カム部材１７を抜く場合に、図５の塗り潰し矢印方向にシャフト１３ｃが回動すると、パーキングポール１９がパーキングギヤ１０から容易に抜ける場合には、回動部材１３とディテントプレート１５は一体として動作する。一方、パーキングポール１９がパーキングギヤ１０から抜けない場合には、運転手のシフトレバー１１の操作力が捻りバネ４１の初期セット荷重よりも大きくなったときに、突当てピン６２ｂが突き当て部６２ｃに突き当たるまで動くと共に、シャフト１３ｃからのトルクは捻りバネ４１を介してディテントプレート１５に伝わる。このとき、捻りバネ４１が捻られて、回動部材１３とディテントプレート１５に相対変位が生じ、シフトレバー１１をＰレンジからＲレンジに動かすことができると共に、捻りバネ４１にカム部材１７を抜く方向の付勢力を蓄えさせることができる。

次に、本発明に係る第一から第四の実施の形態のパーキングロック機構の動作について、図６に示すフローチャート、及び図７〜図９を参照しながら説明する。なお、この動作の説明では、第四の実施の形態のパーキングロック機構６０を例に説明するが、第一から第三の実施の形態も略同様に動作するためその説明は省略する。

このパーキングロック機構６０のパーキングロック時の制御方法については、解除待機機構６１が設けられていても、突当て部材６２により、従来技術で説明したように動作するので、ここではその説明は省略する。

パーキングロックを解除する時の制御方法（パーキングロック機構６０の解除方法）は、図６に示すように、まず、運転手がシフトレバー１１をＰレンジからＲレンジに操作するステップＳ１０を行う。このステップＳ１０が行われるまで、ポジション検出スイッチ２２とロック検出スイッチ２３は共にＯＮであり、ＴＣＭ９のパーキングロック状態判断手段Ｍ１では、運転手にパーキングロックを解除する意思がなく、パーキングロックされている状態と認識されている。そして、ステップ１０で、シフトレバー１１がＰレンジからＲレンジに操作されると、図７に示すように、ポジション検出スイッチ２２はＯＦＦとなる。このとき、解除待機機構６１の捻りバネ４１には、カム部材１７を引き抜く方向に付勢力Ｆ３が蓄えられる。これにより、パーキングロッド１８には、捻りバネ４１のテンションによるカム部材１７を抜こうとする力が残留する。

次に、ＴＣＭ９のパーキングロック状態判断手段Ｍ１が、パーキングロックが解除されたか否か、つまりパーキングポール１９がパーキングギヤ１０から抜けたか否かを判断するステップＳ２０を行う。このステップＳ２０では、ロック検出スイッチ２３がＯＦＦの場合は、ポジション検出スイッチ２２とロック検出スイッチ２３の両方がＯＦＦで一致することから、パーキングポール１９がパーキングギヤ１０から抜けた（ＹＥＳ）と判断され、この制御方法は完了する。

ステップＳ２０で、ロック検出スイッチ２３がＯＮの場合は、ポジション検出スイッチ２２とロック検出スイッチ２３の検出結果が異なることから、パーキングポール１９がパーキングギヤ１０から抜けていない（ＮＯ）と判断される。このとき、ポジション検出スイッチ２２はＯＦＦであり、運転手はパーキングロックを解除する意思があり、シフトレバー１１をＲレンジに動かしたが、ロック検出スイッチ２３はＯＮであり、パーキングポール１９がパーキングギヤ１０から抜けていない状態となる。

ステップＳ２０でＮＯと判断されると、次に、報知手段Ｍ２が、車両にブレーキが効いているか否かを判断するステップＳ３０を行う。このステップＳ３０では、ブレーキセンサ２７とパーキングブレーキセンサ２９のどちらか一方がＯＮであれば、ブレーキが効いている（ＹＥＳ）と判断し、ステップＳ５０へ進む。一方、ブレーキセンサ２７とパーキングブレーキセンサ２９の両方ともがＯＦＦであれば、ブレーキが効いていない（ＮＯ）と判断する。

ステップＳ３０でＮＯと判断されると、次に、報知手段Ｍ２が、警報ブザー２４を鳴らすステップＳ４０を行う。このステップＳ４０では、運転手のパーキングロックを解除する意思に反して、パーキングポール１９がパーキングギヤ１０から抜けていない状態であることを運転手に知らせると共に、運転手にこれから行うパーキングロックの解除に際して、ブレーキを効かすように促すことができる。この実施の形態では、警報ブザー２４を鳴らして運転手にブレーキを効かすように喚起したが、メータ機器２５に警告表示のランプを点灯させてもよい。

また、ステップＳ３０の後にステップＳ４０を行うようにしたが、ステップＳ３０を行う前に、運転手にパーキングロックを解除する意思があり、シフトレバー１１をＲレンジに動かしたが、パーキングポール１９がパーキングギヤ１０から抜けていない状態を報知するように警報ブザー２４を鳴らすように構成してもよい。

ステップＳ４０で運転手への喚起が終了した後に、再度ステップＳ３０を行いブレーキが効いているか否か判断し、ブレーキが効いていると判断されると、次に、パーキングギヤ１０に発生しているトルクＴの方向を検出するステップＳ５０を行う。このステップＳ５０では、Ｇセンサ３０を用いて、車両の勾配を検出してトルクＴの方向を検出する。このステップＳ５０は、パーキングギヤ１０に発生しているトルクＴの方向を検出することができればよく、例えば、パーキングギヤ１０にトルクセンサを設け、そのトルクセンサに基づいてトルクＴの方向を検出してもよい。

次に、パーキングギヤ１０に発生しているトルクＴを相殺する方向にエンジン２の動力が伝わるようにトランスミッション４のギヤ部４ａのギヤ段を選択し、その選択したギヤ段にシフトするステップＳ６０を行う。このステップＳ６０では、例えば、車両が上り向きに傾いていれば、ドライブギヤを選択し、一方、車両が下り向きに傾いていれば、リバースギヤを選択する。

なお、車両がエンジンの他に走行用モータを搭載したハイブリット車両であれば、このステップＳ６０では、走行用モータを、パーキングギヤ１０に発生しているトルクＴを相殺する方向に駆動するように制御してもよい。

ステップＳ６０でギヤ段のシフトが完了した後に、クラッチ３を徐々に接するステップＳ７０を行う。このステップＳ７０で、図８に示すように、プロペラシャフト５にトルクＴを相殺する相殺トルクＴ’が発生し、パーキングギヤ１０に発生したトルクＴが徐々に相殺される。それに伴いパーキングポール１９の先端部１９ｂに掛かる抜け出し力Ｆ１及びカム部材１７の摩擦保持力Ｆ２も低下を始める。

ステップＳ１０で、シフトレバー１１はＰレンジからＲレンジに動かされており、解除待機機構６１の捻りバネ４１には、カム部材１７を抜く方向に付勢力Ｆ３が蓄えられている。よって、その付勢力Ｆ３がカム部材１７の摩擦保持力Ｆ２に勝った時点で、カム部材１７はその付勢力Ｆ３により引き抜かれることになり、図９に示すように、パーキングロックが解除される。パーキングロックが解除されるとロック検出スイッチ２３がＯＦＦとなり、ポジション検出スイッチ２２とロック検出スイッチ２３の両方がＯＦＦになるとこの制御方法は完了する。

この制御方法によれば、運転手がパーキングロックを解除する意思があって、シフトレバー１１を操作した場合に、パーキングロックの解除が出来ない状態が発生したときに、その状態を正確に検出することができる。

また、その状態を検出した場合には、パーキングギヤ１０に発生するトルクＴを相殺する制御を行い、解除待機機構６１の捻りバネ４１の付勢力Ｆ３でカム部材１７を抜く力が増加したことと相まって、容易にパーキングロックを解除することができる。

これにより、パーキングギヤ１０のサイズの増加やシフトレバー１１のレバー比を増加することなく、パーキングロックを解除するために必要な力が極端に増加した場合でも、パーキングロックを解除することができ、車両の走行不良やパーキングロック機構６０の破損を未然に防ぐことができる。

また、パーキングロックを解除する際に、警報ブザー２４により運転手にブレーキを効かすように喚起し、且つブレーキが効いた状態を確認してから行うので、車両が動くこと無く安全にパーキングロックを解除することができる。

上記で説明した構成及び制御方法は、シフトレバー１１とディテントプレート１５が機械的な機構により接続されたパーキングロック機構１、４０、５０、及び６０を例に説明したが、本発明の課題は、シフトレバー１１とディテントプレート１５が機械的な機構により接続されておらず、シフトレバー１１やシフトボタンの操作信号により駆動するアクチュエータなどを備え、そのアクチュエータによりディテントプレート１５を回動させる、所謂シフトバイシフト式のパーキングロック機構にも共通する課題である。

よって、そのシフトバイシフト式のパーキングロック機構においても、運転手にパーキングロックを解除する意思があり、シフトレバー１１やシフトボタンを操作しても、同様の理由からパーキングロックが解除できない場合には、上記の制御を行うことで、その課題を解決することができる。

本発明のパーキングロック機構は、解除待機機構の弾性体が変形することで、操作具はパーキングロック解除位置に位置するが、パーキングポールとパーキングギヤとの係合状態が解除されていないという状態を生み、運転手がパーキングロックを解除する意思があるが、パーキングギヤに坂道の勾配や車重によるトルクが発生していて、パーキングポールがパーキングギヤから抜けない状態であることを正確に検出することができるので、特に操作具とディテントプレートが機械的な機構で直接的に接合されたトラックなどの大型車両に利用することができる。

１、４０、５０、６０、１Ｘ パーキングロック機構
２ エンジン（内燃機関）
３ クラッチ
４ トランスミッション（変速機）
５ プロペラシャフト（回転軸）
１０ パーキングギヤ
１１ シフトレバー（操作具）
１２ 伝達機構
１３ 回動部材
１４ ディテントスプリング
１５ ディテントプレート
１６ カムスプリング
１７ カム部材
１８ パーキングロッド
１９ パーキングポール
２０ スプリングバネ（弾性体）
２１、４２、５１、６１ 解除待機機構
２２ ポジション検出スイッチ（操作位置検出装置）
２３ ロック検出スイッチ（係合検出装置）
２４ 警報ブザー（報知装置）
２５ メータ機器
２７ ブレーキセンサ
２９ パーキングブレーキセンサ
３０ Ｇセンサ
４１ 捻りバネ（弾性体）
５２、６２ 突当て部材（一方向変形制限部材）
Ｍ１ パーキングロック状態判断手段
Ｍ２ 報知手段
Ｍ３ トルク相殺手段

Claims (8)

1. 操作具と接続され、該操作具の操作により回動が引き起こされる回動部材と、ディテントスプリングと係合可能な複数の凹部を有し、該回動部材により回動可能なディテントプレートと、一端部にカムスプリングにより付勢されるカム部材を有し、該ディテントプレートの回動により進退移動するパーキングロッドと、変速機の回転軸に固定されているパーキングギヤの歯間の凹部と係合する係合部を有し、前記カム部材により前記パーキングギヤと係合するパーキングポールと、を備えたパーキングロック機構において、
   前記操作具と前記カムスプリングとの間に弾性体を有した解除待機機構を備え、
   前記操作具をパーキングロック位置に操作した場合に、前記解除待機機構の前記弾性体が変形せず、前記パーキングポールを前記パーキングギヤに係合し、
   一方、前記操作具をパーキングロック解除位置に操作した場合に、前記パーキングポールの係合部が前記パーキングギヤから抜けない状態でも、前記解除待機機構の前記弾性体が変形して、前記操作具を前記パーキングロック解除位置に移動可能に構成されることを特徴とするパーキングロック機構。
2. 前記操作具を操作したときの前記カム部材を移動させる方向に関する前記弾性体の付勢力に関して、
   前記解除待機機構を前記ディテントプレートと前記操作具の間に設ける場合は、前記弾性体の付勢力を前記カムスプリングの付勢力と前記ディテントスプリングの付勢力のそれぞれよりも大きくし、前記解除待機機構を前記カムスプリングと前記ディテントプレートとの間に設ける場合は、前記弾性体の付勢力を前記カムスプリングの付勢力よりも大きく、且つ前記ディテントスプリングの付勢力よりも小さくすることを特徴とする請求項１に記載のパーキングロック機構。
3. 前記解除待機機構が、前記弾性体と、前記弾性体の一方向への変形を制限する一方向変形制限部材とを備え、
   前記パーキングポールを前記パーキングギヤに係合する方向に対しては前記一方向変形制限部材により前記弾性体の変形を制限し、前記パーキングポールを前記パーキングギヤから抜く方向に対しては前記一方向変形制限部材による制限がなく、前記弾性体が変形するように構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のパーキングロック機構。
4. 前記操作具の位置を検出する操作位置検出装置と、前記パーキングポールと前記パーキングギヤとの係合を検出する係合検出装置とを備えると共に、
   前記操作位置検出装置が、前記操作具の位置が前記パーキングロック解除位置であると検出した場合で、前記係合検出装置が、前記パーキングポールと前記パーキングギヤとが係合していることを検出したときに、その状態を運転手に報知する報知装置を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のパーキングロック機構。
5. 前記操作具の位置を検出する操作位置検出装置と、前記パーキングポールと前記パーキングギヤとの係合を検出する係合検出装置とを備えると共に、
   前記操作位置検出装置が、前記操作具の位置が前記パーキングロック解除位置であると検出した場合で、前記係合検出装置が、前記パーキングポールと前記パーキングギヤとが係合していることを検出したときに、前記パーキングギヤに発生しているトルクを相殺する制御を行う制御装置を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のパーキングロック機構。
6. 操作具と接続され、該操作具の操作により回動が引き起こされる回動部材と、ディテントスプリングと係合可能な複数の凹部を有し、該回動部材により回動可能なディテントプレートと、一端部にカムスプリングにより付勢されるカム部材を有し、該ディテントプレ
   ートの回動により進退移動するパーキングロッドと、変速機の回転軸に固定されているパーキングギヤの歯間の凹部と係合する係合部を有し、前記カム部材により前記パーキングギヤと係合するパーキングポールと、を備えたパーキングロック機構の解除方法において、
   前記操作具をパーキングロック解除位置に操作した場合に、前記パーキングポールの係合部が前記パーキングギヤから抜けない状態では、前記操作具と前記カムスプリングとの間に備えた解除待機機構に設けた弾性体が変形して、前記パーキングポールの前記係合部が前記パーキングギヤから抜けない状態のまま、前記操作具を前記パーキングロック解除位置に移動することを特徴とするパーキングロック機構の解除方法。
7. 前記操作具の位置を検出する操作位置検出装置が、前記操作具の位置が前記パーキングロック解除位置であると検出した場合で、且つ前記パーキングポールと前記パーキングギヤとの係合を検出する係合検出装置が、前記パーキングポールと前記パーキングギヤとが係合していることを検出したときに、その状態を運転手に報知することを特徴とする請求項６に記載のパーキングロック機構の解除方法。
8. 前記操作具の位置を検出する操作位置検出装置が、前記操作具の位置が前記パーキングロック解除位置であると検出した場合で、且つ前記パーキングポールと前記パーキングギヤとの係合を検出する係合検出装置が、前記パーキングポールと前記パーキングギヤとが係合していることを検出したときに、前記パーキングギヤに発生しているトルクを相殺することを特徴とする請求項６又は７に記載のパーキングロック機構の解除方法。

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