坂道発進補助装置
【課題】運転者に違和感を与え難くできる坂道発進補助装置を提供すること。
【解決手段】上り坂で車両１が停止したときは、ワンウェイクラッチ８により駆動軸６の逆方向の回転が阻止されると共に、前進段の回転要素７２がトルク伝達状態で噛み合うため、車両１が上り坂を下ることが阻止される。この状態で後進段への切換え要求があると、第１待機手段７７ａ（待機手段）により、後進段への切換え及び成立が待機される。車両１を発進させる発進要求があると、その発進要求に応じて駆動軸６が一定方向に回転し、前進段の回転要素７２の噛み合いが解除され、後進段への切換え要求に応じて前後進切換装置７により後進段が成立する。後進段への切換え要求および車両１の発進要求により、後進段を成立させて車両１を発進（後進）させることができるので、運転者に違和感を与え難くできる。車両１を前進させる場合も同様に違和感を与え難くできる。
【解決手段】上り坂で車両１が停止したときは、ワンウェイクラッチ８により駆動軸６の逆方向の回転が阻止されると共に、前進段の回転要素７２がトルク伝達状態で噛み合うため、車両１が上り坂を下ることが阻止される。この状態で後進段への切換え要求があると、第１待機手段７７ａ（待機手段）により、後進段への切換え及び成立が待機される。車両１を発進させる発進要求があると、その発進要求に応じて駆動軸６が一定方向に回転し、前進段の回転要素７２の噛み合いが解除され、後進段への切換え要求に応じて前後進切換装置７により後進段が成立する。後進段への切換え要求および車両１の発進要求により、後進段を成立させて車両１を発進（後進）させることができるので、運転者に違和感を与え難くできる。車両１を前進させる場合も同様に違和感を与え難くできる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、坂道における車両の発進を補助する坂道発進補助装置に関し、特に、運転者に違和感を与え難くできる坂道発進補助装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、坂道における車両の発進を補助する技術が知られている。この種の技術に関し、例えば、特許文献１には、クラッチと歯車式の変速機との間の回転軸にワンウェイクラッチを配設し、そのワンウェイクラッチによりエンジン回転方向の回転を許容すると共に、逆方向の回転を阻止する技術が開示されている。特許文献１に開示される技術では、上り坂を前進走行する車両を上り坂の途中で制動停止させた場合、重力により上り坂を後ろ向きに下ろうとする力が車両に作用し、車輪を介して回転軸にエンジン回転方向と逆方向の回転が加わる。その結果、ワンウェイクラッチにより回転軸がロックされると共に、前進段のギヤがトルク伝達状態で噛み合うため、ブレーキを操作しなくても車両が上り坂を下ることは阻止される。この状態で車両の発進操作を行ったときは、エンジン回転方向のトルクにより回転軸のロックが解除され、スムーズに発進できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平１−１０６３１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示される技術では、上り坂を前進段で上り、途中で停車させた後、その上り坂を後進段で下る場合、発進操作が著しく煩雑であった。その理由は、停車状態では前進段のギヤがトルク伝達状態で噛み合っていると共に、上り坂を後ろ向きに下ることがワンウェイクラッチにより阻止されているため、前進段から後進段のギヤに切換えることが困難だからである。
【０００５】
停車状態から上り坂を後進段で下るまでの発進操作を具体的に説明すると、前進段のギヤの噛み合いを解除するため、まず、上り坂を前進段で上る発進操作を行い、次に、前進段から後進段に切換えて発進させる必要があった。上り坂を下りたいという意思に反して、運転者は初めに上り坂を上るように車両を操作しなければならないので、運転者に違和感を与えるという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、運転者に違和感を与え難くできる坂道発進補助装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００７】
この目的を達成するために請求項１記載の坂道発進補助装置によれば、車輪を駆動する動力源と、その動力源の動力を車輪に伝達する動力伝達経路に配設され、動力源により駆動される駆動軸の回転を前進段または後進段の回転要素に伝達すると共に、前進段または後進段への切換え要求に応じて、前進段または後進段の回転要素への連結の切換えを成立させる歯車式の前後進切換装置と、その前後進切換装置と動力源との間の動力伝達経路に配設され、停車時に動力源と駆動軸との連係を遮断する断続装置と、断続装置から前後進切換装置までの動力伝達経路に配設され、駆動軸の所定方向の回転を許容する一方、駆動軸の逆方向の回転を阻止するワンウェイクラッチとを備える車両に搭載されるものである。
【０００８】
上り坂を前進段で上る車両が停止したときは、車両には重力により上り坂を下ろうとする力が作用する。断続装置により動力源と駆動軸との連係が遮断され、前後進切換装置により前進段が成立している場合は、車輪を介して逆方向の回転が駆動軸に伝達される。その結果、ワンウェイクラッチにより駆動軸の逆方向の回転が阻止されると共に、前進段の回転要素がトルク伝達状態で噛み合うため、車輪の回転が阻止され、車両が上り坂を下ることが阻止される。
【０００９】
この状態（前後進切換装置により前進段が成立する状態）で後進段への切換え要求があると、待機手段により、前後進切換装置による後進段への切換え、又は、動力源と駆動軸との連係が待機される。その後、車両を発進させる発進要求があると、その発進要求に応じて駆動軸が所定方向に回転される。その駆動軸の所定方向へのわずかな回転により、前進段の回転要素の噛み合いが解除され、後進段への切換え要求に応じて前後進切換装置により後進段が成立する。
【００１０】
また、上り坂を後進段で上る車両が停止したときは、車両には重力により上り坂を下ろうとする力が作用する。断続装置により動力源と駆動軸との連係が遮断され、前後進切換装置により後進段が成立している場合は、車輪を介して一定方向と逆方向の回転が駆動軸に伝達される。その結果、ワンウェイクラッチにより駆動軸の逆方向の回転が阻止されると共に、後進段の回転要素がトルク伝達状態で噛み合うため、車輪の回転が阻止され、車両が上り坂を下ることが阻止される。
【００１１】
この状態（前後進切換装置により後進段が成立する状態）で前進段への切換え要求があると、待機手段により、前後進切換装置による前進段への切換え、又は、動力源と駆動軸との連係が待機される。車両を発進させる発進要求があると、その発進要求に応じて駆動軸が所定方向に回転される。その駆動軸の所定方向へのわずかな回転により、後進段の回転要素の噛み合いが解除され、前進段への切換え要求に応じて前後進切換装置により前進段が成立する。
【００１２】
以上のように坂道発進補助装置は、待機手段により、前進段または前進段の一方が成立したときは、前進段または後進段の他方への切換え要求および車両の発進要求により、前進段または後進段の他方を成立させて車両を発進させることができる。切換え要求の方向と車両を発進させる方向とが一致するので、車両を前進または後進させるときに運転者に違和感を与え難くできる効果がある。
【００１３】
請求項２記載の坂道発進補助装置によれば、前後進切換装置では、回転駆動部に駆動軸の回転が伝達され、回転駆動部と回転要素との間を連結部材が移動することにより、回転駆動部と回転要素との連結または連結解除が行われる。連結部材は、支持部材により移動可能に支持され、その支持部材は、前進段または後進段への切換え要求に応じて移動される。その支持部材の移動に伴い、連結解除をする回転要素から連結をする回転要素へ向かう付勢力が、付勢部材により連結部材に付与される。その結果、車両を発進させる発進要求により回転要素の噛み合いが解除されると、付勢部材の付勢力により、連結解除をする回転要素から連結をする回転要素へ連結部材が移動する。これにより前進段または後進段への切換え要求に応じて、前後進切換装置により前進段または後進段の回転要素への連結の切換えが成立する。
【００１４】
以上のように、待機手段は支持部材の移動に伴い付勢力を発生する付勢部材を備え、その付勢力により前進段または後進段の切換えが機械的に行われるので、前進段または後進段の切換え及び成立を待機する制御を省略できる。その結果、電磁ノイズ等の外的影響を受け難くすることができ、請求項１の効果に加え、信頼性を向上できる効果がある。
【００１５】
請求項３記載の坂道発進補助装置によれば、車両の走行状態に関する情報が走行状態取得手段により取得され、その走行状態取得手段により取得された車両の走行状態に関する情報に基づいて、車両が所定の停止状態にあるか停止状態判断手段により判断される。判断の結果、車両が所定の停止状態にある場合に、報知手段により、前進段または後進段を成立させるか或いは前進段または後進段が成立するように支持部材を移動させるよう運転者に報知されるので、運転者は、その報知に基づいて前後進切換装置を作動させて前進段または後進段を成立させることができる。
【００１６】
運転者の操作により前進段または後進段が成立し、ワンウェイクラッチにより駆動軸の逆方向の回転が阻止されると、坂道で制動解除したときに車両が下ることが防止される。この機能（以下「発進補助機能」と称す）は、前進段または後進段を成立させるように運転者が操作しなければ発揮されないので、発進補助機能を付与するか否かを運転者が選択できる。その結果、請求項１又は２の効果に加え、発進補助機能を付与するか否かを運転者は技量に応じて選択できるので、運転者の操作感を向上できる効果がある。
【００１７】
請求項４記載の坂道発進補助装置によれば、車両の走行状態に関する情報が走行状態取得手段により取得され、その走行状態取得手段により取得された車両の走行状態に関する情報に基づいて、車両が所定の停止状態にあるか停止状態判断手段により判断される。判断の結果、車両が所定の停止状態にある場合に、発進補助手段により、前後進切換装置を作動させて前進段または後進段を成立させるか或いは前進段または後進段が成立するように支持部材を移動させる。運転者による前進段または後進段を成立させる操作がなくても、ワンウェイクラッチにより駆動軸の逆方向の回転が阻止され、発進補助機能が発揮される。これにより、請求項１又は２の効果に加え、発進補助機能を運転者の操作によらず付与できる効果がある。
【００１８】
請求項５記載の坂道発進補助装置によれば、補助要求取得手段により運転者からの車両の発進補助の要求が取得され、且つ、停止状態判断手段により車両が所定の停止状態にあると判断される場合に、発進補助手段により前後進切換装置が作動され前進段または後進段を成立させるか或いは前進段または後進段が成立するように支持部材が移動される。運転者からの車両の発進補助の要求がある場合に発進補助機能が発揮されるので、請求項４の効果に加え、発進補助機能に違和感を覚える運転者に違和感を与え難くできる効果がある。
【００１９】
請求項６記載の坂道発進補助装置によれば、水平面に対する車両の前後方向の傾斜状態に関する情報が傾斜状態情報取得手段により取得され、その傾斜状態情報取得手段により取得された車両の傾斜状態に関する情報に基づいて、車両が所定の傾斜状態にあるか傾斜状態判断手段により判断される。傾斜状態判断手段により車両が所定の傾斜状態にあると判断され、且つ、停止状態判断手段により車両が所定の停止状態にあると判断される場合に、発進補助手段により前後進切換装置が作動され前進段または後進段を成立させるか或いは前進段または後進段を成立させるように支持部材を移動させる。車両が所定の傾斜状態にある場合に発進補助機能を付与できるので、請求項４又は５の効果に加え、所定の傾斜状態にない平坦な路面で発進補助機能が付与されることを防止できる効果がある。
【００２０】
請求項７記載の坂道発進補助装置によれば、発進補助手段は、前進段または後進段の他方への切換え要求があるまでは、前進段または後進段の一方を成立させるか或いは前進段または後進段を成立させるように支持部材の位置を維持するので、運転者による切換え要求を優先させることができる。これにより請求項４から６のいずれかの効果に加え、運転者の操作感を向上できる効果がある。
【００２１】
請求項８記載の坂道発進補助装置によれば、発進補助手段は、発進補助の要求が解除されるまでは、前進段または後進段の一方を成立させるか或いは前進段または後進段を成立させるように支持部材を移動させるので、運転者による要求を優先させることができる。これにより運転者の要求に応じて発進補助機能の解除が優先されるので、請求項５又は６の効果に加え、運転者の操作感を向上できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施の形態における坂道発進補助装置が搭載される車両を模式的に示した模式図である。
【図２】坂道発進補助装置の電気的構成を示したブロック図である。
【図３】（ａ）は前進段が成立した状態を示す前後進切換装置の模式図であり、（ｂ）は後進段への切換え要求があったときの状態を示す前後進切換装置の模式図であり、（ｃ）は後進段が成立した状態を示す前後進切換装置の模式図である。
【図４】（ａ）は後進段が成立した状態を示す前後進切換装置の模式図であり、（ｂ）は前進段への切換え要求があったときの状態を示す前後進切換装置の模式図であり、（ｃ）は前進段が成立した状態を示す前後進切換装置の模式図である。
【図５】発進補助処理を示すフローチャートである。
【図６】第２実施の形態における坂道発進補助装置の電気的構成を示したブロック図である。
【図７】発進補助処理を示すフローチャートである。
【図８】坂道発進補助処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施の形態における坂道発進補助装置１００が搭載される車両１を模式的に示した模式図である。なお、図１の矢印Ｕ−Ｄ，Ｌ−Ｒ，Ｆ−Ｂは、車両１の上下方向、左右方向、前後方向をそれぞれ示している。
【００２４】
まず、車両１の概略構成について説明する。図１に示すように、車両１は、車体ＢＦと、その車体ＢＦを支持する複数（本実施の形態では４輪）の車輪２と、それら複数の車輪２の内の一部（本実施の形態では、左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲ）を回転駆動する動力源３と、その動力源３の動力が入力軸４により入力される断続装置５と、その断続装置５により入力軸４と連係可能に構成される駆動軸６と、その駆動軸６の回転を前進段または後進段の回転要素に伝達する前後進切換装置７と、断続装置５から前後進切換装置７までの動力伝達経路に配設されるワンウェイクラッチ８とを主に備えて構成されている。車輪２は、図１に示すように、車両１の前方側（矢印Ｆ方向側）に位置する左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲと、車両１の後方側（矢印Ｂ方向側）に位置する左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲとを備えている。
【００２５】
断続装置５は、入力軸４と駆動軸６とを機械的あるいは電磁的に結合すると共に、その結合を解除するための装置である。駆動軸６は入力軸４と結合されて、入力軸４と同じ方向に回転される。本実施の形態では、断続装置５は自動クラッチ装置により構成されている。但し、断続装置５は自動クラッチ装置に限られず、他の装置を採用することは当然可能である。他の装置としては、例えば、運転者のクラッチペダルの操作により結合解除または結合される手動式のクラッチ装置が例示される。また、湿式クラッチ、乾式クラッチのいずれを用いることも可能である。
【００２６】
前後進切換装置７は、車両１の前後進を切換えるための歯車式の装置であり、本実施の形態では、前進段（１速段および２速段以上）の回転要素を備える選択歯車式の変速機（図示せず）に内蔵されている。この場合の変速機としては、例えば、湿式や乾式のクラッチを使ったセミオートマチックトランスミッション、デュアルクラッチトランスミッション、マニュアルトランスミッション等が挙げられる。前後進切換装置７は、アクセルペダルやブレーキペダルの操作状態や運転者による補助モード選択装置１５（図２参照）の操作により、前進段または後進段の切換えが行われる。なお、運転者が切換レバー７ａを操作することにより、前進段または後進段の切換えを任意に行うことが可能である。
【００２７】
ワンウェイクラッチ８は、断続装置５から前後進切換装置７までの動力伝達経路に配設され駆動軸６の一定方向の回転を許容すると共に、逆方向の回転を阻止するための装置である。本実施の形態では、ワンウェイクラッチ８は、駆動軸６の外周面と外輪８ａの内周面との間に配設される複数のスプラグ８ｂを備え、外輪８ａは前後進切換装置７の筐体に固定されている。出力軸９は、前後進切換装置７の出力を駆動輪に伝達するための部材であり、本実施の形態では、デファレンシャルギヤを介して左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲに連結されている。
【００２８】
制御装置２０は、上述したように構成される車両１の各部を制御するための装置であり、例えば、アクセルペダルやブレーキペダルの操作状態等に応じて、動力源３、断続装置５、変速機（前後進切換装置７）を作動制御する。
【００２９】
次いで、図２を参照して、坂道発進補助装置１００の詳細構成について説明する。図２は、坂道発進補助装置１００の電気的構成を示したブロック図である。制御装置２０は、図２に示すように、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２及びＲＡＭ２３を備え、それらがバスライン２４を介して入出力ポート２５に接続されている。また、入出力ポート２５には、動力源３等の装置が接続されている。
【００３０】
ＣＰＵ２１は、バスライン２４により接続された各部を制御する演算装置である。ＲＯＭ２２は、ＣＰＵ２１により実行される制御プログラム（例えば、図３、図６から図８に図示されるフローチャートのプログラム）や固定値データ等を記憶する書き換え不能な不揮発性のメモリである。ＲＡＭ２３は、制御プログラムの実行時に各種のデータを書き換え可能に記憶するためのメモリである。
【００３１】
動力源３は、エンジン３ａと、そのエンジン３ａをＣＰＵ２１からの指示に基づいて駆動制御する駆動制御回路（図示せず）とを主に備えている。なお、動力源３はエンジン３ａに限られず、他の動力源を用いることが可能である。他の動力源としては、例えば、電動モータ、油圧モータ等が挙げられる。エンジン及び電動モータを組み合わせて動力源とすることも可能である。
【００３２】
断続装置５は、動力源３の動力の前後進切換装置７への伝達または伝達解除をするための装置であり、互いに連結または開放されるクラッチ部材（図示せず）と、そのクラッチ部材をＣＰＵ２１からの指示に基づいて駆動制御する駆動制御回路（図示せず）とを主に備えている。なお、断続装置５は、クラッチ部材が締結または切断のいずれの状態にあるかを示す状態信号をＣＰＵ２１に出力する出力回路（図示せず）を備えている。
【００３３】
前後進切換装置７は、車両１の前後進を切換えるための装置であり、前進段および後進段の回転要素７２，７３（図４（ａ）参照）と、それら回転要素７２，７３に連結して動力源３の動力を伝達する連結部材７４（図４（ａ）参照）と、その連結部材７４をＣＰＵ２１からの指示に基づいて駆動制御する駆動制御回路（図示せず）とを備えている。また、前後進切換装置７は連結部材７４を操作可能に構成される切換レバー７ａと、その切換レバー７ａの位置を検出する位置センサ装置７ｂとを備えている。
【００３４】
位置センサ装置７ｂは、切換レバー７ａの位置を検出する位置検出センサ（図示せず）と、その位置検出センサの検出結果を処理してＣＰＵ２１に出力する出力回路（図示せず）とを主に備えている。なお、運転者は、ＣＰＵ２１からの指令に基づく前後進切換装置７の駆動制御に関らず、切換レバー７ａにより連結部材７４を操作できる。
【００３５】
加速度センサ装置１０は、車両１の加速度を検出すると共に、その検出結果をＣＰＵ２１に出力するための装置であり、前後方向加速度センサ１０ａ及び左右方向加速度センサ１０ｂと、それら各加速度センサ１０ａ，１０ｂの検出結果を処理してＣＰＵ２１に出力する出力回路（図示せず）とを主に備えている。
【００３６】
前後方向加速度センサ１０ａは、車両１（車体フレームＢＦ）の前後方向（図１矢印Ｆ−Ｂ方向）の加速度、いわゆる前後Ｇを検出するセンサであり、左右方向加速度センサ１０ｂは、車両１（車体フレームＢＦ）の左右方向（図１矢印Ｌ−Ｒ方向）の加速度、いわゆる横Ｇを検出するセンサである。なお、本実施の形態では、これら各加速度センサ１０ａ，１０ｂが圧電素子を利用した圧電型センサとして構成されている。
【００３７】
また、ＣＰＵ２１は、加速度センサ装置１０から入力された各加速度センサ１０ａ，１０ｂの検出結果（前後Ｇ、横Ｇ）を時間積分して、２方向（前後方向および左右方向）の速度をそれぞれ算出すると共に、それら２方向成分を合成することで、車両１の走行速度を取得することができる。
【００３８】
アクセルペダルセンサ装置１１は、アクセルペダル（図示せず）の操作量を検出すると共に、その検出結果をＣＰＵ２１に出力するための装置であり、アクセルペダルの踏み込み量を検出する角度センサ（図示せず）と、その角度センサの検出結果を処理してＣＰＵ２１に出力する出力回路（図示せず）とを主に備えている。
【００３９】
ブレーキペダルセンサ装置１２は、ブレーキペダル（図示せず）の操作量を検出すると共に、その検出結果をＣＰＵ２１に出力するための装置であり、ブレーキペダルの踏み込み量を検出する角度センサ（図示せず）と、その角度センサの検出結果を処理してＣＰＵ２１に出力する出力回路（図示せず）とを主に備えている。
【００４０】
シフトポジションセンサ装置１３は、動力が伝達されているギヤ段（シフトポジション）を検出すると共に、その検出結果をＣＰＵ２１に出力するための装置であり、シフトポジションを検出するシフトポジションセンサ（図示せず）と、その検出結果を処理してＣＰＵ２１に出力する出力回路（図示せず）とを備えている。なお、本実施の形態では、シフトポジションセンサは、磁界を検出する磁気検出素子により構成されている。
【００４１】
傾斜角センサ装置１４は、水平面に対する車両１の傾斜角を検出すると共に、その検出結果をＣＰＵ２１に出力するための装置であり、車両１の前後方向（図１矢印Ｆ−Ｂ方向）の傾斜角を検出する傾斜角センサ１４ａと、その傾斜角センサ１４ａの検出結果を処理してＣＰＵ２１に出力する出力回路（図示せず）とを備えている。なお、本実施の形態では、静電容量型の傾斜角センサとして構成されている。
【００４２】
補助モード選択装置１５は、発進補助の要否および坂道発進補助モードの種類を運転者に選択させるための装置であり、前進登坂スイッチ１５ａ及び後進登坂スイッチ１５ｂと、それらスイッチ１５ａ，１５ｂの操作状態を処理してＣＰＵ２１に出力する出力回路（図示せず）とを備えている。なお、補助モード選択装置１５は、ボタンスイッチ、切換えスイッチ、音声認識手段を備えるもの等、適宜選択して採用することが可能である。
【００４３】
前進登坂スイッチ１５ａは、車両１が前進段で上り坂を上る途中で停止後、上り坂を前進段で発進するときに、車両１が後ろ向きに下降しないようにするための「前進登坂補助モード」を選択するためのスイッチである。前進登坂スイッチ１５ａがオンのときは、ＣＰＵ２１は、発進補助の要求があり「前進登坂補助モード」が選択されているものと判断する。
【００４４】
後進登坂スイッチ１５ｂは、車両１が後進段で上り坂を上る途中で停止後、上り坂を後進段で発進するときに、車両１が前向きに下降しないようにするための「後進登坂補助モード」を選択するためのスイッチである。後進登坂スイッチ１５ｂがオンのときは、ＣＰＵ２１は、発進補助の要求があり「後進登坂補助モード」が選択されているものと判断する。前進登坂スイッチ１５ａ、後進登坂スイッチ１５ｂのいずれもオフであるときは、ＣＰＵ２１は、発進補助の要求がないか或いは発進補助の要求が解除されたものと判断する。
【００４５】
報知装置１６は、所定の条件が成立したと判断される場合に前進段または後進段を成立させるように運転者に報知するための装置である。本実施の形態では、運転者の視覚により識別可能な表示灯１６ａ及び聴覚により識別可能な音声等を発生させる音声出力装置１６ｂと、それら表示灯１６ａ及び音声出力装置１６ｂをＣＰＵ２１からの指示に基づいて駆動制御する駆動制御回路（図示せず）とを主に備えている。
【００４６】
図２に示す他の入出力装置３０としては、例えば、ＧＰＳを利用して車両１の現在位置を取得すると共に、その取得した車両１の現在位置を道路に関する情報が記憶された地図データに対応付けて取得するナビゲーション装置などが例示される。ナビゲーション装置を用いることにより路面の勾配に関する情報を取得することができ、この情報に基づいて、水平面に対する車両１の傾斜角を推定することが可能である。
【００４７】
また、他の入出力装置３０としては、シフトポジションを表示するシフトポジションインジケータも例示される。シフトポジションインジケータを備えることにより、運転者に安心感を与えることができると共に、操作感を向上できる。
【００４８】
次に図３（ａ）を参照して、前後進切換装置７の詳細構成について説明する。図３（ａ）は、前進段が成立した状態を示す前後進切換装置７の模式図である。前後進切換装置７は、駆動軸６（図１参照）の回転が伝達される回転軸７１と、その回転軸７１に固定される回転駆動部７１ａと、回転軸７１に軸支される前進段の回転要素７２及び後進段の回転要素７３と、回転駆動部７１ａの外周に装着される連結部材７４と、その連結部材７４を支持する支持部材７６とを備えている。
【００４９】
回転軸７１は、動力源３の所定方向の回転動力が駆動軸６を介して伝達される部材である。回転駆動部７１ａは、回転軸７１に固定される筒状の部材であり、回転軸７１の回転動力が伝達される。回転駆動部７１ａの外周には回転軸７１と平行して位置するスプライン（図示せず）が形成されている。
【００５０】
前進段の回転要素７２は、ベアリングＢを介して回転軸７１に回転自在に軸支される部材であり、回転駆動部７１ａに並設されるクラッチギヤ７２ａと、そのクラッチギヤ７２ａに対し一体に固定され所定の歯数で形成される１段ギヤ７２ｂとを備えている。
【００５１】
後進段の回転要素７３は、ベアリングＢを介して回転軸７１に回転自在に軸支される部材であり、回転駆動部７１ａの回転要素７２と反対側に並設されるクラッチギヤ７３ａと、そのクラッチギヤ７３ａに対し一体に固定され所定の歯数で形成される後段ギヤ７２ｂとを備えている。なお、後段ギヤ７２ｂはアイドラギヤ（図示せず）を介して回転軸７１の回転動力を駆動輪（後輪２ＲＬ，２ＲＲ）に伝達する。これにより回転軸７１の一定方向の回転に対し、逆方向の回転動力を駆動輪（後輪２ＲＬ，２ＲＲ）に伝達することができる。
【００５２】
連結部材７４は、回転駆動部７１ａと回転要素７２，７３との間を移動し、回転駆動部７１ａと回転要素７２，７３との連結または連結解除をするための部材であり、回転駆動部７１ａの外周に装着されるスリーブ７４ａと、そのスリーブ７４ａに動作荷重を入力するシフトフォーク７４ｂとを備えている。
【００５３】
スリーブ７４ａは、前後進の切換え動作荷重（手動操作力やアクチュエータ駆動力）が入力される筒状の部材であり、回転駆動部７１ａの外周に形成されたスプラインと噛み合うスプライン（図示せず）が内周に形成されている。これによりスリーブ７４ａを回転駆動部７１ａと一体に回転させ、且つ、軸方向に移動可能にできる。軸方向に移動したスリーブがクラッチギヤ７２ａ，７３ａにそれぞれ噛み合うことで、回転駆動部７１ａの回転動力が、スリーブ７４ａ及びクラッチギヤ７２ａ，７３ａを介して１段ギヤ７２ｂ、後段ギヤ７３ｂに伝達される。
【００５４】
シフトフォーク７４ｂは、軸方向に移動させる動作荷重をスリーブ７４ａに入力するための部材であり、先端がスリーブ７４ａの外周に装着され、基部がフォークロッド７５に移動自在に支持されている。
【００５５】
支持部材７６は、シフトフォーク７４ｂを軸方向に移動可能に支持すると共に、前後進の切換え要求に応じて切換え動作荷重（手動操作力や電動機、油圧、空気圧等のアクチュエータ駆動力）が入力され、軸方向に移動される部材である。支持部材７６は軸方向に移動されることにより、前進段、後進段または中立の位置に移動される。本実施の形態では、支持部材７６は、フォークロッド７５が貫装されフォークロッド７５を摺動可能な筒状のカラー７６ａ，７６ｂを両端に有する筐体状に形成され、カラー７６ａ，７６ｂの内側にシフトフォーク７４ｂの基部が収装される。
【００５６】
付勢部材７７は、カラー７６ａ，７６ｂとシフトフォーク７４ｂとの間に収装され、シフトフォーク７４ｂに付勢力を付与するための部材であり、本実施の形態ではコイルばねで形成されている。第１付勢部材７７ａはシフトフォーク７４ｂをカラー７６ａと離間する方向に付勢する部材であり、第２付勢部材７７ｂはシフトフォーク７４ｂをカラー７６ｂと離間する方向に付勢する部材である。
【００５７】
第１付勢部材７７ａ、第２付勢部材７７ｂのばね定数は、切換え動作時に、クラッチギヤ７２ａ，７３ａからスリーブ７４ａを抜くことができる程度の付勢力をシフトフォーク７４ｂに付与可能なように設定されている。なお、第１付勢部材７７ａ、第２付勢部材７７ｂによる付勢力では、切換え動作時にクラッチギヤ７２ａ，７３ａとスリーブ７４ａとがトルク伝達状態で噛み合うときに、クラッチギヤ７２ａ，７３ａからスリーブ７４ａを抜くことはできない。
【００５８】
次に図３（ｂ）、図３（ｃ）及び図４を参照して、坂道に車両１を停止させた後、発進させるときの前後進切換装置７の動作について説明する。まず、図３を参照して、車両１が前進段で上り坂を上る途中で停止後、上り坂を後進段で（下り方向に）発進するときの動作について説明する。図３（ｂ）は後進段への切換え要求があったときの状態を示す前後進切換装置７の模式図であり、図３（ｃ）は後進段が成立した状態を示す前後進切換装置７の模式図である。
【００５９】
図３（ａ）に示すように、支持部材７６が前進段の位置にあって前進段が成立した状態では、車輪２（図１参照）を介して一定方向と逆方向の回転が駆動軸６に伝達される。その結果、ワンウェイクラッチ８により駆動軸６の逆方向の回転が阻止されると共に、前進段の回転要素７２がトルク伝達状態でスリーブ７４ａと噛み合うため、車輪２の回転が阻止され、制動解除したときに車両１が上り坂を下ることが阻止される。これにより運転者に安心感を与えることができる。なお、上り坂を前進段で（上り方向に）発進する場合は、前進段が成立しているので、アクセルペダル（図示せず）を操作し、断続装置５が締結されることにより発進（前進）が可能である。
【００６０】
一方、この停車した状態（前後進切換装置７により前進段が成立する状態）で、運転者により切換レバー７ａ（図１及び図２参照）が操作され、後進段への切換え要求があると、支持部材７６が軸方向（図３左方向）の後進段の位置まで移動される（図３（ｂ）参照）。このときは、カラー７６ａにより第１付勢部材７７ａが圧縮され、シフトフォーク７４ｂに付勢力（図３（ｂ）左方向）が付与される。しかし、クラッチギヤ７２ａとスリーブ７４ａとがトルク伝達状態で噛み合っているため、シフトフォーク７４ｂは移動できず、後進段への切換え及び成立が待機される。
【００６１】
運転者によりアクセルペダル（図示せず）が操作され、車両１を発進させる発進要求があると、その発進要求に応じて断続装置５が締結され、動力源３の回転動力が駆動軸６に伝達され、駆動軸６が一定方向に回転される。その駆動軸６の一定方向へのわずかな回転により、クラッチギヤ７２ａとスリーブ７４ａとの噛み合いが解除され、第１付勢部材７７ａによる付勢力により、シフトフォーク７４ｂ及びスリーブ７４ａが軸方向（図３（ｃ）左方向）に移動する（図３（ｃ）参照）。スリーブ７４ａがクラッチギヤ７３ａに噛み合うことで、後進段が成立し、車両１はスムーズに発進（後進）する。
【００６２】
以上のように坂道発進補助装置１００の前後進切換装置７は第１付勢部材７７ａを備えているので、運転者は煩雑な操作を行う必要がなく、後進段への切換え要求および車両１の発進要求により、後進段を成立させて車両１を発進（後進）させることができる。これにより運転者に違和感を与え難くできる。
【００６３】
次に図４を参照して、車両１が後進段で上り坂を上る途中で停止後、上り坂を前進段で（下り方向に）発進するときの動作について説明する。図４（ａ）は後進段が成立した状態を示す前後進切換装置７の模式図であり、図４（ｂ）は前進段への切換え要求があったときの状態を示す前後進切換装置７の模式図であり、図４（ｃ）は前進段が成立した状態を示す前後進切換装置７の模式図である。
【００６４】
図４（ａ）に示すように、支持部材７６が後進段の位置にあって後進段が成立した状態では、車輪２（図１参照）を介して一定方向と逆方向の回転が駆動軸６に伝達される。その結果、ワンウェイクラッチ８により駆動軸６の逆方向の回転が阻止されると共に、後進段の回転要素７３がトルク伝達状態でスリーブ７４ａと噛み合うため、車輪２の回転が阻止され、制動解除したときに車両１が上り坂を下ることが阻止される。これにより運転者に安心感を与えることができる。なお、上り坂を後進段で（上り方向に）発進する場合は、後進段が成立しているので、アクセルペダル（図示せず）を操作し、断続装置５が締結されることにより発進（後進）が可能である。
【００６５】
一方、この状態（前後進切換装置７により後進段が成立する状態）で、運転者により切換レバー７ａ（図１及び図２参照）が操作され、前進段（１速段）への切換え要求があると、支持部材７６が軸方向（図４右方向）の前進段の位置まで移動される（図４（ｂ）参照）。このときは、カラー７６ｂにより第２付勢部材７７ｂが圧縮され、シフトフォーク７４ｂに付勢力（図４（ｂ）右方向）が付与される。しかし、クラッチギヤ７３ａとスリーブ７４ａとがトルク伝達状態で噛み合っているため、シフトフォーク７４ｂは移動できず、１速段への切換え及び成立が待機される。
【００６６】
運転者によりアクセルペダル（図示せず）が操作され、車両１を発進させる発進要求があると、その発進要求に応じて動力源３の回転動力が駆動軸６に伝達され、駆動軸６が一定方向に回転される。その駆動軸６の一定方向へのわずかな回転により、クラッチギヤ７３ａとスリーブ７４ａとの噛み合いが解除され、第２付勢部材７７ｂによる付勢力により、シフトフォーク７４ｂ及びスリーブ７４ａが軸方向（図４（ｃ）右方向）に移動する（図４（ｃ）参照）。スリーブ７４ａがクラッチギヤ７２ａに噛み合うことで、１速段が成立し、車両１はスムーズに発進（前進）する。
【００６７】
以上のように坂道発進補助装置１００の前後進切換装置７は第２付勢部材７７ｂを備えているので、運転者は煩雑な操作を行う必要がなく、前進段（１速段）への切換え要求および車両１の発進要求により、前進段を成立させて車両１を発進（前進）させることができる。これにより運転者に違和感を与え難くできる。
【００６８】
また、支持部材７６の移動に伴い付勢力を発生する第１付勢部材７７ａ及び第２付勢部材７７ｂを備え、それらの付勢力により前進段（１速段）または後進段の切換えが機械的に行われるので、前進段または後進段の切換え及び成立を待機する制御を省略できる。その結果、電磁ノイズ等の外的影響を受け難くすることができ、坂道発進補助装置１００の信頼性を向上できる。
【００６９】
次いで図５を参照して発進補助処理について説明する。図５は発進補助処理を示すフローチャートである。この処理は、坂道発進補助装置１００の電源が投入されている間、ＣＰＵ２１によって繰り返し（例えば、０．２秒間隔で）実行される処理であり、車両１の坂道発進を補助するための処理である。
【００７０】
ＣＰＵ２１は発進補助処理に関し、まず、車両１の走行速度を取得し（Ｓ１）、車両１の走行速度が所定の走行速度以下であるか否かを判断する（Ｓ２）。なお、Ｓ２の処理では、Ｓ１の処理で取得した車両１の走行速度と、その走行速度に対応してＲＯＭ２２に予め記憶されている閾値（本実施の形態では、車両１が停止していると判断される値）とを比較して、車両１の現在の走行速度が所定の走行速度以下であるか否かを判断する。
【００７１】
その結果、車両１の走行速度が所定の走行速度以下であると判断される場合には（Ｓ２：Ｙｅｓ）、次に、ブレーキペダルセンサ装置１２で検出されるブレーキペダルの操作量（踏み込み量）を取得し（Ｓ３）、取得したブレーキペダルの操作量が所定の操作量以上であるか否かを判断する（Ｓ４）。なお、Ｓ４の処理では、Ｓ３の処理で取得したブレーキペダルの操作量に対応してＲＯＭ２２に予め記憶されている閾値（本実施の形態では、車両１が停止するために必要と判断される値）とを比較して、現在のブレーキペダルの操作量が所定の操作量以上であるか否かを判断する。
【００７２】
その結果、ブレーキペダルの操作量が所定の操作量以上であると判断される場合には（Ｓ４：Ｙｅｓ）、車両１は所定の停止状態にあると判断されるので、次に断続装置５が切断状態であるか否かを判断する（Ｓ５）。断続装置５が切断状態であると判断される場合には（Ｓ５：Ｙｅｓ）、次に車両１の前後方向の傾斜角を取得し（Ｓ６）、車両１の前後方向の傾斜角が所定の上り傾斜角以上であるか否かを判断する（Ｓ７）。上り傾斜角とは、重力方向に対して前輪２ＦＬ，２ＦＲが上、後輪２ＲＬ，２ＲＲが下に位置する相対関係にあるときの車両１の水平面に対する傾斜角をいう。なお、Ｓ７の処理では、Ｓ６の処理で取得した車両１の傾斜角に対応してＲＯＭ２２に予め記憶されている閾値（本実施の形態では、制動解除すると車両１が路面を下り方向に移動するおそれのある傾斜角）とを比較して、現在の傾斜角が所定の上り傾斜角以上であるか否かを判断する。
【００７３】
一方、Ｓ２，Ｓ４，Ｓ５の処理の結果、車両１の走行速度が所定の走行速度より大きいと判断されるか（Ｓ２：Ｎｏ）、ブレーキペダルの操作量が所定の操作量より小さいと判断されるか（Ｓ４：Ｎｏ）或いは断続装置５が締結状態にあると判断される場合には（Ｓ５：Ｎｏ）、車両１は所定の停止状態にない（走行中である）と判断されるので、この発進補助処理を終了する。
【００７４】
Ｓ７の処理の結果、車両１の前後方向の傾斜角が所定の上り傾斜角以上であると判断される場合には（Ｓ７：Ｙｅｓ）、次に「前進登板補助モード」が選択されているか否か、即ち前進登坂スイッチ１５ａ（図２参照）がオンであるか否かを判断する（Ｓ８）。「前進登板補助モード」が選択されている、即ち前進登坂スイッチ１５ａがオンであると判断される場合には（Ｓ８：Ｙｅｓ）、支持部材７６（図３参照）が前進段の位置にあるか否かを判断する（Ｓ９）。一方、Ｓ８の処理の結果、前進登坂スイッチ１５ａがオフであると判断される場合には（Ｓ８：Ｎｏ）、運転者は発進補助を要求していないか或いは発進補助の要求が解除されているので、この発進補助処理を終了する。
【００７５】
Ｓ９の処理の結果、支持部材７６が前進段の位置にあると判断される場合には（Ｓ９：Ｙｅｓ）、この状態で制動解除してもワンウェイクラッチ８により駆動軸６がロックされ、車両１が路面を下り方向に移動するおそれがないので、この発進補助処理を終了する。一方、Ｓ９の処理の結果、支持部材７６が前進段の位置にないと判断される場合には（Ｓ９：Ｎｏ）、ＣＰＵ２１は切換レバー７ａ（図２参照）が後進段の位置にあるか否かを判断する（Ｓ１０）。
【００７６】
Ｓ１０の処理の結果、切換レバー７ａが後進段の位置にあると判断される場合には（Ｓ１０：Ｙｅｓ）、運転者により切換レバー７ａが操作されており、発進補助の要求に関らず車両１を後進させたいという意思が運転者にあるため、この発進補助処理を終了する。一方、Ｓ１０の処理の結果、切換レバー７ａが後進段の位置にないと判断される場合には（Ｓ１０：Ｎｏ）、この状態で車両１の発進時に制動解除すると、車両１が路面を下り方向に移動するおそれがある。そこでＣＰＵ２１は前後進切換装置７を作動させて支持部材７６を前進段の位置に移動させ（Ｓ１１）、この発進補助処理を終了する。支持部材７６を前進段の位置に移動させることで１速段を成立させ、発進時に車両１が路面を下り方向に移動することを防止する。
【００７７】
これに対し、Ｓ７の処理の結果、車両１の前後方向の傾斜角が所定の上り傾斜角より小さいと判断される場合には（Ｓ７：Ｎｏ）、次に車両１の前後方向の傾斜角が所定の下り傾斜角以上であるか否かを判断する（Ｓ１２）。下り傾斜角とは、重力方向に対して前輪２ＦＬ，２ＦＲが下、後輪２ＲＬ，２ＲＲが上に位置する相対関係にあるときの車両１の水平面に対する傾斜角をいう。なお、Ｓ１２の処理では、Ｓ６の処理で取得した車両１の傾斜角に対応してＲＯＭ２２に予め記憶されている閾値（本実施の形態では、制動解除すると車両１が路面を下り方向に移動するおそれのある傾斜角）とを比較して、現在の傾斜角が所定の下り傾斜角以上であるか否かを判断する。
【００７８】
Ｓ１２の処理の結果、車両１の前後方向の傾斜角が所定の下り傾斜角以上であると判断される場合には（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、次に「後進登板補助モード」が選択されているか否か、即ち後進登坂スイッチ１５ｂ（図２参照）がオンであるか否かを判断する（Ｓ１３）。「後進登板補助モード」が選択されている、即ち後進登坂スイッチ１５ｂがオンであると判断される場合には（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、支持部材７６が後進段の位置にあるか否かを判断する（Ｓ１４）。一方、Ｓ１３の処理の結果、後進登坂スイッチ１５ｂがオフであると判断される場合には（Ｓ１３：Ｎｏ）、運転者は発進補助を要求していないか或いは発進補助の要求が解除されているので、この発進補助処理を終了する。
【００７９】
Ｓ１４の処理の結果、支持部材７６が後進段の位置にあると判断される場合には（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、この状態で制動解除してもワンウェイクラッチ８により駆動軸６がロックされ、車両１が路面を下り方向に移動するおそれがないので、この発進補助処理を終了する。一方、Ｓ１４の処理の結果、支持部材７６が後進段の位置にないと判断される場合には（Ｓ１４：Ｎｏ）、ＣＰＵ２１は切換レバー７ａが前進段の位置にあるか否かを判断する（Ｓ１５）。
【００８０】
Ｓ１５の処理の結果、切換レバー７ａが前進段の位置にあると判断される場合には（Ｓ１５：Ｙｅｓ）、運転者により切換レバー７ａが操作されており、発進補助の要求に関らず車両１を前進させたいという意思が運転者にあるため、この発進補助処理を終了する。一方、Ｓ１５の処理の結果、切換レバー７ａが前進段の位置にないと判断される場合には（Ｓ１５：Ｎｏ）、この状態で車両１の発進時に制動解除すると、車両１が路面を下り方向に移動するおそれがある。そこでＣＰＵ２１は前後進切換装置７を作動させて支持部材７６を後進段の位置に移動させ（Ｓ１６）、この発進補助処理を終了する。支持部材７６を後進段の位置に移動させることで後進段を成立させ、発進時に車両１が路面を下り方向に移動することを防止する。
【００８１】
以上の発進補助処理（図５参照）では、車両１の走行状態に関する情報（車両１の走行速度、ブレーキペダルの操作量）に基づいて、車両１が所定の停止状態にあるか判断される。判断の結果、車両が所定の停止状態にある場合に、前後進切換装置７を作動させて前進段（１速段）または後進段が成立する。そのため、運転者に特別な操作を要求しなくても、発進時に車両１が下降することを防止でき、運転者に安心感を与えることができる。
【００８２】
また、車両１は補助モード選択装置１５を備えており、運転者により補助モード選択装置１５が操作されて各スイッチ１５ａ，１５ｂがオンの場合であって、車両１が所定の停止状態にあると判断される場合に、発進補助機能（発進時にワンウェイクラッチ８をロックして車両１の下降を防止する機能）が発揮される。また、補助モード選択装置１５の各スイッチ１５ａ，１５ｂをオフにすることで、発進補助機能の付与を解除できる。運転者の要求に応じて発進補助機能を付与できるので、発進補助機能に違和感を覚える運転者に違和感を与え難くできる。
【００８３】
また、補助モード選択装置１５の各スイッチ１５ａ，１５ｂがオンに設定された場合であっても、切換レバー７ｂの操作による運転者の意思を優先して、切換レバー７ｂの操作に応じて車両１が前進または後進されるので、運転者に違和感を与えることなく操作感を向上できる。
【００８４】
また、車両１は傾斜角センサ装置１４を備えており、傾斜角センサ装置１４により検出された傾斜角に基づいて車両が所定の傾斜状態にあると判断され、且つ、車両が所定の停止状態にあると判断される場合に発進補助機能が付与されるので、所定の傾斜状態にない平坦な路面で発進補助機能が付与されることを防止できる。
【００８５】
さらに、傾斜角センサ装置１４により検出される上り傾斜角、下り傾斜角に応じ、坂道で停止した車両１が前後どちらに下降するおそれがあるかを判別して発進補助機能が付与される。これにより、坂道発進時に車両１が下降することを確実に防止することができ、運転者に深い安心感を与えることができる。
【００８６】
なお、図５に示すフローチャート（発進補助処理）において、請求項３又は４に記載の走行状態取得手段としてはＳ１，Ｓ３の処理が、停止状態判断手段としては、Ｓ２，Ｓ４，Ｓ５の処理がそれぞれ該当する。なお、図示していないが、断続装置５の状態信号を取得する処理が走行状態取得手段に該当する。図５に示すフローチャート（発進補助処理）において、請求項４記載の発進補助手段としてはＳ１１，Ｓ１６の処理が、請求項５記載の補助要求取得手段としてはＳ８，Ｓ１３の処理が、請求項６記載の傾斜状態情報取得手段としてはＳ６の処理が、傾斜状態判断手段としてはＳ７，Ｓ１２の処理がそれぞれ該当する。また、請求項１記載の待機手段としては、支持部材７６に収装された第１付勢部材７７ａ及び第２付勢部材７７ｂがそれぞれ該当する。
【００８７】
なお、本実施の形態では説明を省略したが、図５に示すフローチャート（発進補助処理）において、Ｓ１１，Ｓ１６の処理に代えて、ＣＰＵ２１（図２参照）は報知装置１６を作動させて、前進段または後進段を成立させるように運転者に報知する処理を行うことは可能である。具体的には、Ｓ１１の処理に代えて、表示灯１６ａ及び音声出力装置１６ｂを作動させて運転者に１速段を成立させるよう促し、Ｓ１６の処理に代えて、表示灯１６ａ及び音声出力装置１６ｂを作動させて運転者に後進段を成立させるよう促す。
【００８８】
これにより、前進段（１速段）または後進段を成立させるように運転者が操作しなければ発進補助機能が付与されないようにできる。その結果、発進補助機能を付与するか否かを、運転者は技量や好みに応じて選択できるので、運転者の操作感を向上できる。なお、図５に示すフローチャート（発進補助処理）において、Ｓ１１，Ｓ１６の処理に代えて行うこれらの処理が、請求項３記載の報知手段に該当する。
【００８９】
次に図６から図８を参照して、第２実施の形態について説明する。第１実施の形態では、待機手段が、支持部材７６、第１付勢部材７７ａ及び第２付勢部材７７ｂ（弾性体）を備えて構成される場合について説明した。これに対し第２実施の形態では、待機手段がソフトウェアにより構成される場合について説明する。
【００９０】
まず、図６を参照して第２実施の形態における坂道発進補助装置２００について説明する。なお、坂道発進補助装置２００は、第１実施の形態で説明した車両１に、坂道発進補助装置１００に代えて搭載されるものとする。また、第１実施の形態と同一の部分は、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図６は第２実施の形態における坂道発進補助装置２００の電気的構成を示したブロック図である。図６に示すように、坂道発進補助装置２００の制御装置１２０は、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２及びＲＡＭ２３を備え、それらがバスライン２４を介して入出力ポート２５に接続されている。ＲＡＭ２３には、前進フラグ２３ａ、後進フラグ２３ｂが設けられている。
【００９１】
前進フラグ２３ａは、車両１が前進段で上り坂を上る途中で停止したときに車両１が後ろ向きに下降しないようにする発進補助機能が付与されているか否かを示すフラグである。車両１がこの状態にある場合に、前進フラグ２３ａはオンに切り替えられ、この状態にない場合にオフに切り替えられる。
【００９２】
後進フラグ２３ｂは、車両１が後進段で上り坂を上る途中で停止したときに車両１が前向きに下降しないようにする発進補助機能が付与されているか否かを示すフラグである。車両１がこの状態にある場合に、後進フラグ２３ｂはオンに切り替えられ、この状態にない場合にオフに切り替えられる。
【００９３】
前後進切換装置１７０は、第１付勢部材７７ａ及び第２付勢部材７７ｂ（図４及び図５参照）が省略されており、アクチュエータ駆動力による支持部材７６の移動にリンクして連結部材７４が移動する以外は前後進切換装置７と同様の構成であるので、詳細な説明を省略する。なお、支持部材７６は、運転者の切換レバー７ａの操作に基づいてアクチュエータ（図示せず）を駆動させ、そのアクチュエータの駆動力により移動させることもできる。
【００９４】
次いで図７を参照して発進補助処理について説明する。図７は発進補助処理を示すフローチャートである。この処理は、坂道発進補助装置２００の電源が投入されている間、ＣＰＵ２１によって繰り返し（例えば、０．２秒間隔で）実行される処理であり、車両１の坂道発進を補助するための処理である。
【００９５】
ＣＰＵ２１は発進補助処理に関し、まず、車両１の走行速度を取得し（Ｓ２１）、車両１の走行速度が所定の走行速度以下であるか否かを判断する（Ｓ２２）。その結果、車両１の走行速度が所定の走行速度より大きいと判断される場合（Ｓ２２：Ｎｏ）、車両１は所定の停止状態にない（走行中である）と判断されるので、この発進補助処理を終了する。
【００９６】
一方、車両１の走行速度が所定の走行速度以下であると判断される場合には（Ｓ２２：Ｙｅｓ）、次に断続装置５が切断状態か否かを判断する（Ｓ２３）。断続装置５が切断状態にある場合には（Ｓ２３：Ｙｅｓ）、車両１は所定の停止状態にあると判断されるので、次に車両１の前後方向の傾斜角を取得し（Ｓ２４）、車両１の前後方向の傾斜角が所定の上り傾斜角以上であるか否かを判断する（Ｓ２５）。その結果、車両１の前後方向の傾斜角が所定の上り傾斜角以上であると判断される場合には（Ｓ２５：Ｙｅｓ）、次に「前進登板補助モード」が選択されているか否か、即ち前進登坂スイッチ１５ａ（図６参照）がオンであるか否かを判断する（Ｓ２６）。
【００９７】
Ｓ２６の処理の結果、「前進登板補助モード」が選択されている、即ち前進登坂スイッチ１５ａ（図６参照）がオンであると判断される場合には（Ｓ２６：Ｙｅｓ）、アクチュエータ（図示せず）を作動させて前後進切換装置１７０により１速段を成立させ（Ｓ２７）、前進フラグ２３ａをオンして（Ｓ２８）、この発進補助処理を終了する。一方、「前進登板補助モード」が選択されていない、即ち前進登坂スイッチ１５ａがオフであると判断される場合には（Ｓ２６：Ｎｏ）、前進フラグ２３ａ及び後進フラグ２３ｂをオフして（Ｓ２９）、この発進補助処理を終了する。
【００９８】
これに対し、Ｓ２５の処理の結果、車両１の前後方向の傾斜角が所定の上り傾斜角より小さいと判断される場合には（Ｓ２５：Ｎｏ）、次に車両１の前後方向の傾斜角が所定の下り傾斜角以上であるか否かを判断する（Ｓ３０）。その結果、車両１の前後方向の傾斜角が所定の下り傾斜角以上であると判断される場合には（Ｓ３０：Ｙｅｓ）、次に「後進登板補助モード」が選択されているか否か、即ち後進登坂スイッチ１５ｂ（図６参照）がオンであるか否かを判断する（Ｓ３１）。
【００９９】
Ｓ３１の処理の結果、「後進登板補助モード」が選択されている、即ち後進登坂スイッチ１５ｂがオンであると判断される場合には（Ｓ３１：Ｙｅｓ）、アクチュエータ（図示せず）を作動させて前後進切換装置１７０により後進段を成立させ（Ｓ３２）、後進フラグ２３ｂをオンして（Ｓ３３）、この発進補助処理を終了する。一方、「後進登板補助モード」が選択されていない、即ち後進登坂スイッチ１５ｂがオフであると判断される場合には（Ｓ３１：Ｎｏ）、前進フラグ２３ａ及び後進フラグ２３ｂをオフして（Ｓ３４）、この発進補助処理を終了する。
【０１００】
次に図８を参照して坂道発進補助処理について説明する。図８は坂道発進補助処理を示すフローチャートである。この処理は、坂道発進補助装置２００の電源が投入されている間、ＣＰＵ２１によって繰り返し（例えば、０．２秒間隔で）実行される処理であり、車両１の特定の坂道発進を補助するための処理である。
【０１０１】
ＣＰＵ２１は坂道発進補助処理に関し、まず、アクセルペダルセンサ装置１１（図２参照）により検出されるアクセルペダルの操作量を取得する（Ｓ４１）。次いで、前進フラグ２３ａがオンであるか否かを判断し（Ｓ４２）、前進フラグ２３ａがオンであると判断される場合には（Ｓ４２：Ｙｅｓ）、後進段への切換え要求（運転者による切換レバー７ａ（図６参照）の操作）があるか否かを判断する（Ｓ４３）。その結果、後進段への切換え要求があると判断される場合には（Ｓ４３：Ｙｅｓ）、アクチュエータ（図示せず）を作動させて前後進切換装置１７０により後進段を成立させる（Ｓ４４）。次いで、アクセルペダルの操作量が所定の操作量以上であるか否かを判断する（Ｓ４５）。なお、Ｓ４５の処理では、Ｓ４１の処理で取得したアクセルペダルの操作量に対応してＲＯＭ２２に予め記憶されている閾値（本実施の形態では、車両１が発進するために必要と判断される値）とを比較して、現在のアクセルペダルの操作量が所定の操作量以上であるか否かを判断する。
【０１０２】
その結果、アクセルペダルの操作量が所定の操作量以上であると判断される場合には（Ｓ４５：Ｙｅｓ）、断続装置５を締結した後（Ｓ４６）、前進フラグ２３ａをオフして（Ｓ４７）、この坂道発進補助処理を終了する。即ち、車両１を発進させる発進要求があり、Ｓ４５の処理においてアクセルペダルの操作量が所定の操作量以上であると判断される場合には（Ｓ４５：Ｙｅｓ）、その発進要求に応じて断続装置５が締結され、動力源３の回転動力が駆動軸６に伝達され、駆動軸６が一定方向に回転される。その駆動軸６の一定方向へのわずかな回転により、クラッチギヤ７２ａとスリーブ７４ａとの噛み合いが解除される。そこで、後進段への切換え要求に応じてアクチュエータ（図示せず）を作動させると、アクチュエータの軽微な駆動力でスリーブ７４ａを移動できる。その結果、前後進切換装置１７０により後進段を成立させ、車両１をスムーズに発進（後進）させることができる。
【０１０３】
これに対し、アクセルペダルの操作量が所定の操作量より小さいと判断される場合には（Ｓ４５：Ｎｏ）、車両１に発進要求はなく所定の停止状態にあると判断されるため、Ｓ４６及びＳ４７の処理をスキップして、この坂道発進補助処理を終了する。これにより、断続装置５の切断状態が維持され、動力源３と駆動軸６との連係を待機させることができる。また、後進段への切換え要求がないと判断される場合には（Ｓ４３：Ｎｏ）、Ｓ４４からＳ４７の処理をスキップして、この坂道発進補助処理を終了する。これにより車両１を１速段でスムーズに発進（登坂）させることができる。
【０１０４】
一方、Ｓ４２の処理の結果、前進フラグ２３ａがオフであると判断される場合には（Ｓ４２：Ｎｏ）、後進フラグ２３ｂがオンであるか否かを判断する（Ｓ４８）。その結果、後進フラグ２３ｂがオンであると判断される場合には（Ｓ４７：Ｙｅｓ）、１速段への切換え要求（運転者による切換レバー７ａ（図６参照）の操作）があるか否かを判断する（Ｓ４９）。その結果、１速段への切換え要求があると判断される場合には（Ｓ４９：Ｙｅｓ）、アクチュエータ（図示せず）を作動させて前後進切換装置１７０により１速段を成立させる（Ｓ５０）。次いで、次にアクセルペダルの操作量が所定の操作量以上であるか否かを判断する（Ｓ５１）。
【０１０５】
その結果、アクセルペダルの操作量が所定の操作量以上であると判断される場合には（Ｓ５１：Ｙｅｓ）、断続装置５を締結した後（Ｓ５２）、後進フラグ２３ｂをオフして（Ｓ５３）、この坂道発進補助処理を終了する。即ち、車両１を発進させる発進要求があり、Ｓ５１の処理においてアクセルペダルの操作量が所定の操作量以上であると判断される場合には（Ｓ５１：Ｙｅｓ）、その発進要求に応じて断続装置５が締結され、動力源３の回転動力が駆動軸６に伝達され、駆動軸６が一定方向に回転される。その駆動軸６の一定方向へのわずかな回転により、クラッチギヤ７３ａとスリーブ７４ａとの噛み合いが解除される。そこで、１速段への切換え要求に応じてアクチュエータ（図示せず）を作動させると、アクチュエータの軽微な駆動力でスリーブ７４ａを移動できる。その結果、前後進切換装置１７０により１速段を成立させ、車両１をスムーズに発進（前進）させることができる。
【０１０６】
これに対し、アクセルペダルの操作量が所定の操作量より小さいと判断される場合には（Ｓ５１：Ｎｏ）、車両１に発進要求はなく所定の停止状態にあると判断されるため、Ｓ５２及びＳ５３の処理をスキップして、この坂道発進補助処理を終了する。これにより、断続装置５の切断状態が維持され、動力源３と駆動軸６との連係を待機させることができる。また、１速段への切換え要求がないと判断される場合には（Ｓ４９：Ｎｏ）、Ｓ５０からＳ５３の処理をスキップして、この坂道発進補助処理を終了する。これにより車両１を後進段でスムーズに発進（降坂）させることができる。
【０１０７】
以上のように坂道発進補助装置２００は、アクセルペダルの操作量が所定の操作量以上になる（発進要求がある）まで前後進切換装置１７０の作動を待機させる。発進要求があるとクラッチギヤ７２ａ，７３ａとスリーブ７４ａとの噛み合いが解除されるので、アクチュエータの軽微な駆動力で１速段または後進段を成立させることができる。これにより、運転者は煩雑な操作を行う必要がなく、１速段または後進段への切換え要求および車両１の発進要求を行うことで、車両１を発進させることができる。これにより運転者に違和感を与え難くできる。
【０１０８】
また、前後進切換装置１７０のアクチュエータは軽微な駆動荷重を発生するものであればよいので、アクチュエータを小型・軽量化できる。さらに、クラッチギヤ７２ａ，７３ａとスリーブ７４ａとの噛み合いが解除されたときにアクチュエータを駆動させるので、アクチュエータの負荷を小さくできると共に、消費電力を低下できる。
【０１０９】
なお、図７に示すフローチャート（発進補助処理）において、請求項３又は４に記載の走行状態取得手段としてはＳ２１の処理が、停止状態判断手段としては、Ｓ２２，Ｓ２３の処理がそれぞれ該当する。なお、図示していないが、断続装置５の状態信号を取得する処理が走行状態取得手段に該当する。図７に示すフローチャート（発進補助処理）において、請求項４記載の発進補助手段としてはＳ２７，Ｓ３２の処理が、請求項５記載の補助要求取得手段としてはＳ２６，Ｓ３１の処理が、請求項６記載の傾斜状態情報取得手段としてはＳ２４の処理が、傾斜状態判断手段としてはＳ２５，Ｓ３０の処理がそれぞれ該当する。図８に示すフローチャート（坂道発進補助処理）において、請求項１記載の待機手段としてはＳ４５，Ｓ５１の処理がそれぞれ該当する。
【０１１０】
以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。
【０１１１】
上記各実施の形態では、左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲを駆動輪とする車両１について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲを駆動輪とする車両や前後輪を駆動輪とする車両に適用することは当然可能である。
【０１１２】
上記各実施の形態では、断続装置５に連結された駆動軸６にワンウェイクラッチ８が配設される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、駆動軸６に常時噛み合いしている軸上や、前後進切換装置７，１７０による前進段や後進段の切換えに関わらず一定方向に回転されるものであれば、他の回転体を駆動軸として採用し、そこにワンウェイクラッチを配設することは当然可能である。他の回転体としては、変速機の入力軸やカウンタ軸等が例示される。また、外輪８ａが前後進切換装置７，１７０の筐体（非回転要素）に固定された場合について説明したが、これに限られるものではなく、車両１のケーシング等の他の非回転要素に固定することは当然可能である。
【０１１３】
上記各実施の形態では、ワンウェイクラッチ８がスプラグタイプの場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、他のワンウェイクラッチ、例えばローラタイプ、ラチェットタイプを採用することは当然可能である。
【０１１４】
また、上記各実施の形態では、ワンウェイクラッチ８の外輪８ａが前後進切換装置７，１７０の筐体に固定され、外輪８ａの内周面と駆動軸６の外周面との間にスプラグ８ｂが配設される場合について説明したが、これに限られるものではない。外輪８ａを駆動軸６と結合して回転可能に構成し、外輪８ａの内側に配設されてスプラグ８ｂが係合される外周面を有する内輪を非回転要素に固定することは当然可能である。この場合も駆動軸６の一方向の回転を許容し、逆方向の回転を阻止できるからである。
【０１１５】
上記各実施の形態では、発進補助処理（図５及び図７参照）において、車両１が所定の停止状態にあるか否かを車両１の走行速度、ブレーキペダルの操作量、断続装置５の状態により判断する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、他の状態量を採用することは当然可能である。他の状態量としては、駆動軸６の回転数、車輪２（車軸）の回転数、出力軸９の回転数が例示される。
【０１１６】
上記各実施の形態では、傾斜角センサ装置１４により車両１の傾斜角を検出する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、他の検出機構を採用することは当然可能である。他の検出機構としては、例えば、前後方向加速度センサ１０ａによる代用、車輪２を車体ＢＦに懸架する各懸架装置の伸縮量を検出するサスストロークセンサ装置、ナビゲーション装置による路面情報等が例示される。これらのときは傾斜角センサ装置１４を省略することが可能である。
【０１１７】
上記各実施の形態では、発進補助処理（図５及び図７参照）において、前進登坂の停車時に１速段を成立させる場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。積雪のある路面や凍結した路面等のような低μ路面では、発進時に車輪２に滑りが生じることを防止するために、１速段よりトルクの小さな２速段を成立させるようにすることは可能である。この場合、１速段または２速段以上を選択するスイッチを車両１に設け、運転者に１速段または２速段以上を選択させれば良い。
【０１１８】
上記第２実施の形態では、車両１を発進させる発進要求があるか否かをアクセルペダルの操作量により判断する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、他の因子を採用することは当然可能である。他の因子としては、断続装置５の作動量、断続装置５に締結または切断を指令する作動信号、断続装置５の締結または切断の状態をＣＰＵ２１に出力する状態信号が例示される。
【０１１９】
上記第１実施の形態では説明を省略したが、前後進切換装置７が内蔵された変速機として、マニュアルトランスミッションを採用することは当然可能である。この場合、図５に示すフローチャート（発進補助処理）において、Ｓ１１，Ｓ１６の処理に代えて、ＣＰＵ２１（図２参照）は報知装置１６を作動させて、前進段または後進段を成立させるように運転者に報知する処理を行う。これにより坂道発進補助装置１００は坂道発進を補助することが可能である。
【０１２０】
上記各実施の形態では説明を省略したが、車両１の停止時に動力源３（エンジン３ａ）を停止させてアイドルストップを行うことは当然可能である。また、上記各実施の形態のいずれかの一部または全部を他の実施の形態の一部または全部と組み合わせても良い。また、上記各実施の形態のうちの一部の構成を省略しても良い。例えば、第１実施の形態における発進補助処理（図５参照）を全て省略しても良い。この場合、運転者のシフト操作により発進補助機能を付与することができると共に、前後進切換装置７が備える第１付勢部材７７ａ及び第２付勢部材７７ｂにより、車両１をスムーズに発進させることができる。また、第２付勢部材７７ｂを省略して、前進段から後進段に切換えるときの操作性を第１付勢部材７７ａにより向上させるようにしても良い。
【０１２１】
上記各実施の形態では、待機手段が２つの機能を有する場合について説明した。一つの機能は、前後進切換装置７，１７０により前進段が成立する状態で後進段への切換え要求があると、前後進切換装置７，１７０による後進段への切換え及び成立が待機され、後進段への切換え要求に応じて前後進切換装置７，１７０により後進段を成立させる機能である（以下「第１待機手段」と称す）。もう一つの機能は、前後進切換装置７，１７０により後進段が成立する状態で前進段への切換え要求があると、前後進切換装置７，１７０による前進段への切換え及び成立が待機され、前進段への切換え要求に応じて前後進切換装置７，１７０により前進段を成立させる機能である（以下「第２待機手段」と称す）。しかし、第１待機手段および第２待機手段を備える坂道発進補助装置１００，２００に限るものではなく、ユーザーの要求等に応じて、坂道発進補助装置１００，２００が第１待機手段、第２待機手段の一方を有するようにすることは当然可能である。これにより、坂道発進補助装置１００，２００の装置構成等を簡素化できる。
【符号の説明】
【０１２２】
１ 車両
２ 車輪
３ 動力源
６ 駆動軸
７，１７０ 前後進切換装置
７１ａ 回転駆動部
７２ 前進段の回転要素
７３ 後進段の回転要素
７４ 連結部材
７６ 支持部材
７７ 付勢部材
７７ａ 第１付勢部材（待機手段）
７７ｂ 第２付勢部材（待機手段）
８ ワンウェイクラッチ
１００，２００ 坂道発進補助装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、坂道における車両の発進を補助する坂道発進補助装置に関し、特に、運転者に違和感を与え難くできる坂道発進補助装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、坂道における車両の発進を補助する技術が知られている。この種の技術に関し、例えば、特許文献１には、クラッチと歯車式の変速機との間の回転軸にワンウェイクラッチを配設し、そのワンウェイクラッチによりエンジン回転方向の回転を許容すると共に、逆方向の回転を阻止する技術が開示されている。特許文献１に開示される技術では、上り坂を前進走行する車両を上り坂の途中で制動停止させた場合、重力により上り坂を後ろ向きに下ろうとする力が車両に作用し、車輪を介して回転軸にエンジン回転方向と逆方向の回転が加わる。その結果、ワンウェイクラッチにより回転軸がロックされると共に、前進段のギヤがトルク伝達状態で噛み合うため、ブレーキを操作しなくても車両が上り坂を下ることは阻止される。この状態で車両の発進操作を行ったときは、エンジン回転方向のトルクにより回転軸のロックが解除され、スムーズに発進できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平１−１０６３１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示される技術では、上り坂を前進段で上り、途中で停車させた後、その上り坂を後進段で下る場合、発進操作が著しく煩雑であった。その理由は、停車状態では前進段のギヤがトルク伝達状態で噛み合っていると共に、上り坂を後ろ向きに下ることがワンウェイクラッチにより阻止されているため、前進段から後進段のギヤに切換えることが困難だからである。
【０００５】
停車状態から上り坂を後進段で下るまでの発進操作を具体的に説明すると、前進段のギヤの噛み合いを解除するため、まず、上り坂を前進段で上る発進操作を行い、次に、前進段から後進段に切換えて発進させる必要があった。上り坂を下りたいという意思に反して、運転者は初めに上り坂を上るように車両を操作しなければならないので、運転者に違和感を与えるという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、運転者に違和感を与え難くできる坂道発進補助装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００７】
この目的を達成するために請求項１記載の坂道発進補助装置によれば、車輪を駆動する動力源と、その動力源の動力を車輪に伝達する動力伝達経路に配設され、動力源により駆動される駆動軸の回転を前進段または後進段の回転要素に伝達すると共に、前進段または後進段への切換え要求に応じて、前進段または後進段の回転要素への連結の切換えを成立させる歯車式の前後進切換装置と、その前後進切換装置と動力源との間の動力伝達経路に配設され、停車時に動力源と駆動軸との連係を遮断する断続装置と、断続装置から前後進切換装置までの動力伝達経路に配設され、駆動軸の所定方向の回転を許容する一方、駆動軸の逆方向の回転を阻止するワンウェイクラッチとを備える車両に搭載されるものである。
【０００８】
上り坂を前進段で上る車両が停止したときは、車両には重力により上り坂を下ろうとする力が作用する。断続装置により動力源と駆動軸との連係が遮断され、前後進切換装置により前進段が成立している場合は、車輪を介して逆方向の回転が駆動軸に伝達される。その結果、ワンウェイクラッチにより駆動軸の逆方向の回転が阻止されると共に、前進段の回転要素がトルク伝達状態で噛み合うため、車輪の回転が阻止され、車両が上り坂を下ることが阻止される。
【０００９】
この状態（前後進切換装置により前進段が成立する状態）で後進段への切換え要求があると、待機手段により、前後進切換装置による後進段への切換え、又は、動力源と駆動軸との連係が待機される。その後、車両を発進させる発進要求があると、その発進要求に応じて駆動軸が所定方向に回転される。その駆動軸の所定方向へのわずかな回転により、前進段の回転要素の噛み合いが解除され、後進段への切換え要求に応じて前後進切換装置により後進段が成立する。
【００１０】
また、上り坂を後進段で上る車両が停止したときは、車両には重力により上り坂を下ろうとする力が作用する。断続装置により動力源と駆動軸との連係が遮断され、前後進切換装置により後進段が成立している場合は、車輪を介して一定方向と逆方向の回転が駆動軸に伝達される。その結果、ワンウェイクラッチにより駆動軸の逆方向の回転が阻止されると共に、後進段の回転要素がトルク伝達状態で噛み合うため、車輪の回転が阻止され、車両が上り坂を下ることが阻止される。
【００１１】
この状態（前後進切換装置により後進段が成立する状態）で前進段への切換え要求があると、待機手段により、前後進切換装置による前進段への切換え、又は、動力源と駆動軸との連係が待機される。車両を発進させる発進要求があると、その発進要求に応じて駆動軸が所定方向に回転される。その駆動軸の所定方向へのわずかな回転により、後進段の回転要素の噛み合いが解除され、前進段への切換え要求に応じて前後進切換装置により前進段が成立する。
【００１２】
以上のように坂道発進補助装置は、待機手段により、前進段または前進段の一方が成立したときは、前進段または後進段の他方への切換え要求および車両の発進要求により、前進段または後進段の他方を成立させて車両を発進させることができる。切換え要求の方向と車両を発進させる方向とが一致するので、車両を前進または後進させるときに運転者に違和感を与え難くできる効果がある。
【００１３】
請求項２記載の坂道発進補助装置によれば、前後進切換装置では、回転駆動部に駆動軸の回転が伝達され、回転駆動部と回転要素との間を連結部材が移動することにより、回転駆動部と回転要素との連結または連結解除が行われる。連結部材は、支持部材により移動可能に支持され、その支持部材は、前進段または後進段への切換え要求に応じて移動される。その支持部材の移動に伴い、連結解除をする回転要素から連結をする回転要素へ向かう付勢力が、付勢部材により連結部材に付与される。その結果、車両を発進させる発進要求により回転要素の噛み合いが解除されると、付勢部材の付勢力により、連結解除をする回転要素から連結をする回転要素へ連結部材が移動する。これにより前進段または後進段への切換え要求に応じて、前後進切換装置により前進段または後進段の回転要素への連結の切換えが成立する。
【００１４】
以上のように、待機手段は支持部材の移動に伴い付勢力を発生する付勢部材を備え、その付勢力により前進段または後進段の切換えが機械的に行われるので、前進段または後進段の切換え及び成立を待機する制御を省略できる。その結果、電磁ノイズ等の外的影響を受け難くすることができ、請求項１の効果に加え、信頼性を向上できる効果がある。
【００１５】
請求項３記載の坂道発進補助装置によれば、車両の走行状態に関する情報が走行状態取得手段により取得され、その走行状態取得手段により取得された車両の走行状態に関する情報に基づいて、車両が所定の停止状態にあるか停止状態判断手段により判断される。判断の結果、車両が所定の停止状態にある場合に、報知手段により、前進段または後進段を成立させるか或いは前進段または後進段が成立するように支持部材を移動させるよう運転者に報知されるので、運転者は、その報知に基づいて前後進切換装置を作動させて前進段または後進段を成立させることができる。
【００１６】
運転者の操作により前進段または後進段が成立し、ワンウェイクラッチにより駆動軸の逆方向の回転が阻止されると、坂道で制動解除したときに車両が下ることが防止される。この機能（以下「発進補助機能」と称す）は、前進段または後進段を成立させるように運転者が操作しなければ発揮されないので、発進補助機能を付与するか否かを運転者が選択できる。その結果、請求項１又は２の効果に加え、発進補助機能を付与するか否かを運転者は技量に応じて選択できるので、運転者の操作感を向上できる効果がある。
【００１７】
請求項４記載の坂道発進補助装置によれば、車両の走行状態に関する情報が走行状態取得手段により取得され、その走行状態取得手段により取得された車両の走行状態に関する情報に基づいて、車両が所定の停止状態にあるか停止状態判断手段により判断される。判断の結果、車両が所定の停止状態にある場合に、発進補助手段により、前後進切換装置を作動させて前進段または後進段を成立させるか或いは前進段または後進段が成立するように支持部材を移動させる。運転者による前進段または後進段を成立させる操作がなくても、ワンウェイクラッチにより駆動軸の逆方向の回転が阻止され、発進補助機能が発揮される。これにより、請求項１又は２の効果に加え、発進補助機能を運転者の操作によらず付与できる効果がある。
【００１８】
請求項５記載の坂道発進補助装置によれば、補助要求取得手段により運転者からの車両の発進補助の要求が取得され、且つ、停止状態判断手段により車両が所定の停止状態にあると判断される場合に、発進補助手段により前後進切換装置が作動され前進段または後進段を成立させるか或いは前進段または後進段が成立するように支持部材が移動される。運転者からの車両の発進補助の要求がある場合に発進補助機能が発揮されるので、請求項４の効果に加え、発進補助機能に違和感を覚える運転者に違和感を与え難くできる効果がある。
【００１９】
請求項６記載の坂道発進補助装置によれば、水平面に対する車両の前後方向の傾斜状態に関する情報が傾斜状態情報取得手段により取得され、その傾斜状態情報取得手段により取得された車両の傾斜状態に関する情報に基づいて、車両が所定の傾斜状態にあるか傾斜状態判断手段により判断される。傾斜状態判断手段により車両が所定の傾斜状態にあると判断され、且つ、停止状態判断手段により車両が所定の停止状態にあると判断される場合に、発進補助手段により前後進切換装置が作動され前進段または後進段を成立させるか或いは前進段または後進段を成立させるように支持部材を移動させる。車両が所定の傾斜状態にある場合に発進補助機能を付与できるので、請求項４又は５の効果に加え、所定の傾斜状態にない平坦な路面で発進補助機能が付与されることを防止できる効果がある。
【００２０】
請求項７記載の坂道発進補助装置によれば、発進補助手段は、前進段または後進段の他方への切換え要求があるまでは、前進段または後進段の一方を成立させるか或いは前進段または後進段を成立させるように支持部材の位置を維持するので、運転者による切換え要求を優先させることができる。これにより請求項４から６のいずれかの効果に加え、運転者の操作感を向上できる効果がある。
【００２１】
請求項８記載の坂道発進補助装置によれば、発進補助手段は、発進補助の要求が解除されるまでは、前進段または後進段の一方を成立させるか或いは前進段または後進段を成立させるように支持部材を移動させるので、運転者による要求を優先させることができる。これにより運転者の要求に応じて発進補助機能の解除が優先されるので、請求項５又は６の効果に加え、運転者の操作感を向上できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施の形態における坂道発進補助装置が搭載される車両を模式的に示した模式図である。
【図２】坂道発進補助装置の電気的構成を示したブロック図である。
【図３】（ａ）は前進段が成立した状態を示す前後進切換装置の模式図であり、（ｂ）は後進段への切換え要求があったときの状態を示す前後進切換装置の模式図であり、（ｃ）は後進段が成立した状態を示す前後進切換装置の模式図である。
【図４】（ａ）は後進段が成立した状態を示す前後進切換装置の模式図であり、（ｂ）は前進段への切換え要求があったときの状態を示す前後進切換装置の模式図であり、（ｃ）は前進段が成立した状態を示す前後進切換装置の模式図である。
【図５】発進補助処理を示すフローチャートである。
【図６】第２実施の形態における坂道発進補助装置の電気的構成を示したブロック図である。
【図７】発進補助処理を示すフローチャートである。
【図８】坂道発進補助処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施の形態における坂道発進補助装置１００が搭載される車両１を模式的に示した模式図である。なお、図１の矢印Ｕ−Ｄ，Ｌ−Ｒ，Ｆ−Ｂは、車両１の上下方向、左右方向、前後方向をそれぞれ示している。
【００２４】
まず、車両１の概略構成について説明する。図１に示すように、車両１は、車体ＢＦと、その車体ＢＦを支持する複数（本実施の形態では４輪）の車輪２と、それら複数の車輪２の内の一部（本実施の形態では、左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲ）を回転駆動する動力源３と、その動力源３の動力が入力軸４により入力される断続装置５と、その断続装置５により入力軸４と連係可能に構成される駆動軸６と、その駆動軸６の回転を前進段または後進段の回転要素に伝達する前後進切換装置７と、断続装置５から前後進切換装置７までの動力伝達経路に配設されるワンウェイクラッチ８とを主に備えて構成されている。車輪２は、図１に示すように、車両１の前方側（矢印Ｆ方向側）に位置する左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲと、車両１の後方側（矢印Ｂ方向側）に位置する左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲとを備えている。
【００２５】
断続装置５は、入力軸４と駆動軸６とを機械的あるいは電磁的に結合すると共に、その結合を解除するための装置である。駆動軸６は入力軸４と結合されて、入力軸４と同じ方向に回転される。本実施の形態では、断続装置５は自動クラッチ装置により構成されている。但し、断続装置５は自動クラッチ装置に限られず、他の装置を採用することは当然可能である。他の装置としては、例えば、運転者のクラッチペダルの操作により結合解除または結合される手動式のクラッチ装置が例示される。また、湿式クラッチ、乾式クラッチのいずれを用いることも可能である。
【００２６】
前後進切換装置７は、車両１の前後進を切換えるための歯車式の装置であり、本実施の形態では、前進段（１速段および２速段以上）の回転要素を備える選択歯車式の変速機（図示せず）に内蔵されている。この場合の変速機としては、例えば、湿式や乾式のクラッチを使ったセミオートマチックトランスミッション、デュアルクラッチトランスミッション、マニュアルトランスミッション等が挙げられる。前後進切換装置７は、アクセルペダルやブレーキペダルの操作状態や運転者による補助モード選択装置１５（図２参照）の操作により、前進段または後進段の切換えが行われる。なお、運転者が切換レバー７ａを操作することにより、前進段または後進段の切換えを任意に行うことが可能である。
【００２７】
ワンウェイクラッチ８は、断続装置５から前後進切換装置７までの動力伝達経路に配設され駆動軸６の一定方向の回転を許容すると共に、逆方向の回転を阻止するための装置である。本実施の形態では、ワンウェイクラッチ８は、駆動軸６の外周面と外輪８ａの内周面との間に配設される複数のスプラグ８ｂを備え、外輪８ａは前後進切換装置７の筐体に固定されている。出力軸９は、前後進切換装置７の出力を駆動輪に伝達するための部材であり、本実施の形態では、デファレンシャルギヤを介して左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲに連結されている。
【００２８】
制御装置２０は、上述したように構成される車両１の各部を制御するための装置であり、例えば、アクセルペダルやブレーキペダルの操作状態等に応じて、動力源３、断続装置５、変速機（前後進切換装置７）を作動制御する。
【００２９】
次いで、図２を参照して、坂道発進補助装置１００の詳細構成について説明する。図２は、坂道発進補助装置１００の電気的構成を示したブロック図である。制御装置２０は、図２に示すように、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２及びＲＡＭ２３を備え、それらがバスライン２４を介して入出力ポート２５に接続されている。また、入出力ポート２５には、動力源３等の装置が接続されている。
【００３０】
ＣＰＵ２１は、バスライン２４により接続された各部を制御する演算装置である。ＲＯＭ２２は、ＣＰＵ２１により実行される制御プログラム（例えば、図３、図６から図８に図示されるフローチャートのプログラム）や固定値データ等を記憶する書き換え不能な不揮発性のメモリである。ＲＡＭ２３は、制御プログラムの実行時に各種のデータを書き換え可能に記憶するためのメモリである。
【００３１】
動力源３は、エンジン３ａと、そのエンジン３ａをＣＰＵ２１からの指示に基づいて駆動制御する駆動制御回路（図示せず）とを主に備えている。なお、動力源３はエンジン３ａに限られず、他の動力源を用いることが可能である。他の動力源としては、例えば、電動モータ、油圧モータ等が挙げられる。エンジン及び電動モータを組み合わせて動力源とすることも可能である。
【００３２】
断続装置５は、動力源３の動力の前後進切換装置７への伝達または伝達解除をするための装置であり、互いに連結または開放されるクラッチ部材（図示せず）と、そのクラッチ部材をＣＰＵ２１からの指示に基づいて駆動制御する駆動制御回路（図示せず）とを主に備えている。なお、断続装置５は、クラッチ部材が締結または切断のいずれの状態にあるかを示す状態信号をＣＰＵ２１に出力する出力回路（図示せず）を備えている。
【００３３】
前後進切換装置７は、車両１の前後進を切換えるための装置であり、前進段および後進段の回転要素７２，７３（図４（ａ）参照）と、それら回転要素７２，７３に連結して動力源３の動力を伝達する連結部材７４（図４（ａ）参照）と、その連結部材７４をＣＰＵ２１からの指示に基づいて駆動制御する駆動制御回路（図示せず）とを備えている。また、前後進切換装置７は連結部材７４を操作可能に構成される切換レバー７ａと、その切換レバー７ａの位置を検出する位置センサ装置７ｂとを備えている。
【００３４】
位置センサ装置７ｂは、切換レバー７ａの位置を検出する位置検出センサ（図示せず）と、その位置検出センサの検出結果を処理してＣＰＵ２１に出力する出力回路（図示せず）とを主に備えている。なお、運転者は、ＣＰＵ２１からの指令に基づく前後進切換装置７の駆動制御に関らず、切換レバー７ａにより連結部材７４を操作できる。
【００３５】
加速度センサ装置１０は、車両１の加速度を検出すると共に、その検出結果をＣＰＵ２１に出力するための装置であり、前後方向加速度センサ１０ａ及び左右方向加速度センサ１０ｂと、それら各加速度センサ１０ａ，１０ｂの検出結果を処理してＣＰＵ２１に出力する出力回路（図示せず）とを主に備えている。
【００３６】
前後方向加速度センサ１０ａは、車両１（車体フレームＢＦ）の前後方向（図１矢印Ｆ−Ｂ方向）の加速度、いわゆる前後Ｇを検出するセンサであり、左右方向加速度センサ１０ｂは、車両１（車体フレームＢＦ）の左右方向（図１矢印Ｌ−Ｒ方向）の加速度、いわゆる横Ｇを検出するセンサである。なお、本実施の形態では、これら各加速度センサ１０ａ，１０ｂが圧電素子を利用した圧電型センサとして構成されている。
【００３７】
また、ＣＰＵ２１は、加速度センサ装置１０から入力された各加速度センサ１０ａ，１０ｂの検出結果（前後Ｇ、横Ｇ）を時間積分して、２方向（前後方向および左右方向）の速度をそれぞれ算出すると共に、それら２方向成分を合成することで、車両１の走行速度を取得することができる。
【００３８】
アクセルペダルセンサ装置１１は、アクセルペダル（図示せず）の操作量を検出すると共に、その検出結果をＣＰＵ２１に出力するための装置であり、アクセルペダルの踏み込み量を検出する角度センサ（図示せず）と、その角度センサの検出結果を処理してＣＰＵ２１に出力する出力回路（図示せず）とを主に備えている。
【００３９】
ブレーキペダルセンサ装置１２は、ブレーキペダル（図示せず）の操作量を検出すると共に、その検出結果をＣＰＵ２１に出力するための装置であり、ブレーキペダルの踏み込み量を検出する角度センサ（図示せず）と、その角度センサの検出結果を処理してＣＰＵ２１に出力する出力回路（図示せず）とを主に備えている。
【００４０】
シフトポジションセンサ装置１３は、動力が伝達されているギヤ段（シフトポジション）を検出すると共に、その検出結果をＣＰＵ２１に出力するための装置であり、シフトポジションを検出するシフトポジションセンサ（図示せず）と、その検出結果を処理してＣＰＵ２１に出力する出力回路（図示せず）とを備えている。なお、本実施の形態では、シフトポジションセンサは、磁界を検出する磁気検出素子により構成されている。
【００４１】
傾斜角センサ装置１４は、水平面に対する車両１の傾斜角を検出すると共に、その検出結果をＣＰＵ２１に出力するための装置であり、車両１の前後方向（図１矢印Ｆ−Ｂ方向）の傾斜角を検出する傾斜角センサ１４ａと、その傾斜角センサ１４ａの検出結果を処理してＣＰＵ２１に出力する出力回路（図示せず）とを備えている。なお、本実施の形態では、静電容量型の傾斜角センサとして構成されている。
【００４２】
補助モード選択装置１５は、発進補助の要否および坂道発進補助モードの種類を運転者に選択させるための装置であり、前進登坂スイッチ１５ａ及び後進登坂スイッチ１５ｂと、それらスイッチ１５ａ，１５ｂの操作状態を処理してＣＰＵ２１に出力する出力回路（図示せず）とを備えている。なお、補助モード選択装置１５は、ボタンスイッチ、切換えスイッチ、音声認識手段を備えるもの等、適宜選択して採用することが可能である。
【００４３】
前進登坂スイッチ１５ａは、車両１が前進段で上り坂を上る途中で停止後、上り坂を前進段で発進するときに、車両１が後ろ向きに下降しないようにするための「前進登坂補助モード」を選択するためのスイッチである。前進登坂スイッチ１５ａがオンのときは、ＣＰＵ２１は、発進補助の要求があり「前進登坂補助モード」が選択されているものと判断する。
【００４４】
後進登坂スイッチ１５ｂは、車両１が後進段で上り坂を上る途中で停止後、上り坂を後進段で発進するときに、車両１が前向きに下降しないようにするための「後進登坂補助モード」を選択するためのスイッチである。後進登坂スイッチ１５ｂがオンのときは、ＣＰＵ２１は、発進補助の要求があり「後進登坂補助モード」が選択されているものと判断する。前進登坂スイッチ１５ａ、後進登坂スイッチ１５ｂのいずれもオフであるときは、ＣＰＵ２１は、発進補助の要求がないか或いは発進補助の要求が解除されたものと判断する。
【００４５】
報知装置１６は、所定の条件が成立したと判断される場合に前進段または後進段を成立させるように運転者に報知するための装置である。本実施の形態では、運転者の視覚により識別可能な表示灯１６ａ及び聴覚により識別可能な音声等を発生させる音声出力装置１６ｂと、それら表示灯１６ａ及び音声出力装置１６ｂをＣＰＵ２１からの指示に基づいて駆動制御する駆動制御回路（図示せず）とを主に備えている。
【００４６】
図２に示す他の入出力装置３０としては、例えば、ＧＰＳを利用して車両１の現在位置を取得すると共に、その取得した車両１の現在位置を道路に関する情報が記憶された地図データに対応付けて取得するナビゲーション装置などが例示される。ナビゲーション装置を用いることにより路面の勾配に関する情報を取得することができ、この情報に基づいて、水平面に対する車両１の傾斜角を推定することが可能である。
【００４７】
また、他の入出力装置３０としては、シフトポジションを表示するシフトポジションインジケータも例示される。シフトポジションインジケータを備えることにより、運転者に安心感を与えることができると共に、操作感を向上できる。
【００４８】
次に図３（ａ）を参照して、前後進切換装置７の詳細構成について説明する。図３（ａ）は、前進段が成立した状態を示す前後進切換装置７の模式図である。前後進切換装置７は、駆動軸６（図１参照）の回転が伝達される回転軸７１と、その回転軸７１に固定される回転駆動部７１ａと、回転軸７１に軸支される前進段の回転要素７２及び後進段の回転要素７３と、回転駆動部７１ａの外周に装着される連結部材７４と、その連結部材７４を支持する支持部材７６とを備えている。
【００４９】
回転軸７１は、動力源３の所定方向の回転動力が駆動軸６を介して伝達される部材である。回転駆動部７１ａは、回転軸７１に固定される筒状の部材であり、回転軸７１の回転動力が伝達される。回転駆動部７１ａの外周には回転軸７１と平行して位置するスプライン（図示せず）が形成されている。
【００５０】
前進段の回転要素７２は、ベアリングＢを介して回転軸７１に回転自在に軸支される部材であり、回転駆動部７１ａに並設されるクラッチギヤ７２ａと、そのクラッチギヤ７２ａに対し一体に固定され所定の歯数で形成される１段ギヤ７２ｂとを備えている。
【００５１】
後進段の回転要素７３は、ベアリングＢを介して回転軸７１に回転自在に軸支される部材であり、回転駆動部７１ａの回転要素７２と反対側に並設されるクラッチギヤ７３ａと、そのクラッチギヤ７３ａに対し一体に固定され所定の歯数で形成される後段ギヤ７２ｂとを備えている。なお、後段ギヤ７２ｂはアイドラギヤ（図示せず）を介して回転軸７１の回転動力を駆動輪（後輪２ＲＬ，２ＲＲ）に伝達する。これにより回転軸７１の一定方向の回転に対し、逆方向の回転動力を駆動輪（後輪２ＲＬ，２ＲＲ）に伝達することができる。
【００５２】
連結部材７４は、回転駆動部７１ａと回転要素７２，７３との間を移動し、回転駆動部７１ａと回転要素７２，７３との連結または連結解除をするための部材であり、回転駆動部７１ａの外周に装着されるスリーブ７４ａと、そのスリーブ７４ａに動作荷重を入力するシフトフォーク７４ｂとを備えている。
【００５３】
スリーブ７４ａは、前後進の切換え動作荷重（手動操作力やアクチュエータ駆動力）が入力される筒状の部材であり、回転駆動部７１ａの外周に形成されたスプラインと噛み合うスプライン（図示せず）が内周に形成されている。これによりスリーブ７４ａを回転駆動部７１ａと一体に回転させ、且つ、軸方向に移動可能にできる。軸方向に移動したスリーブがクラッチギヤ７２ａ，７３ａにそれぞれ噛み合うことで、回転駆動部７１ａの回転動力が、スリーブ７４ａ及びクラッチギヤ７２ａ，７３ａを介して１段ギヤ７２ｂ、後段ギヤ７３ｂに伝達される。
【００５４】
シフトフォーク７４ｂは、軸方向に移動させる動作荷重をスリーブ７４ａに入力するための部材であり、先端がスリーブ７４ａの外周に装着され、基部がフォークロッド７５に移動自在に支持されている。
【００５５】
支持部材７６は、シフトフォーク７４ｂを軸方向に移動可能に支持すると共に、前後進の切換え要求に応じて切換え動作荷重（手動操作力や電動機、油圧、空気圧等のアクチュエータ駆動力）が入力され、軸方向に移動される部材である。支持部材７６は軸方向に移動されることにより、前進段、後進段または中立の位置に移動される。本実施の形態では、支持部材７６は、フォークロッド７５が貫装されフォークロッド７５を摺動可能な筒状のカラー７６ａ，７６ｂを両端に有する筐体状に形成され、カラー７６ａ，７６ｂの内側にシフトフォーク７４ｂの基部が収装される。
【００５６】
付勢部材７７は、カラー７６ａ，７６ｂとシフトフォーク７４ｂとの間に収装され、シフトフォーク７４ｂに付勢力を付与するための部材であり、本実施の形態ではコイルばねで形成されている。第１付勢部材７７ａはシフトフォーク７４ｂをカラー７６ａと離間する方向に付勢する部材であり、第２付勢部材７７ｂはシフトフォーク７４ｂをカラー７６ｂと離間する方向に付勢する部材である。
【００５７】
第１付勢部材７７ａ、第２付勢部材７７ｂのばね定数は、切換え動作時に、クラッチギヤ７２ａ，７３ａからスリーブ７４ａを抜くことができる程度の付勢力をシフトフォーク７４ｂに付与可能なように設定されている。なお、第１付勢部材７７ａ、第２付勢部材７７ｂによる付勢力では、切換え動作時にクラッチギヤ７２ａ，７３ａとスリーブ７４ａとがトルク伝達状態で噛み合うときに、クラッチギヤ７２ａ，７３ａからスリーブ７４ａを抜くことはできない。
【００５８】
次に図３（ｂ）、図３（ｃ）及び図４を参照して、坂道に車両１を停止させた後、発進させるときの前後進切換装置７の動作について説明する。まず、図３を参照して、車両１が前進段で上り坂を上る途中で停止後、上り坂を後進段で（下り方向に）発進するときの動作について説明する。図３（ｂ）は後進段への切換え要求があったときの状態を示す前後進切換装置７の模式図であり、図３（ｃ）は後進段が成立した状態を示す前後進切換装置７の模式図である。
【００５９】
図３（ａ）に示すように、支持部材７６が前進段の位置にあって前進段が成立した状態では、車輪２（図１参照）を介して一定方向と逆方向の回転が駆動軸６に伝達される。その結果、ワンウェイクラッチ８により駆動軸６の逆方向の回転が阻止されると共に、前進段の回転要素７２がトルク伝達状態でスリーブ７４ａと噛み合うため、車輪２の回転が阻止され、制動解除したときに車両１が上り坂を下ることが阻止される。これにより運転者に安心感を与えることができる。なお、上り坂を前進段で（上り方向に）発進する場合は、前進段が成立しているので、アクセルペダル（図示せず）を操作し、断続装置５が締結されることにより発進（前進）が可能である。
【００６０】
一方、この停車した状態（前後進切換装置７により前進段が成立する状態）で、運転者により切換レバー７ａ（図１及び図２参照）が操作され、後進段への切換え要求があると、支持部材７６が軸方向（図３左方向）の後進段の位置まで移動される（図３（ｂ）参照）。このときは、カラー７６ａにより第１付勢部材７７ａが圧縮され、シフトフォーク７４ｂに付勢力（図３（ｂ）左方向）が付与される。しかし、クラッチギヤ７２ａとスリーブ７４ａとがトルク伝達状態で噛み合っているため、シフトフォーク７４ｂは移動できず、後進段への切換え及び成立が待機される。
【００６１】
運転者によりアクセルペダル（図示せず）が操作され、車両１を発進させる発進要求があると、その発進要求に応じて断続装置５が締結され、動力源３の回転動力が駆動軸６に伝達され、駆動軸６が一定方向に回転される。その駆動軸６の一定方向へのわずかな回転により、クラッチギヤ７２ａとスリーブ７４ａとの噛み合いが解除され、第１付勢部材７７ａによる付勢力により、シフトフォーク７４ｂ及びスリーブ７４ａが軸方向（図３（ｃ）左方向）に移動する（図３（ｃ）参照）。スリーブ７４ａがクラッチギヤ７３ａに噛み合うことで、後進段が成立し、車両１はスムーズに発進（後進）する。
【００６２】
以上のように坂道発進補助装置１００の前後進切換装置７は第１付勢部材７７ａを備えているので、運転者は煩雑な操作を行う必要がなく、後進段への切換え要求および車両１の発進要求により、後進段を成立させて車両１を発進（後進）させることができる。これにより運転者に違和感を与え難くできる。
【００６３】
次に図４を参照して、車両１が後進段で上り坂を上る途中で停止後、上り坂を前進段で（下り方向に）発進するときの動作について説明する。図４（ａ）は後進段が成立した状態を示す前後進切換装置７の模式図であり、図４（ｂ）は前進段への切換え要求があったときの状態を示す前後進切換装置７の模式図であり、図４（ｃ）は前進段が成立した状態を示す前後進切換装置７の模式図である。
【００６４】
図４（ａ）に示すように、支持部材７６が後進段の位置にあって後進段が成立した状態では、車輪２（図１参照）を介して一定方向と逆方向の回転が駆動軸６に伝達される。その結果、ワンウェイクラッチ８により駆動軸６の逆方向の回転が阻止されると共に、後進段の回転要素７３がトルク伝達状態でスリーブ７４ａと噛み合うため、車輪２の回転が阻止され、制動解除したときに車両１が上り坂を下ることが阻止される。これにより運転者に安心感を与えることができる。なお、上り坂を後進段で（上り方向に）発進する場合は、後進段が成立しているので、アクセルペダル（図示せず）を操作し、断続装置５が締結されることにより発進（後進）が可能である。
【００６５】
一方、この状態（前後進切換装置７により後進段が成立する状態）で、運転者により切換レバー７ａ（図１及び図２参照）が操作され、前進段（１速段）への切換え要求があると、支持部材７６が軸方向（図４右方向）の前進段の位置まで移動される（図４（ｂ）参照）。このときは、カラー７６ｂにより第２付勢部材７７ｂが圧縮され、シフトフォーク７４ｂに付勢力（図４（ｂ）右方向）が付与される。しかし、クラッチギヤ７３ａとスリーブ７４ａとがトルク伝達状態で噛み合っているため、シフトフォーク７４ｂは移動できず、１速段への切換え及び成立が待機される。
【００６６】
運転者によりアクセルペダル（図示せず）が操作され、車両１を発進させる発進要求があると、その発進要求に応じて動力源３の回転動力が駆動軸６に伝達され、駆動軸６が一定方向に回転される。その駆動軸６の一定方向へのわずかな回転により、クラッチギヤ７３ａとスリーブ７４ａとの噛み合いが解除され、第２付勢部材７７ｂによる付勢力により、シフトフォーク７４ｂ及びスリーブ７４ａが軸方向（図４（ｃ）右方向）に移動する（図４（ｃ）参照）。スリーブ７４ａがクラッチギヤ７２ａに噛み合うことで、１速段が成立し、車両１はスムーズに発進（前進）する。
【００６７】
以上のように坂道発進補助装置１００の前後進切換装置７は第２付勢部材７７ｂを備えているので、運転者は煩雑な操作を行う必要がなく、前進段（１速段）への切換え要求および車両１の発進要求により、前進段を成立させて車両１を発進（前進）させることができる。これにより運転者に違和感を与え難くできる。
【００６８】
また、支持部材７６の移動に伴い付勢力を発生する第１付勢部材７７ａ及び第２付勢部材７７ｂを備え、それらの付勢力により前進段（１速段）または後進段の切換えが機械的に行われるので、前進段または後進段の切換え及び成立を待機する制御を省略できる。その結果、電磁ノイズ等の外的影響を受け難くすることができ、坂道発進補助装置１００の信頼性を向上できる。
【００６９】
次いで図５を参照して発進補助処理について説明する。図５は発進補助処理を示すフローチャートである。この処理は、坂道発進補助装置１００の電源が投入されている間、ＣＰＵ２１によって繰り返し（例えば、０．２秒間隔で）実行される処理であり、車両１の坂道発進を補助するための処理である。
【００７０】
ＣＰＵ２１は発進補助処理に関し、まず、車両１の走行速度を取得し（Ｓ１）、車両１の走行速度が所定の走行速度以下であるか否かを判断する（Ｓ２）。なお、Ｓ２の処理では、Ｓ１の処理で取得した車両１の走行速度と、その走行速度に対応してＲＯＭ２２に予め記憶されている閾値（本実施の形態では、車両１が停止していると判断される値）とを比較して、車両１の現在の走行速度が所定の走行速度以下であるか否かを判断する。
【００７１】
その結果、車両１の走行速度が所定の走行速度以下であると判断される場合には（Ｓ２：Ｙｅｓ）、次に、ブレーキペダルセンサ装置１２で検出されるブレーキペダルの操作量（踏み込み量）を取得し（Ｓ３）、取得したブレーキペダルの操作量が所定の操作量以上であるか否かを判断する（Ｓ４）。なお、Ｓ４の処理では、Ｓ３の処理で取得したブレーキペダルの操作量に対応してＲＯＭ２２に予め記憶されている閾値（本実施の形態では、車両１が停止するために必要と判断される値）とを比較して、現在のブレーキペダルの操作量が所定の操作量以上であるか否かを判断する。
【００７２】
その結果、ブレーキペダルの操作量が所定の操作量以上であると判断される場合には（Ｓ４：Ｙｅｓ）、車両１は所定の停止状態にあると判断されるので、次に断続装置５が切断状態であるか否かを判断する（Ｓ５）。断続装置５が切断状態であると判断される場合には（Ｓ５：Ｙｅｓ）、次に車両１の前後方向の傾斜角を取得し（Ｓ６）、車両１の前後方向の傾斜角が所定の上り傾斜角以上であるか否かを判断する（Ｓ７）。上り傾斜角とは、重力方向に対して前輪２ＦＬ，２ＦＲが上、後輪２ＲＬ，２ＲＲが下に位置する相対関係にあるときの車両１の水平面に対する傾斜角をいう。なお、Ｓ７の処理では、Ｓ６の処理で取得した車両１の傾斜角に対応してＲＯＭ２２に予め記憶されている閾値（本実施の形態では、制動解除すると車両１が路面を下り方向に移動するおそれのある傾斜角）とを比較して、現在の傾斜角が所定の上り傾斜角以上であるか否かを判断する。
【００７３】
一方、Ｓ２，Ｓ４，Ｓ５の処理の結果、車両１の走行速度が所定の走行速度より大きいと判断されるか（Ｓ２：Ｎｏ）、ブレーキペダルの操作量が所定の操作量より小さいと判断されるか（Ｓ４：Ｎｏ）或いは断続装置５が締結状態にあると判断される場合には（Ｓ５：Ｎｏ）、車両１は所定の停止状態にない（走行中である）と判断されるので、この発進補助処理を終了する。
【００７４】
Ｓ７の処理の結果、車両１の前後方向の傾斜角が所定の上り傾斜角以上であると判断される場合には（Ｓ７：Ｙｅｓ）、次に「前進登板補助モード」が選択されているか否か、即ち前進登坂スイッチ１５ａ（図２参照）がオンであるか否かを判断する（Ｓ８）。「前進登板補助モード」が選択されている、即ち前進登坂スイッチ１５ａがオンであると判断される場合には（Ｓ８：Ｙｅｓ）、支持部材７６（図３参照）が前進段の位置にあるか否かを判断する（Ｓ９）。一方、Ｓ８の処理の結果、前進登坂スイッチ１５ａがオフであると判断される場合には（Ｓ８：Ｎｏ）、運転者は発進補助を要求していないか或いは発進補助の要求が解除されているので、この発進補助処理を終了する。
【００７５】
Ｓ９の処理の結果、支持部材７６が前進段の位置にあると判断される場合には（Ｓ９：Ｙｅｓ）、この状態で制動解除してもワンウェイクラッチ８により駆動軸６がロックされ、車両１が路面を下り方向に移動するおそれがないので、この発進補助処理を終了する。一方、Ｓ９の処理の結果、支持部材７６が前進段の位置にないと判断される場合には（Ｓ９：Ｎｏ）、ＣＰＵ２１は切換レバー７ａ（図２参照）が後進段の位置にあるか否かを判断する（Ｓ１０）。
【００７６】
Ｓ１０の処理の結果、切換レバー７ａが後進段の位置にあると判断される場合には（Ｓ１０：Ｙｅｓ）、運転者により切換レバー７ａが操作されており、発進補助の要求に関らず車両１を後進させたいという意思が運転者にあるため、この発進補助処理を終了する。一方、Ｓ１０の処理の結果、切換レバー７ａが後進段の位置にないと判断される場合には（Ｓ１０：Ｎｏ）、この状態で車両１の発進時に制動解除すると、車両１が路面を下り方向に移動するおそれがある。そこでＣＰＵ２１は前後進切換装置７を作動させて支持部材７６を前進段の位置に移動させ（Ｓ１１）、この発進補助処理を終了する。支持部材７６を前進段の位置に移動させることで１速段を成立させ、発進時に車両１が路面を下り方向に移動することを防止する。
【００７７】
これに対し、Ｓ７の処理の結果、車両１の前後方向の傾斜角が所定の上り傾斜角より小さいと判断される場合には（Ｓ７：Ｎｏ）、次に車両１の前後方向の傾斜角が所定の下り傾斜角以上であるか否かを判断する（Ｓ１２）。下り傾斜角とは、重力方向に対して前輪２ＦＬ，２ＦＲが下、後輪２ＲＬ，２ＲＲが上に位置する相対関係にあるときの車両１の水平面に対する傾斜角をいう。なお、Ｓ１２の処理では、Ｓ６の処理で取得した車両１の傾斜角に対応してＲＯＭ２２に予め記憶されている閾値（本実施の形態では、制動解除すると車両１が路面を下り方向に移動するおそれのある傾斜角）とを比較して、現在の傾斜角が所定の下り傾斜角以上であるか否かを判断する。
【００７８】
Ｓ１２の処理の結果、車両１の前後方向の傾斜角が所定の下り傾斜角以上であると判断される場合には（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、次に「後進登板補助モード」が選択されているか否か、即ち後進登坂スイッチ１５ｂ（図２参照）がオンであるか否かを判断する（Ｓ１３）。「後進登板補助モード」が選択されている、即ち後進登坂スイッチ１５ｂがオンであると判断される場合には（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、支持部材７６が後進段の位置にあるか否かを判断する（Ｓ１４）。一方、Ｓ１３の処理の結果、後進登坂スイッチ１５ｂがオフであると判断される場合には（Ｓ１３：Ｎｏ）、運転者は発進補助を要求していないか或いは発進補助の要求が解除されているので、この発進補助処理を終了する。
【００７９】
Ｓ１４の処理の結果、支持部材７６が後進段の位置にあると判断される場合には（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、この状態で制動解除してもワンウェイクラッチ８により駆動軸６がロックされ、車両１が路面を下り方向に移動するおそれがないので、この発進補助処理を終了する。一方、Ｓ１４の処理の結果、支持部材７６が後進段の位置にないと判断される場合には（Ｓ１４：Ｎｏ）、ＣＰＵ２１は切換レバー７ａが前進段の位置にあるか否かを判断する（Ｓ１５）。
【００８０】
Ｓ１５の処理の結果、切換レバー７ａが前進段の位置にあると判断される場合には（Ｓ１５：Ｙｅｓ）、運転者により切換レバー７ａが操作されており、発進補助の要求に関らず車両１を前進させたいという意思が運転者にあるため、この発進補助処理を終了する。一方、Ｓ１５の処理の結果、切換レバー７ａが前進段の位置にないと判断される場合には（Ｓ１５：Ｎｏ）、この状態で車両１の発進時に制動解除すると、車両１が路面を下り方向に移動するおそれがある。そこでＣＰＵ２１は前後進切換装置７を作動させて支持部材７６を後進段の位置に移動させ（Ｓ１６）、この発進補助処理を終了する。支持部材７６を後進段の位置に移動させることで後進段を成立させ、発進時に車両１が路面を下り方向に移動することを防止する。
【００８１】
以上の発進補助処理（図５参照）では、車両１の走行状態に関する情報（車両１の走行速度、ブレーキペダルの操作量）に基づいて、車両１が所定の停止状態にあるか判断される。判断の結果、車両が所定の停止状態にある場合に、前後進切換装置７を作動させて前進段（１速段）または後進段が成立する。そのため、運転者に特別な操作を要求しなくても、発進時に車両１が下降することを防止でき、運転者に安心感を与えることができる。
【００８２】
また、車両１は補助モード選択装置１５を備えており、運転者により補助モード選択装置１５が操作されて各スイッチ１５ａ，１５ｂがオンの場合であって、車両１が所定の停止状態にあると判断される場合に、発進補助機能（発進時にワンウェイクラッチ８をロックして車両１の下降を防止する機能）が発揮される。また、補助モード選択装置１５の各スイッチ１５ａ，１５ｂをオフにすることで、発進補助機能の付与を解除できる。運転者の要求に応じて発進補助機能を付与できるので、発進補助機能に違和感を覚える運転者に違和感を与え難くできる。
【００８３】
また、補助モード選択装置１５の各スイッチ１５ａ，１５ｂがオンに設定された場合であっても、切換レバー７ｂの操作による運転者の意思を優先して、切換レバー７ｂの操作に応じて車両１が前進または後進されるので、運転者に違和感を与えることなく操作感を向上できる。
【００８４】
また、車両１は傾斜角センサ装置１４を備えており、傾斜角センサ装置１４により検出された傾斜角に基づいて車両が所定の傾斜状態にあると判断され、且つ、車両が所定の停止状態にあると判断される場合に発進補助機能が付与されるので、所定の傾斜状態にない平坦な路面で発進補助機能が付与されることを防止できる。
【００８５】
さらに、傾斜角センサ装置１４により検出される上り傾斜角、下り傾斜角に応じ、坂道で停止した車両１が前後どちらに下降するおそれがあるかを判別して発進補助機能が付与される。これにより、坂道発進時に車両１が下降することを確実に防止することができ、運転者に深い安心感を与えることができる。
【００８６】
なお、図５に示すフローチャート（発進補助処理）において、請求項３又は４に記載の走行状態取得手段としてはＳ１，Ｓ３の処理が、停止状態判断手段としては、Ｓ２，Ｓ４，Ｓ５の処理がそれぞれ該当する。なお、図示していないが、断続装置５の状態信号を取得する処理が走行状態取得手段に該当する。図５に示すフローチャート（発進補助処理）において、請求項４記載の発進補助手段としてはＳ１１，Ｓ１６の処理が、請求項５記載の補助要求取得手段としてはＳ８，Ｓ１３の処理が、請求項６記載の傾斜状態情報取得手段としてはＳ６の処理が、傾斜状態判断手段としてはＳ７，Ｓ１２の処理がそれぞれ該当する。また、請求項１記載の待機手段としては、支持部材７６に収装された第１付勢部材７７ａ及び第２付勢部材７７ｂがそれぞれ該当する。
【００８７】
なお、本実施の形態では説明を省略したが、図５に示すフローチャート（発進補助処理）において、Ｓ１１，Ｓ１６の処理に代えて、ＣＰＵ２１（図２参照）は報知装置１６を作動させて、前進段または後進段を成立させるように運転者に報知する処理を行うことは可能である。具体的には、Ｓ１１の処理に代えて、表示灯１６ａ及び音声出力装置１６ｂを作動させて運転者に１速段を成立させるよう促し、Ｓ１６の処理に代えて、表示灯１６ａ及び音声出力装置１６ｂを作動させて運転者に後進段を成立させるよう促す。
【００８８】
これにより、前進段（１速段）または後進段を成立させるように運転者が操作しなければ発進補助機能が付与されないようにできる。その結果、発進補助機能を付与するか否かを、運転者は技量や好みに応じて選択できるので、運転者の操作感を向上できる。なお、図５に示すフローチャート（発進補助処理）において、Ｓ１１，Ｓ１６の処理に代えて行うこれらの処理が、請求項３記載の報知手段に該当する。
【００８９】
次に図６から図８を参照して、第２実施の形態について説明する。第１実施の形態では、待機手段が、支持部材７６、第１付勢部材７７ａ及び第２付勢部材７７ｂ（弾性体）を備えて構成される場合について説明した。これに対し第２実施の形態では、待機手段がソフトウェアにより構成される場合について説明する。
【００９０】
まず、図６を参照して第２実施の形態における坂道発進補助装置２００について説明する。なお、坂道発進補助装置２００は、第１実施の形態で説明した車両１に、坂道発進補助装置１００に代えて搭載されるものとする。また、第１実施の形態と同一の部分は、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図６は第２実施の形態における坂道発進補助装置２００の電気的構成を示したブロック図である。図６に示すように、坂道発進補助装置２００の制御装置１２０は、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２及びＲＡＭ２３を備え、それらがバスライン２４を介して入出力ポート２５に接続されている。ＲＡＭ２３には、前進フラグ２３ａ、後進フラグ２３ｂが設けられている。
【００９１】
前進フラグ２３ａは、車両１が前進段で上り坂を上る途中で停止したときに車両１が後ろ向きに下降しないようにする発進補助機能が付与されているか否かを示すフラグである。車両１がこの状態にある場合に、前進フラグ２３ａはオンに切り替えられ、この状態にない場合にオフに切り替えられる。
【００９２】
後進フラグ２３ｂは、車両１が後進段で上り坂を上る途中で停止したときに車両１が前向きに下降しないようにする発進補助機能が付与されているか否かを示すフラグである。車両１がこの状態にある場合に、後進フラグ２３ｂはオンに切り替えられ、この状態にない場合にオフに切り替えられる。
【００９３】
前後進切換装置１７０は、第１付勢部材７７ａ及び第２付勢部材７７ｂ（図４及び図５参照）が省略されており、アクチュエータ駆動力による支持部材７６の移動にリンクして連結部材７４が移動する以外は前後進切換装置７と同様の構成であるので、詳細な説明を省略する。なお、支持部材７６は、運転者の切換レバー７ａの操作に基づいてアクチュエータ（図示せず）を駆動させ、そのアクチュエータの駆動力により移動させることもできる。
【００９４】
次いで図７を参照して発進補助処理について説明する。図７は発進補助処理を示すフローチャートである。この処理は、坂道発進補助装置２００の電源が投入されている間、ＣＰＵ２１によって繰り返し（例えば、０．２秒間隔で）実行される処理であり、車両１の坂道発進を補助するための処理である。
【００９５】
ＣＰＵ２１は発進補助処理に関し、まず、車両１の走行速度を取得し（Ｓ２１）、車両１の走行速度が所定の走行速度以下であるか否かを判断する（Ｓ２２）。その結果、車両１の走行速度が所定の走行速度より大きいと判断される場合（Ｓ２２：Ｎｏ）、車両１は所定の停止状態にない（走行中である）と判断されるので、この発進補助処理を終了する。
【００９６】
一方、車両１の走行速度が所定の走行速度以下であると判断される場合には（Ｓ２２：Ｙｅｓ）、次に断続装置５が切断状態か否かを判断する（Ｓ２３）。断続装置５が切断状態にある場合には（Ｓ２３：Ｙｅｓ）、車両１は所定の停止状態にあると判断されるので、次に車両１の前後方向の傾斜角を取得し（Ｓ２４）、車両１の前後方向の傾斜角が所定の上り傾斜角以上であるか否かを判断する（Ｓ２５）。その結果、車両１の前後方向の傾斜角が所定の上り傾斜角以上であると判断される場合には（Ｓ２５：Ｙｅｓ）、次に「前進登板補助モード」が選択されているか否か、即ち前進登坂スイッチ１５ａ（図６参照）がオンであるか否かを判断する（Ｓ２６）。
【００９７】
Ｓ２６の処理の結果、「前進登板補助モード」が選択されている、即ち前進登坂スイッチ１５ａ（図６参照）がオンであると判断される場合には（Ｓ２６：Ｙｅｓ）、アクチュエータ（図示せず）を作動させて前後進切換装置１７０により１速段を成立させ（Ｓ２７）、前進フラグ２３ａをオンして（Ｓ２８）、この発進補助処理を終了する。一方、「前進登板補助モード」が選択されていない、即ち前進登坂スイッチ１５ａがオフであると判断される場合には（Ｓ２６：Ｎｏ）、前進フラグ２３ａ及び後進フラグ２３ｂをオフして（Ｓ２９）、この発進補助処理を終了する。
【００９８】
これに対し、Ｓ２５の処理の結果、車両１の前後方向の傾斜角が所定の上り傾斜角より小さいと判断される場合には（Ｓ２５：Ｎｏ）、次に車両１の前後方向の傾斜角が所定の下り傾斜角以上であるか否かを判断する（Ｓ３０）。その結果、車両１の前後方向の傾斜角が所定の下り傾斜角以上であると判断される場合には（Ｓ３０：Ｙｅｓ）、次に「後進登板補助モード」が選択されているか否か、即ち後進登坂スイッチ１５ｂ（図６参照）がオンであるか否かを判断する（Ｓ３１）。
【００９９】
Ｓ３１の処理の結果、「後進登板補助モード」が選択されている、即ち後進登坂スイッチ１５ｂがオンであると判断される場合には（Ｓ３１：Ｙｅｓ）、アクチュエータ（図示せず）を作動させて前後進切換装置１７０により後進段を成立させ（Ｓ３２）、後進フラグ２３ｂをオンして（Ｓ３３）、この発進補助処理を終了する。一方、「後進登板補助モード」が選択されていない、即ち後進登坂スイッチ１５ｂがオフであると判断される場合には（Ｓ３１：Ｎｏ）、前進フラグ２３ａ及び後進フラグ２３ｂをオフして（Ｓ３４）、この発進補助処理を終了する。
【０１００】
次に図８を参照して坂道発進補助処理について説明する。図８は坂道発進補助処理を示すフローチャートである。この処理は、坂道発進補助装置２００の電源が投入されている間、ＣＰＵ２１によって繰り返し（例えば、０．２秒間隔で）実行される処理であり、車両１の特定の坂道発進を補助するための処理である。
【０１０１】
ＣＰＵ２１は坂道発進補助処理に関し、まず、アクセルペダルセンサ装置１１（図２参照）により検出されるアクセルペダルの操作量を取得する（Ｓ４１）。次いで、前進フラグ２３ａがオンであるか否かを判断し（Ｓ４２）、前進フラグ２３ａがオンであると判断される場合には（Ｓ４２：Ｙｅｓ）、後進段への切換え要求（運転者による切換レバー７ａ（図６参照）の操作）があるか否かを判断する（Ｓ４３）。その結果、後進段への切換え要求があると判断される場合には（Ｓ４３：Ｙｅｓ）、アクチュエータ（図示せず）を作動させて前後進切換装置１７０により後進段を成立させる（Ｓ４４）。次いで、アクセルペダルの操作量が所定の操作量以上であるか否かを判断する（Ｓ４５）。なお、Ｓ４５の処理では、Ｓ４１の処理で取得したアクセルペダルの操作量に対応してＲＯＭ２２に予め記憶されている閾値（本実施の形態では、車両１が発進するために必要と判断される値）とを比較して、現在のアクセルペダルの操作量が所定の操作量以上であるか否かを判断する。
【０１０２】
その結果、アクセルペダルの操作量が所定の操作量以上であると判断される場合には（Ｓ４５：Ｙｅｓ）、断続装置５を締結した後（Ｓ４６）、前進フラグ２３ａをオフして（Ｓ４７）、この坂道発進補助処理を終了する。即ち、車両１を発進させる発進要求があり、Ｓ４５の処理においてアクセルペダルの操作量が所定の操作量以上であると判断される場合には（Ｓ４５：Ｙｅｓ）、その発進要求に応じて断続装置５が締結され、動力源３の回転動力が駆動軸６に伝達され、駆動軸６が一定方向に回転される。その駆動軸６の一定方向へのわずかな回転により、クラッチギヤ７２ａとスリーブ７４ａとの噛み合いが解除される。そこで、後進段への切換え要求に応じてアクチュエータ（図示せず）を作動させると、アクチュエータの軽微な駆動力でスリーブ７４ａを移動できる。その結果、前後進切換装置１７０により後進段を成立させ、車両１をスムーズに発進（後進）させることができる。
【０１０３】
これに対し、アクセルペダルの操作量が所定の操作量より小さいと判断される場合には（Ｓ４５：Ｎｏ）、車両１に発進要求はなく所定の停止状態にあると判断されるため、Ｓ４６及びＳ４７の処理をスキップして、この坂道発進補助処理を終了する。これにより、断続装置５の切断状態が維持され、動力源３と駆動軸６との連係を待機させることができる。また、後進段への切換え要求がないと判断される場合には（Ｓ４３：Ｎｏ）、Ｓ４４からＳ４７の処理をスキップして、この坂道発進補助処理を終了する。これにより車両１を１速段でスムーズに発進（登坂）させることができる。
【０１０４】
一方、Ｓ４２の処理の結果、前進フラグ２３ａがオフであると判断される場合には（Ｓ４２：Ｎｏ）、後進フラグ２３ｂがオンであるか否かを判断する（Ｓ４８）。その結果、後進フラグ２３ｂがオンであると判断される場合には（Ｓ４７：Ｙｅｓ）、１速段への切換え要求（運転者による切換レバー７ａ（図６参照）の操作）があるか否かを判断する（Ｓ４９）。その結果、１速段への切換え要求があると判断される場合には（Ｓ４９：Ｙｅｓ）、アクチュエータ（図示せず）を作動させて前後進切換装置１７０により１速段を成立させる（Ｓ５０）。次いで、次にアクセルペダルの操作量が所定の操作量以上であるか否かを判断する（Ｓ５１）。
【０１０５】
その結果、アクセルペダルの操作量が所定の操作量以上であると判断される場合には（Ｓ５１：Ｙｅｓ）、断続装置５を締結した後（Ｓ５２）、後進フラグ２３ｂをオフして（Ｓ５３）、この坂道発進補助処理を終了する。即ち、車両１を発進させる発進要求があり、Ｓ５１の処理においてアクセルペダルの操作量が所定の操作量以上であると判断される場合には（Ｓ５１：Ｙｅｓ）、その発進要求に応じて断続装置５が締結され、動力源３の回転動力が駆動軸６に伝達され、駆動軸６が一定方向に回転される。その駆動軸６の一定方向へのわずかな回転により、クラッチギヤ７３ａとスリーブ７４ａとの噛み合いが解除される。そこで、１速段への切換え要求に応じてアクチュエータ（図示せず）を作動させると、アクチュエータの軽微な駆動力でスリーブ７４ａを移動できる。その結果、前後進切換装置１７０により１速段を成立させ、車両１をスムーズに発進（前進）させることができる。
【０１０６】
これに対し、アクセルペダルの操作量が所定の操作量より小さいと判断される場合には（Ｓ５１：Ｎｏ）、車両１に発進要求はなく所定の停止状態にあると判断されるため、Ｓ５２及びＳ５３の処理をスキップして、この坂道発進補助処理を終了する。これにより、断続装置５の切断状態が維持され、動力源３と駆動軸６との連係を待機させることができる。また、１速段への切換え要求がないと判断される場合には（Ｓ４９：Ｎｏ）、Ｓ５０からＳ５３の処理をスキップして、この坂道発進補助処理を終了する。これにより車両１を後進段でスムーズに発進（降坂）させることができる。
【０１０７】
以上のように坂道発進補助装置２００は、アクセルペダルの操作量が所定の操作量以上になる（発進要求がある）まで前後進切換装置１７０の作動を待機させる。発進要求があるとクラッチギヤ７２ａ，７３ａとスリーブ７４ａとの噛み合いが解除されるので、アクチュエータの軽微な駆動力で１速段または後進段を成立させることができる。これにより、運転者は煩雑な操作を行う必要がなく、１速段または後進段への切換え要求および車両１の発進要求を行うことで、車両１を発進させることができる。これにより運転者に違和感を与え難くできる。
【０１０８】
また、前後進切換装置１７０のアクチュエータは軽微な駆動荷重を発生するものであればよいので、アクチュエータを小型・軽量化できる。さらに、クラッチギヤ７２ａ，７３ａとスリーブ７４ａとの噛み合いが解除されたときにアクチュエータを駆動させるので、アクチュエータの負荷を小さくできると共に、消費電力を低下できる。
【０１０９】
なお、図７に示すフローチャート（発進補助処理）において、請求項３又は４に記載の走行状態取得手段としてはＳ２１の処理が、停止状態判断手段としては、Ｓ２２，Ｓ２３の処理がそれぞれ該当する。なお、図示していないが、断続装置５の状態信号を取得する処理が走行状態取得手段に該当する。図７に示すフローチャート（発進補助処理）において、請求項４記載の発進補助手段としてはＳ２７，Ｓ３２の処理が、請求項５記載の補助要求取得手段としてはＳ２６，Ｓ３１の処理が、請求項６記載の傾斜状態情報取得手段としてはＳ２４の処理が、傾斜状態判断手段としてはＳ２５，Ｓ３０の処理がそれぞれ該当する。図８に示すフローチャート（坂道発進補助処理）において、請求項１記載の待機手段としてはＳ４５，Ｓ５１の処理がそれぞれ該当する。
【０１１０】
以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。
【０１１１】
上記各実施の形態では、左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲを駆動輪とする車両１について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲを駆動輪とする車両や前後輪を駆動輪とする車両に適用することは当然可能である。
【０１１２】
上記各実施の形態では、断続装置５に連結された駆動軸６にワンウェイクラッチ８が配設される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、駆動軸６に常時噛み合いしている軸上や、前後進切換装置７，１７０による前進段や後進段の切換えに関わらず一定方向に回転されるものであれば、他の回転体を駆動軸として採用し、そこにワンウェイクラッチを配設することは当然可能である。他の回転体としては、変速機の入力軸やカウンタ軸等が例示される。また、外輪８ａが前後進切換装置７，１７０の筐体（非回転要素）に固定された場合について説明したが、これに限られるものではなく、車両１のケーシング等の他の非回転要素に固定することは当然可能である。
【０１１３】
上記各実施の形態では、ワンウェイクラッチ８がスプラグタイプの場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、他のワンウェイクラッチ、例えばローラタイプ、ラチェットタイプを採用することは当然可能である。
【０１１４】
また、上記各実施の形態では、ワンウェイクラッチ８の外輪８ａが前後進切換装置７，１７０の筐体に固定され、外輪８ａの内周面と駆動軸６の外周面との間にスプラグ８ｂが配設される場合について説明したが、これに限られるものではない。外輪８ａを駆動軸６と結合して回転可能に構成し、外輪８ａの内側に配設されてスプラグ８ｂが係合される外周面を有する内輪を非回転要素に固定することは当然可能である。この場合も駆動軸６の一方向の回転を許容し、逆方向の回転を阻止できるからである。
【０１１５】
上記各実施の形態では、発進補助処理（図５及び図７参照）において、車両１が所定の停止状態にあるか否かを車両１の走行速度、ブレーキペダルの操作量、断続装置５の状態により判断する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、他の状態量を採用することは当然可能である。他の状態量としては、駆動軸６の回転数、車輪２（車軸）の回転数、出力軸９の回転数が例示される。
【０１１６】
上記各実施の形態では、傾斜角センサ装置１４により車両１の傾斜角を検出する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、他の検出機構を採用することは当然可能である。他の検出機構としては、例えば、前後方向加速度センサ１０ａによる代用、車輪２を車体ＢＦに懸架する各懸架装置の伸縮量を検出するサスストロークセンサ装置、ナビゲーション装置による路面情報等が例示される。これらのときは傾斜角センサ装置１４を省略することが可能である。
【０１１７】
上記各実施の形態では、発進補助処理（図５及び図７参照）において、前進登坂の停車時に１速段を成立させる場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。積雪のある路面や凍結した路面等のような低μ路面では、発進時に車輪２に滑りが生じることを防止するために、１速段よりトルクの小さな２速段を成立させるようにすることは可能である。この場合、１速段または２速段以上を選択するスイッチを車両１に設け、運転者に１速段または２速段以上を選択させれば良い。
【０１１８】
上記第２実施の形態では、車両１を発進させる発進要求があるか否かをアクセルペダルの操作量により判断する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、他の因子を採用することは当然可能である。他の因子としては、断続装置５の作動量、断続装置５に締結または切断を指令する作動信号、断続装置５の締結または切断の状態をＣＰＵ２１に出力する状態信号が例示される。
【０１１９】
上記第１実施の形態では説明を省略したが、前後進切換装置７が内蔵された変速機として、マニュアルトランスミッションを採用することは当然可能である。この場合、図５に示すフローチャート（発進補助処理）において、Ｓ１１，Ｓ１６の処理に代えて、ＣＰＵ２１（図２参照）は報知装置１６を作動させて、前進段または後進段を成立させるように運転者に報知する処理を行う。これにより坂道発進補助装置１００は坂道発進を補助することが可能である。
【０１２０】
上記各実施の形態では説明を省略したが、車両１の停止時に動力源３（エンジン３ａ）を停止させてアイドルストップを行うことは当然可能である。また、上記各実施の形態のいずれかの一部または全部を他の実施の形態の一部または全部と組み合わせても良い。また、上記各実施の形態のうちの一部の構成を省略しても良い。例えば、第１実施の形態における発進補助処理（図５参照）を全て省略しても良い。この場合、運転者のシフト操作により発進補助機能を付与することができると共に、前後進切換装置７が備える第１付勢部材７７ａ及び第２付勢部材７７ｂにより、車両１をスムーズに発進させることができる。また、第２付勢部材７７ｂを省略して、前進段から後進段に切換えるときの操作性を第１付勢部材７７ａにより向上させるようにしても良い。
【０１２１】
上記各実施の形態では、待機手段が２つの機能を有する場合について説明した。一つの機能は、前後進切換装置７，１７０により前進段が成立する状態で後進段への切換え要求があると、前後進切換装置７，１７０による後進段への切換え及び成立が待機され、後進段への切換え要求に応じて前後進切換装置７，１７０により後進段を成立させる機能である（以下「第１待機手段」と称す）。もう一つの機能は、前後進切換装置７，１７０により後進段が成立する状態で前進段への切換え要求があると、前後進切換装置７，１７０による前進段への切換え及び成立が待機され、前進段への切換え要求に応じて前後進切換装置７，１７０により前進段を成立させる機能である（以下「第２待機手段」と称す）。しかし、第１待機手段および第２待機手段を備える坂道発進補助装置１００，２００に限るものではなく、ユーザーの要求等に応じて、坂道発進補助装置１００，２００が第１待機手段、第２待機手段の一方を有するようにすることは当然可能である。これにより、坂道発進補助装置１００，２００の装置構成等を簡素化できる。
【符号の説明】
【０１２２】
１ 車両
２ 車輪
３ 動力源
６ 駆動軸
７，１７０ 前後進切換装置
７１ａ 回転駆動部
７２ 前進段の回転要素
７３ 後進段の回転要素
７４ 連結部材
７６ 支持部材
７７ 付勢部材
７７ａ 第１付勢部材（待機手段）
７７ｂ 第２付勢部材（待機手段）
８ ワンウェイクラッチ
１００，２００ 坂道発進補助装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪を駆動する動力源と、
その動力源の動力を前記車輪に伝達する動力伝達経路に配設され、前記動力源により駆動される駆動軸の回転を前進段または後進段の回転要素に伝達すると共に、前進段または後進段への切換え要求に応じて、前進段または後進段の回転要素への連結の切換えを成立させる歯車式の前後進切換装置と、
その前後進切換装置と前記動力源との間の動力伝達経路に配設され、停車時に前記動力源と前記駆動軸との連係を遮断する断続装置と、
前記断続装置から前記前後進切換装置までの動力伝達経路に配設され、前記駆動軸の所定方向の回転を許容する一方、前記駆動軸の逆方向の回転を阻止するワンウェイクラッチとを備える車両に搭載される坂道発進補助装置であって、
前記前後進切換装置により前進段または前進段の一方が成立し、且つ、前進段または後進段の他方への切換え要求があった場合に、前記車両を発進させる発進要求があるまで前記前後進切換装置による前進段または後進段の他方への切換え、又は、前記動力源と前記駆動軸との連係を待機させる待機手段を備えていることを特徴とする坂道発進補助装置。
【請求項２】
前記前後進切換装置は、
前記駆動軸の回転が伝達される回転駆動部と、
その回転駆動部と前記回転要素との間を移動し、前記回転駆動部と前記回転要素との連結または連結解除をする連結部材とを備え、
前記待機手段は、
前記連結部材を移動可能に支持すると共に、前進段または後進段への切換え要求に応じて移動する支持部材と、
その支持部材の移動に伴い、連結解除をする前記回転要素から連結をする前記回転要素へ向かう付勢力を前記連結部材に付与する付勢部材とを備えていることを特徴とする請求項１記載の坂道発進補助装置。
【請求項３】
前記車両の走行状態に関する情報を取得する走行状態取得手段と、
その走行状態取得手段により取得された車両の走行状態に関する情報に基づいて、前記車両が所定の停止状態にあるかを判断する停止状態判断手段と、
その停止状態判断手段により前記車両が所定の停止状態にあると判断される場合に、前進段または後進段を成立させるか或いは前進段または後進段が成立するように前記支持部材を移動させるよう運転者に報知する報知手段とを備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の坂道発進補助装置。
【請求項４】
前記車両の走行状態に関する情報を取得する走行状態取得手段と、
その走行状態取得手段により取得された車両の走行状態に関する情報に基づいて、前記車両が所定の停止状態にあるかを判断する停止状態判断手段と、
その停止状態判断手段により前記車両が所定の停止状態にあると判断される場合に、前記前後進切換装置を作動させて前進段または後進段を成立させるか或いは前進段または後進段が成立するように前記支持部材を移動させる発進補助手段とを備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の坂道発進補助装置。
【請求項５】
運転者からの前記車両の発進補助の要求を取得する補助要求取得手段を備え、
前記発進補助手段は、前記補助要求取得手段により前記発進補助の要求が取得され、且つ、前記停止状態判断手段により前記車両が所定の停止状態にあると判断される場合に、前記前後進切換装置を作動させて前進段または後進段を成立させるか或いは前進段または後進段が成立するように前記支持部材を移動させることを特徴とする請求項４記載の坂道発進補助装置。
【請求項６】
水平面に対する前記車両の前後方向の傾斜状態に関する情報を取得する傾斜状態情報取得手段と、
その傾斜状態情報取得手段により取得された車両の傾斜状態に関する情報に基づいて、前記車両が所定の傾斜状態にあるかを判断する傾斜状態判断手段とを備え、
前記発進補助手段は、前記傾斜状態判断手段により前記車両が所定の傾斜状態にあると判断され、且つ、前記停止状態判断手段により前記車両が所定の停止状態にあると判断される場合に、前記前後進切換装置を作動させて前進段または後進段を成立させるか或いは前進段または後進段が成立するように前記支持部材を移動させることを特徴とする請求項４又は５に記載の坂道発進補助装置。
【請求項７】
前記発進補助手段は、前進段または後進段の他方への切換え要求があるまでは、前進段または後進段の一方を成立させるか或いは前進段または後進段の一方が成立するように前記支持部材の位置を維持することを特徴とする請求項４から６のいずれかに記載の坂道発進補助装置。
【請求項８】
前記発進補助手段は、前記発進補助の要求が解除されるまでは、前進段または後進段の一方を成立させるか或いは前進段または後進段の一方が成立するように前記支持部材を移動させることを特徴とする請求項５又は６に記載の坂道発進補助装置。
【請求項１】
車輪を駆動する動力源と、
その動力源の動力を前記車輪に伝達する動力伝達経路に配設され、前記動力源により駆動される駆動軸の回転を前進段または後進段の回転要素に伝達すると共に、前進段または後進段への切換え要求に応じて、前進段または後進段の回転要素への連結の切換えを成立させる歯車式の前後進切換装置と、
その前後進切換装置と前記動力源との間の動力伝達経路に配設され、停車時に前記動力源と前記駆動軸との連係を遮断する断続装置と、
前記断続装置から前記前後進切換装置までの動力伝達経路に配設され、前記駆動軸の所定方向の回転を許容する一方、前記駆動軸の逆方向の回転を阻止するワンウェイクラッチとを備える車両に搭載される坂道発進補助装置であって、
前記前後進切換装置により前進段または前進段の一方が成立し、且つ、前進段または後進段の他方への切換え要求があった場合に、前記車両を発進させる発進要求があるまで前記前後進切換装置による前進段または後進段の他方への切換え、又は、前記動力源と前記駆動軸との連係を待機させる待機手段を備えていることを特徴とする坂道発進補助装置。
【請求項２】
前記前後進切換装置は、
前記駆動軸の回転が伝達される回転駆動部と、
その回転駆動部と前記回転要素との間を移動し、前記回転駆動部と前記回転要素との連結または連結解除をする連結部材とを備え、
前記待機手段は、
前記連結部材を移動可能に支持すると共に、前進段または後進段への切換え要求に応じて移動する支持部材と、
その支持部材の移動に伴い、連結解除をする前記回転要素から連結をする前記回転要素へ向かう付勢力を前記連結部材に付与する付勢部材とを備えていることを特徴とする請求項１記載の坂道発進補助装置。
【請求項３】
前記車両の走行状態に関する情報を取得する走行状態取得手段と、
その走行状態取得手段により取得された車両の走行状態に関する情報に基づいて、前記車両が所定の停止状態にあるかを判断する停止状態判断手段と、
その停止状態判断手段により前記車両が所定の停止状態にあると判断される場合に、前進段または後進段を成立させるか或いは前進段または後進段が成立するように前記支持部材を移動させるよう運転者に報知する報知手段とを備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の坂道発進補助装置。
【請求項４】
前記車両の走行状態に関する情報を取得する走行状態取得手段と、
その走行状態取得手段により取得された車両の走行状態に関する情報に基づいて、前記車両が所定の停止状態にあるかを判断する停止状態判断手段と、
その停止状態判断手段により前記車両が所定の停止状態にあると判断される場合に、前記前後進切換装置を作動させて前進段または後進段を成立させるか或いは前進段または後進段が成立するように前記支持部材を移動させる発進補助手段とを備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の坂道発進補助装置。
【請求項５】
運転者からの前記車両の発進補助の要求を取得する補助要求取得手段を備え、
前記発進補助手段は、前記補助要求取得手段により前記発進補助の要求が取得され、且つ、前記停止状態判断手段により前記車両が所定の停止状態にあると判断される場合に、前記前後進切換装置を作動させて前進段または後進段を成立させるか或いは前進段または後進段が成立するように前記支持部材を移動させることを特徴とする請求項４記載の坂道発進補助装置。
【請求項６】
水平面に対する前記車両の前後方向の傾斜状態に関する情報を取得する傾斜状態情報取得手段と、
その傾斜状態情報取得手段により取得された車両の傾斜状態に関する情報に基づいて、前記車両が所定の傾斜状態にあるかを判断する傾斜状態判断手段とを備え、
前記発進補助手段は、前記傾斜状態判断手段により前記車両が所定の傾斜状態にあると判断され、且つ、前記停止状態判断手段により前記車両が所定の停止状態にあると判断される場合に、前記前後進切換装置を作動させて前進段または後進段を成立させるか或いは前進段または後進段が成立するように前記支持部材を移動させることを特徴とする請求項４又は５に記載の坂道発進補助装置。
【請求項７】
前記発進補助手段は、前進段または後進段の他方への切換え要求があるまでは、前進段または後進段の一方を成立させるか或いは前進段または後進段の一方が成立するように前記支持部材の位置を維持することを特徴とする請求項４から６のいずれかに記載の坂道発進補助装置。
【請求項８】
前記発進補助手段は、前記発進補助の要求が解除されるまでは、前進段または後進段の一方を成立させるか或いは前進段または後進段の一方が成立するように前記支持部材を移動させることを特徴とする請求項５又は６に記載の坂道発進補助装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２４６９９１（Ｐ２０１２−２４６９９１Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１８５６２（Ｐ２０１１−１１８５６２）
【出願日】平成２３年５月２７日（２０１１．５．２７）
【出願人】（０００１５４３４７）株式会社ユニバンス (132)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２７日（２０１１．５．２７）
【出願人】（０００１５４３４７）株式会社ユニバンス (132)
【Ｆターム（参考）】
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