CN117203082A - 车辆控制装置 - Google Patents

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CN117203082A CN202280030509.3A CN202280030509A CN117203082A CN 117203082 A CN117203082 A CN 117203082A CN 202280030509 A CN202280030509 A CN 202280030509A CN 117203082 A CN117203082 A CN 117203082A
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原田彰洋
中山诚二
神尾茂
中村拓司
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Abstract

车辆控制装置(80)具备:控制促动器(40)的驱动的促动器驱动控制部(811);控制主机马达(70)的驱动的主机马达驱动控制部(821);以及停滞判定部(822)。停滞判定部(822)基于对根据促动器(40)的驱动状态而变化的物理量进行检测的传感器部(68)的检测值,来判定促动器(40)的停滞。在解除驻车锁定时,主机马达驱动控制部(821)在判定为促动器(40)停滞的情况下,进行驱动主机马达(70)以降低驻车齿轮(35)与驻车控制杆(33)的啮合表面压力的啮合表面压力降低控制。

Description

车辆控制装置
关联申请
本申请基于2021年4月28日提出申请的专利申请第2021-076448号而作成,并将其记载内容援引于此。
技术领域
本公开涉及车辆控制装置。
背景技术
目前,已知有借助促动器来控制驻车锁定机构的动作以切换自动变速部的档位的电子控制装置。例如在专利文献1中,在无法利用促动器的输出扭矩来解除驻车锁定机构的情况下,作为驱动源的电动发电机输出能够解除驻车锁定机构的驱动扭矩。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2019-122168号公报
发明内容
在专利文献1中,基于档位传感器输出的电信号来判定是否从P档解除,在没有解除的情况下,通过控制作为驱动源的电动机MG而将取消扭矩向驻车锁定机构输出。然而,在像专利文献1那样基于档位传感器的判定值来判定可否解除P档并基于判定结果来开始由电动机MG进行的取消扭矩的输出控制的情况下,存在P档解除延迟的隐患。本公开的目的在于提供能够适当地解除驻车锁定的车辆控制装置。
本公开的车辆控制装置对车辆驱动系统进行控制。车辆驱动系统具备主机马达、驻车锁定机构和促动器。主机马达是车辆的驱动源。驻车锁定机构具有通过与连接于车轴的驻车齿轮啮合而能够锁定车轴的驻车控制杆,驻车锁定机构通过驻车齿轮与驻车控制杆啮合而能够锁定车轴的旋转。促动器能够驱动驻车控制杆。
车辆控制装置具备:控制促动器的驱动的促动器驱动控制部;控制主机马达的驱动的主机马达驱动控制部;以及停滞判定部。停滞判定部基于对根据促动器的驱动状态而变化的物理量进行检测的传感器部的检测值,来判定促动器的停滞。
在解除驻车锁定时,主机马达驱动控制部在判定为促动器停滞的情况下,进行驱动主机马达以降低驻车齿轮与驻车控制杆的啮合表面压力的啮合表面压力降低控制。由此,能够适当地解除驻车锁定。
附图说明
本公开的上述目的及其他目的、特征、优点通过一边参照附图一边进行下述的详细记载而得以更加明确。在这些图中:
图1是表示第一实施方式的车辆驱动系统的简要结构图;
图2是说明第一实施方式的止动切换机构及驻车锁定机构的立体图;
图3是表示第一实施方式的促动器的剖视图;
图4是图3的VI方向的向视图;
图5是图3的V方向的向视图;
图6是说明车辆倾斜的状态的说明图;
图7是说明驻车锁定机构的啮合表面压力的示意图;
图8是说明P档解除所需要的扭矩的说明图;
图9是说明第一实施方式的促动器的输出扭矩的说明图;
图10是说明第一实施方式的促动器控制处理的流程图;
图11是说明第一实施方式的MG控制处理的流程图;
图12是说明第一实施方式的P档解除控制处理的时序图;
图13是说明第二实施方式的MG控制处理的流程图;
图14是说明第二实施方式的到达判定值的设定的说明图;
图15是说明第二实施方式的P档解除控制处理的时序图;
图16是说明第三实施方式的到达判定时间的设定的图表;
图17是说明第四实施方式的MG控制处理的流程图;
图18是概念性地说明第五实施方式的初始扭矩值及上限扭矩值的设定范围的说明图;
图19是说明第五实施方式的MG控制处理的流程图;
图20是说明第五实施方式的P档解除控制处理的时序图。
具体实施方式
以下,参照附图对车辆控制装置进行说明。以下,在多个实施方式中,对实质上相同的结构标注同一符号,并省略说明。
(第一实施方式)
第一实施方式在图1~图12中示出。如图1所示,车辆驱动系统90具备主机马达70、逆变器71、驻车锁定机构30、促动器40及车辆控制装置80等,搭载于车辆100(参照图6)。以下,适当将主机马达70记载为“MG”。
主机马达70是所谓的电动发电机,具有通过从未图示的蓄电池经由逆变器71被供给电力来进行旋转而产生扭矩的作为电动机的功能以及在车辆100制动时被驱动而进行发电的作为发电机的功能。由主机马达70产生的驱动力经由减速齿轮96及车轴95来使车轮98旋转。在图1中,示出车辆100的驱动源为主机马达70的电动汽车的例子,但也可以是兼具未图示的发动机来作为驱动源的混合动力车辆。另外,在图1中,省略了止动机构20。
如图2所示,线控换档系统91具备促动器40、止动机构20及驻车锁定机构30等。促动器40为旋转式,包括马达50及动力传递部510(参照图3等)。
马达50为带刷的DC马达,通过从未图示的蓄电池经由作为H桥电路等的驱动电路被供给电力而进行旋转,作为止动机构20的驱动源来发挥功能。止动机构20具有止动板21及止动弹簧25等,将从马达50输出的旋转驱动力向驻车锁定机构30传递。
止动板21固定于输出轴15,由马达50来驱动。在止动板21的止动弹簧25侧设置有两个谷部211、212及隔着谷部211、212的山部215。
止动弹簧25是能够进行弹性变形的板状构件,在前端设置有止动辊26。止动弹簧25对止动辊26向止动板21的转动中心侧施力。将在无负载状态下因止动弹簧25的弹力而使止动辊26落入的位置设为谷部211、212的最底部。
当对止动板21施加规定以上的旋转力时,止动弹簧25发生弹性变形,使得止动辊26在谷部211、212之间移动。通过止动辊26向谷部211、212中的任一个嵌入,由此限制止动板21的摆动,决定驻车锁定机构30的状态并固定档位。
驻车锁定机构30具有驻车杆31、圆锥体32、驻车控制杆33、轴部34及驻车齿轮35。驻车杆31形成为大致L字形状,一端311侧固定于止动板21。在驻车杆31的另一端312侧设置有圆锥体32。圆锥体32以越往另一端312侧越缩径的方式形成。当止动板21向使止动辊26嵌入对应于P档的谷部211的方向旋转时,圆锥体32向箭头P的方向移动。
驻车控制杆33与圆锥体32的圆锥面抵接,设置为能够以轴部34为中心进行摆动。在驻车控制杆33的驻车齿轮35侧设置有能够与驻车齿轮35啮合的凸部331。当因止动板21的旋转而使圆锥体32向箭头P方向移动时,驻车控制杆33被推起,使得凸部331与驻车齿轮35啮合。另一方面,当圆锥体32向箭头notP(非P)方向移动时,凸部331与驻车齿轮35的啮合被解除。
驻车齿轮35经由减速齿轮96与车轴95连接(参照图1),设置为能够与驻车控制杆33的凸部331啮合。当驻车齿轮35与凸部331啮合时,车轴95的旋转受到限制。在档位是P以外的档即notP档(非P档)时,驻车齿轮35没有被驻车控制杆33锁定,车轴95的旋转不受驻车锁定机构30妨碍。另外,在档位为P档时,驻车齿轮35由驻车控制杆33锁定,车轴95的旋转受到限制。
促动器40在图3~图5中示出。图3是图5的III-III线剖视图。在图3中,将马达50的轴向设为纸面上下方向,将纸面上侧设为“一侧”,将纸面下侧设为“另一侧”。
壳体41例如由铝等金属形成,包括马达壳体部411及齿轮壳体部412。马达壳体部411形成为在轴向上的一侧开口的大致有底筒状。齿轮壳体部412向马达壳体部411的径向外侧突出地形成。齿轮壳体部412的一侧的端面形成在与马达壳体部411的一侧的端面大致相同的平面上。齿轮壳体部412的另一侧的端面位于马达壳体部411的轴向的中间。换言之,马达壳体部411向另一侧突出。另外,在齿轮壳体部412以向马达壳体部411的相反侧突出的方式形成有用于收容输出轴齿轮60的输出轴齿轮收容部413。
传感器罩43及齿轮罩45夹着壳体41设置在两侧。传感器罩43设置在马达壳体部411及齿轮壳体部412的一侧,通过螺钉439固定于壳体41。在传感器罩43设置有连接器435,经由连接器435向促动器40供给电力。另外,经由连接器435与外部进行信号的发送接收。齿轮罩45设置在齿轮壳体部412的另一侧,通过螺钉459固定于壳体41。
马达50具有磁铁501、铁芯502、线圈504、马达轴505、整流子508及未图示的电刷等。磁铁501固定在马达壳体部411的内周侧。铁芯502设置在磁铁501的径向内侧,当在卷绕的线圈504中流过电流时,产生旋转力。马达轴505由轴承506、507支承为能够旋转,与铁芯502成为一体地旋转。整流子508使从电刷供给的电流向线圈504流动。
动力传递部510设置在马达轴505与输出轴15之间,将马达50的驱动力向输出轴15传递。动力传递部510具有齿轮51~54、60。齿轮51~54、60均是直齿轮。
马达齿轮51及齿轮52、53配置于向壳体41的一侧开口的第一齿轮室415。齿轮54及输出轴齿轮60配置于向壳体41的另一侧开口的第二齿轮室416。第一齿轮室415与第二齿轮室416通过供齿轮连接轴55插通的轴孔417来连通。在本实施方式中,马达齿轮51、齿轮54及输出轴齿轮60由金属形成,齿轮52、53由树脂形成。
马达齿轮51固定在马达轴505的一侧,与马达轴505一体地旋转。齿轮52具有大径部521及小径部522,与轴525一体地旋转。在大径部521的径向外侧形成有直齿来与马达齿轮51啮合。在小径部522的径向外侧形成有直齿来与齿轮53啮合。轴525向形成在壳体41的轴孔414中插入且被支承为能够旋转。
齿轮53具有筒部531及齿轮部532。齿轮部532向筒部531的径向外侧突出地形成。在齿轮部532形成有与齿轮52的小径部522啮合的直齿。齿轮部532形成在能够由位置传感器68检测出绝对角的范围内(例如小于180°)。在筒部531的径向内侧设置有轴固定构件535。轴固定构件535例如由金属形成。
齿轮连接轴55通过轴承56、57能够旋转地支承于壳体41。在本实施方式中,轴承56、57为滚珠轴承,被压入到轴孔417中。通过将轴承设为多个,能够抑制齿轮连接轴55的倾倒。另外,能够抑制齿轮连接轴55的径向上的松动,因此能够减少轴因磕碰等产生的磨损。
齿轮连接轴55的一侧被压入到设置在齿轮53的筒部531的径向内侧的轴固定构件535中,例如通过旋铆等来固定。由此,齿轮53被固定在齿轮连接轴55的一侧。在齿轮连接轴55的另一侧通过螺栓549来固定齿轮54。由此,齿轮53的筒部351与齿轮54通过齿轮连接轴55同轴地连接,成为一体地旋转。在本实施方式中,齿轮53及齿轮54构成连结齿轮530。齿轮54形成为与筒部531大致同径,在径向外侧的整周上形成有与输出轴齿轮60啮合的直齿。
输出轴齿轮60具有形成为大致筒状的输出轴连接部601及齿轮部602。输出轴连接部601通过设置在径向外侧的衬套61而能够旋转地支承于齿轮罩45。在输出轴连接部601的径向内侧压入固定有输出轴15(参照图1),它们成为一体地旋转。衬套61被压入齿轮罩45的输出轴保持部455中。
齿轮部602向输出轴连接部601的径向外侧突出地形成且与齿轮54啮合。在本实施方式中,马达齿轮51与齿轮52的大径部521的啮合部位为第一级减速级,齿轮52的小径部522与齿轮53的齿轮部532的啮合部位为第二级减速级,齿轮54与输出轴齿轮60的齿轮部602的啮合部位为第三级减速级。即,在本实施方式中,减速级数为3,第三级减速级是最终减速级。
齿轮52、53等从壳体41的一侧安装,齿轮54及输出轴齿轮60等从壳体41的另一侧安装。通过改变连接齿轮53与齿轮54的齿轮连接轴55的长度,由此,能够根据经由输出轴15与促动器40组装的对方侧的部件来调整马达壳体部411的突起尺寸。由此,能够提高搭载的自由度。
在齿轮53的筒部531的径向内侧且在比轴固定构件535靠传感器罩43侧的部位设置有传感器磁铁65。传感器磁铁65形成为例如宽度窄的板状,夹着齿轮53的旋转轴地设置在相反侧。换言之,传感器磁铁65分开180°地设置。传感器磁铁65由形成为圆环状的磁铁保持构件66保持。磁铁保持构件66通过压入等固定在筒部531中。
位置传感器68由从传感器罩43突出地形成的传感器保持部438保持。位置传感器68具有检测因传感器磁铁65的旋转而产生的磁场的变化的霍尔IC,以传感器元件位于两个传感器磁铁65的中心的方式设置。在本实施方式中,由于最终减速级的减速比为6以下且齿轮53的旋转范围小于180°,因此,位置传感器68能够将齿轮53的旋转位置作为绝对角来检测。另外,能够通过齿轮比换算来运算输出轴15的绝对角。位置传感器68可以是线性传感器、编码器或解算器等,也可以是检测齿轮53以外的旋转位置的构件。
设置有传感器磁铁65的齿轮53构成比最终减速级前一级的减速级。因此,与输出轴齿轮60相比,传递扭矩小,因齿轮齿面形状的偏差、振动等产生的偏芯力小,因此,与进行输出轴齿轮60的角度检测的情况相比,能够抑制传感器精度的劣化。另外,如图1所示,在促动器40设置有检测马达50的电流的电流传感器67及检测温度的温度传感器69。
车辆控制装置80具有促动器控制单元(以下称为“act-ECU”)81及MG控制单元(以下称为“MG-ECU”)82。act-ECU81及MG-ECU82将微型计算机等作为主体来构成,在内部均具备未图示的CPU、ROM、RAM、I/O及连接这些结构的母线等。ECU中的各处理可以是通过由CPU执行预先存储在ROM等实体的存储装置(即,可读的非临时性的有形存储介质)中的程序而进行的软件处理,也可以是由专用的电子电路进行的硬件处理。
车辆控制装置80能够获取档位传感器37、位置传感器68、温度传感器69、倾斜角传感器87及转向角传感器88的检测值并将这些检测值利用于各种控制。另外,在线圈504的通电控制中也可以使用与止动机构20连接的变速器7的油温(以下,称为“TM油温”)等。变速器7也可以是变速驱动桥等。另外,车辆控制装置80设置为能够与制动ECU85之间发送或接收各种信息。
档位传感器37是如下的传感器:设置在促动器40的外部且设置在驻车控制杆33的附近,对档位从P档及notP档中的一方向另一方切换这一情况进行判定。另外,位置传感器68设置在促动器40的内部,能够连续地检测旋转体的旋转。
act-ECU81具有促动器驱动控制部811等来作为功能块,基于驾驶员请求档位、来自制动开关的信号及车速等控制向马达50的通电,从而控制驻车控制杆33的动作。
MG-ECU82具有MG驱动控制部821及停滞判定部822等来作为功能块。MG驱动控制部821通过控制构成逆变器71的开关元件的接通切断动作,从而控制主机马达70的驱动。停滞判定部822基于位置传感器68的检测值θsns来判定促动器40的停滞。
在本实施方式中,act-ECU81与MG-ECU82分开设置,但也可以作为一个ECU来构成。另外,也可以将act-ECU81与促动器40一体地设置。进而,在例如将停滞判定部822设置在act-ECU81侧这样的情形下,后述的各种判断处理等也可以由act-ECU81或MG-ECU82的任一方来执行。
如上所述,通过马达50的驱动来解除驻车锁定。如图6所示,在车辆100以倾斜了的状态停止的情况下,在车辆100的前后方向上施加与车重W及倾斜角θi相应的载荷L(参照式(1))。如图7所示,与车重W及倾斜角θi相应的载荷L施加在驻车控制杆33与驻车齿轮35啮合的表面压力产生部位Ps。
L=W×sinθi ··· (1)
因此,在要从驻车齿轮35拨出驻车控制杆33时,若是车辆100处于倾斜状态,则需要比处于平坦路的情况大啮合载荷的量的扭矩。以下,将从驻车齿轮35拨出驻车控制杆33的凸部331适当称作“P档解除”。
图8中,将横轴设为促动器40的旋转角且将纵轴设为促动器40的扭矩。如图8所示,在施加有啮合表面压力的状态下要进行P档解除的情况下,除了实线所示的切换止动机构20的止动这个量的扭矩以外,还需要虚线所示的啮合表面压力分量的扭矩。因此,在例如像单点划线所示那样促动器40能输出的扭矩比较小的情况下,仅凭借促动器40的输出扭矩Tact可能无法进行P档解除。另外,在由促动器40来供给啮合表面压力分量的扭矩的情况下,会导致促动器40的规格大型化。
图9中,将横轴设为促动器40的输入电压V且将纵轴设为促动器40的输出扭矩Tact。另外,将平坦路上的P档解除所需的扭矩设为Tp_f,将设想的最大倾斜下的P档解除所需的扭矩设为Tp_max。促动器40在温度高时及电压低时,输出扭矩Tact会降低,因此,根据车辆倾斜状态、温度条件及输入电压V的不同,存在仅凭借马达50的扭矩无法进行P档解除的区域。
因此,在本实施方式中,根据需要在进行P档解除时驱动主机马达70,产生使啮合表面压力分量的扭矩消除的扭矩。由此,能够通过MG扭矩Tmg来减少因车重产生的啮合表面压力分量,因此,与仅凭借马达50来进行P档解除的情况相比,能够降低对马达50要求的扭矩,能够使马达50小型化。另外,能够降低马达50的驱动所涉及的未图示的驱动电路的通电量、热负载。
在本实施方式中,基于位置传感器68的检测值θsns来控制马达50及主机马达70的驱动。基于图10的流程图来说明促动器控制处理。该处理在档位处于P档时由促动器驱动控制部811按规定的周期来执行。以下,省略步骤S101等中的“步骤”,仅记为记号“S”。
在S101中,促动器驱动控制部811判定马达50是否处于驱动中。在判断为马达50处于驱动中的情况下(S101:是),移向S104。在判断为马达50没有处于驱动中的情况下(S101:否),移向S102。
在S102中,促动器驱动控制部811判断是否存在notP切换指示。这里,基于来自MG-ECU82的切换指示进行判断,但也可以基于换档信号等来内部地进行判断。在判断为不存在notP切换指示的情况下(S102:否),跳过S103的处理。在判断为存在notP切换指示的情况下(S102:是),移向S103。
在S103中,促动器驱动控制部811设定能够从P档切换为notP档的目标值θ*,以使位置传感器68的检测值θsns成为目标值θ*的方式驱动马达50。
在判断为马达50处于驱动中的情况下(S101:是)所移向的S104中,促动器驱动控制部811判断位置传感器68的检测值θsns是否达到了目标值θ*。在判断为检测值θsns没有达到目标值θ*的情况下(S104:否),继续马达50的驱动控制。在判断为检测值θsns达到了目标值θ*的情况下(S104:是),移向S105,判定为向notP档的切换完成,停止马达50。另外,act-ECU81将切换完成这样的意思的信息向MG-ECU82发送。
基于图11的流程图来说明MG控制处理。该处理在档位为P档时由MG-ECU82按规定的周期来执行。
在S201中,MG-ECU82判断是否存在notP切换请求。在判断为不存在notP切换请求的情况下(S201:否),跳过S202之后的处理。在判断为存在notP切换请求的情况下(S201:是),移向S202。
在S202中,MG-ECU82判断促动器40是否处于驱动中。在判断为促动器40没有处于驱动中的情况下(S202:否),移向S203,将notP切换指示向act-ECU81发送。在判断为促动器40处于驱动中的情况下(S202:是),移向S204。
在S204中,停滞判定部822判断位置传感器68的检测值θsns是否停滞。这里,在检测值θsns的最大值未被更新的情况下,判断为检测值θsns停滞。在判断为检测值θsns没有停滞的情况下(S204:否),移向S213。在判断为检测值θsns停滞的情况下(S204:是),移向S205。。
在S205中,停滞判定部822判断检测值θsns是否为实施判定阈值θth以下。实施判定阈值θth根据例如档位传感器37从P档向notP档切换的P档解除位置θy来设定。P档解除位置θy是比止动辊26嵌合于谷部212的最底部的切换完成位置靠P档侧的位置。在判断为检测值θsns比实施判定阈值θth大的情况下(S205:否),移向S213。在检测值θsns比实施判定阈值θth大的情况下,因啮合表面压力以外的因素(例如机械锁定等)导致的停滞或者处于正常的停止控制中的概率高,因此,不进行基于MG扭矩实现的啮合表面压力降低处理。在判断为检测值θsns为实施判定阈值θth以下的情况下(S205:是),移向S206。
在S206中,停滞判定部822判断停滞计数值C1是否为与停滞判定时间Xth1对应的停滞判定阈值Cth1以下。在判断为停滞计数值C1为停滞判定阈值Cth1以下的情况下(S206:是),移向S207,将停滞计数值C1递增。在判断为停滞计数值C1比停滞判定阈值Cth1大的情况下(S206:否),移向S208。
在S208中,MG驱动控制部821判断MG扭矩Tmg是否达到了初始扭矩值Ts。初始扭矩值Ts设定为能够降低啮合表面压力的值,例如设定为能够使马达50起动的值。另外,初始扭矩值Ts也可以设为学习值。在判断为MG扭矩Tmg没有达到初始扭矩值Ts的情况下(S208:否),移向S209,将MG扭矩指令值Tmg*设为初始扭矩值Ts。在判断为MG扭矩Tmg达到初始扭矩值Ts的情况下(S208:是),移向S210。
在S210中,MG驱动控制部821判断MG扭矩Tmg是否达到了上限扭矩值Tu。上限扭矩值Tu设定为啮合表面压力降低控制中的最大扭矩且能够降低啮合表面压力以使促动器40可靠地动作的值。在判断为MG扭矩Tmg没有达到上限扭矩值Tu的情况下(S210:否),移向S211,使MG扭矩指令值Tmg*增加渐变量ΔT。在判断为MG扭矩Tmg达到上限扭矩值Tu的情况下(S210:是),移向S212,将MG扭矩指令值Tmg*设为上限扭矩值Tu。
在S213中,MG驱动控制部821判断MG扭矩Tmg是否为行驶用扭矩Td以下。若设定的行驶用扭矩为0,则设为Td=0。在判断为MG扭矩Tmg比行驶用扭矩Td大的判断的情况下(S213:否),即判断为没有输出啮合表面压力降低扭矩的情况下,移向S214,使MG扭矩Tmg减少。在判断为MG扭矩Tmg为行驶用扭矩Td以下的情况下(S213:是),移向S215。另外,在行驶用扭矩Td不为0且MG扭矩Tmg比行驶用扭矩Td小的情况下,通过另行的处理来控制MG扭矩Tmg。
在S215中,MG-ECU82判断向notP档的切换是否完成。在判断为向notP档的切换没有完成的情况下(S215:否),维持当前的状态。在判断为向notP档的切换完成的情况下(S215:是),移向S216,完成P档解除时的表面压力降低控制。
基于图12的时序图来说明P档解除控制处理。在图12中,将横轴设为共通时间轴,从上段起示出换档指示、MG扭矩指令值Tmg*、MG扭矩Tmg、位置传感器68的目标值θ*、位置传感器68的检测值θsns。位置传感器68的值被适当记载为对应的档位。另外,在P档解除处理中,设行驶用扭矩Td=0来进行说明。涉及后述的实施方式的时序图也同样。
在时刻x10下,当换档指示从P档切换为notP档时,开始马达50的驱动。在没有产生啮合表面压力的情况下,如虚线所示那样,马达50不发生停滞,凭借马达50的扭矩来完成P档解除。
在产生了凭借马达50的扭矩无法进行P档解除的啮合表面压力的情况下,在时刻x11下,在检测值θsns比实施判定阈值θth小的位置处位置传感器68的检测值θsns停滞。
在从时刻x11经过了停滞判定时间Xth1而到达的时刻x12下,判定为发生促动器40的停滞,将MG扭矩指令值Tmg*设为初始扭矩值Ts,驱动主机马达70。另外,使MG扭矩指令值Tmg*逐渐增加。MG扭矩Tmg延迟地追随MG扭矩指令值Tmg*的变化,省略关于延迟追随的详细情况的说明。
在时刻x13下,在促动器40的停滞消除、位置传感器68的检测值θsns的最大值被更新时,使MG扭矩指令值Tmg*降低。另外,在促动器40的停滞没有消除的情况下,如单点划线所示那样使MG扭矩指令值Tmg*增加至上限扭矩值Tu。另外,也可以设初始扭矩值Ts=0,从主机马达70停止的状态起使MG扭矩Tmg逐渐增加。另外,还可以设初始扭矩值Ts=上限扭矩值Tu,从时刻x12起输出上限扭矩值Tu。
在档位切换完成的时刻x14下,将MG扭矩指令值Tmg*设为0。在图12的示例中,档位切换完成的时机与MG扭矩指令值Tmg*成为0的时机大致是同时,但MG扭矩指令值Tmg*也可以在档位切换完成前成为0。
在本实施方式中,在因车辆倾斜等而导致啮合表面压力产生在驻车锁定机构30时,基于设置在促动器40侧的位置传感器68的检测值θsns来判定由主机马达70进行的啮合表面压力降低控制的开始。由此,能够迅速地判定促动器40的停滞,能够缩短直至由主机马达70开始表面压力降低控制为止的时间,提高响应性。另外,能够抑制因停滞导致的马达50的发热、马达50的驱动涉及到的元件等的发热。
如以上所说明的那样,车辆控制装置80对具备作为车辆100的驱动源的主机马达70、驻车锁定机构30和促动器40的车辆驱动系统90进行控制。驻车锁定机构30具有与车轴95连接的驻车齿轮35及能够与驻车齿轮35啮合的驻车控制杆33,通过驻车齿轮35与驻车控制杆33啮合而能够锁定车轴95。促动器40能够驱动驻车控制杆33。本实施方式的促动器40在啮合表面压力产生时,存在无法解除驻车锁定的使用环境区域。
车辆控制装置80具备控制促动器40的驱动的促动器驱动控制部811、控制主机马达70的驱动的MG驱动控制部821和停滞判定部822。停滞判定部822基于对根据促动器40的驱动状态而变化的物理量进行检测的传感器部的检测值,来判定促动器40的停滞。本实施方式的传感器部是检测促动器40的旋转角度的位置传感器68。
在解除驻车锁定时,在MG驱动控制部821判定为促动器40停滞的情况下,进行驱动主机马达70以降低驻车齿轮35与驻车控制杆33的啮合表面压力的啮合表面压力降低控制。
由此,能够使促动器40小型化并同时可靠地进行P档解除。另外,通过基于根据促动器40的驱动而变化的信号来进行停滞判定,由此能够缩短从促动器40的驱动开始至MG扭矩施加开始为止的期间,因此能够提高响应性。另外,能够抑制马达50及马达50的驱动涉及到的IC的发热。
停滞判定部822在位置传感器68的检测值未向旋转方向侧更新的状态持续了停滞判定时间Xth1的情况下,判定为促动器40停滞。由此,能够适当地判定促动器40的停滞。
停滞判定部822在位置传感器68的检测值超过了实施判定阈值θth的情况下,不进行啮合表面压力降低控制。由此,能够防止将正常的停止控制、机械锁定误判定为是因啮合表面压力导致的停滞。
(第二实施方式)
第二实施方式在图13~图15中示出。第二实施方式~第五实施方式主要在主机马达70的处理上不同,以该点为中心进行说明。在图13的流程图所示的MG控制处理中,S231~S233的处理与图11中的S201~S203的处理同样。
在经由S232进行了肯定判断的情况下移向的S234中,停滞判定部822判断位置传感器68的检测值θsns是否达到了到达判定值θr。图14中,在上段示出位置传感器68的检测值θsns,在下段示出马达50的输出扭矩Tact。就输出扭矩Tact而言,没有产生啮合表面压力的情况如实线所示,产生啮合表面压力的情况如虚线所示。
如图14的下段所示,在止动辊26越过止动板21的山部215之前的范围内,马达轴505相对于输出轴15占优势,因此马达50的输出扭矩Tact成为正。若止动辊26越过山部215,由于止动弹簧25的弹力而使得输出轴15占优势,因此输出扭矩Tact成为负。在将止动辊26越过山部215的时机下的位置传感器68的检测值θsns设为吸入开始位置θx且将成为啮合表面压力的峰值的检测值θsns设为峰值位置θp时,到达判定值θr设定在峰值位置θp与吸入开始位置θx之间的范围R1内。另外,到达判定值θr也可以设定在峰值位置θp与P档解除位置θy之间的范围R2内。P档解除位置θy是档位传感器37的检测值从P向notP切换的位置。
返回到图13,在判断为检测值θsns达到了到达判定值θr的情况下(S234:是),移向S242。在已经通过到达判定值θr的情况下,也进行肯定判断。即,若是凭借马达50的驱动而通过到达判定值θr,则没有产生因啮合表面压力分量引起的停滞,因此,不驱动主机马达70就能够进行P档解除。在判断为检测值θsns没有达到到达判定值θr的情况下(S234:否),移向S235。
在S235中,停滞判定部822判断计数值C2是否为根据到达判定时间Xth2来设定的到达判定阈值Cth2以下。本实施方式的到达判定时间Xth2根据在没有产生啮合表面压力时检测值θsns达到到达判定值θr所需的时间来设定。在判断为计数值C2为到达判定阈值Cth2以下的情况下(S235:是),移向S236,将计数值C2递增。在判断为计数值C2比到达判定阈值Cth2大的情况下(S235:否),移向S237。S237~S245的处理与图11中的S208~S216的处理同样。
基于图15的时序图来说明本实施方式的P档解除控制处理。在时刻x20下,当换档指示从P档向notP档切换时,开始马达50的驱动,开始计时。在时刻x21下,在比到达判定值θr靠前处,位置传感器68的检测值θsns停滞。
由于从马达50的驱动开始起经过了到达判定时间Xth2而到的时刻x22下的检测值θsns比到达判定值θr小,因此判定为促动器40停滞,开始主机马达70的驱动。在时刻x23下,当位置传感器68的检测值θsns达到到达判定值θr时,开始MG扭矩指令值Tmg*的降低。主机马达70的驱动控制的详细情况与上述实施方式同样,因此省略说明。
在本实施方式中,停滞判定部822在位置传感器68的检测值没有在到达判定时间Xth2内达到到达判定值θr的情况下,判定为促动器40停滞。由此,能够适当地判定促动器40的停滞。
车辆驱动系统90具备具有止动板21、止动辊26及止动弹簧25的止动机构20。止动板21上形成有多个谷部211、212,止动板21与驻车控制杆33连接。止动辊26通过促动器40的驱动而能够在谷部211、212移动。止动弹簧25对止动辊26向与谷部211、212嵌合的方向施力。
到达判定值θr设定在峰值位置θp与吸入开始位置θx之间,其中,峰值位置θp是因施加于车轴95的载荷产生的啮合表面压力成为峰值的位置,吸入开始位置θx是能够通过止动弹簧25的作用力将止动辊26移动到与P档以外的档位即notP档对应的谷部212的位置。
另外,到达判定值θr也可以设定在因施加于车轴95的载荷产生的啮合表面压力成为峰值的峰值位置θp与P档被解除的P档解除位置θy之间。由此,能够适当地设定到达判定值θr,从而能够判定出因啮合表面压力造成的促动器40的停滞。另外,起到与上述实施方式同样的效果。
(第三实施方式)
第三实施方式在图16中示出。在本实施方式中,根据促动器40的温度即促动器温度tmp及输入电压V,将到达判定时间Xth2设为可变。详细而言,促动器温度tmp越低,响应性越低,到达峰值位置θp所需的时间越长。另外,在输入电压V低的情况下,到达峰值位置θp所需的时间也变长。
因此,如图16所示,例如通过图形运算,基于促动器温度tmp及输入电压V来设定到达判定时间Xth2。具体而言,以输入电压V越小到达判定时间Xth2越长的方式进行设定。另外,以促动器温度tmp越低到达判定时间Xth2越长的方式进行设定。
在图16中,示出与输入电压V对应的三个图形,但图形的数目还可以为两个或四个以上。另外,图形还可以是非线形,还可以取代图形运算而使用函数等来运算到达判定时间Xth2。另外,还可以将第一实施方式等的停滞判定时间Xth1设为根据促动器温度tmp及输入电压V中的至少一方而可变。
停滞判定所涉及的判定时间即到达判定时间Xth2根据促动器40的温度而可变。在本实施方式中,将温度传感器69的检测值设为促动器温度tmp,但也可以取代此而使用TM油温。另外,到达判定时间Xth2根据向促动器40的输入电压V而可变。由此,能够适当地设定停滞判定所涉及的判定时间。另外,起到与上述实施方式同样的效果。
(第四实施方式)
第四实施方式在图17中示出。在本实施方式的MG控制处理中,经由S202进行了肯定判断而移向的S224与第一实施方式不同,因此对该点进行说明。在S224中,基于位置传感器68的检测值θsns来判定促动器40的旋转速度是否为速度阈值以下。在判断为促动器40的旋转速度为速度阈值以下的情况下(S224:是),移向S205。在判断为促动器40的旋转速度比速度阈值大的情况下(S224:否),移向S213。其他处理与图11同样。
在本实施方式中,停滞判定部822在促动器40的驱动速度为速度判定阈值以下的状态持续了判定时间的情况下,判定为促动器40停滞。由此,能够适当地判定促动器40的停滞。另外,起到与上述实施方式同样的效果。
(第五实施方式)
第五实施方式在图18~图20中示出。图18是概念性地说明初始扭矩值Ts及上限扭矩值Tu的设定范围的图。在使驻车锁定机构30动作时,驻车控制杆33的凸部331嵌合于驻车齿轮35的位置在齿隙的范围内游走。在凸部331位于齿隙的范围内的情况下,不会产生表面压力。另外,在因车辆100的倾斜等使凸部331与驻车齿轮35抵接时,产生与车重分量相应的啮合表面压力(参照图8)。
因此,如在上述实施方式中也说明过的那样,驱动主机马达70来降低因车重因素产生的啮合表面压力。初始扭矩值Ts设定在0以上且使表面压力成为0的范围。另外,上限扭矩值Tu以使车重分量与MG扭矩Tmg的差量即剩余车重分量成为能够凭借马达50进行P档解除的范围或者这以上的方式设定。
这里,当MG扭矩Tmg比车重分量大时,会在车辆100产生推进力。因此,在本实施方式中,以使车辆100不会因P档解除控制中的主机马达70的驱动而意外地起步的方式增加制动力。
基于图19的流程图来说明本实施方式的MG控制处理。S261~S269的处理与图11中的S201~S209的处理同样。在接着S269而移向的S270中,车辆控制装置80将增加制动载荷这个意思的指令向制动ECU85发送。S271~S277的处理与图11中的S210~S216的处理同样。这里,在第一实施方式的MG控制处理中,说明了使制动载荷增加的示例,但在第二实施方式或第三实施方式中,同样也可以增加制动载荷。
基于图20的时序图来说明本实施方式的P档解除控制处理。在图20中,将横轴设为共通时间轴,从上段起示出换档指示、MG扭矩指令值Tmg*、MG扭矩Tmg、位置传感器68的目标值θ*、位置传感器68的检测值θsns、制动载荷。在本实施方式中,在判定为促动器40停滞并开始主机马达70的驱动的时刻x12下,使制动载荷增加。在图20中,虽然持续着制动载荷增加了的状态,但也可以在档位切换完成的时刻x14将制动载荷恢复为增加前的状态。
在本实施方式中,车辆控制装置80在通过啮合表面压力降低控制来驱动主机马达70的情况下,相较于不进行啮合表面压力降低控制的情况而言增大制动载荷。由此,能够防止意外的车辆100的起步。另外,起到与上述实施方式同样的效果。
在实施方式中,位置传感器68对应于“传感器部”及“旋转角传感器”,根据促动器40的旋转而变化的传感器磁铁65的磁场对应于“根据促动器的驱动而变化的物理量”,止动板21对应于“止动构件”,止动弹簧25对应于“施力构件”,止动辊26对应于“卡合构件”,MG驱动控制部821对应于“主机马达驱动控制部”。
(其他的实施方式)
在第一实施方式中基于位置传感器68的最大值的更新来判定促动器的停滞,在第二实施方式中基于达到到达判定值θr的到达时间来判定促动器的停滞,在第四实施方式中基于促动器40的驱动速度来判定促动器的停滞。在其他的实施方式中,也可以组合这些,在多个因素成立的情况下判定为促动器停滞。
在上述实施方式中,传感器部是检测促动器40的旋转的位置传感器68。在其他的实施方式中,传感器部只要是检测根据促动器的驱动而变化的值的部件即可,也可以是例如电流传感器等。
在上述实施方式中,促动器的减速级数为三级。在其他的实施方式中,减速级数也可以为两级或四级以上。另外,马达的驱动只要能够向输出轴传递即可,从马达向输出轴传递动力的机构的结构也可以不同。
在上述实施方式中,马达是带刷DC马达。在其他的实施方式中,马达也可以是带刷DC马达以外的马达。另外,在上述实施方式中,促动器在产生啮合表面压力时存在无法解除驻车锁定的使用区域。在其他的实施方式中,也可以不存在凭借促动器无法解除驻车锁定的使用区域。这样的情况下,也能够通过进行基于主机马达实现的啮合表面压力降低控制来降低促动器的负载。
在上述实施方式中,在作为止动构件的止动板上设置有两个谷部。在其他的实施方式中,谷部的数目不限于两个,也可以为三个以上。另外,止动机构、驻车锁定机构等的结构也可以与上述实施方式不同。在上述实施方式中,利用止动机构20保持驻车锁定状态。在其他的实施方式中,也可以取代止动机构20而利用促动器40自身的自锁机构来保持驻车锁定状态。
本公开所记载的控制部及其方法可以通过如下的专用计算机来实现,该专用计算机通过构成以执行由计算机程序具体化了的一个或多个功能的方式被编程的处理器及存储器而被提供。或者,本公开所记载的控制部及其方法也可以通过如下的专用计算机来实现,该专用计算机通过利用一个以上的专用硬件逻辑电路来构成处理器而被提供。或者,本公开所记载的控制部及其方法还可以通过由如下的组合构成的一个以上的专用计算机来实现,该组合是指以执行一个或多个功能的方式被编程的处理器及存储器与由一个以上的硬件逻辑电路构成的处理器的组合。另外,计算机程序也可以作为由计算机执行的指令而存储于计算机可读取的非临时性的有形存储介质中。本公开丝毫不限定于上述实施方式,可以在不脱离其主旨的范围内以各种形态实施。
本公开依据实施方式来记述。然而,本公开不限定于这些实施方式及结构。本公开还包含各种的变形例及等同范围内的变形。另外,各种的组合及方案、进而在其中仅包含一个要素、包含这以上的要素或这以下的要素的其他的组合及形态也落入本公开的范畴及思想范围内。

Claims (12)

1.一种车辆控制装置,其是对车辆驱动系统(90)进行控制的车辆控制装置,所述车辆驱动系统(90)具备:
主机马达(70),其是车辆(100)的驱动源;
驻车锁定机构(30),其具有与车轴(95)连接的驻车齿轮(35)及能够与所述驻车齿轮啮合的驻车控制杆(33),所述驻车锁定机构(30)通过所述驻车齿轮与所述驻车控制杆啮合而能够锁定所述车轴的旋转;以及
促动器(40),其能够驱动所述驻车控制杆,
所述车辆控制装置的特征在于,具备:
促动器驱动控制部(811),其控制所述促动器的驱动;
主机马达驱动控制部(821),其控制所述主机马达的驱动;以及
停滞判定部(822),其基于对根据所述促动器的驱动状态而变化的物理量进行检测的传感器部(68)的检测值,来判定所述促动器的停滞,
在解除驻车锁定时,
所述主机马达驱动控制部在判定为所述促动器停滞的情况下,进行驱动所述主机马达以降低所述驻车齿轮与所述驻车控制杆的啮合表面压力的啮合表面压力降低控制。
2.根据权利要求1所述的车辆控制装置,其特征在于,
所述传感器部是检测所述促动器的旋转角度的旋转角传感器(68)。
3.根据权利要求2所述的车辆控制装置,其特征在于,
所述停滞判定部在所述旋转角传感器的检测值没有向旋转方向侧更新的状态持续了判定时间的情况下,判定为所述促动器停滞。
4.根据权利要求2所述的车辆控制装置,其特征在于,
所述停滞判定部在所述促动器的驱动速度为速度判定阈值以下的状态持续了判定时间的情况下,判定为所述促动器停滞。
5.根据权利要求2~4中任一项所述的车辆控制装置,其特征在于,
所述停滞判定部在所述旋转角传感器的检测值达到实施判定阈值之前的范围进行停滞判定,在所述旋转角传感器的检测值超过了所述实施判定阈值的情况下不进行停滞判定。
6.根据权利要求2所述的车辆控制装置,其特征在于,
所述停滞判定部在所述旋转角传感器的检测值没有在判定时间内达到到达判定值的情况下,判定为所述促动器停滞。
7.根据权利要求6所述的车辆控制装置,其特征在于,
所述车辆驱动系统具备止动机构(20),所述止动机构(20)具有:止动构件(21),其形成有多个谷部(211、212),且与所述驻车控制杆连接;卡合构件(26),其通过所述促动器的驱动而能够在所述谷部移动;以及施力构件(25),其对所述卡合构件向与所述谷部嵌合的方向施力,
所述到达判定值设定在因施加于所述车轴的载荷而产生的啮合表面压力成为峰值的峰值位置与能够通过所述施力构件的作用力将所述卡合构件移动到与P档以外的档位即非P档对应的所述谷部(212)的位置之间。
8.根据权利要求6所述的车辆控制装置,其特征在于,
所述到达判定值设定在因施加于所述车轴的载荷而产生的所述啮合表面压力成为峰值的峰值位置与P档被解除的位置之间。
9.根据权利要求3~8中任一项所述的车辆控制装置,其特征在于,
与停滞判定相关的判定时间根据所述促动器的温度而可变。
10.根据权利要求3~9中任一项所述的车辆控制装置,其特征在于,
与停滞判定相关的判定时间根据向所述促动器输入的输入电压而可变。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的车辆控制装置,其特征在于,
在通过所述啮合表面压力降低控制来驱动所述主机马达的情况下,相较于不进行所述啮合表面压力降低控制的情况而言增大制动载荷。
12.根据权利要求1~11中任一项所述的车辆控制装置,其特征在于,
所述促动器在产生所述啮合表面压力时存在无法解除驻车锁定的使用环境区域。
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