JP2007071282A - 車両制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】 車両に搭載される複数（２以上）のＥＣＵに作動の優先順位を付け、バッテリ電圧に応じて複数のデバイスの作動の許可あるいは禁止を管理する。
【解決手段】 領域決定手段によって、バッテリ電圧の状態を電圧ステータス１〜３に分ける。そして、各ＥＣＵでは、電圧ステータス１〜３に応じてそれぞれのデバイスの作動の許可あるいは禁止を行う。ＳＢＷ−ＥＣＵ１１０は、最もバッテリ電圧の低い電圧ステータス３でも電動アクチュエータ１０１の作動を許可する。これにより、他のデバイスの作動が禁止された状態の時に、電力が優先して電動アクチュエータ１０１に供給され、電動アクチュエータ１０１の駆動が可能となり、例えエンジンを始動できなくても、「実シフトレンジ」をＮレンジに設定して、車両の移動を可能とすることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、バッテリ電圧により作動する複数のデバイスの作動をそれぞれ制御する複数のＥＣＵを備えた車両制御システムに関し、特に自動変速機のシフトレンジを電動アクチュエータの作動により切り替える車両に適用されて好適な技術に関する。
なお、ＥＣＵは、エレクトリック・コントロール・ユニットの略であり、電子制御装置である。

（従来技術）
車両は、バッテリ電圧により作動する複数のデバイス（例えば、エアコン、ラジエータファン、スタータ、室内灯、室外灯、モニター、オーディオ等）を搭載している。そして、バッテリ電圧が不足した時でも、デバイスを確実に作動させる手段として、バッテリ電圧が不足した時（バッテリ電圧の閾値以下の時）に、エンジンの回転数制御によりアイドルアップ（アイドリング回転数の上昇制御）を行い、エンジンの回転により充電されるバッテリ電圧を高める技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

（従来技術の問題点）
上記に開示した特許文献１の技術では、バッテリ電圧が極端に低下した状態で、エンジンが始動できない状態では、アイドルアップによってバッテリ電圧を高める制御を実施することができず、車両上、バッテリ電圧が低下しても最低限動かしたいデバイスさえも作動させることができなくなってしまう。

具体例を示す。バッテリ電圧が極端に低下している場合、エンジンを始動させることが優先されるが、エンジンを始動できないほどバッテリ電圧が低下している場合には、自動変速機の「実シフトレンジ」をＮレンジに設定して車両を移動可能な状態にする要求がある。
しかし、自動変速機の「実シフトレンジ」を電動アクチュエータ（デバイスの一例）の作動により切り替える車両では、バッテリが極端に低下している状態でも、他の複数のデバイスに対して並列に電力供給がなされて、電動アクチュエータに分配される電力が減る。このため、自動変速機の「実シフトレンジ」をＮレンジに設定することすらできなくなる可能性がある。
また、自動変速機の「実シフトレンジ」を電動アクチュエータ（デバイスの一例）の作動により切り替える車両では、エンジンの始動前に「実シフトレンジ」が走行レンジ（ＤレンジまたはＲレンジ）に設定されていた場合、スタータを作動させるために、「実シフトレンジ」を非走行レンジ（ＰレンジまたはＮレンジ）に設定する必要がある。しかし、バッテリ電圧が極端に低下している状態では、上述のように自動変速機の「実シフトレンジ」を非走行レンジ（ＰレンジまたはＮレンジ）に設定できなくなり、スタータを作動させるための条件を整えることもできない。
特開２００２−３４９７０１号公報

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両に搭載される複数（２以上）のＥＣＵに作動の優先順位を付け、バッテリ電圧に応じて複数のデバイスの作動の許可あるいは禁止を管理する車両制御システムの提供にある。

［請求項１の手段］
請求項１の手段を採用する車両制御システムは、バッテリ電圧を閾値をもって２つ以上の領域に分ける領域決定手段を備える。また、複数のＥＣＵは、領域決定手段で決定された領域情報を共有するように設けられるとともに、領域決定手段で決定された領域情報に応じてデバイスの作動の許可あるいは禁止を行う許可／禁止手段を備える。
このように、各ＥＣＵが領域情報を共有し、バッテリ電圧に応じた領域情報に基づいてデバイスの作動の許可あるいは禁止を行うことで、車両に搭載された複数のデバイスのうち、重要度の高いデバイス（例えば、エンジンが停止していても車両上、重要となるデバイス）を作動させることが可能となり、バッテリ電圧の低下により生じる不具合を最小限に抑えることができる。

［請求項２の手段］
請求項２の手段を採用する車両制御システムにおけるＳＢＷ−ＥＣＵは、領域決定手段を備え、ＳＢＷ−ＥＣＵの許可／禁止手段は、領域決定手段によって決定される領域のうち、最もバッテリ電圧の低い領域の時であっても、電動アクチュエータの作動を許可するように設けられている。
これによって、バッテリ電圧が極端に不足している状態の時、他のデバイスへの電力供給を減らす（あるいは、無くす）ことで、電動アクチュエータの駆動電力を確保することが可能となり、自動変速機の「実シフトレンジ」を切り替えることが可能となる。
この結果、バッテリ電圧の極端な低下により、エンジンを始動できなくても、自動変速機の「実シフトレンジ」をＮレンジに設定することが可能となり、車両を押すなどして車両の移動が可能となる。
また、エンジンの始動前に、自動変速機の「実シフトレンジ」が走行レンジ（ＤレンジまたはＲレンジ）に設定されていた場合に、電動アクチュエータを作動させて「実シフトレンジ」を非走行レンジ（ＰレンジまたはＮレンジ）に設定することが可能となり、スタータを作動させるための条件を整えることができる。

最良の形態１の車両制御システムは、車両に搭載されたバッテリと、車両に搭載され、バッテリ電圧により作動する複数のデバイスと、複数のデバイスの作動をそれぞれ制御する複数のＥＣＵとを備える。
この車両制御システムは、バッテリ電圧を閾値をもって２つ以上の領域に分ける領域決定手段を備える。
また、複数のＥＣＵは、領域決定手段で決定された領域情報を共有するように設けられるとともに、領域決定手段で決定された領域情報に応じてデバイスの作動の許可あるいは禁止を行う許可／禁止手段を備える。

この実施例１では、先ず実施例１の主要な構成を図１〜図３を参照して説明し、その後、実施例１の特徴を図４、図５を参照して説明する。
（車両制御システムの主要な構成）
この実施例１の車両制御システムは、車両に搭載されたバッテリ１００と、車両に搭載され、バッテリ電圧により作動する複数のデバイスと、複数のデバイスの作動をそれぞれ制御する複数のＥＣＵとを備える。

実施例１では、複数のデバイスの一例として、図１中において、自動変速機に搭載されたシフトレンジ切替機構を駆動する電動アクチュエータ１０１、エアコン１０２、ラジエータファン１０３、スタータ１０４、室内灯１０５、フォグランプ１０６、モニター１０７、オーディオ１０８を例示する。
実施例１では、複数のＥＣＵの一例として、ＳＢＷ−ＥＣＵ１１０、ＡＴ−ＥＣＵ１１１、ＥＮＧ−ＥＣＵ１１２、ＢＯＤＹ−ＥＣＵ１１３、ＮＡＶＩ−ＥＣＵ１１４を例示する。

ＳＢＷ−ＥＣＵ１１０は、電動アクチュエータ１０１の作動を制御するものである。
ＡＴ−ＥＣＵ１１１は、自動変速機の油圧サーキットに搭載された油圧コントロール用の電気機能部品を制御するものである。
ＥＮＧ−ＥＣＵ１１２は、エアコン１０２（エアコンリレー）、ラジエータファン１０３（ラジエータファンリレー）、スタータ１０４（スタータリレー）など、主にエンジンの運転に関わる電気機能部品を制御するものである。
ＢＯＤＹ−ＥＣＵ１１３は、室内灯１０５、フォグランプ１０６など、主に車両のボディに関わる電気機能部品を制御するものである。
ＮＡＶＩ−ＥＣＵ１１４は、モニター１０７、オーディオ１０８など、主に車両のアクセサリー機能に関わる電気機能部品を制御するものである。

（電動アクチュエータ１０１の説明）
次に、電動アクチュエータ１０１の一例を図２を参照して説明する。
電動アクチュエータ１０１は、自動変速機２に組み付けられて、自動変速機２に搭載されたシフトレンジ切替機構３（パーキング切替機構４を含む：図３参照）を駆動して、「実シフトレンジ」の切り替えを実施する。

電動アクチュエータ１０１は、シフトレンジ切替機構３を駆動するサーボ機構であり、同期型の電動モータ５と、この電動モータ５の回転出力を減速してシフトレンジ切替機構３を駆動する減速機６と、電動モータ５の回転角度、および減速機６の出力軸位置（後述する出力軸１７の回転角度）を検出するエンコーダ７とを備え、電動モータ５はＳＢＷ−ＥＣＵ１１０によって回転が制御される。
即ち、ＳＢＷ−ＥＣＵ１１０によって電動モータ５の回転方向、回転速度、回転量、回転角度を制御することで電動アクチュエータ１０１が制御されるものであり、電動アクチュエータ１０１の作動によってシフトレンジ切替機構３およびパーキング切替機構４を駆動して、自動変速機２における「実シフトレンジ」の切り替えおよびパーキング（自動変速機２の出力軸のロック）の切り替えを行うものである。

以下では、図２の右側をフロント（あるいは前）、左側をリヤ（あるいは後）としてこの実施例１を説明する。
（電動モータ５の説明）
この実施例１の電動モータ５は、永久磁石を用いないブラシレスのＳＲモータ（スイッチド・リラクタンス・モータ）であり、回転自在に支持されるロータ１１と、このロータ１１の回転中心と同軸上に配置されたステータ１２とで構成される。

ロータ１１は、ロータ軸１３とロータコア１４で構成されるものであり、ロータ軸１３は前端と後端に配置された転がり軸受（フロント転がり軸受１５、リヤ転がり軸受１６）によって回転自在に支持される。
なお、フロント転がり軸受１５は、減速機６の出力軸１７の内周に嵌合固定されたものであり、減速機６の出力軸１７はフロントハウジング１８の内周に配置されたメタルベアリング１９によって回転自在に支持されている。つまり、ロータ軸１３の前端は、フロントハウジング１８に設けられたメタルベアリング１９→出力軸１７→フロント転がり軸受１５を介して回転自在に支持される。
一方、リヤ転がり軸受１６は、ロータ軸１３の後端外周に圧入固定され、リヤハウジング２０によって支持されるものである。

ステータ１２は、固定されたステータコア２１および通電により磁力を発生する複数相の励磁コイル２２から構成される。
ステータコア２１は、薄板を多数積層して形成されたものであり、リヤハウジング２０に固定されている。このステータコア２１には、内側のロータコア１４に向けて３０度毎に突設されたステータティース２３（内向突極）が設けられており、各ステータティース２３のそれぞれには各ステータティース２３毎に磁力を発生させる各相の励磁コイル２２が巻回されている。

ロータコア１４は、薄板を多数積層して形成されたものであり、ロータ軸１３に圧入固定されている。このロータコア１４には、外周のステータコア２１に向けて４５度毎に突設されたロータティース（外向突極）が設けられている。
そして、各相の励磁コイル２２の通電位置および通電方向を順次切り替えることで、ロータティースを磁気吸引するステータティース２３を順次切り替えて、ロータ１１を一方または他方へ回転する構成になっている。

（減速機６の説明）
この実施例１の減速機６は、内接噛合遊星歯車減速機（サイクロイド減速機）であり、ロータ軸１３に設けられた偏心部２５を介してロータ軸１３に対して偏心回転可能な状態で取り付けられたサンギヤ２６（インナーギヤ：外歯歯車）と、このサンギヤ２６が内接噛合するリングギヤ２７（アウターギヤ：内歯歯車）と、サンギヤ２６の自転成分のみを出力軸１７に伝達する伝達手段２８とを備える。

偏心部２５は、ロータ軸１３の回転中心に対して偏心回転してサンギヤ２６を揺動回転させる軸であり、偏心部２５の外周に配置されたサンギヤ軸受３１を介してサンギヤ２６を回転自在に支持するものである。
サンギヤ２６は、上述したように、サンギヤ軸受３１を介してロータ軸１３の偏心部２５に対して回転自在に支持されるものであり、偏心部２５の回転によってリングギヤ２７に押しつけられた状態で回転するように構成されている。
リングギヤ２７は、フロントハウジング１８に固定されるものである。

（シフトレンジ切替機構３の説明）
シフトレンジ切替機構３およびパーキング切替機構４を、図３を参照して説明する。
シフトレンジ切替機構３は、上述した減速機６の出力軸１７によって駆動されて、自動変速機２の「実シフトレンジ」の切り替えを行うものである。
自動変速機２における各シフトレンジ（例えば、Ｐ、Ｒ、Ｎ、Ｄレンジ）の切り替えは、油圧コントローラ４１に設けられたマニュアルスプール弁４２を適切な位置にスライド変位させ、自動変速機２の図示しない油圧クラッチへの油圧供給路を切り替え、油圧クラッチの係合状態をコントロールすることによって行われる。

一方、パーキング切替機構４は、シフトレンジ切替機構３に連動し、「実シフトレンジ」がパーキングレンジ（Ｐ）に設定されることで自動変速機２の出力軸を機械的にロックするものである。パーキング切替機構４による自動変速機２の出力軸のロックとアンロックの切り替えは、パークギヤ４３の凹部４３ａとパークポール４４の凸部４４ａの係脱によって行われる。なお、パークギヤ４３は、図示しないドライブシャフトや図示しないディファレンシャルギヤ等を介して自動変速機２の出力軸に連結されたものであり、パークギヤ４３の回転を規制することで自動変速機２の出力軸側（車両の駆動輪側）をロックして、車両のパーキングのロック状態を達成するものである。

減速機６によって駆動されるコントロールロッド４５には、略扇形状を呈したディテントプレート４６が図示しないスプリングピン等を打ち込むことにより固定されている。
ディテントプレート４６は、半径方向の先端（略扇形状の円弧部）に複数の凹部４６ａが設けられており、油圧コントローラ４１に固定されたディテントバネ４７の先端の係合部４７ａが凹部４６ａに嵌まり合うことで、切り替えられたシフトレンジが保持されるようになっている。

ディテントプレート４６には、マニュアルスプール弁４２を駆動するためのピン４８が取り付けられている。
ピン４８は、マニュアルスプール弁４２の端部に設けられた溝４９に係合しており、ディテントプレート４６がコントロールロッド４５によって回動操作されると、ピン４８が円弧駆動されて、ピン４８に係合するマニュアルスプール弁４２が油圧コントローラ４１の内部で直線運動を行う。

コントロールロッド４５を図３中矢印Ａ方向から見て時計回り方向に回転させると、ディテントプレート４６を介してピン４８がマニュアルスプール弁４２を油圧コントローラ４１の内部に押し込み、油圧コントローラ４１内の油路がＤ→Ｎ→Ｒ→Ｐレンジの順に切り替えられる。つまり、自動変速機２のシフトレンジがＤ→Ｎ→Ｒ→Ｐレンジの順に切り替えられる。
逆方向にコントロールロッド４５を回転させると、ピン４８がマニュアルスプール弁４２を油圧コントローラ４１から引き出し、油圧コントローラ４１内の油路がＰ→Ｒ→Ｎ→Ｄレンジの順に切り替えられる。つまり、自動変速機２のシフトレンジがＰ→Ｒ→Ｎ→Ｄレンジの順に切り替えられる。

一方、ディテントプレート４６には、パークポール４４を駆動するためのパークロッド５１が取り付けられている。このパークロッド５１の先端には円錐部５２が設けられている。
この円錐部５２は、自動変速機２のハウジングの突出部５３とパークポール４４の間に介在されるものであり、コントロールロッド４５を図３中矢印Ａ方向から見て時計回り方向に回転させると（具体的には、Ｒ→Ｐレンジ）、ディテントプレート４６を介してパークロッド５１が図３中矢印Ｂ方向へ変位して円錐部５２がパークポール４４を押し上げる。すると、パークポール４４が軸４４ｂを中心に図３中矢印Ｃ方向に回転し、パークポール４４の凸部４４ａがパークギヤ４３の凹部４３ａに係合し、パーキング切替機構４のロック状態が達成される。

逆方向へコントロールロッド４５を回転させると（具体的には、Ｐ→Ｒレンジ）、パークロッド５１が図３中矢印Ｂ方向とは反対方向に引き戻され、パークポール４４を押し上げる力が無くなる。パークポール４４は、図示しないバネにより、図３中矢印Ｃ方向とは反対方向に常に付勢されているため、パークポール４４の凸部４４ａがパークギヤ４３の凹部４３ａから外れ、パークギヤ４３がフリーになり、パーキング切替機構４がアンロック状態になる。

（エンコーダ７の説明）
上述した電動アクチュエータ１０１には、そのハウジング（フロントハウジング１８＋リヤハウジング２０）内に、ロータ１１の回転角度を検出するエンコーダ７が搭載されている。このエンコーダ７によってロータ１１の回転角度を検出して励磁コイル２２への通電を切替制御することにより、電動モータ５を脱調させることなく高速運転することができる。

この実施例１に示すエンコーダ７は、インクリメンタル型であり、ロータ１１と一体に回転する磁石６１と、リヤハウジング２０内に配置される磁気検出用のホールＩＣ６２（具体的には、複数搭載されている）とを備え、このホールＩＣ６２は、リヤハウジング２０内に配置される基板６３に支持される。
磁石６１は、略リング円板形状を呈し、ロータ軸１３と同芯上に配置されるものであり、ロータコア１４の軸方向の端面（後面）に接合される。この磁石６１は、ホールＩＣ６２と対向する面（後面）に、回転角度検出用の着磁が施され、磁石６１の軸方向に磁力を発生する。
これにより、ロータ１１が回転すると、磁石６１の着磁位置が回転することにより、磁石６１に対向するホールＩＣ６２の受ける磁束密度が変化して、ホールＩＣ６２がロータの回転に応じた出力波形を発生する。

（ＳＢＷ−ＥＣＵ１１０の説明）
ＳＢＷ−ＥＣＵ１１０を図１を参照して説明する。
電動モータ５の通電制御を行うＳＢＷ−ＥＣＵ１１０は、制御処理、演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラムおよびデータを保存するＳＢＷ記憶装置（ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＳＲＡＭ、ＲＡＭなどのメモリ）、入力回路、出力回路、電源回路等で構成された周知構造のマイクロコンピュータである。

このＳＢＷ−ＥＣＵ１１０には、乗員によって操作されるシフトレンジ設定手段１２０から与えられる「指令シフトレンジ」と、ＳＢＷ−ＥＣＵ１１０が認識する「認識シフトレンジ」とを一致させるように電動モータ５を制御する「レンジ切替処理手段」など、種々の制御プログラムが搭載されている。
レンジ切替処理手段は、ＳＢＷ−ＥＣＵ１１０に与えられる「指令シフトレンジ」に、ＳＢＷ−ＥＣＵ１１０の認識する「認識シフトレンジ」を一致させる制御機能であり、「指令シフトレンジ」と「認識シフトレンジ」に差がある場合に、「指令シフトレンジ」と「認識シフトレンジ」とのシフトレンジの差に基づいて、電動モータ５の回転方向、回転速度、回転量、回転角度の決定を行い、その決定に基づいて各励磁コイル２２を通電制御して、電動モータ５の回転方向、回転速度、回転量、回転角度の制御を行って、ＳＢＷ−ＥＣＵ１１０に与えられた「指令シフトレンジ」とＳＢＷ−ＥＣＵ１１０が認識する「認識シフトレンジ」とを一致させる制御プログラムである。

なお、ＳＢＷ−ＥＣＵ１１０には、電動モータ５を制御するために、上述したエンコーダ７の出力からロータ１１の回転方向、回転速度、回転量、回転角度、および出力軸１７の回転角度を把握する「回転位置読取手段」等のプログラムが搭載されている。
そして、「実シフトレンジ」の切り替えを行う際は、「認識シフトレンジ」を「目標シフトレンジ」に切り替えるのに必要な電動モータ５の制御量（回転方向、回転速度、回転量、回転角度）を求めて電動モータ５の通電制御を行うものである。

（自動変速機２およびＡＴ−ＥＣＵ１１１の説明）
自動変速機２は、複数の遊星歯車機構を組み合わせた変速装置、トルクコンバータ、およびロックアップ装置などの機械的機構と、この機械的機構に設けられた油圧クラッチや油圧ブレーキの油圧の切り替えを行う油圧コントローラ４１とを備える。
ＡＴ−ＥＣＵ１１１には、エンジンの運転状態、車両の走行状態、乗員の運転指示などの運転パラメータが入力される。
このＡＴ−ＥＣＵ１１１は、上述したＳＢＷ−ＥＣＵ１１０と同様、制御処理、演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラムおよびデータを保存するＡＴ記憶装置（ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＳＲＡＭ、ＲＡＭなどのメモリ）、入力回路、出力回路、電源回路等で構成された周知構造のマイクロコンピュータである。
このＡＴ−ＥＣＵ１１１は、ＡＴ−ＥＣＵ１１１に与えられる運転パラメータに応じて油圧コントローラ４１内に設けられる変速用ソレノイドおよびロックアップクラッチ用ソレノイドを制御して、自動変速機２における油圧クラッチや油圧ブレーキの係合状態を切り替えることにより自動変速機２の変速状態を制御する。

（ＥＮＧ−ＥＣＵ１１２、ＢＯＤＹ−ＥＣＵ１１３、ＮＡＶＩ−ＥＣＵ１１４など、他のＥＣＵの説明）
ＥＮＧ−ＥＣＵ１１２、ＢＯＤＹ−ＥＣＵ１１３、ＮＡＶＩ−ＥＣＵ１１４など、他のＥＣＵも、制御処理、演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラムおよびデータを保存する記憶装置、入力回路、出力回路、電源回路等で構成された周知構造のマイクロコンピュータである。
なお、車両には、エンジンの始動時（スタータスイッチをＯＮした際）に、運転者の意思に反して車両が走行することがないように「実シフトレンジ」が非走行レンジ（ＰレンジまたはＮレンジ）に設定されている時以外は、スタータスイッチをＯＮしても、スタータリレーをＯＮできないように配慮されている。

（実施例１の背景）
車両には、上述したように、複数のデバイス（例えば、エアコン１０２、ラジエータファン１０３、スタータ１０４、室内灯１０５、フォグランプ１０６、モニター１０７、オーディオ１０８等）が搭載されている。
これらの各デバイスは、バッテリ電圧により作動するものであるため、バッテリ電圧が不足すると確実な動作を行うことができなくなる。そこで、バッテリ電圧が不足した時でも、デバイスを確実に作動させる手段として、バッテリ電圧が不足した時（バッテリ電圧が予め設定した閾値以下の時）に、ＥＮＧ−ＥＣＵ１１２によってアイドルアップを行い、エンジンの回転により充電されるバッテリ電圧を高める技術が知られている。
しかし、バッテリ電圧が極端に低下した状態であって、エンジンを始動できない場合には、アイドルアップによってバッテリ電圧を高める制御を実施することができない。

具体例を示す。
バッテリ電圧が極端に低下している場合、エンジンを始動させることが優先されるが、エンジンを始動できないほどバッテリ電圧が低下している状態の時は、自動変速機２の「実シフトレンジ」をＮレンジに設定して車両を移動可能な状態にする要求がある。
しかし、この実施例１のように、自動変速機２の「実シフトレンジ」を電動アクチュエータ１０１の作動により切り替える車両では、バッテリ１００が極端に低下していると、電動アクチュエータ１０１以外の他のデバイスにも並列に電力供給がなされることになり、電動アクチュエータ１０１に分配される電力が減ってしまう。その結果、自動変速機２の「実シフトレンジ」をＮレンジに設定することすらできなくなる可能性がある。
また、エンジンの始動前に「実シフトレンジ」が走行レンジ（ＤレンジまたはＲレンジ）に設定されていた場合、スタータを作動させるために、「実シフトレンジ」を非走行レンジ（ＰレンジまたはＮレンジ）に設定する必要がある。しかし、バッテリ電圧が極端に低下している状態では、自動変速機２の「実シフトレンジ」を非走行レンジ（ＰレンジまたはＮレンジ）に設定することすらできなくなり、スタータを作動させるための条件を整えることもできない。

（実施例１の特徴）
実施例１では、上記の不具合を解決するために、次の技術が採用されている。
実施例１の車両に搭載された制御システムは、バッテリ電圧を閾値をもって２つ以上の領域に分ける領域決定手段を備える。
また、各ＥＣＵは、領域決定手段が決定した領域情報を共有するとともに、領域決定手段で決定された領域情報に応じてデバイスの作動の許可あるいは禁止を行う許可／禁止手段を備える。

具体的に、この実施例１では、バッテリ電圧を閾値をもって複数の領域に分ける領域決定手段は、電動アクチュエータ１０１を制御するＳＢＷ−ＥＣＵ１１０に設けられる。
この実施例１の領域決定手段は、バッテリ１００から与えられるバッテリ電圧に基づいて、２つの閾値（閾値１と閾値２）によって、バッテリ電圧の状態を３つの領域（電圧ステータス１〜３）に分けるものである。
ここで、電圧ステータス３は、車両上、バッテリ電圧が低下しても最低限動かしたいデバイスが割り当てられる電圧領域である。具体的にこの実施例１では、電動アクチュエータ１０１であり、例えエンジンを始動できなくても電動アクチュエータ１０１を駆動させて、「実シフトレンジ」をＮレンジに入れることが可能になる。
電圧ステータス２は、エンジンを始動するために必要なデバイスが割り当てられる電圧領域である。具体的にこの実施例１では、エンジンの始動に関与するスタータリレー等であり、エンジンを始動させることにより、バッテリ電圧の上昇（回復）を図ることが可能になる。
電圧ステータス１は、エンジンの停止時に車両上の重要度が低いデバイスが割り当てられる電圧領域である。
そして、閾値１および閾値２は、上記を考慮して電圧ステータス１〜３を区画する設定値である。

一方、各ＥＣＵに設けられる許可／禁止手段は、領域決定手段が決定した複数の領域情報（電圧ステータス１〜３）に基づいて、各デバイスの作動の許可あるいは禁止を行うものである。
具体的に、各ＥＣＵにおける許可／禁止手段は、領域決定手段が決定した電圧ステータス１〜３と、下記「表１」に示す関係とから、各デバイスの作動の許可あるいは禁止を行うものである。

この表１に示されるように、ＳＢＷ−ＥＣＵ１１０は、領域決定手段によって決定される領域のうち、最もバッテリ電圧の低い領域（電圧ステータス３）であっても、電動アクチュエータ１０１の作動を許可するように設けられている。

次に、上記制御例を、図４、図５のフローチャートを参照して説明する。
なお、図４は領域決定手段の制御処理を示すものであり、図５は許可／禁止手段の制御処理を示すものである。

（領域決定手段の制御処理）
ＳＢＷ−ＥＣＵ１１０に設けられた領域決定手段の制御処理を図４を参照して説明する。
この制御ルーチンに侵入すると（スタート）、バッテリ１００から与えられるバッテリ電圧が閾値１以上であるか否かの判断を行う（ステップＡ１）。
このステップＡ１の判断結果が「バッテリ電圧≧閾値１」の場合は、バッテリ電圧の領域（電圧ステータス）を１とする（ステップＡ２：電圧ステータス＝１）。

上記ステップＡ１の判断結果が「バッテリ電圧＜閾値１」の場合は、バッテリ電圧が閾値２以上であるか否かの判断を行う（ステップＡ３）。
このステップＡ３の判断結果が「バッテリ電圧≧閾値２」の場合は、バッテリ電圧の領域（電圧ステータス）を２とする（ステップＡ４：電圧ステータス＝２）。
上記ステップＡ３の判断結果が「バッテリ電圧＜閾値２」の場合は、バッテリ電圧の領域（電圧ステータス）を３とする（ステップＡ５：電圧ステータス＝３）。
そして、上記で決定された電圧ステータス１〜３を各ＥＣＵに通知して（ステップＡ６）、この制御ルーチンを終了する（リターン）。
なお、上記領域決定手段の制御処理は、ＳＢＷ−ＥＣＵ１１０の起動時処理と、定期処理（例えば、１０ｍｓｅｃ毎）に行うものである。

（許可／禁止手段の制御処理）
各ＥＣＵに設けられた許可／禁止手段の制御処理を図５を参照して説明する。
この制御ルーチンに侵入すると（スタート）、領域決定手段で決定された電圧領域（電圧ステータス）が１か否かの判断を行う（ステップＢ１）。
このステップＢ１の判断結果が「電圧ステータス＝１」の場合は、電圧ステータス１で作動が許可されるデバイスに作動の許可を与える（ステップＢ２）。一方、ステップＢ１の判断結果が「電圧ステータス≠１」の場合は、電圧ステータス１で作動が許可されるデバイスの作動を禁止する（ステップＢ３）。

次に、領域決定手段で決定された電圧領域（電圧ステータス）が２か否かの判断を行う（ステップＢ４）。
このステップＢ４の判断結果が「電圧ステータス＝２」の場合は、電圧ステータス２で作動が許可されるデバイスに作動の許可を与える（ステップＢ５）。一方、ステップＢ４の判断結果が「電圧ステータス≠２」の場合は、電圧ステータス２で作動が許可されるデバイスの作動を禁止する（ステップＢ６）。

次に、領域決定手段で決定された電圧領域（電圧ステータス）が３か否かの判断を行う（ステップＢ７）。
このステップＢ７の判断結果が「電圧ステータス＝３」の場合は、電圧ステータス３で作動が許可されるデバイスに作動の許可を与える（ステップＢ８）。一方、ステップＢ７の判断結果が「電圧ステータス≠３」の場合は、電圧ステータス３で作動が許可されるデバイスの作動を禁止する（ステップＢ９）。
そして、この制御ルーチンを終了する（リターン）。
なお、上記許可／禁止手段の制御処理は、各ＥＣＵの起動時処理と、定期処理（例えば、１０ｍｓｅｃ毎）に行うものである。

（実施例１の効果）
実施例１の車両制御システムは、上記の構成を採用することにより、次の効果が得られる。
実施例１の車両制御システムは、領域決定手段によって、バッテリ電圧の状態を３つの領域（電圧ステータス１〜３）に分け、各ＥＣＵでは、領域決定手段で決定された領域情報（電圧ステータス１〜３）に応じてそれぞれのデバイスの作動の許可あるいは禁止を行う。このように設けられることで、車両に搭載された複数のデバイスのうち、重要度の高いデバイスを作動させることが可能となり、バッテリ電圧の低下により生じる不具合を最小限に抑えることが可能となる。

具体的に、この実施例１の車両制御システムは、領域決定手段で決定された領域情報（電圧ステータス１〜３）のうち、最もバッテリ電圧の低い領域（電圧ステータス３）の時は、電動アクチュエータ１０１の作動を許可し、他のデバイスの作動を禁止して、低下したバッテリ１００の電力を優先して電動アクチュエータ１０１に供給する。これによって、バッテリ電圧が極端に不足している状態であっても、電動アクチュエータ１０１の駆動電力を確保することが可能となり、自動変速機２の「実シフトレンジ」を切り替えることが可能となる。

この結果、バッテリ電圧の極端な低下により、エンジンを始動できなくても、自動変速機２の「実シフトレンジ」をＮレンジに設定することが可能になり、車両を押すなどして車両を移動させることが可能になる。
また、スタータ１０４を作動させる前に自動変速機２の「実シフトレンジ」が走行レンジ（ＤレンジまたはＲレンジ）に設定されていた場合であっても、電動アクチュエータ１０１を作動させて「実シフトレンジ」を非走行レンジ（ＰレンジまたはＮレンジ）に設定することが可能となり、スタータ１０４を作動させるための条件を整えることができ、エンジン始動の可能性を高めることができる。

〔変形例〕
上記の実施例で示した電動アクチュエータ１０１の構造は、一例を示すものであり、他の構造のものであっても良い。具体的な例として、次の構造の電動アクチュエータを用いても良い。
上記の実施例では、エンコーダ７を用いる例を示したが、エンコーダ７を廃止して、各励磁コイル２２の通電回数をカウントしてロータ１１の回転方向、回転速度、回転量、回転角度を制御しても良い。
上記の実施例では、出力軸１７の回転角度を検出しない例を示したが、出力軸１７の回転角度を出力角検出センサ等で検出して、「実シフトレンジ」を検出するように設けても良い。
上記の実施例では、電動モータ５の一例としてＳＲモータを用いる例を示したが、シンクロナス・リラクタンス・モータなど他のリラクタンスモータや、表面磁石構造型シンクロナスモータ（ＳＰＭ）、埋込磁石構造型シンクロナスモータ（ＩＰＭ）などの永久磁石型同期モータなど、他のモータを用いても良い。

上記の実施例では、減速機６の一例として内接噛合遊星歯車減速機（サイクロイド減速機）を用いる例を示したが、ロータ軸１３によって駆動されるサンギヤ２６、このサンギヤ２６の周囲に等間隔に複数配置されたプラネタリピニオン、このプラネタリピニオンの周辺に噛み合うリングギヤ等により構成されたタイプの遊星歯車減速装置を用いても良い。
上記の実施例では、減速機６の一例として遊星歯車減速機を用いる例を示したが、ロータ軸１３によって駆動される複数のギヤの噛み合わせ等により構成される遊星歯車減速機以外の減速装置を用いても良い。
上記の実施例では、電動モータ５と減速機６を組み合わせた例を示したが、電動モータ５の出力で直接的に駆動対象を駆動するようにしても良い。

車両制御システムの構成図である。 電動アクチュエータの断面図である。 パーキング切替機構を含むシフトレンジ切替機構の斜視図である。 領域決定手段の制御処理を示すフローチャートである。 許可／禁止手段の制御処理を示すフローチャートである。

符号の説明

２ 自動変速機
３ シフトレンジ切替機構
５ 電動モータ
６ 減速機
１７ 出力軸
１００ バッテリ
１０１ 電動アクチュエータ（デバイス）
１０２ エアコン（デバイス）
１０３ ラジエータファン（デバイス）
１０４ スタータ（デバイス）
１０５ 室内灯（デバイス）
１０６ フォグランプ（デバイス）
１０７ モニター（デバイス）
１０８ オーディオ（デバイス）
１１０ ＳＢＷ−ＥＣＵ
１１１ ＡＴ−ＥＣＵ
１１２ ＥＮＧ−ＥＣＵ
１１３ ＢＯＤＹ−ＥＣＵ
１１４ ＮＡＶＩ−ＥＣＵ

Claims (2)

1. 車両に搭載されたバッテリと、
   前記車両に搭載され、前記バッテリの電圧（以下、バッテリ電圧）により作動する複数のデバイスと、
   前記複数のデバイスの作動をそれぞれ制御する複数のＥＣＵと、
   を備える車両制御システムにおいて、
   この車両制御システムは、バッテリ電圧を閾値をもって２つ以上の領域に分ける領域決定手段を備え、
   前記複数のＥＣＵは、前記領域決定手段で決定された領域情報を共有するように設けられるとともに、前記領域決定手段で決定された領域情報に応じて前記デバイスの作動の許可あるいは禁止を行う許可／禁止手段を備えることを特徴とする車両制御システム。
2. 請求項１に記載の車両制御システムにおいて、
   前記車両は、
   （ａ）車両走行用のエンジンの回転を変速して車輪側へ出力する自動変速機と、
   （ｂ）前記エンジンの運転状態、前記車両の走行状態、乗員の運転指示などの運転パラメータに応じて前記自動変速機の変速状態を制御するＡＴ−ＥＣＵと、
   （ｃ）前記自動変速機の実シフトレンジを切り替えるシフトレンジ切替機構と、
   （ｄ）このシフトレンジ切替機構を駆動する出力軸を備え、通電を受けて回転出力を発生する電動モータによって前記出力軸を直接駆動する、あるいは前記電動モータの回転を減速して前記出力軸を駆動する電動アクチュエータと、
   （ｅ）前記電動モータを制御することで、前記シフトレンジ切替機構を駆動して実シフトレンジの切り替えを行うＳＢＷ−ＥＣＵとを搭載するものであり、
   前記ＳＢＷ−ＥＣＵおよび前記ＡＴ−ＥＣＵは、前記複数のＥＣＵの一例であり、
   前記電動アクチュエータは、前記デバイスの一例であり、
   前記領域決定手段は、前記ＳＢＷ−ＥＣＵに設けられ、
   前記ＳＢＷ−ＥＣＵにおける前記許可／禁止手段は、前記領域決定手段によって決定される領域のうち、最もバッテリ電圧の低い領域の時であっても、前記電動アクチュエータの作動を許可するように設けられることを特徴とする車両制御システム。
   

Images