JP2009185854A - 自動車およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】動力を出力可能な電動機を備える車両において、パーキングロック機構におけるギヤの噛み合いをより確実にすると共に、この際に車両を移動させる方向を操作者がより違和感を感じない方向にする。
【解決手段】シフトレバーが駐車ポジションに操作されてからブレーキがオフされたときに、路面勾配θが正のときにはモータのトルク指令Ｔｍ２＊に負の所定トルクＴ１を設定し（Ｓ１４０，Ｓ１５０）、路面勾配θが負のときにはモータのトルク指令Ｔｍ２＊に正の所定トルクＴ２を設定し（Ｓ１４０，Ｓ１６０）、設定したトルク指令Ｔｍ２＊に対応するトルクを所定時間ｔ１に亘ってモータから出力する（Ｓ１７０〜Ｓ１９０）。これにより、パーキングロック機構におけるギヤの噛み合いをより確実にすると共に、この際に車両を移動させる方向を操作者がより違和感を感じない方向にすることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車およびその制御方法に関する。

従来、この種の自動車としては、車軸に動力を出力可能なモータと、車軸の回転に伴って回転するバーキングロックギヤとこのパーキングロックギヤと噛み合って駆動輪の回転を停止するパーキングロックポールとからなるパーキングロック機構と、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この自動車では、シフトレバーがＰ（パーキング）レンジに操作された後に、車両後進方向のトルクと車両前進方向のトルクとをモータから順に出力することにより、パーキングロックギヤとパーキングロックポールとを噛み合わせている。
特開２００６−８１２６４号公報

こうした自動車では、シフトレバーがＰレンジに操作されたときに、パーキングロックギヤの回転位置によっては、パーキングロックギヤとパーキングロックポールとが噛み合わない場合がある。このため、上述の自動車では、パーキングロックギヤとパーキングロックポールとを確実に噛み合わせるために、シフトレバーがＰレンジに操作された以降に車両を移動させるトルクを電動機から出力しているが、この際には、操作者が違和感を感じない方向に車両を移動させるトルクを電動機から出力することが望ましい。

本発明の自動車およびその制御方法は、パーキングロック機構におけるギヤの噛み合いをより確実にすると共に、この際に車両を移動させる方向を操作者がより違和感を感じない方向にすることを主目的とする。

本発明の自動車およびその制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の自動車は、
第１の車軸または第２の車軸に動力を出力可能な電動機と、前記第１の車軸に直接または間接に取り付けられ該第１の車軸の回転に伴って回転する第１のギヤと該第１のギヤとの噛み合いにより該第１の車軸が回転しないよう固定可能な第２のギヤとを有しシフトレバーが駐車ポジションに操作されたときに前記第２のギヤを前記第１のギヤに噛み合い可能に作動する固定手段と、前記シフトレバーが前記駐車ポジションに操作された以降に前記車両を前後方向のいずれか一方に所定の移動量以上移動可能なトルクが前記電動機から出力されるよう該電動機を制御する駐車時制御を実行する駐車時制御手段と、を備える自動車であって、
路面勾配と路面上の車止めの位置とのうち少なくとも一方を含む車両周辺情報を検出可能な周辺情報検出手段と、
前記検出された車両周辺情報に基づいて前記駐車時制御を実行する際に前記車両を移動させる駐車時移動方向を設定する移動方向設定手段と、
を備え、
前記駐車時制御手段は、前記車両が前記設定された駐車時移動方向に移動可能なトルクが前記電動機から出力されるよう前記駐車時制御を実行する手段である、
ことを要旨とする。

この本発明の自動車では、路面勾配と路面上の車止めの位置とのうち少なくとも一方を含む車両周辺情報に基づいて、シフトレバーが駐車ポジションに操作された以降に実行される駐車時制御を実行する際に車両を移動させる駐車時移動方向を設定し、シフトレバーが駐車ポジションに操作された以降に車両を設定された駐車時移動方向に所定の移動量以上移動可能なトルクが電動機から出力されるよう電動機を制御する。これにより、パーキングロック機構におけるギヤの噛み合いをより確実にすることができる。しかも、車両周辺情報に基づいてより適正に駐車時移動方向を設定すれば、駐車時制御の際に車両を移動させる方向を操作者がより違和感を感じない方向にすることができる。

こうした本発明の自動車において、前記周辺情報検出手段は、前記路面勾配を検出する手段であり、前記移動方向設定手段は、前記検出された路面勾配に基づいて前記車両が重力により移動する方向を該駐車時移動方向に設定する手段である、ものとすることもできる。この場合、前記駐車時制御手段は、前記検出された路面勾配の大きさが所定量以上のときには前記電動機からトルクが出力されないよう該電動機を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、駐車時制御の際に車両を移動させる方向を操作者がより違和感を感じない方向にすることができると共に路面勾配の大きさが所定量以上のときには電動機により消費される電力を無くすことができ省エネルギ化を図ることができる。

また、本発明の自動車において、前前記周辺情報検出手段は、前記路面上の車止めの位置を検出する手段であり、 前記移動方向設定手段は、前記車止めが車輪から所定距離範囲内に位置するときに該車輪に対する該車止めの方向を前記駐車時移動方向に設定する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、駐車時制御の際に車両を移動させる方向を操作者がより違和感を感じない方向にすることができる。

さらに、本発明の自動車において、前記所定の移動量は、前記第１のギヤの１歯分に相当する移動量であるものとすることもできる。

あるいは、本発明の自動車において、内燃機関と、前記第１の車軸または前記第２の車軸に連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、を備えるものとすることもできる。

本発明の自動車の制御方法は、
第１の車軸または第２の車軸に動力を出力可能な電動機と、前記第１の車軸に直接または間接に取り付けられ該第１の車軸の回転に伴って回転する第１のギヤと該第１のギヤとの噛み合いにより該第１の車軸が回転しないよう固定可能な第２のギヤとを有しシフトレバーが駐車ポジションに操作されたときに前記第２のギヤを前記第１のギヤに噛み合い可能に作動する固定手段と、を備え、前記シフトレバーが前記駐車ポジションに操作された以降に前記車両を前後方向のいずれか一方に所定の移動量以上移動可能なトルクが前記電動機から出力されるよう該電動機を制御する駐車時制御を実行する、自動車の制御方法であって、
（ａ）路面勾配と路面上の車止めの位置とのうち少なくとも一方を含む車両周辺情報に基づいて前記駐車時制御を実行する際に前記車両を移動させる駐車時移動方向を設定し、
（ｂ）前記車両が前記設定した駐車時移動方向に移動可能なトルクが前記電動機から出力されるよう前記駐車時制御を実行する、
ことを特徴とする。

この本発明の自動車の制御方法では、路面勾配と路面上の車止めの位置とのうち少なくとも一方を含む車両周辺情報に基づいて、シフトレバーが駐車ポジションに操作された以降に実行される駐車時制御を実行する際に車両を移動させる駐車時移動方向を設定し、シフトレバーが駐車ポジションに操作された以降に車両を設定された駐車時移動方向に所定の移動量以上移動可能なトルクが電動機から出力されるよう電動機を制御する。これにより、パーキングロック機構におけるギヤの噛み合いをより確実にすることができる。また、車両周辺情報に基づいてより適切に駐車時移動方向を設定すれば、駐車時制御の際に車両を移動させる方向を操作者がより違和感を感じない方向にすることができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０と、ハイブリッド用電子制御ユニットと通信を行なうバックモニタシステム９０とを備える。

エンジン２２は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサからの信号、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２６のクランク角を検出する図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションなどが入力されている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションに基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。

動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪としての後輪６３ａ，６３ｂに出力される。

ギヤ機構６０には、ファイナルギヤ６０ａに取り付けられたパーキングギヤ５７と、パーキングギヤ５７と噛合してその回転駆動を停止した状態でロックするパーキングロックポール５８とからなるパーキングロック機構５６が取り付けられている。パーキングロックポール５８は、シフトレバー８１の他のポジションから駐車ポジションへの操作信号または駐車ポジションから他のポジションへの操作信号が入力されたハイブリッド用電子制御ユニット７０により図示しないアクチュエータが駆動制御されることによって作動し、パーキングギヤ５７との噛合およびその解除によりパーキングロックおよびその解除を行なう。ファイナルギヤ６０ａは、機械的に駆動輪としての後輪６３ａ，６３ｂに接続されているから、パーキングロック機構５６は間接的に後輪６３ａ，６３ｂをロックできることになる。

モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。

バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）を演算したり、演算した残容量（ＳＯＣ）と電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。

バックモニタシステム９０は、車両の後進方向を撮影する図示しない車載用カメラと、シフトレバー８１が後進走行用のリバースポジションに操作されているときに車載用カメラにより撮影される映像を操作者に表示する図示しないディスプレイと、車載用カメラにより撮影される映像を画像処理して被撮影体が車止めや障害物であるか否かを判定したり後輪６３ａ，６３ｂと車止めとの距離である車止め距離Ｌを算出する処理等を行なう本体とを備える。バックモニタシステム９０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってディスプレイに画像を表示すると共に必要に応じて車載用カメラにより撮影される映像に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に送信する。

ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖ，勾配センサ８９からの路面勾配θ，バックモニタシステム９０からの車止め距離Ｌなどが入力ポートを介して入力されており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、バックモニタシステム９０にシフトポジションＳＰなどが出力ポートを介して送信されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。なお、シフトポジションＳＰとしては、駐車ポジションやニュートラルポジション，前進走行用のドライブポジション，後進走行用のリバースポジションなどがある。また、勾配センサ８９は、前進方向への登坂勾配のときに正の値，後進方向への登坂勾配のときに負の値を検出するものとした。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。

次に、こうして構成されたハイブリッド自動車２０の動作、特にパーキングロック機構５６におけるギヤを噛み合わせる際の動作について説明する。図２は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駐車時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、シフトレバー８１が駐車ポジションに操作されたときに実行される。

駐車時制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、勾配センサ８９からの路面勾配θを入力すると共に（ステップＳ１００）、ブレーキペダルポジションセンサ８６からブレーキペダルポジションＢＰを入力し（ステップＳ１１０）、入力したブレーキペダルポジションＢＰが０％となるブレーキＯＦＦの状態まで待つ処理を行なう（ステップＳ１２０）。

こうしてブレーキがオフされると、続いて、路面勾配θの絶対値を所定勾配θｒｅｆと比較し（ステップＳ１３０）、路面勾配θの絶対値が所定勾配θｒｅｆ未満のときには、路面勾配θの正負を判定する（ステップＳ１４０）。ここで、所定勾配θｒｅｆは、パーキングロック機構５６におけるギヤが噛み合っていないときに、モータＭＧ２から後述するトルクを出力しなくても重力によって車両がある程度の速度で移動してギヤが噛み合うと推測できる路面勾配の下限近傍の勾配として定められるものであり、例えば、４度や５度などを用いることができる。また、路面勾配θの正負の判定は、路面勾配θに基づいて車両が重力により移動する方向、即ち路面が下る方向を車両を移動させる方向として設定するために行なわれるものである。このため、路面勾配θが正のとき（路面が前進方向への登坂勾配のとき）には車両を後進させるべきと判断し、路面勾配θが負のとき（路面が前進方向への降坂勾配のとき）には車両を前進させるべきと判断する。これにより、車両を移動させる方向をより自然な方向にすることができる。そして、路面勾配θが正のときには、車両を後進させるべきと判断してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に車両を後進させる負の所定トルクＴ１を設定し（ステップＳ１５０）、路面勾配θが負のときには、車両を前進させるべきと判断してトルク指令Ｔｍ２＊に車両を前進させる正の所定トルクＴ２を設定する（ステップＳ１６０）。ここで、所定トルクＴ１，Ｔ２は、リングギヤ軸３２ａおよびリングギヤ軸３２ａに間接的に接続されたパーキングギヤ５７を車両の後進または前進方向に回転させるトルクとして設定されるものであり、運転者に車両の移動感をあまり与えない程度の大きさのトルクとしてモータＭＧ２の特性などにより定めることができる。このように、路面勾配θに基づいてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に路面が下る方向に車両を移動させる向きのトルクを設定することにより、パーキングロック機構５６におけるギヤを噛み合わせる際に操作者にとって車両をより自然な方向に移動させることができ、操作者が感じる違和感をより抑制することができる。

こうしてトルク指令Ｔｍ２＊を設定すると、設定したトルク指令Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ１７０）、この送信から所定時間ｔ１が経過するのを待って（ステップＳ１８０）、モータＭＧ２の駆動を停止する制御信号をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ１９０）、駐車時駆動制御ルーチンを終了する。トルク指令Ｔｍ２＊と制御信号とを受信したモータＥＣＵ４０は、所定時間ｔ１に亘ってトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なった後にモータＭＧ２を駆動するインバータ４２をゲート遮断する。ここで、所定時間ｔ１は、パーキングロックギヤ５７とパーキングロックポール５８とが噛み合っていない状態でモータＭＧ２から所定トルクＴ１または所定トルクＴ２を出力したときにパーキングギヤ５７を車両の後進または前進方向に１歯分回転可能な時間として設定され、予め実験などにより定めた値を用いることができる。こうした制御により、パーキングギヤ５７を車両前後いずれかの方向に１歯分回転させている最中にパーキングギヤ機構５６におけるギヤをより確実に噛み合わせることができる。モータＭＧ２から負の所定トルクＴ１を出力してパーキングギヤ機構５６におけるギヤを噛み合わせる様子の一例を図３に示す。なお、図中両方向矢印は、パーキングギヤ５７の１歯分を示している。

ステップＳ１３０で路面勾配θの絶対値が所定勾配θｒｅｆ以上のときには、モータＭＧ２を駆動することなく、駐車時駆動制御ルーチンを終了する。路面勾配θの絶対値が所定勾配θｒｅｆ以上のときには、モータＭＧ２から所定トルクＴ１，Ｔ２を出力しなくとも車両が重力により移動してパーキングギヤ機構５６におけるギヤを噛み合わせることができる。こうした制御により、路面勾配θの絶対値が所定勾配θｒｅｆ以上のときには、モータＭＧ２により消費される電力を無くすことができ省エネルギ化を図ることができる。また、この場合、モータＭＧ２から前述のトルクを出力することに伴う車両の移動速度の増加を回避することができる。

以上説明したハイブリッド自動車２０によれば、シフトレバー８１が駐車ポジションに操作されてからブレーキがオフされたときに、路面が下る方向に車両を移動させる向きのトルクをモータＭＧ２から出力して、即ち、路面勾配θが正のとき（路面が前進方向への登坂勾配のとき）にはモータＭＧ２から車両を後進させる負の所定トルクＴ１を出力し、路面勾配θが負のとき（路面が前進方向への後坂勾配のとき）にはモータＭＧ２から車両を前進させる正の所定トルクＴ２を出力するから、操作者がより違和感を感じない方向に車両を移動させてパーキングギヤ機構５６におけるギヤの噛み合いをより確実にすることができる。また、路面勾配θの絶対値が所定勾配θｒｅｆ以上のときには、モータＭＧ２の駆動しないから省エネルギ化を図ることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、路面勾配θの絶対値が所定勾配θｒｅｆ以上のときには、モータＭＧ２を駆動しないものとしたが、所定勾配θの絶対値に拘わらずモータＭＧ２から所定トルクＴ１，Ｔ２を出力するものとしても良い。

実施例のハイブリッド自動車２０では、路面勾配θに基づいてモータＭＧ２から出力するトルクの向きを設定するものとしたが、これに代えて、バックモニタシステム９０からの情報に基づいてモータＭＧ２から出力するトルクの向きを設定するものとしてもよい。この場合の駐車時制御ルーチンの一例を図４に示す。この駐車時制御ルーチンでは、図２の駐車時制御ルーチンにおける路面勾配θの値を調べるステップＳ１３０，Ｓ１４０に代えてバックモニタシステム９０からの車止め距離Ｌが所定範囲内か否かを判定する（ステップＳ２００）。ここで、所定範囲は、車止めが後輪６３ａ，６３ｂと接することなく且つ車止めと後輪６３ａ，６３ｂとが十分に近い距離であると操作者が感じられる距離範囲として予め定めることができる。この車止め距離Ｌが所定範囲内か否かの判定は、車止め距離Ｌに基づいて車両を移動させる方向を設定するために行なわれるものであり、車止め距離Ｌが所定範囲内のときには車両を後進させるべきと判断し、車止め距離Ｌが所定範囲外のときには車両を前進させるべきと判断する。これは、車止めと後輪６３ａ，６３ｂとの距離が所定範囲内にあるときには、車両が後進方向に移動しても、操作者は車止めにより停車すると判断することができ、操作者にあまり不安感を与えることがないことに基づく。このように、車止め距離Ｌの判定を行なうことにより、操作者が感じる違和感をより抑制することができる。そして、車止め距離Ｌが所定範囲内のときは、車両を後進させるべきと判断してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に車両を後進させる負の所定トルクＴ１を設定し（ステップＳ１５０）、車止め距離Ｌが所定範囲外のときは、車両を前進させるべきと判断してトルク指令Ｔｍ２＊に車両を前進させる正の所定トルクＴ１を設定する（ステップＳ１６０）。この場合にも、操作者にとってパーキングロック機構５６におけるギヤを噛み合わせる際に車両を移動させる方向を操作者がより違和感を感じない方向にすることができる。なお、車止め距離Ｌが所定範囲外のときには、路面勾配θやその他の情報に基づいてモータＭＧ２から出力するトルクの向きを設定するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、バックモニタシステム９０からの後輪６３ａ，６３ｂと車止めとの距離に基づいてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定するものとしたが、車両の前進方向を撮影するカメラの情報に基づいてトルク指令Ｔｍ２＊を設定するものとしてもよい。この場合、車両の前輪と車止めとの距離が所定範囲内のときにトルク指令Ｔｍ２＊に正の所定トルクＴ２を設定するものとすればよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、勾配センサ８９やバックモニタシステム９０を備え、勾配センサ８９やバックモニタシステム９０からの路面勾配θや車止め距離Ｌに基づいてトルク指令Ｔｍ２＊を設定するものとしたが、ＧＰＳ衛星から走行位置を受信可能である車両では、受信した走行位置と地図情報とに基づいて検出された路面勾配や車輪と車止めとの距離を用いるものとしても構わない。また、車輪と車止めとの距離は、距離センサなどにより検出されるものを用いるものとしても構わない。

実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトレバー８１が駐車ポジションに操作されてからブレーキがオフされたときにモータＭＧ２からのトルクの出力を開始するものとしたが、ブレーキペダル８５の踏み込み量が所定踏み込み量（例えば、ブレーキペダルポジションＢＰ＝５０％など）未満に至ったときに開始するものとしてもよいし、ブレーキペダル８５の踏み込み量に拘わらずシフトレバー８１が駐車ポジションに操作されたときに開始するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、車両の前後方向にパーキングギヤ５７の１歯分回転させている最中にパーキングギヤ機構５６におけるギヤを噛み合わせるものとしたが、パーキングロックギヤ５７の回転位置を推定または検出し、その回転位置に基づいてパーキングロックギヤ５７とパーキングロックポール５８とが噛み合う距離だけパーキングロックギヤ５７を回転させてパーキングギヤ機構５６におけるギヤを噛み合わせるものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、駆動輪として後輪６３ａ，６３ｂに駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａを取り付けるものとしたが、駆動輪として前輪にリングギヤ軸３２ａを取り付けるものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、減速ギヤ３５を介して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を取り付けるものとしたが、リングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を直接取り付けるものとしてもよいし、減速ギヤ３５に代えて２段変速や３段変速，４段変速などの変速機を介してリングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を取り付けるものとしても構わない。

実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図５の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（後輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図５における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に出力するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して後輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図６の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２３２と後輪６３ａ，６３ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるものとしてもよい。

また、こうしたハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、走行用の動力源としてエンジンとモータとを搭載したハイブリッド自動車であれば如何なる形態のものに適用してもよく、走行用の動力源としてモータのみを搭載した電気自動車に適用しても構わない。また、こうした自動車の制御方法の形態としてもよい。

ここで、実施例や変形例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、パーキングギヤ５７とパーキングロックポール５８とを有するパーキングロック機構５６が「固定手段」に相当し、路面勾配θを検出する勾配センサ８９や車止め距離Ｌを検出するバックモニタシステム９０が「周辺情報検出手段」に相当し、路面勾配θの正負を判定し、路面勾配θが正のときには車両を後進させるべきと判断し、路面勾配θが負のときには車両を前進させるべきと判断する図２の駐車時制御ルーチンのステップＳ１４０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「移動方向設定手段」に相当し、シフトレバー８１が駐車ポジションに操作されてからブレーキがオフされたときに、路面勾配θが正のときにはモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に負の所定トルクＴ１を設定し、路面勾配θが負のときにはモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に正の所定トルクＴ２を設定し、設定したトルク指令Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信すると共に、この送信から所定時間ｔ１が経過したときにモータＭＧ２の駆動を停止する制御信号をモータＥＣＵ４０に送信する図２の駐車時制御ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０と、ハイブリッド用電子制御ユニット７０から受信したトルク指令Ｔｍ２＊に基づいてモータＭＧ２のインバータ４２のスイッチング制御を行なうと共に制御信号に基づいてインバータ４２をゲート遮断するモータＥＣＵ４０と、が「駐車時制御手段」に相当する。また、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ１と動力分配統合機構３０とを組み合わせたものや対ロータ電動機２３０が「電力動力入出力手段」に相当し、さらに、車止め距離Ｌが所定範囲内か否かを判定し、車止め距離Ｌが所定範囲内のときには車両を後進させるべきと判断する図４の駐車時制御ルーチンのステップＳ２００の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０も「移動方向設定手段」に相当し、車止め距離Ｌが所定範囲内のときにはモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に負の所定トルクＴ１を設定し、車止め距離Ｌが所定範囲外のときにはモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に正の所定トルクＴ２を設定し、設定したトルク指令Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信すると共に、この送信から所定時間ｔ１が経過したときにモータＭＧ２の駆動を停止する制御信号をモータＥＣＵ４０に送信する図４の駐車時制御ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０と、ハイブリッド用電子制御ユニット７０から受信したトルク指令Ｔｍ２＊に基づいてモータＭＧ２のインバータ４２のスイッチング制御を行なうと共に制御信号に基づいてインバータ４２をゲート遮断するモータＥＣＵ４０と、も「駐車時制御手段」に相当する。

ここで、「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、ギヤ機構を介して車軸側に駆動力を出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「固定手段」としては、パーキングギヤ６６とパーキングロックポール６７とを有するパーキングロック機構６５に限定されるものではなく、第１の車軸に直接または間接に取り付けられ第１の車軸の回転に伴って回転する第１のギヤと第１のギヤとの噛み合いにより第１の車軸が回転しないよう固定可能な第２のギヤとを有しシフトレバーが駐車ポジションに操作されたときに前記第２のギヤを前記第１のギヤに噛み合い可能に作動するものであれば如何なるものとしても構わない。「周辺情報検出手段」としては、路面勾配θを検出する勾配センサ８９や車止め距離Ｌを検出するバックモニタシステム９０に限定されるものではなく、路面勾配と路面上の車止めの位置とのうち少なくとも一方を含む車両周辺情報を検出可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「移動方向設定手段」としては、路面勾配θの正負を判定し、路面勾配θが正のときには車両を後進させるべきと判断し、路面勾配θが負のときには車両を前進させるべきと判断するものや、車止め距離Ｌが所定範囲内か否かを判定し、車止め距離Ｌが所定範囲内のときには車両を後進させるべきと判断するものに限定されるものではなく、検出された車両周辺情報に基づいて駐車時制御を実行する際に車両を移動させる駐車時移動方向を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「駐車時制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット７０とモータＥＣＵ４０とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「駐車時制御手段」としては、シフトレバー８１が駐車ポジションに操作されてからブレーキがオフされたときに、路面勾配θが正のときにはモータＭＧ２から負の所定トルクＴ１を出力し、路面勾配θが負のときにはモータＭＧ２から正の所定トルクＴ２を出力し、所定時間ｔ１が経過したときにモータＭＧ２の駆動を停止するものや、車止め距離Ｌが所定範囲内のときにはモータＭＧ２から負の所定トルクＴ１を出力し、車止め距離Ｌが所定範囲外のときにはモータＭＧ２から正の所定トルクＴ２を出力し、所定時間ｔ１が経過したときにモータＭＧ２の駆動を停止するものに限定されるものではなく、シフトレバーが駐車ポジションに操作された以降に車両を駐車時移動方向に所定の移動量以上移動可能なトルクが電動機から出力されるよう電動機を制御する駐車時制御を実行するものであれば如何なるものとしても構わない。「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「電力動力入出力手段」としては、動力分配統合機構３０とモータＭＧ１との組み合わせによるものや対ロータ電動機２３０に限定されるものではなく、回転軸に接続されると共に回転軸とは独立に回転可能に内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って回転軸と出力軸とに動力を入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。なお、実施例や変形例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、車両の製造産業に利用可能である。

本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駐車時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 モータＭＧ２から負の所定トルクＴ１を出力してパーキングギヤ機構５６におけるギヤを噛み合わせる様子の一例を示す説明図である。 変形例の駐車時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。 変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。

符号の説明

２０，１２０，２２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３５ 減速ギヤ、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５１ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、５６ パーキングロック機構、５７ パーキングギヤ、５８ パーキングロックポール、６０ ギヤ機構、６０ａ ファイナルギヤ、６２ デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ 後輪、６４ａ，６４ｂ 車輪、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、８９ 勾配センサ，９０ バックモニタシステム，２３０ 対ロータ電動機、２３２ インナーロータ ２３４ アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (7)

1. 第１の車軸または第２の車軸に動力を出力可能な電動機と、前記第１の車軸に直接または間接に取り付けられ該第１の車軸の回転に伴って回転する第１のギヤと該第１のギヤとの噛み合いにより該第１の車軸が回転しないよう固定可能な第２のギヤとを有しシフトレバーが駐車ポジションに操作されたときに前記第２のギヤを前記第１のギヤに噛み合い可能に作動する固定手段と、前記シフトレバーが前記駐車ポジションに操作された以降に前記車両を前後方向のいずれか一方に所定の移動量以上移動可能なトルクが前記電動機から出力されるよう該電動機を制御する駐車時制御を実行する駐車時制御手段と、を備える自動車であって、
   路面勾配と路面上の車止めの位置とのうち少なくとも一方を含む車両周辺情報を検出可能な周辺情報検出手段と、
   前記検出された車両周辺情報に基づいて前記駐車時制御を実行する際に前記車両を移動させる駐車時移動方向を設定する移動方向設定手段と、
   を備え、
   前記駐車時制御手段は、前記車両が前記設定された駐車時移動方向に移動可能なトルクが前記電動機から出力されるよう前記駐車時制御を実行する手段である、
   自動車。
2. 請求項１記載の自動車であって、
   前記周辺情報検出手段は、前記路面勾配を検出する手段であり、
   前記移動方向設定手段は、前記検出された路面勾配に基づいて前記車両が重力により移動する方向を該駐車時移動方向に設定する手段である、
   自動車。
3. 前記駐車時制御手段は、前記検出された路面勾配の大きさが所定量以上のときには前記電動機からトルクが出力されないよう該電動機を制御する手段である請求項２記載の自動車。
4. 請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載の自動車であって、
   前記周辺情報検出手段は、前記路面上の車止めの位置を検出する手段であり、
   前記移動方向設定手段は、前記車止めが車輪から所定距離範囲内に位置するときに該車輪に対する該車止めの方向を前記駐車時移動方向に設定する手段である、
   自動車。
5. 前記所定の移動量は、前記第１のギヤの１歯分に相当する移動量である請求項１ないし４のいずれか１つの請求項に記載の自動車。
6. 請求項１ないし５のいずれか１つの請求項に記載の自動車であって、
   内燃機関と、
   前記第１の車軸または前記第２の車軸に連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、
   を備える自動車。
7. 第１の車軸または第２の車軸に動力を出力可能な電動機と、前記第１の車軸に直接または間接に取り付けられ該第１の車軸の回転に伴って回転する第１のギヤと該第１のギヤとの噛み合いにより該第１の車軸が回転しないよう固定可能な第２のギヤとを有しシフトレバーが駐車ポジションに操作されたときに前記第２のギヤを前記第１のギヤに噛み合い可能に作動する固定手段と、を備え、前記シフトレバーが前記駐車ポジションに操作された以降に前記車両を前後方向のいずれか一方に所定の移動量以上移動可能なトルクが前記電動機から出力されるよう該電動機を制御する駐車時制御を実行する、自動車の制御方法であって、
   （ａ）路面勾配と路面上の車止めの位置とのうち少なくとも一方を含む車両周辺情報に基づいて前記駐車時制御を実行する際に前記車両を移動させる駐車時移動方向を設定し、
   （ｂ）前記車両が前記設定した駐車時移動方向に移動可能なトルクが前記電動機から出力されるよう前記駐車時制御を実行する、
   ことを特徴とする自動車の制御方法。

Images