JP2012140109A - パーキングロック装置 - Google Patents

Abstract

【課題】油圧ブレーキを用いることなく予期しない車両挙動の抑制効果を高められるパーキングロック装置の提供を図る。
【解決手段】パーキングロック機構７は、ロック解除遅延機構３０によりロック解除に向けた動きを遅延させることによって、ロック解除する前に実際にパーキングロック機構７が動くか否かを確認する時間を確保でき、ロック解除前にＡＣＴコントローラ８のフェイル判定機能によるフェイル判定を行える。これにより、一方のパーキングロック機構７がロック解除できない場合、ロック解除可能な他方のパーキングロック機構７を、解除前の段階で再締結作動させ、もしくはロック解除動作を中断させることが可能となる。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両に用いられるパーキングロック装置に関する。

特許文献１には、一対の左右輪を互いに独立して駆動可能とし、パーキングロック機構により左右輪を機械的に固定する車両において、パーキングロック解除時に、左右一対の車輪に設けられたパーキングロック機構のうち、解除が早かった側の車輪に対して油圧ブレーキを作動させることにより、予期しない車両挙動を抑制するようにした技術が開示されている。

特許第３９５６９６２号公報

特許文献１の開示技術では、パーキングロックの解除時に油圧ブレーキを作動させる構成であるため、この油圧ブレーキの作動を実現するための機械構造、油圧回路、および制御が必要となり、製造・開発コストが高くなるという問題がある。

そこで、本発明は油圧ブレーキを用いることなく予期しない車両挙動の抑制効果を高められるパーキングロック装置を提供するものである。

本発明のパーキングロック装置は、複数のパーキングロック機構と、少なくとも１つのパーキングロック機構がロック解除できない場合には、パーキングロック機構がフェイル状態にあると判定するフェイル判定手段と、フェイル判定手段によりフェイルと判定した場合には、解除可能な他のパーキングロック機構のロック解除を中断させ、もしくは再締結状態にする手段と、を備えている。

そして、各パーキングロック機構は、ロック解除開始時に、ロック解除動作を遅延させるロック解除遅延機構を備えたことを主要な特徴としている。

本発明によれば、ロック解除遅延機構によりロック解除に向けた動きを遅延させることによって、ロック解除する前に実際にパーキングロック機構が動くか否かを確認する時間を確保でき、ロック解除前にフェイル判定手段によるフェイル判定を行うことができる。

これにより、少なくとも１つのパーキングロック機構がロック解除できない場合に、ロック解除可能な他のパーキングロック機構のロック解除動作を中断させ、もしくは再締結状態にすることができる。

このように、ロック解除可能な他のパーキングロック機構を、そのロック解除前にロック解除動作を中断させ、もしくは再締結状態にすることが可能となるため、予期しない車両挙動の抑制効果を高めることができる。

本発明の採用対象とする電動車両の一例を示す全体構成図。 本発明のパーキングロック装置の第１実施形態を示す説明図。 第１実施形態のパーキングロック装置のロック解除動作を説明するフローチャート図。 第１実施形態のパーキングロック装置のロック解除動作を説明するタイムチャート図。 第１実施形態のパーキングロック装置のロック解除する場合の車両停車状況の一例を示す説明図。 第１実施形態のパーキングロック装置を再締結する場合を示す説明図。 本発明のパーキングロック装置の第２実施形態を示す説明図。 本発明のパーキングロック装置の第３実施形態を示す説明図。

以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。

図１は、本発明の採用対象とする電動車両の全体構成を示している。電動車両１は、車輪２と、車両駆動源の駆動モータ３と、駆動モータ３に電力供給を行う充放電可能なバッテリ４と、車両全体の作動システムを制御するメインコントローラ５と、を備えている。

図１に示す例では、ステアリングハンドルＳＷおよびステアリング機構ＳＬによって操舵される左右の前輪２Ｆと、左右の後輪２Ｒのうち、左右の後輪２Ｒのそれぞれに駆動モータ３を配設して、それぞれ独立して回転駆動可能としてある。各駆動モータ３には、メインコントローラ５の制御信号にもとづいてそれぞれインバータ６を介してバッテリ４の充電電力が供給され、また、減速時における各駆動モータ３の回生エネルギーをバッテリ４に充電可能としている（図１の破線参照）。

また、各駆動モータ３には、メインコントローラ５と、ＡＣＴコントローラ８とによって作動制御されて後述するロータ軸３ａの動きを拘束可能なパーキングロック機構７を配設してある。

メインコントローラ５は、車速、アクセル開度、ブレーキペダル踏力、シフトレバーポジション、車両加速度、操舵角、車両傾斜角度、などの車両状況を検出する各種の車両状況センサ９の検出信号を入力するようにしている。これにより、メインコントローラ５は、車両状況センサ９の各種の検出信号にもとづいて、インバータ６およびＡＣＴコントローラ８に指令信号を送り、駆動モータ３の駆動制御およびバッテリ４の充放電制御と、パーキングロック機構７の作動制御とを行うようにしている。

ＡＣＴコントローラ８には、各駆動モータ３に設けたパーキングロック機構７のロック解除状況を検出するロック解除状況センサ１０の検出信号を入力するようにしている。これにより、ＡＣＴコントローラ８は、ロック解除状況センサ１０の検出信号にもとづいてパーキングロック機構７がロック解除できないフェイル状態にあるかを判断し、一方のパーキングロック機構７がフェイル状態にあると判定した場合には、ロック解除可能な他方のパーキングロック機構７のロック解除を中断させ、もしくは再締結状態に作動制御可能としている。即ち、このＡＣＴコントローラ８は、パーキングロック機構７のフェイル判定手段としての機能、およびフェイル時のロック解除中段、または再締結の作動制御手段としての機能を備えている。

図２は、パーキングロック機構７の第１実施形態を（ａ）〜（ｃ）に動作順にそれぞれ側面図と正面図とを併記して示している。このパーキングロック機構７は、駆動モータ３のロータ軸３ａに固定したパーキングロックギャ２１と、パーキングロックギャ２１と係
脱可能なパーキングポール２２と、パーキングポール２２の動きを規制するウェッジ２３と、ウェッジ２３を動かすパーキングロッド２４と、を備えている。

パーキングポール２２は、一端にパーキングロックギャ２１に噛み合う突起２２ａを備えていて、他端をポールシャフト２２ｂに回転可能に支持してある。また、図外のスプリングによって、突起２２ａがパーキングロックギャ２１から離脱する方向（図２の下方）への回動力を付勢してある。

ウェッジ２３は、パーキングロッド２４に摺動可能に配設してあり、パーキングポール２２とサポート２６との間に進入係合したロック位置（図２（ａ）参照）では、パーキングロッド２４に配設したスプリング２７のばね荷重をウェッジ後面で受け、パーキングロックギャ２１と突起２２ａの噛み合い不整合が生じる時の後退方向の補正移動を可能としている。

パーキングロッド２４は、アクチュエータ、例えばＡＣＴコントローラ８によって作動制御される電磁アクチュエータ２５によって進，退作動する構成としている。このパーキングロッド２４は、電磁アクチュエータ２５により進出することにより、スプリング２７を介してウェッジ２３を上述のロック位置に押動し、後退することによりロッド端のストッパー２４ａがウェッジ２３に係合して、該ウェッジ２３をパーキングポール２２とサポート２６との間から引き抜いたロック解除位置（図２（ｃ）参照）に移動させる。

また、このパーキングロッド２４は、図２（ａ）に示すように、ウェッジ２３がロック位置にある状態では、先端のストッパー２４ａがウェッジ２３の先端から所要の間隔をおいて離間する長さとして、ロック解除方向の作動ストロークに、ウェッジ２３に対する不感帯域δを設定している。即ち、この不感帯域δの設定によって、パーキングロック機構７のロック解除開始時に、パーキングロッド２４の後退によってもウェッジ２３を不動としてロック状態を維持し、パーキングロッド２４の不感帯域δを越えた後退ストロークでロック解除を許容するロック解除遅延機構３０を構成している。

上述の構成からなるパーキングロック機構７は、車両状況センサ９およびロック解除状況センサ１０からの情報提供にもとづいて、ＡＣＴコントローラ８によってロック，ロック解除の作動制御が行われる。

即ち、ドライバーによってシフトレバーがＰレンジにシフト操作されると、車両状況センサ９におけるポジションセンサからＰレンジに対応する信号がＡＣＴコントローラ８に出力される。すると、ＡＣＴコントローラ８は、このポジションセンサ信号の入力により、左右の駆動モータ３における各パーキングロック機構７にパーキングロックの指令信号を出力する。これにより電磁アクチュエータ２５が作動してパーキングロッド２４を進出させ、ウェッジ２３をパーキングポール２２とサポート２６との間に進入させて該パーキングポール２２を押し上げる。ウェッジ２３が図２（ａ）に示すロック位置まで移動すると、パーキングポール２２の突起２２ａがパーキングロックギャ２１に噛み合い、ウェッジ２３がパーキングポール２２とサポート２６に係合してロック状態となる。

ドライバーによってシフトレバーがＰレンジから他のレンジにシフト操作されると、車両状況センサ９におけるポジションセンサからこのＰレンジ以外のレンジに対応する信号がＡＣＴコントローラ８に出力される。すると、ＡＣＴコントローラ８は、左右の駆動モータ３における各パーキングロック機構７にロック解除の指令信号を出力する。これにより、電磁アクチュエータ２５が作動してパーキングロッド２４を後退させ、ウェッジ２３をパーキングポール２２とサポート２６との間から図２（ｃ）に示すロック解除位置まで引き抜く。これにより、パーキングポール２２の突起２２ａがパーキングロックギャ２１
から離脱して、ロック解除状態となる。

このロック解除の初期動作では、パーキングロッド２４が図２（ａ）に示すロック状態から後退作動しても、不感帯域δの作動ストロークではウェッジ２３に対して空振りするだけで、図２（ｂ）に示すようにこの不感帯域δを越えてストッパー２４ａがウェッジ２３に係合する作動ストローク以上の後退作動によって、上述のロック解除が行われる。

図３は、ＡＣＴコントローラ８のロック解除時における制御動作を示すフローチャート図である。

ステップＳ１では、シフトレバーがＰレンジから他のレンジへ操作されたかを判断する。

ステップＳ１で肯定の場合、ステップＳ２へ進んでロック解除フラグをＯＮにする。ロック解除フラグは、例えばパーキングロック機構７が正常で、かつ、フットブレーキペダルが踏まれている等、パーキングロック機構７のロック解除の実行を許可する場合にＯＮとなり、パーキングロック機構７に異常が発生し、かつ、フットブレーキペダルが踏まれていない等、パーキングロック機構７のロック解除の実行を禁止する場合にＯＦＦとなる。

ステップＳ１，ステッップＳ２で否定の場合、処理動作をリターンする。

ステップＳ２で肯定の場合、ステップＳ３へ進んで左右のパーキングロック機構７のロック解除作動を開始して、正常に作動するかの動作確認を行う。この動作確認はロック解除状況センサ１０の検出信号にもとづいて行われる。ロック解除状況センサ１０は、電磁アクチュエータ２５の制御指令に対する作動電流の有無を検出する電流センサ、パーキングポール２２，ウェッジ２３，パーキングロッド２４の動作を検出する位置センサ、等を用いることができる。

次に、ステップＳ４では、左右のパーキングロック機構７の正常な作動が確認されたかを判断する。

ステップＳ４で肯定の場合、ステップＳ５へ進んで左右のパーキングロック機構７をロック解除する。

ステップＳ４で否定の場合、左右何れか一方のパーキングロック機構７がロック解除できないフェイル状態にあると判定する。

そして、ステップＳ６，ステップＳ７へ進んで、右側のパーキングロック機構７がロック解除可能であれば、該右側のパーキングロック機構７を再締結状態に作動させ、もしくはロック解除動作を中断させる。

あるいは、ステップＳ６からステップＳ８，ステップＳ９へ進んで、左側のパーキングロック機構７がロック解除可能であれば、該左側のパーキングロック機構７を再締結状態に作動させ、もしくはロック解除動作を中断させる。

図４は、上述のロック解除動作のタイムチャート図を示し、Ｐｈａｓｅ０がステップＳ１，ステップＳ２に対応しており、パーキングロック機構７は図２（ａ）のロック状態にある。また、Ｐｈａｓｅ１がステップＳ３に対応しており、パーキングロック機構７は図２（ｂ）のウェッジ不感帯作動状態にある。更に、Ｐｈａｓｅ２がステップＳ４，ステッ
プＳ５に対応しており、パーキングロック機構７は図２（ｃ）のロック解除状態となる。

ここで、例えば、図５に示すような勾配の大きい（勾配率３０％等）の坂道や、冠雪路あるいは水溜り等の低μ路において停車中の車両１が発進する場合を想定する。この際、車両１は停車中であるため、シフトレバーはＰレンジ位置にあり、従って、左右のパーキングロック機構７は図６（ａ）に示すようにロック状態にある。

この状態からドライバによりフットブレーキペダルが踏まれてシフトレバーがＰレンジからＤレンジへのシフト操作が行われ、ＡＣＴコントローラ８から左右のパーキングロック機構７にロック解除信号が出力されることによって、ロック解除作動されることになる。ところが、図６（ｂ）に示すように例えば右側のパーキングロック機構７がロック解除できない場合、左側のパーキングロック機構７のみがロック解除してしまうと、車両１に予期しない回転挙動が発生する可能性がある。

一方、本実施形態の構成によれば、パーキングロック機構７は、ロック解除遅延機構３０によりロック解除に向けた動きを遅延させることによって、ロック解除する前に実際にパーキングロック機構７が動くか否かを確認する時間を確保でき（ステップＳ３，Ｓ４，図２（ｂ）参照）、ロック解除前にＡＣＴコントローラ８のフェイル判定機能によりフェイル判定を行うことができる。

これにより、左右何れか一方のパーキングロック機構７がロック解除できない場合に、ロック解除可能な他方のパーキングロック機構７を再締結状態に作動させ、もしくはロック解除動作を中断させることができる（ステップＳ６，Ｓ７またはステップＳ８，Ｓ９）。

このように、ロック解除可能な他方のパーキングロック機構７を、そのロック解除前の段階で再締結状態に作動させ、もしくはロック解除動作を中断させることが可能となるため、予期しない車両の回転挙動等の抑制効果を高めることができる。

また、本実施形態によれば、パーキングロック機構７の構成要素であるパーキングロッド２４に、ロック解除方向の作動ストロークにウェッジ２３に対する不感帯域δを設定するだけの簡単な構成によってロック解除遅延機構３０を構成できて、設計の自由度を高められると共に、コスト的に有利に得ることができる。

図７は、パーキングロック機構７の第２実施形態を（ａ），（ｂ）に動作順にそれぞれ側面図と正面図とを併記して示している。

本実施形態にあっては、前記第１実施形態におけるパーキングロッド２４の前端部を延長して、ストッパー２４ａとウェッジ２３との間にスプリング２７とばね荷重がバランスする弾性部材としてのスプリング２８を介装して、ロック解除遅延機構３０を構成している。

この第２実施形態の構造では、図７（ａ）に示すロック状態から電磁アクチュエータ２５によりパーキングロッド２４が後退作動すると、スプリング２８の圧縮方向の弾性変形でウェッジ２３のロック解除方向の移動速度を遅らせて、ロック解除に所要の待ち時間を（図４のＰｈａｓｅ１，Ｐｈａｓｅ２）を確保する。

そして、この待ち時間はパーキングロッド２４の先端部の延設長さ、およびスプリング２８のばね定数の設定によって任意に調整することができ、第１実施形態と等価の効果を得ることができる。

図８は、パーキングロック機構７の第３実施形態を示すものである。

本実施形態にあっては、前記第１実施形態におけるウェッジ２３を、先端から後端に向かって傾斜部２３ａを境に径大変化して形成し、パーキングポール２２の動きを径大部２３ｂと径小部２３ｃとで段階的に規制する段差Ｄ_１，Ｄ_２を設けて、ロック解除遅延機構３０を構成している。

この第３実施形態の構造では、ウェッジ２３の径大部２３ｂの段差Ｄ_１によって図４のＰｈａｓｅ１を、径小部２３ｃの段差Ｄ_２によって図４のＰｈａｓｅ２を現出して、ロック解除に所要の待ち時間を確保する。

そして、この待ち時間は径大部２３ｂと径小部２３ｃの形成長さ（幅）によって任意に調整することができ、第１実施形態と等価の効果を得ることができる。

なお、前記実施形態では、後輪２Ｒにパーキングロック機構７を備えた駆動モータ３を設けた例を示したが、前輪２Ｆにも同様の駆動モータ３を設けて、前後，左右の車輪２のそれぞれを独立して回転駆動制御する仕様に適用可能であることは勿論である。

また、パーキングロック機構７は前記実施形態の構造の他、駆動モータ３のロータ軸３ａを機械的に締結・締結解除可能な構成であればどのような構造のものでも採用可能である。

１…電動車両
２…車輪
３…駆動モータ
４…バッテリ
５…メインコントローラ
７…パーキングロック機構
８…ＡＣＴコントローラ（フェイル判定手段・再締結手段）
９…車両状況センサ
１０…ロック解除状況センサ
２１…パーキングロックギャ
２２…パーキングポール
２３…ウェッジ
２４…パーキングロッド
２５…アクチュエータ
２８…スプリング（弾性部材）
３０…ロック解除遅延機構
δ…不感帯域
Ｄ_１，Ｄ_２…ウェッジの段差

Claims (4)

1. 複数のパーキングロック機構と、
   少なくとも１つのパーキングロック機構がロック解除できない場合には、パーキングロック機構がフェイル状態にあると判定するフェイル判定手段と、
   前記フェイル判定手段によりフェイルと判定した場合には、ロック解除可能な他のパーキングロック機構のロック解除を中断させ、もしくは再締結状態にする手段と、を備え、前記パーキングロック機構は、ロック解除開始時に、ロック解除動作を遅延させるロック解除遅延機構を備えたことを特徴とするパーキングロック装置。
2. 前記パーキングロック機構は、
   パーキングロックギャと、
   前記パーキングロックギャと係脱可能なパーキングポールと、
   前記パーキングポールの動きを規制するウェッジと、
   アクチュエータに連結されて、前記ウェッジを動かすパーキングロッドと、を備え、
   前記パーキングロッドは、ロック解除方向の作動ストロークに、前記ウェッジに対する不感帯域を設定して、前記解除動作遅延機構を構成したことを特徴とする請求項１に記載のパーキングロック装置。
3. 前記パーキングロック機構は、
   パーキングロックギャと、
   前記パーキングロックギャと係脱可能なパーキングポールと、
   前記パーキングポールの動きを規制するウェッジと、
   アクチュエータに連結されて、前記ウェッジを動かすパーキングロッドと、と備え、
   前記パーキングロッドと前記ウェッジとの間に、ロック解除時の前記パーキングロッドの動きに対して前記ウェッジの動きを相対的に遅延させる弾性部材を設けて、前記ロック解除遅延機構を構成したことを特徴とする請求項１に記載のパーキングロック装置。
4. 前記パーキングロック機構は、
   パーキングロックギャと、
   前記パーキングロックギャと係脱可能なパーキングポールと、
   前記パーキングポールの動きを規制するウェッジと、
   アクチュエータに連結されて、前記ウェッジを動かすパーキングロッドと、を備え、
   前記ウェッジに、前記パーキングポールの動きを段階的に規制する段差を設けて、前記ロック解除遅延機構を構成したことを特徴とする請求項１に記載のパーキングロック装置。
   
   

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