JP2012519099A - パーキングロック装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パーキングロック機構において左右の駆動輪のロックが車両の挙動安定性を損なわないようにする。
【解決手段】車両の右車輪（３ＲＲ）と左車輪（３ＲＬ）の回転を個別のパーキングロック機構（６）がロックする。各パーキングロック機構（６）は、車輪（３ＲＲ，４ＲＬ）が所定のパーキングロック禁止車輪回転速度を越えるとロック操作を無効にするパーキングロック機構（６３ｃ，６３ｄ）を備える。右車輪（３ＲＲ）と左車輪（３ＲＬ）の回転速度を速度センサ（５Ｒ，５Ｌ）が個別に検出する。コントローラ（ＣＵ，１０）は右車輪（３ＲＲ）の回転速度と左車輪（３ＲＬ）の回転速度に基づき所定のパーキングロック許可条件が満されない場合には、右パーキングロック機構（６）のロック操作と左パーキングロック機構（６）のロック操作をともに禁止し、右車輪（３ＲＲ）と左車輪（３ＲＬ）の一方の回転のみがロックされないようにする。
【選択図】図４

Description

この発明は、車両のパーキングロック機構の制御に関する。

特許文献１は電動車両の左右の駆動輪のパーキングロック装置を開示している。左右の駆動輪は専用の電動モータにより個別に駆動される。左右の駆動輪には電動モータと一体回転するラチェットホイールがそれぞれ設けられる。ラチェットホイールの外周には等しい角度間隔で溝が形成されている。パーキングロック装置はラチェットホイールの溝にパーキングポールの突起を係合させることにより、駆動輪の回転を阻止する。パーキングポールの基端はピボット支持され、アクチュエータがパーキングポールを回動させることで、突起がラチェットホイールの溝に係合する。

特開２００５−３４８４６７号公報

このようなパーキングロック装置においては、車両の走行中にパーキングロックがアクティブになるのを防止する必要がある。そこで、車輪回転速度が所定回転速度を越えた状態でアクチュエータがパーキングポールを回動しても、突起が回転するラチェットホイールに弾かれて、溝と係合しないように、パーキングポールの回動力をあらかじめ制限している。

しかしながら、例えば路面状況に起因して、左右の駆動輪の一方の車輪回転速度が所定速度を越え、もう一方の車輪回転速度が所定速度以下である状況でパーキングロック操作を行うと、一方の駆動輪の回転がロックされ、もう一方の車輪は回転を規制されない状態となる。左右の駆動輪のロック操作に関わるこうした不一致は車両の挙動を不安定にする。

一方、左右の駆動輪の車輪回転速度がともに所定速度以下であっても、路面状況によって車輪回転速度に大きな相違が生じる場合がある。この場合には、従来技術によれば双方の駆動輪の回転がロックされる。しかしながら、車輪回転速度が大きく異なると、左右の駆動輪のロックのタイミングにずれが生じることは避けられず、ロック操作が車両の挙動を不安定にする可能性がある。

この発明の目的は、したがって、パーキングロック機構において左右の駆動輪のロックが車両の挙動安定性を損なわないようにすることである。

以上の目的を達成するため、この発明は、右車輪と左車輪とを備えた車両に適用するパーキングロック装置において、右車輪の回転を機械的にロックする右パーキングロック機構と、左車輪の回転を機械的にロックする左パーキングロック機構と右車輪の回転速度を検出するセンサと、左車輪の回転速度を検出するセンサと、プログラマブルコントローラとを備えている。

右パーキングロック機構は右車輪が所定のパーキングロック禁止車輪回転速度を越えるとロック操作を無効にするロック操作無効化機構を備える。左パーキングロック機構は右車輪が所定のパーキングロック禁止車輪回転速度を越えるとロック操作を無効にするロック操作無効化機構を備える。

コントローラは右車輪の回転速度と左車輪の回転速度とに基づき所定のパーキングロック許可条件が満されるかどうかを判定し、所定のパーキングロック許可条件が満されない場合には、右パーキングロック機構のロック操作と左パーキングロック機構のロック操作をともに禁止するよう、プログラムされる。

この発明の詳細並びに他の特徴や利点は、明細書の以下の記載の中で説明されるとともに、添付された図面に示される。

この発明の第１の実施形態によるパーキングロック装置を備えた電動車両の概略構成図である。 この発明の第１の実施形態によるアンロック状態のパーキングロック機構の側面図である。 ロック状態のパーキングロック機構の側面図である。 この発明の第１の実施形態によるコントローラが実行するパーキングロック操作ルーチンを説明するフローチャートである。 コントローラが格納するパーキングロック操作可能領域マップの特性を説明するダイアグラムである。 図５に類似するが、この発明の第２の実施形態を示す。 この発明の第３の実施形態によるパーキングロック機構を備えた電動車両の概略構成図である。 この発明の第３の実施形態によるコントローラが実行するパーキングロック操作ルーチンを説明するフローチャートである。 この発明の第３の実施形態によるコントローラが参照するパーキングロック操作可能領域マップの特性を説明するダイアグラムである。 この発明の第４の実施形態によるコントローラが実行するパーキングロック操作ルーチンを説明するフローチャートである。 この発明の第５の実施形態によるコントローラが参照するパーキングロック操作可能領域マップの特性を説明するダイアグラムである。 この発明の第６の実施形態によるパーキングロック機構を備えた電動車両の概略構成図である。 この発明の第６の実施形態によるコントローラが実行するパーキングロック操作ルーチンを説明するフローチャートである。 この発明の第７の実施形態によるコントローラが実行するパーキングロック操作ルーチンを説明するフローチャートである。

図１を参照すると、車両はバッテリＢＡＴの電力を動力源として走行する後輪駆動型の電気自動車である。車両は右前輪３ＦＲ，左前輪３ＦＬ，右後輪３ＲＲ，左後輪３ＲＬを備える。ただし、この発明は後輪駆動車に限らず前輪駆動車や４輪駆動車にも適用可能である。

右後輪３ＲＲはギヤ２Ｒを介して電動モータ１Ｒに結合する。左後輪３ＲＬはギヤ２Ｌを介して電動モータ１Ｌに結合する。電動モータ１Ｒ（１Ｌ）はバッテリＢＡＴからインバータ４を介して供給される電流に応じて回転し、ギヤ２Ｒ（２Ｌ）を介して右後輪３ＲＲ（左後輪３ＲＬ）を駆動する。

各車輪３ＦＲ，３ＦＬ，３ＲＲ，３ＲＬにはそれぞれブレーキロータが固定される。各車輪３ＦＲ，３ＦＬ，３ＲＲ，３ＲＬのブレーキロータは摩擦ブレーキ８によって制動される。

電動モータ１Ｒと１Ｌにはそれぞれパーキングロック機構６が設けられる。

パーキングロック機構６は電動モータ１Ｒ（１Ｌ）の回転トルクや車輪３ＲＲ（３ＲＬ）に入力する回転トルクに抗して車輪３ＲＲ（３ＲＬ）の回転を阻止するために設けられる。

図２を参照すると、パーキングロック機構６はラチェットホイール６１と、パーキングポール６２と、パーキングロッド６３と、パーキングロックアクチュエータ１２とを備える。

ラチェットホイール６１は電動モータ１Ｒ（１Ｌ）の回転軸３３の外周に固定され、電動モータ１Ｒ（１Ｌ）と一体に回転する。

ラチェットホイール６１は外周に等しい角度間隔で形成された歯６１ａと、隣接する歯６１ａの間に形成された溝６１ｂとを備える。パーキングポール６２は基端をシャフト６４を介して電動モータ１Ｒ（１Ｌ）のケース３４に支持されたレバー状の部材である。パーキングポール６２の先端にはラチェットホイール６１の溝６１ｂに向けて突出する突起６２ａが形成される。パーキングポール６２はシャフト６４を支点に回動することで突起６２ａを溝６１ｂに係合し、ラチェットホイール６１の回転を回転方向によらず阻止する。パーキングポール６２はケース３４に支持されたトーションスプリング６５により、突起６２ａと溝６１ｂの係合を解除する回動方向、すなわちロック解除方向に付勢される。

パーキングロッド６３はパーキングロックアクチュエータ１２に駆動され、図の左右方向に変位する。

パーキングロッド６３は先端部６３ａと基端部６３ｂとからなる。

先端部６３ａはケース３４に固定されたサポート１１と、トーションスプリング６５によりロック解除方向に付勢されたパーキングポール６２との間に侵入する。

基端部６３ｂはパーキングロックアクチュエータ１２にリンク機構を介して連結される。パーキングロックアクチュエータ１２は例えば電動式あるいは油圧式のロータリアクチュエータで構成される。リンク機構はパーキングロックアクチュエータ１２の回転をパーキングロッド６３のリニア方向の変位に変換する。先端部６３ａは基端部６３ｂより大径に形成され、境界にステップ６３ｅが形成される。

基端部６３ｂの外周にはカム６３ｃが嵌合する。カム６３ｃは先端方向に向かって径を漸減するテーパ面６３ｆを備える。

基端部６３ｂの外周にはカム６３ｃを先端部６３ａに向けて付勢するコイルスプリング６３ｄが装着される。コイルスプリング６３ｄの一端はテーパ面６３ｆとの反対側でカム６３ｃに当接し、もう一端は基端部６３ｂの外周に固定されたスプリングシート６３ｇに支持される。パーキングポール６２とサポート１１には、テーパ面６３ｆに対向する位置にそれぞれ斜面が形成される。ステップ６３ｅは先端部６３ａに向けて変位するカム６３ｃのストッパとして機能する。

図において、カム６３ｃはパーキングポール６２とサポート１１から離間し、トーションスプリング６５によりロック解除方向に付勢されたパーキングポール６２はパーキングロッド６３の先端部６３ａに当接している。この状態では、パーキングポール６２の突起６２ａはラチェットホイール６１の溝６１ｂと係合しておらず、ラチェットホイール６１は任意に回転する。この状態がパーキングロック機構６のアンロック状態である。

図３を参照すると、パーキングロックアクチュエータ１２がパーキングロッド６３をリニア方向に駆動すると、カム６３ｃがパーキングポール６２とサポート１１に形成された斜面に当接し、斜面を介してパーキングポール６２をトーションスプリング６５に抗して図の時計回りに回動させる。その結果、パーキングポール６２の突起６２ａがラチェットホイール６１の溝６１ｂに係合する。この状態では、電動モータ１Ｒ（１Ｌ）の回転トルクに対しても、路面から車輪３ＲＲ（３ＲＬ）に入力する回転トルクに対しても、回転軸３３の回転はロックされる。この状態がパーキングロック機構６のロック状態である。

カム６３ｃをパーキングロッド６３に固定せずにコイルスプリング６３ｄで弾性支持するのは、カム６３ｃがパーキングポール６２に負荷する回動力を制限するためである。車輪回転速度が所定のパーキングロック禁止車輪回転速度を越えた状態では、パーキングロックアクチュエータ１２がパーキングロッド６３をロック方向に駆動しても、回転するラチェットホイール６１の歯６１ａによりパーキングポール６２の突起６２ａが弾かれ、突起６２ａは溝６１ｂに侵入できず、カム６３ｃはコイルスプリング６３ｄの付勢力に抗して押し戻される。

このように、カム６３ｃをコイルスプリング６３ｄでパーキングロッド６３に弾性支持することにより、パーキングロックアクチュエータ１２の駆動力に依存せずに、所定のパーキングロック禁止車輪回転速度を越えた車輪回転速度におけるパーキングロック機構６のロック動作を防止できる。所定のパーキングロック禁止車輪回転速度を越えた車輪回転速度でパーキングロック機構６のロック動作を阻止することは、車両の挙動の安定性を確保し、パーキングロック機構６を保護するうえで好ましい。所定のパーキングロック禁止車輪回転速度はコイルスプリング６３ｄのばね荷重の設定により任意に設定することができる。ここでは、所定のパーキングロック禁止車輪回転速度を毎時１０キロメートル（ｋｍ／ｈｒ）とする。

再び図１を参照すると、パーキングロックアクチュエータ１２の作動は車両コントローラＣＵに設けられたパーキングロック作動制御部１０により制御される。ここで、パーキングロック作動制御部１０は車両コントローラＣＵの機能の一部であり、物理的な存在を意味しない。

車両コントローラＣＵは車両の駆動力、制動力、操舵を制御する。そのために、車両コントローラＣＵには右後輪３ＲＲの回転速度を検出する車輪回転速度センサ５Ｒ、左後輪３ＲＬの回転速度を検出する車輪回転速度センサ５Ｌ、車両の操舵角を検出する操舵角センサＳ１、車両のドライバによるアクセルペダル踏み込み量を検出するアクセルペダルデプレッションセンサＳ２、ドライバによるブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキペダルデプレッションセンサＳ３、ドライバが選択する走行モード、言い変えればシフトレバー位置を検出するモードセレクションスイッチＳ４、車両のヨーレイトを検出するヨーレイトセンサＳ５、車両の横加速度を検出する横加速度センサＳ６、及び車両の前後方向加速度を検出する前後加速度センサＳ７から検出データがそれぞれ信号入力される。

車両の駆動力制御に関しては、車両コントローラＣＵは入力信号に基づき、電動モータ１Ｒと１Ｌのトルク指令値を計算し、計算したトルク指令値をモータコントローラＭＣＵに出力する。モータコントローラＭＣＵはトルク指令値に基づいてインバータ４に指令信号を出力する。インバータ４は指令信号に基づく電流をバッテリＢＡＴから電動モータ１Ｒと１Ｌに供給する。

車両コントローラＣＵは中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。モータコントローラＭＣＵも同様のマイクロコンピュータで構成される。車両コントローラＣＵとモータコントローラＭＣＵの一方または双方を複数のマイクロコンピュータで構成することも可能である。あるいは、車両コントローラＣＵとモータコントローラＭＣＵを単一のマイクロコンピュータで構成することも可能である。

パーキングロック作動制御部１０は車両コントローラＣＵの機能の一部として、パーキングロックアクチュエータ１２の作動を制御する。

図４を参照して、パーキングロック作動制御部１０が実行するパーキングロック操作ルーチンを説明する。パーキングロック作動制御部１０は車両の運転中にこのルーチンを一定の時間間隔、例えば１０ミリ秒毎に実行する。

ステップＳ１０１で、パーキングロック作動制御部１０はモードセレクションスイッチＳ４からパーキングレンジ信号が入力されたかどうかを判定する。パーキングレンジ信号はシフトレバーがパーキングレンジへとシフト操作された場合にモードセレクションスイッチＳ４がパーキングロック作動制御部１０に入力する信号である。

ステップＳ１０１の判定が否定的な場合、言い変えれば、シフトレバーがパーキングレンジへシフト操作されていない場合には、パーキングロック作動制御部１０はステップＳ１１０においてパーキングロック機構６のアンロック操作を行い、あるいはアンロック状態を維持して、ルーチンを終了する。具体的にはパーキングロックアクチュエータ１２に信号を出力して、パーキングポール６２を図２に示すアンロック状態にする。

ステップＳ１０１の判定が肯定的な場合、言い変えれば、シフトレバーがパーキングレンジへと操作された場合には、パーキングロック作動制御部１０はステップＳ１０２−Ｓ１０５でパーキングロック機構６のロック操作を行う。

ステップＳ１０２において、パーキングロック作動制御部１０は、電動モータ１Ｒと１Ｌへのトルク指令値をゼロに設定する。モータコントローラＭＣＵはトルク指令値対応する指令信号をインバータ４に出力し、バッテリＢＡＴから電動モータ１Ｒと１Ｌへの電力供給を停止させる。電動モータ１Ｒと１Ｌへの電力供給を停止させるのは、パーキングロック機構６をロック操作する際には、電動モータ１Ｒと１Ｌを運転する必要がないからである。

ステップＳ１０３において、パーキングロック作動制御部１０は、車輪回転速度センサ５Ｒが検出する右後輪３ＲＲの回転速度と、車輪回転速度センサ５Ｌが検出する左後輪ＲＬの回転速度を読み込む。

ステップＳ１０４において、パーキングロック作動制御部１０は、あらかじめ車両コントローラＣＵのＲＯＭに格納された図５に示す内容のマップを参照して、右後輪３ＲＲの回転速度と左後輪ＲＬの回転速度に規定されるポイントが、図の斜線領域内にあるかどうかを判定する。斜線領域は右後輪３ＲＲの回転速度と左後輪ＲＬの回転速度が等しい場合の等速線を中心としてその両側に０．５ｋｍ／ｈｒの幅で設定される。また、右後輪３ＲＲの回転速度と左後輪ＲＬの回転速度がともに、コイルスプリング６３ｄのばね荷重に基づく、所定のパーキングロック禁止車輪回転速度１０ｋｍ／ｈｒ、を越えない範囲に設定される。

結果として、右後輪３ＲＲの回転速度と左後輪ＲＬの回転速度がともに１０ｋｍ／ｈｒ以下であり、かつその差が０．５ｋｍ／ｈｒ以下の場合に、ステップＳ１０４の判定は肯定的となり、それ以外の場合にはステップＳ１０４の判定は否定的となる。

ステップＳ１０４の判定が肯定的な場合は、パーキングロック作動制御部１０はステップＳ１０５の処理を行う。ステップＳ１０４の判定が否定的な場合は、パーキングロック作動制御部１０はパーキングロック機構６のロック操作を行うことなく直ちにルーチンを終了する。

ステップＳ１０５において、パーキングロック作動制御部１０はパーキングロック機構６のロック操作を実行する。具体的にはパーキングロックアクチュエータ１２に信号を出力して、パーキングロック機構６を図３に示すロック状態にする。ステップＳ１０５の処理の後、パーキングロック作動制御部１０はルーチンを終了する。

以上のルーチンを一定の時間間隔毎に実行することにより、シフトレバーのパーキングレンジへの切り換えに応じてパーキングロック機構６のロック操作が行われ、シフトレバーのパーキングレンジから他のレンジへの切り換に応じてパーキングロック機構６のアンロック操作が行われる。

このルーチンは、図５を内容とするマップ参照することで、パーキングロック機構６のロック操作の許可条件を次のように定めている。
（１）右後輪３ＲＲの回転速度と左後輪ＲＬの回転速度がともに所定のパーキングロック禁止車輪回転速度１０ｋｍ／ｈｒ以下であること。
（２）右後輪３ＲＲの回転速度と左後輪ＲＬの回転速度の差が所定値０．５ｋｍ／ｈｒ以下であること。

例えば、車両が直線走行中であっても、路面の摩擦係数によって右後輪３ＲＲの回転速度と左後輪ＲＬの回転速度とに速度差が発生することがある。その結果、右後輪３ＲＲの回転速度が、前述のコイルスプリング６３ｄのばね荷重に基づく、所定のパーキングロック禁止車輪回転速度１０ｋｍ／ｈｒを超過する一方、左後輪ＲＬの回転速度が所定のパーキングロック禁止車輪回転速度１０ｋｍ／ｈｒ以下に留まるケースが生じる。この状態でシフトレバーをパーキングレンジに切り換えると、従来技術のパーキングロック装置のもとでは、左後輪ＲＬの回転はロックされ、右後輪３ＲＲの回転はロックされないことになる。

一対の駆動輪の一方のみの回転をロックすることは、車両の挙動を不安定にするとともに、パーキングロック機構の耐久性に好ましくない影響を与える。

この発明によるパーキングロック作動制御部１０が実行するパーキングロック操作ルーチンは、（１）が満たされないとパーキングロック機構６のロック操作を許可しない。

例えば、右後輪３ＲＲの車輪回転速度が１０ｋｍ／ｈｒを越え、左後輪３ＲＬの車輪回転速度が１０ｋｍ／ｈｒ以下の場合に、パーキングロック機構６のロック操作を行うと、右後輪３ＲＲにおいてはラチェットホイール６１の歯６１ａによりパーキングポール６２の突起６２ａが弾かれ、突起６２ａはラチェットホイール６１の溝６１ｂに侵入できず、カム６３ｃはコイルスプリング６３ｄの付勢力に抗して押し戻されるため、回転軸３３の回転はロックされない。一方、左後輪３ＲＬにおいては、パーキングポール６２の突起６２ａがラチェットホイール６１の溝６１ｂに係合して、回転軸３３の回転がロックされる。

このパーキングロック操作ルーチンによれば、条件（１）が満たされないとパーキングロック機構６のロック操作を許可しないので、一方の駆動輪３ＲＬ（３ＲＲ）のみの回転がロックされることはない。

したがって、ふたつの駆動輪３ＲＲ，３ＲＬの車輪回転速度が所定のパーキングロック禁止車輪回転速度１０ｋｍ／ｈｒ付近にある状態でシフトレバーをパーキングレンジに切り換えた場合でも、車両の挙動が不安定にならない。

また、従来技術はふたつの駆動輪の速度差によらずパーキングロック機構のロック操作を行うため、ふたつの駆動輪の間でパーキングポールの突起がラチェットホイールの溝に係合するタイミングにずれが生じ、車両の挙動に好ましくない影響を与える恐れがある。しかしながら、このパーキングロック操作ルーチンのもとでは、条件（２）が満たされない場合も、とパーキングロック機構６のロック操作を許可しない。つまり、ふたつの駆動輪３ＲＲ，３ＲＬが実質的に等速度にならないとパーキングロック機構６のロック操作を行わないため、左右の駆動輪のロック条件を常に等しくすることができる。

つまり、このパーキングロック操作ルーチンにより、機械的なロック操作の制限メカニズムでは実現できない特定のパーキングロック条件における車両の挙動の安定化を果たすことができる。

このパーキングロック操作ルーチンでは、条件（１）と条件（２）の双方が満たされないと、パーキングロック機構６のロック操作を許可しない。しかしながら、例えば条件（１）のみを判定して、パーキングロック機構６のロック操作を許可する構成としても、一方の駆動輪３ＲＬ（３ＲＲ）のみの回転がロックされる現象を防止でき、パーキングロック動作における車両の挙動の安定に関して従来技術では得られない好ましい効果を得ることができる。

同様に、条件（２）のみを判定して、パーキングロック機構６のロック操作を許可する構成としても、左右の駆動輪３ＲＲと３ＲＬのロック操作のタイミングのずれを防止することができ、パーキングロック動作における車両の挙動の安定に関して従来技術では得られない好ましい効果を得ることができる。

この実施形態においては、パーキングロック機構６、車輪回転速度センサ５Ｒと５Ｌ、及びパーキングロック作動制御部１０がパーキングロック装置を構成する。

図６を参照してこの発明の第２の実施形態を説明する。

この実施形態は第１の実施形態で参照されるパーキングロック操作可能領域マップに代えて、図６に示す内容のパーキングロック操作可能領域マップを車両コントローラＣＵのＲＯＭに格納する。

第１の実施形態において参照されるパーキングロック操作可能領域マップは、図５に示すように、パーキングロック許可領域を右後輪３ＲＲの回転速度と左後輪３ＲＬの回転速度の差が０．５ｋｍ／ｈｒ以内となる領域に設定していた。

この実施形態では、図６に示すように、車輪回転速度が低速になるにつれて、パーキングロック許可領域を拡大させている。具体的には一方の駆動輪３ＲＲ（３ＲＬ）の車輪回転速度が所定のパーキングロック禁止車輪回転速度１０ｋｍ／ｈｒに等しい場合の、もう一方の駆動輪３ＲＬ（３ＲＲ）の車輪回転速度の許容範囲は９．５−１０ｋｍ／ｈｒに設定される。つまり、車輪回転速度が所定のパーキングロック禁止車輪回転速度１０ｋｍ／ｈｒに近い領域では、ふたつの駆動輪３ＲＬと３ＲＲの車輪回転速度の差は実質的０．５ｋｍ／ｈｒまで許容される。これは第１の実施形態の図５のパーキングロック操作可能領域マップと同一である。

これに対して、一方の駆動輪３ＲＲ（３ＲＬ）の車輪回転速度がゼロの場合の、もう一方の駆動輪３ＲＬ（３ＲＲ）の車輪回転速度の許容範囲は０−２ｋｍ／ｈｒに設定される。つまり、車輪回転速度がゼロに近い領域では、ふたつの駆動輪３ＲＬと３ＲＲの車輪回転速度の差は実質的に２ｋｍ／ｈｒまで許容される。

この実施形態によれば、したがって、第１の実施形態と比較して、低速走行時のパーキングロック操作を早期に完了することが可能となる。

ＦＩＧｓ．７−９を参照してこの発明の第３の実施形態を説明する。

第１の実施形態によるパーキングロック操作ルーチンは、すなわち右後輪３ＲＲの回転速度と左後輪３ＲＬの回転速度、及びそれらの回転速度差に基づきパーキングロック機構６の操作を許可するように構成されている。この実施形態では、パーキングロック操作ルーチンは、パーキングロック機構６の操作の許可条件にさらに車両の走行速度を組み合わせている。

図７を参照すると、この制御を実現するために、パーキングロック装置は車速センサ５ａをさらに備える。車速センサ５ａの検出する車両走行速度は車両コントローラＣＵに信号入力される。車速センサ５ａに関しては様々な形式が可能である。例えば、４輪のすべてに車輪回転速度センサを設けて、それらの検出値の平均値を車両走行速度と見なすことが可能である。あるいは、従動輪である前輪３ＦＲと３ＦＬの車輪回転速度の平均値を車両走行速度と見なすこともできる。従動輪である前輪３ＦＲと３ＦＬの車輪回転速度のうち高いほうを車両走行速度と見なすこともできる。前後加速度センサＳ７のセンサ信号を積分して車両走行速度を求めることも可能である。さらに、全地球測位システム（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を用いたＧＰＳセンサの出力信号から車両走行速度を求めることも可能である。

図８を参照して、この実施形態によるパーキングロック操作ルーチンを説明する。

第１の実施形態によるパーキングロック操作ルーチンとの相違は、車速を読み込むステップＳ２０１を設けたこと、ステップＳ１０４に代えてステップＳ２０２を設けた点である。その他のステップの処理内容は第１の実施形態によるパーキングロック操作ルーチンと同一である。

ステップＳ２０１で、パーキングロック作動制御部１０は車両走行速度を読み込む。

ステップＳ２０２で、パーキングロック作動制御部１０はあらかじめ車両コントローラＣＵのＲＯＭに格納された図９に示す内容のマップを参照して、右後輪３ＲＲの回転速度と左後輪３ＲＬの回転速度、及び車両走行速度とが図の斜線領域内にあるかどうかを判定する。

図９のダイアグラムの横軸は車両走行速度を、縦軸は右後輪３ＲＲの回転速度と左後輪３ＲＬの回転速度とを示す。このダイアグラムはパーキングロック機構６のロック操作の許可条件を次のように定めている。
（１）右後輪３ＲＲの回転速度と左後輪ＲＬの回転速度がともに１０ｋｍ／ｈｒ以下であること。
（２Ａ）車両走行速度と右後輪３ＲＲの回転速度との差が０．５ｋｍ／ｈｒ以下であり、かつ車両走行速度と左後輪３ＲＬの回転速度との差が０．５ｋｍ／ｈｒ以下であること。

条件（１）は第１の実施形態の条件（１）に等しい。したがって、第１の実施形態において条件（１）がもたらす効果をこの実施形態においても得ることができる。

条件（２Ａ）は条件（２）と同様の効果をもたらすが、ロック条件の判定に後輪３ＲＲ，３ＲＬの回転速度の車速からの偏差を用いることで、ハーキングロック作動時の車両の挙動と車輪の挙動との一致がより保証される。

図１０を参照してこの発明の第４の実施形態を説明する。

この実施形態のハードウェアの構成は第３の実施形態と同一である。一方、この実施形態において、パーキングロック作動制御部１０は第３の実施形態とは異なるパーキングロック操作ルーチンを実行する。

第３の実施形態では図９を内容とするマップでパーキングロック機構６のロック操作の許可条件を定めている。この実施形態によるパーキングロック操作ルーチンは車両走行速度に応じて、図９を内容とするマップが定めるパーキングロック機構６のロック操作の許可条件を緩和する。

図１０を参照すると、そのために、この実施形態によるパーキングロック操作ルーチンは、第３の実施形態によるパーキングロック操作ルーチンのステップＳ２０２と捨てステップＳ１１０の間にステップＳ３０１を設けている。ステップの処理内容は第３の実施形態によるパーキングロック操作ルーチンと同一である。

ステップＳ３０１で、パーキングロック作動制御部１０は車速が１ｋｍ／ｈｒ以内であるかどうかはを判定する。判定が肯定的な場合には、パーキングロック作動制御部１０はステップＳ１０５でパーキングロック機構６のロック操作を実行する。判定が否定的な場合には、パーキングロック作動制御部１０はステップＳ１１０においてパーキングロック機構６のアンロック操作を行い、あるいはアンロック状態を維持して、ルーチンを終了する。

この実施形態によれば、パーキングロック機構６のロック操作の許可条件に関して、第３の実施形態の条件（１）はそのまま適用されるが、条件（２Ａ）について修正が加えられる。すなわち、車両走行速度と右後輪３ＲＲの車輪回転速度の差、あるいは車両走行速度と左後輪３ＲＬの回転速度との差が０．５ｋｍ／ｈｒを越える場合でも、車両走行速度が１ｋｍ／ｈｒ以内であれば、右後輪３ＲＲと左後輪３ＲＬのパーキングロック機構６のロック操作をともに許可し、車両走行速度が１ｋｍ／ｈｒを越える場合には、右後輪３ＲＲと左後輪３ＲＬのパーキングロック機構６のロック操作をともに禁止する。

車両走行速度と右後輪３ＲＲの車輪回転速度の差、あるいは車両走行速度と左後輪３ＲＬの回転速度との差が０．５ｋｍ／ｈｒを越えていても、車両走行速度が１ｋｍ／ｈ以下であれば、パーキングロック機構６のロック操作により車両の挙動が不安定になる恐れは少ない。したがって、この実施形態によれば、第２の実施形態と同様に、低速走行時のパーキングロック操作を早期に完了することが可能となる。

図１１を参照して、この発明の第５の実施形態を説明する。

この実施形態のハードウェアの構成は第１の実施形態と同一であり、またパーキングロック作動制御部１０が実行するパーキングロック操作ルーチンも基本的に同じである。この実施形態においては、しかしながら、ステップＳ１０４で参照するマップの内容が第１の実施形態と異なる。

すなわち、第１の実施形態では図５を内容とするマップを参照しているが、この実施形態では図１１を内容とするマップを参照する。

図１１に示すダイアグラムにおいては、右後輪３ＲＲの車輪速度と左後輪３ＲＬの車輪速度がともに１ｋｍ／ｈｒ以内の場合には、右後輪３ＲＲの車輪速度と左後輪３ＲＬの車輪速度との差が０．５ｋｍ／ｈｒを越える場合であっても、パーキングロック機構６のロック操作を許可する。

つまり、第１の実施形態の条件（２）を低速時に限って拡大している。

第１の実施形態の図５に示す内容のマップに代えて、このマップを適用することで、第２及び第４の実施形態と同様に、低速走行時のパーキングロック操作を早期に完了することが可能となる。

図１２及び図１３を参照して、この発明の第６の実施形態を説明する。

第１−第５の実施形態では、車両は右後輪３ＲＲと左後輪３ＲＬを駆動輪とし、右前輪３ＦＲと左前輪３ＦＬを従動輪とする二輪駆動車両を対象とし、パーキングロック機構６は駆動輪である右後輪３ＲＲと左後輪３ＲＬのみに設置されている。

一方、この実施形態を適用する車両は、４輪３ＦＲ，３ＦＬ，３ＲＲ，３ＲＬのすべてを電動モータ１ＦＲ，１ＦＬ，１ＲＲ，１ＲＬでそれぞれ駆動する四輪駆動車で構成される。パーキングロック機構６も４輪３ＦＲ，３ＦＬ，３ＲＲ，３ＲＬのすべてに設けられる。対応して、車輪回転速度センサ５ＦＲ，５ＦＬ，５ＲＲ，５ＲＬが４輪３ＦＲ，３ＦＬ，３ＲＲ，３ＲＬの各々に設けられる。

この実施形態では、右前輪３ＦＲと右後輪３ＲＲの一方と、左前輪３ＦＬと左後輪３ＲＬの一方とからなる車輪のペアを、パーキングロック機構６のロック操作の対象とする。具体的には、以下の表１−４に示すいずれかの組み合わせを、パーキングロック機構６のロック操作の対象とする。

パーキングロック作動制御部１０は第３の実施形態の図８に示すパーキングロック操作ルーチンに代えて図１３に示すパーキングロック操作ルーチンを実行する。このパーキングロック操作ルーチンと図８のパーキングロック操作ルーチンとの違いは、車輪回転速度の判定を２輪についてではなく、４輪について行う点である。そのために、図１３に示すパーキングロック操作ルーチンでは、図８のステップＳ１０３とＳ２０２とＳ１０５に代えて、ステップＳ４０１とＳ４０２とＳ４０３を設けている。

ステップＳ４０１で、パーキングロック作動制御部１０は４輪３ＦＲ，３ＦＬ，３ＲＲ，３ＲＬの車輪速度を読み込む。

ステップＳ４０２で、パーキングロック作動制御部１０は４輪３ＦＲ，３ＦＬ，３ＲＲ，３ＲＬの車輪速度と、ステップＳ２０１で読み込んだ車両走行速度とから、図９に示す内容のマップを参照して、パーキングロック機構６のロック操作の許可条件を判定する。

この判定は、表１に示す右前輪３ＦＲと左前輪３ＦＬのペア、表２に示す右後輪３ＲＲと左後輪３ＲＬのペア、表３に示す右前輪３ＦＲと左後輪３ＲＬのペア、及び表４に示す右後輪３ＲＲと左前輪３ＦＬのペア、のそれぞれについて行う。

そして、ステップＳ３０２で図９のマップに規定された条件を満たすペアが存在する場合には、パーキングロック作動制御部１０はステップＳ４０３でそのペアの各パーキングロック機構６のロック操作を行う。なお、条件を満たすペアが複数組存在する場合には、あらかじめ定めた優先順位に従ってロック操作の対象となるペアを選択する。

ステップＳ３０２で図９のマップに規定された条件を満たすペアが存在しない場合には、パーキングロック作動制御部１０はロック操作を行わずにルーチンを終了する。

いずれのペアも左右の車輪で構成されているので、左右の車輪の一方のみについてパーキングロック機構６のロック操作が行われることはない。この実施形態によれば、パーキングロック機構６のロック操作の対象となる車輪の数が増えるので、車両の挙動安定性を損なわずに、パーキングロック操作を早期に完了させることが可能となる。

図１４を参照してこの発明の第７の実施形態を説明する。

この実施形態は第３の実施形態に類似するが、パーキングロック作動制御部１０が実行するパーキングロック操作ルーチンの内容の一部が第３の実施形態と相違する。

図１４を参照すると、この実施形態によるパーキングロック操作ルーチンは、第３の実施形態のステップＳ２０２に代えてステップＳ５０１を設けている。

第３の実施形態によるパーキングロック操作ルーチンのステップＳ２０２では、パーキングロック作動制御部１０は図９に示す内容のマップを参照して、右後輪３ＲＲの回転速度と左後輪３ＲＬの回転速度、及び車両走行速度とが図の斜線領域内にあるかどうかを判定している。

一方、この実施形態によるパーキングロック操作ルーチンのステップＳ５０１では、パーキングロック作動制御部１０はステップＳ２０２の判定に加えて、さらに右後輪３ＲＲの回転速度と左後輪３ＲＬの回転速度の差が所定値以内かどうかを判定する。

そして、これらの条件がともに満たされる場合にのみ、パーキングロック作動制御部１０はステップＳ１０５でパーキングロック機構６のロック操作を実行する。これらの条件の少なくとも一方が満たされない場合には、パーキングロック作動制御部１０はパーキングロック機構６のロック操作を行うことなくルーチンを終了する。

このパーキングロック操作ルーチンによれば、パーキングロック機構６のロック操作の許可条件を、車輪速度と車速との関係に加えて、車輪速度差に基づき判定するので、パーキングロック機構６のロック操作における車両の挙動をより一層安定させることができる。

以上の説明に関して２００９年３月９日を出願日とする日本国における特願２００９−５４９６２号、の内容をここに引用により合体する。

以上、この発明をいくつかの特定の実施形態を通じて説明してきたが、この発明は上記の各実施形態に限定されるものではない。当業者にとっては、クレームの技術範囲でこれらの実施形態にさまざまな修正あるいは変更を加えることが可能である。

例えば、以上説明した第１−第５の実施形態及び第７の実施形態は、右後輪３ＲＲと左後輪３ＲＬに電動モータ１Ｒと１Ｌ及びパーキングロック機構６を設けた後輪駆動車を対象としている。しかしながし、これらの実施形態は右前輪３ＦＲと左前輪３ＦＬに電動モータ及びパーキングロック機構を設けた前輪駆動車や、すべての車輪に電動モータとパーキングロック機構を設けた四輪駆動車にも適用可能である。

以上説明した各実施形態は電動車両を対象しているが、この発明は左右の車輪にそれぞれパーキングロック機構を備えた、ハイブリッド駆動電気駆動車両や内燃エンジン駆動車両を含むいかなる車両にも適用可能である。

以上説明したように、この発明は電気駆動車両のパーキングロック機構の制御に特に適しているが、適用対象は電気駆動車両に限定されない。

この発明の実施形態が包含する排他的性質あるいは特長は以下のようにクレームされる。

１ＦＲ，１ＦＬ，１ＲＲ，１ＲＬ電動モータ
２Ｒ，２Ｌギヤ
３ＦＬ左前輪
３ＦＲ右前輪
３ＲＬ左後輪
３ＲＲ右後輪
４インバータ
５ａ車速センサ
５ＦＲ，５ＦＬ，５ＲＲ，５ＲＬ車輪回転速度センサ
６パーキングロック機構
８摩擦ブレーキ
１０パーキングロック作動制御部
１１サポート
１２パーキングロックアクチュエータ
３３回転軸
３４ケース
６１ラチェットホイール
６１ａ歯
６１ｂ溝
６２パーキングポール
６２ａ突起
６３パーキングロッド
６３ａ先端部
６３ｂ基端部
６３ｃカム
６３ｄコイルスプリング
６３ｅステップ
６３ｆテーパ面
６３ｇスプリングシート
６４シャフト
６５トーションスプリング

Claims (10)

1. 右車輪と左車輪とを備えた車両に適用するパーキングロック装置において、
   右車輪の回転を機械的にロックするとともに、右車輪が所定のパーキングロック禁止車輪回転速度を越えるとロック操作を無効にするロック操作無効化機構、を備える右パーキングロック機構と、
   左車輪の回転を機械的にロックするとともに、右車輪が所定のパーキングロック禁止車輪回転速度を越えるとロック操作を無効にするロック操作無効化機構、を備える左パーキングロック機構と、
   右車輪の回転速度を検出するセンサと、
   左車輪の回転速度を検出するセンサと、
   右車輪の回転速度と左車輪の回転速度に基づき所定のパーキングロック許可条件が満されるかどうかを判定し、所定のパーキングロック許可条件が満されない場合には、右パーキングロック機構のロック操作と左パーキングロック機構のロック操作をともに禁止する、ようにプログラムされたプログラマブルコントローラと、
   を備える、パーキングロック装置。
2. コントローラは右車輪の回転速度と左車輪の回転速度の少なくとも一方が所定のパーキングロック禁止車輪回転速度を越える場合に、所定のパーキングロック許可条件が満たされないと判定するよう、さらにプログラムされる請求項１に記載のパーキングロック装置。
3. コントローラは右車輪の回転速度と左車輪の回転速度の差が所定速度差を上回る場合に、所定のパーキングロック許可条件が満たされないと判定するよう、さらにプログラムされる、請求項１または２に記載のパーキングロック装置。
4. 車両走行速度を件出するセンサをさらに備え、コントローラは車両走行速度が所定速度以下の場合には、所定速度差を増大させるように、さらにプログラムされる、請求項３に記載のパーキングロック装置。
5. 車両走行速度を件出するセンサをさらに備え、コントローラは車両走行速度が所定速度以下の場合には、所定のパーキングロック許可条件が満されたと判定するよう、さらにプログラムされる、請求項３に記載のパーキングロック装置。
6. 車両走行速度を検出するセンサをさらに備え、コントローラは右車輪の回転速度と車両走行速度との差、及び左車輪の回転速度と車両走行速度との差、のいずれかまたは双方が所定速度差を上回る場合に、所定のパーキングロック許可条件が満されないと判定するように、さらにプログラムされる、請求項１または２に記載のパーキングロック装置。
7. 右車輪は個別にパーキングロック機構を備えた複数の車輪で構成され、左車輪は個別にパーキングロック機構を備えた複数の車輪で構成され、コントローラはいずれかの右車輪の回転速度と車両走行速度との差、及びいずれかの左車輪の回転速度と車両走行速度との差、の双方が所定速度差以下である場合に、所定のパーキングロック許可条件が満されたと判定し、対応する右車輪のパーキングロック機構のロック操作と、対応する左車輪のパーキングロック機構のロック操作とを許可するよう、さらにプログラムされる、請求項６に記載のパーキングロック装置。
8. パーキングロック装置において、車両はふたつの右車輪とふたつの左車輪を備える四輪駆動車で構成される、請求項７に記載のパーキングロック装置。
9. 右車輪と左車輪はそれぞれ電動モータに駆動される駆動輪であり、
   右パーキングロック機構は右車輪と一体回転する右ラチェットホイールと、右ラチェットホイールに係合して右ラチェットホイールの回転を阻止する右パーキングポールと、右パーキングポールを右ラチェットホイールとの係合位置と非係合位置との間で変位させる右アクチュエータとを備え、
   右パーキングロック機構のロック操作無効化機構は右アクチュエータと右パーキングポールとの間に介在して右アクチュエータの駆動力をばね荷重に基づく限定的な状態で右パーキングポールに伝達する右コイルスプリングを備え、
   左パーキングロック機構は左車輪と一体回転する左ラチェットホイールと、左ラチェットホイールに係合して左ラチェットホイールの回転を阻止する左パーキングポールと、左パーキングポールを左ラチェットホイールとの係合位置と非係合位置との間で変位させる左アクチュエータとを備え、
   左パーキングロック機構のロック操作無効化機構は左アクチュエータと左パーキングポールとの間に介在して左アクチュエータの駆動力をぱね荷重に基づく限定的な状態で左パーキングポールに伝達する左コイルスプリングを備える、
   請求項１から８のいずれかに記載のパーキングロック装置。
10. 車両はシフトレバーと、シフトレバーのパーキングレンジへの切り換え操作を検出するモードセレクションスイッチとを備え、コントローラはモードセレクションスイッチがシフトレバーのパーキングレンジへの切り換え操作を検出した場合にのみ、所定のパーキングロック許可条件が満されるかどうかを判定するように、さらにプログラムされる、請求項１から９のいずれかに記載のパーキングロック装置。

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