JP2014206204A - 車両 - Google Patents

Abstract

【課題】より確実にシフトセンサの異常を確定する。
【解決手段】シフト信号ＳＰに異常が生じているとき（Ｓ１００）、駆動要求があるときには異常カウンタＣが判定用カウンタ値Ｃ１より大きいときにシフト信号ＳＰの異常を確定し（Ｓ１３０〜Ｓ１５０）、駆動要求がないときには異常カウンタＣが判定用カウンタ値Ｃ１より大きい判定用カウンタ値Ｃ２を超えたときに異常を確定する（Ｓ１３０，Ｓ１６０，Ｓ１７０）。これにより、より確実にシフト信号ＳＰの異常を確定することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両に関し、詳しくは、走行用の駆動力を出力する駆動源と、シフトレバーの位置に応じて電気信号を出力するシフトセンサと、シフトセンサから出力された電気信号に基づくシフトレバー位置と運転者の駆動要求とに基づく駆動力で走行するよう駆動源を制御する制御手段と、を備える車両に関する。

従来、この種の車両としては、エンジンの出力をトルクコンバータや自動変速機を介して駆動輪へ出力する車両において、運転者によるシフトレバーの操作に応じてシフトポジションセンサから出力されるレンジ切替信号に基づく走行レンジになるよう自動変速機を制御するシフトバイワイヤシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、レンジ信号の異常を検出してシフトバイワイヤシステムに異常が生じていると判定され、且つ、車両の停止が予測されたときには、車両の駆動力を抑制することにより、車両停止から発進する際にシフトバイワイヤシステムの異常により前後進の誤作動が発生しても、車両の動き出しが鈍くなり、シフトバイワイヤシステムの異常を運転者に気付かせることができる。

特開２０１０−２５１６０号公報

一般に、こうした車両では、シフトポジションセンサからの信号の異常が継続する時間が異常確定時間を経過したときにシフトバイワイヤシステムの異常を確定して車両の駆動力を抑制している。こうした異常の確定の際に、迅速に駆動力を抑制するために異常確定時間を短くすると、シフトポジションセンサからの信号が復帰する場合でも駆動力が抑制されてしまう場合がある。一方で、より確実に異常を確定するために異常確定時間を長くすると、駆動力の抑制が遅れてしまう場合がある。したがって、より適正なタイミングで、より確実にシフトポジションセンサの異常を確定することが望まれている。

本発明の車両は、より確実にシフトセンサの異常を確定することを主目的とする。

本発明の車両は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の車両は、
走行用の駆動力を出力する駆動源と、シフトレバーの位置に応じて電気信号を出力するシフトセンサと、前記シフトセンサから出力された電気信号に基づくシフトレバー位置と運転者の駆動要求とに基づく駆動力で走行するよう前記駆動源を制御する制御手段と、を備える車両であって、
前記制御手段は、前記シフトセンサから出力された電気信号に異常が生じ且つ前記駆動要求がないときには、前記電気信号に異常が生じた状態が継続する時間である異常継続時間が、前記駆動要求があるときに異常を確定するための第１の異常確定時間より長い第２の異常確定時間を経過したときに前記シフトセンサの異常を確定して前記駆動源からの走行用の駆動力の出力が抑制されるよう前記駆動源を制御する手段である
ことを要旨とする。

この本発明の車両では、シフトセンサから出力された電気信号に異常が生じ且つ駆動要求がないときには、電気信号に異常が生じた状態が継続する時間である異常継続時間が、駆動要求があるときに異常を確定するための第１の異常確定時間より長い第２の異常確定時間を経過したときにシフトセンサの異常を確定して駆動源からの走行用の駆動力の出力が抑制されるよう駆動源を制御する。駆動要求がないときには、駆動要求があるときより異常確定時間が長いから、より確実に異常を確定することができる。

こうした本発明の車両において、前記制御手段は、前記シフトセンサから出力された電気信号に異常が生じ且つ前記駆動要求がないときに、前記異常継続時間が前記第２の異常確定時間を経過したときには、前記駆動源から出力される駆動力が値０になるよう前記駆動源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、より適正にシフトセンサから出力された電気信号の異常に対処することができる。

本発明の一実施例である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。 シフトレバー８１の構成の概略を示す説明図である。 実施例のＨＶＥＣＵ７０により実行されるシフト異常判定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 駆動要求に拘わらず異常カウンタＣが判定用カウンタ値Ｃ１より大きいときに異常を確定する比較例のハイブリッド自動車における実際のシフトレバーの操作位置と制御シフトレンジＳＰｃ，異常確定フラグＦの時間変化の様子と、実施例のハイブリッド自動車２０における実際のシフトレバーの操作位置と制御シフトレンジＳＰｃ，異常確定フラグＦと時間変化の様子と、を示す説明図である。

次に、本発明を実施するため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に図示しないダンパを介してキャリアが接続されたプラネタリギヤ３０と、同期発電電動機として構成されプラネタリギヤ３０のサンギヤに回転子が接続されたモータＭＧ１と、同期発電電動機として構成されデファレンシャルギヤ３２を介して駆動輪３４ａ，３４ｂに接続された駆動軸３６に回転子が接続されたモータＭＧ２と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されてインバータ４１，４２を介してモータＭＧ１，ＭＧ２に電力を供給可能なバッテリ５０と、車両全体をコントロールするＨＶＥＣＵ７０と、シフト操作を行なうためのシフトレバー８１を備える。

シフトレバー８１は、図２に示すように、中立のニュートラルポジション（Ｎポジション）を介して通常の前進走行用のドライブポジション（Ｄポジション）と後進走行用のリバースポジション（Ｒポジション）とアクセルオフ時の制動力が大きな前進走行用のブレーキポジション（Ｂポジション）とに操作できるよう構成されている。シフトレバー８１には、操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２が取り付けられている。シフトポジションセンサ８２は、シフトレバー８１の縦方向（ＮポジションからＲポジションまたはＤポジションに向かう方向）の動きを検出するシフトセンサ８２ａと、シフトレバー８１の横方向（ＮポジションからＲポジションまたはＤポジションに向かう方向に垂直な方向）の動きを検出するセレクトセンサ８２ｂとから構成され、シフトセンサ８２ａからの信号Ｓｓｈおよびセレクトセンサ８２ｂからの信号Ｓｓｅｌをシフト信号ＳＰとして出力している。なお、Ｂポジションは、前進走行する際にシフトレバー８１がＤポジションから操作された場合にのみ変更可能なポジションとなっている。

ＨＶＥＣＵ７０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。ＨＶＥＣＵ７０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からのシフト信号ＳＰ（シフトセンサ８２ａからの信号Ｓｓｈ，セレクトセンサ８２ｂからの信号Ｓｓｅｌ），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，エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号などエンジン２２の運転制御に必要な信号，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する図示しない回転位置検出センサからの信号などモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号，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などバッテリ５０を管理するのに必要な信号などが入力ポートを介して入力されている。また、ＨＶＥＣＵ７０からは、エンジン２２の運転制御をするための運転制御信号やインバータ４１，４２へのスイッチング制御信号などが出力されている。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、基本的には、ＨＶＥＣＵ７０によって実行される以下に説明する駆動制御によって走行する。ＨＶＥＣＵ７０では、まず、シフトポジションセンサ８２からのシフト信号ＳＰに含まれるシフトセンサ８２ａからの信号Ｓｓｈおよびセレクトセンサ８２ｂからの信号Ｓｓｅｌに基づいてシフトレバーの操作位置として制御に用いられる制御シフトレンジＳＰｃを設定し、制御シフトレンジＳＰｃと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と車速センサ８８からの車速Ｖとに基づいて走行に要求される要求トルクＴｒ＊を設定し、設定した要求トルクＴｒ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｒ（例えば、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や車速Ｖに換算係数を乗じて得られる回転数）を乗じて走行に要求される走行用パワーＰｄｒｖ＊を計算し、計算した走行用パワーＰｄｒｖ＊からバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づくバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じて車両に要求される要求パワーＰｅ＊を設定する。そして、要求パワーＰｅ＊を効率よくエンジン２２から出力することができるエンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅとの関係としての動作ライン（例えば燃費最適動作ライン）を用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定し、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で、エンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊となるようにするための回転数フィードバック制御によってモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にモータＭＧ１をトルク指令Ｔｍ１＊で駆動したときにプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３６に作用するトルクを要求トルクＴｒ＊から減じてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する。そして、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによってエンジン２２が運転されるようエンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などを行ない、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。こうした制御により、エンジン２２を効率よく運転しながらバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でシフト信号ＳＰとアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づく要求トルクＴｒ＊（走行用パワーＰｄｒｖ＊）を駆動軸３６に出力して走行することができる。

また、実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトポジションセンサ８２からのシフト信号ＳＰに異常が継続して生じると、シフト信号ＳＰの異常を確定して、要求トルクＴｒ＊に値０を設定して、駆動軸３６に駆動力が出力されないようエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御する。こうした制御により、シフト信号ＳＰの異常により適正に対処することができる。

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、シフトポジションセンサ８２からのシフト信号ＳＰに異常が生じている際の動作について説明する。図３は、実施例のＨＶＥＣＵ７０により実行されるシフト異常判定処理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、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

シフト異常判定処理ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、シフト信号ＳＰに異常が生じているか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここでは、例えば、断線などにより、シフト信号ＳＰに含まれるシフトセンサ８２ａからの信号Ｓｓｈおよびセレクトセンサ８２ｂからの信号Ｓｓｅｌの少なくとも一方の信号の入力がない場合にシフト信号ＳＰに異常が生じていると判定するものとした。

シフト信号ＳＰに異常が生じているときには、異常カウンタＣに値１を加え（ステップＳ１１０）、シフト信号ＳＰに異常が生じていないときには、異常カウンタＣを値０にクリアする（ステップＳ１２０）。本ルーチンは、所定時間毎に繰り返して実行されるから、異常カウンタＣは、シフト信号ＳＰに異常が生じている状態が継続している異常継続時間を示すものとなる。

続いて、駆動要求があるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。ここでは、アクセル開度Ａｃｃが予め定めた所定開度Ａｃｒｅｆ（例えば、０％，５％，１０％など）より大きいときには、駆動要求があると判定するものとし、アクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａｃｒｅｆ以下であるときには、駆動要求がないと判定するものとした。

駆動要求があると判定されたときには（ステップＳ１３０）、続いて、異常カウンタＣと判定用カウンタ値Ｃ１（例えば、１０，１５，２０など）とを比較し（ステップＳ１４０）、異常カウンタＣが判定用カウンタ値Ｃ１以下であるときには、シフト信号ＳＰが正常な状態に復帰する可能背があるため異常を確定すべきではないとして、本ルーチンを終了する。なお、異常を確定しない場合には、上述した制御により、エンジン２２を効率よく運転しながらバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で、シフト信号ＳＰに異常が生じていると判定される前のシフト信号ＳＰとアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づく要求トルクＴｒ＊（走行用パワーＰｄｒｖ＊）を駆動軸３６に出力して走行する。

異常カウンタＣが判定用カウンタ値Ｃ１を超えているとき（ステップＳ１４０）、すなわち、シフト信号ＳＰの異常が判定用カウンタ値Ｃ１に本ルーチンの実行間隔を乗じた時間継続しているときには、シフト信号ＳＰの異常を確定して（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。これにより、シフト信号ＳＰの異常を確定することができる。

駆動要求がないときには（ステップＳ１３０）、続いて、異常カウンタＣと判定用カウンタ値Ｃ１より大きい値の判定用カウンタ値Ｃ２（例えば、３０，４０，５０など）とを比較し（ステップＳ１６０）、異常カウンタＣが判定用カウンタ値Ｃ２以下であるときには、シフト信号ＳＰが正常な状態に復帰する可能性があって異常を確定すべきではないとして、本ルーチンを終了し、異常カウンタＣが判定用カウンタ値Ｃ２を超えているとき、すなわち、シフト信号ＳＰの異常が判定用カウンタ値Ｃ２に本ルーチンの実行間隔を乗じた時間継続しているときには、シフト信号ＳＰの異常を確定して（ステップＳ１７０）、本ルーチンを終了する。シフト信号ＳＰの異常を確定したときには、上述したように、要求トルクＴｒ＊に値０を設定して、駆動軸３６に駆動力が出力しないようエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御する。駆動要求がないときには、シフト信号ＳＰに異常が生じてから異常を確定するまでの時間（判定用カウンタ値Ｃ１の本ルーチンの実行間隔を乗じた時間）を駆動要求があるときよりも長くするから、より確実にシフト信号ＳＰの異常を確定することができる。

図４は、駆動要求に拘わらず異常カウンタＣが判定用カウンタ値Ｃ１より大きいときに異常を確定する比較例のハイブリッド自動車における実際のシフトレバーの操作位置と制御シフトレンジＳＰｃ，異常を確定されたときに値１となる異常確定フラグＦの時間変化の様子と、実施例のハイブリッド自動車２０における、実際のシフトレバーの操作位置と制御シフトレンジＳＰｃ，異常確定フラグＦと時間変化の様子と、を示す説明図である。図中、駆動要求がないときの異常確定フラグＦを一点鎖線で示した。

比較例のハイブリッド自動車では、図示するように、シフトレバー８１がＤポジションからＲポジションに操作されたとき、シフト信号ＳＰに含まれるシフトセンサ８２ａからの信号Ｓｓｈおよびセレクトセンサ８２ｂからの信号Ｓｓｅｌの一方の信号が入力されない異常が生じて、制御シフトレンジＳＰｃが不定になっている（時間ｔ０）。こうした異常が生じた状態が継続し異常カウンタＣが判定用カウンタ値Ｃ１より大きくなると異常が確定する（時間ｔ１）。

こうした比較例のハイブリッド自動車に対して、実施例のハイブリッド自動車２０では、図示するように、駆動要求があるときには異常カウンタＣが判定用カウンタ値Ｃ１より大きくなったときに異常を確定し（時間ｔ１）、駆動要求がないときには異常カウンタＣが判定用カウンタ値Ｃ１より大きい判定用カウンタ値Ｃ２を超えたときに異常を確定する（時間ｔ２）。異常が確定すると、要求トルクＴｒ＊に値０を設定して、駆動軸３６に駆動力が出力しないようエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するが、駆動要求がない場合には、異常の確定の前後で同じ制御を行なうため、異常が生じてから異常を確定するまでの時間を長く、すなわち、判定用カウンタ値Ｃ２を大きな値にしても車両の挙動としては不都合はなく、異常が生じてから異常を確定するまでの時間を長いからより確実にシフト信号ＳＰの異常を確定することができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、駆動要求がないときには異常カウンタＣが駆動要求があるときの判定用カウンタ値Ｃ１より大きい判定用カウンタ値Ｃ２を超えたときに異常を確定することにより、より確実にシフト信号ＳＰの異常を確定することができる。また、こうした場合に、駆動軸３６に駆動力が出力されないようエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御することにより、シフト信号ＳＰの異常が確定された場合に、より適正に対処することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、シフト信号ＳＰの異常が継続したときに図２のシフト異常判定処理ルーチンが実行される毎にアップされる異常カウンタＣの値に応じて異常を確定するものとしたが、シフト信号ＳＰに異常の継続時間を計測し、計測した経過時間に応じて異常を確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、シフト信号ＳＰの異常を確定したときには要求トルクＴｒ＊に値０を設定して、駆動軸３６に駆動力が出力しないようエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するものとしたが、シフト信号ＳＰの異常が確定したときには、異常が確定しないときより駆動軸３６に出力される駆動力を抑制すればよいから、要求トルクＴｒ＊に値０より大きく異常が生じる前の制御シフトレンジＳＰｃとアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づく要求トルクＴｒ＊より小さいトルクが駆動軸３６に出力されるようエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するものとしてもよい。また、インバータ４１，４２をシャットダウンすることにより、駆動力を駆動軸３６に出力しないものとしてもよい。

実施例では、ハイブリッド自動車２０として、走行用の動力をエンジンとモータとから出力するものに適用する場合を例示したが、こうしたハイブリッド自動車に限定されるものではなく、走行用の動力をエンジンのみから出力するものやモータのみから出力するものに適用しても構わない。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、自動車以外の列車など車両の形態としても構わない。

実施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、エンジン２２とモータＭＧ２とが「駆動源」に相当し、シフトポジションセンサ８２が「シフトセンサ」に相当し、シフト信号ＳＰとアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づく要求トルクＴｒ＊を駆動軸３６に出力して走行するようエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御したり、シフト信号ＳＰに異常が生じたときであり且つ駆動要求がないときには異常カウンタＣが駆動要求があるときの判定用カウンタ値Ｃ１より大きい判定用カウンタ値Ｃ２を超えたときに異常を確定したり、異常を確定したときには要求トルクＴｒ＊に値０を設定して、駆動軸３６に駆動力が出力しないようエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御する処理を実行するＨＶＥＣＵ７０が「制御手段」に相当する。

なお、実施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、車両の製造産業などに利用可能である。

２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２６ クランクシャフト、３０ プラネタリギヤ、３２ デファレンシャルギヤ、３４ａ，３４ｂ 駆動輪、３５ａ，３５ｂ 車輪、３６ 駆動軸、４１，４２ インバータ、５０ バッテリ、７０ ＨＶＥＣＵ、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、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (1)

1. 走行用の駆動力を出力する駆動源と、シフトレバーの位置に応じて電気信号を出力するシフトセンサと、前記シフトセンサから出力された電気信号に基づくシフトレバー位置と運転者の駆動要求とに基づく駆動力で走行するよう前記駆動源を制御する制御手段と、を備える車両であって、
   前記制御手段は、前記シフトセンサから出力された電気信号に異常が生じ且つ前記駆動要求がないときには、前記電気信号に異常が生じた状態が継続する時間である異常継続時間が、前記駆動要求があるときに異常を確定するための第１の異常確定時間より長い第２の異常確定時間を経過したときに前記シフトセンサの異常を確定して前記駆動源からの走行用の駆動力の出力が抑制されるよう前記駆動源を制御する手段である
   車両。

Images