JP2015086936A - 車両用制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】利便性と安全性とを両立することのできる車両用制御装置の提供。【解決手段】第１の電動アクチュエータを動力源として、自動変速機のシフトレンジを、パーキングレンジを含む複数のレンジ間で切り換えるレンジ切換機構と、制動要求が与えられると、第２の電動アクチュエータが動作してパーキングブレーキを作動させる電動パーキングブレーキ装置と、を備えた車両に用いられる車両用制御装置は、電動パーキングブレーキ装置に制動要求（ＰＢ要求信号）が与えられた場合に（Ｓ２３０：ＹＥＳ）、電動パーキングブレーキ装置が故障しているか否かを判定し（Ｓ２４０）、電動パーキングブレーキ装置が故障していると判定した場合に（Ｓ２４０：ＹＥＳ）、自動変速機のシフトレンジをレンジ切換機構によってパーキングレンジに切り換える（Ｓ２５０）。【選択図】図３

Description

本発明は、電動アクチュエータを動力源として自動変速機のシフトレンジを切り換えるレンジ切換機構と、電動パーキングブレーキ装置とを備えた車両に用いられる制御装置に関する。

車両においては、運転者のレンジ切換操作をスイッチ等で検出し、その検出結果に基づいて電動式のレンジ切換機構を動作させることにより、自動変速機のシフトレンジを目標のレンジに切り換える、いわゆるシフトバイワイヤ方式のレンジ切換制御システムがある。また、電動アクチュエータによってパーキングブレーキを作動させる電動パーキングブレーキ装置も知られている。そして、電動パーキングブレーキ装置に作動信号が与えられた場合に、自動変速機のシフトレンジを走行レンジからパーキングレンジ又はニュートラルレンジに自動的に切り換える制御装置がある（例えば、特許文献１参照）。

特公平１−１２９８１号公報

上記制御装置は、車両が動かないようにするという安全面では有効であるが、自動変速機のシフトレンジを運転者の意図とは関係なく切り換えることから、利便性の面で問題が生じる場合がある。例えば、運転者が少しだけ停車したい場合にも、自動変速機のシフトレンジがパーキングレンジ又はニュートラルレンジに自動的に切り換えられてしまう。このため、運転者は車両の再発進時に手間取ることとなる。

そこで、本発明は、利便性と安全性とを両立することのできる車両用制御装置の提供を目的としている。

第１発明の車両用制御装置が用いられる車両には、第１の電動アクチュエータを動力源として、自動変速機のシフトレンジを、パーキングレンジを含む複数のレンジ間で切り換えるレンジ切換機構と、制動要求が与えられると第２の電動アクチュエータが動作してパーキングブレーキを作動させる電動パーキングブレーキ装置と、が備えられている。

そして、第１発明の車両用制御装置は、故障判定手段と、切換手段とを備える。
故障判定手段は、電動パーキングブレーキ装置に制動要求が与えられた場合に、電動パーキングブレーキ装置が故障しているか否かを判定する。そして、切換手段は、故障判定手段により、電動パーキングブレーキ装置が故障していると判定された場合に、自動変速機のシフトレンジをレンジ切換機構によってパーキングレンジに切り換える。

この車両用制御装置によれば、電動パーキングブレーキ装置に制動要求が与えられた場合に、電動パーキングブレーキ装置が故障していれば、自動変速機のシフトレンジが自動的にパーキングレンジになる。よって、電動パーキングブレーキ装置が故障してパーキングブレーキが作動しなくても、車両を動かないようにすることができ、安全性を確保することができる。

また、この車両用制御装置は、電動パーキングブレーキ装置に制動要求が与えられた場合に、電動パーキングブレーキ装置が故障しておらず、パーキングブレーキが正常に作動する場合には、自動変速機のシフトレンジを変更しない。このため、車両の停止状態は電動パーキングブレーキ装置によって確保され、また、自動変速機のシフトレンジは運転者が意図するシフトレンジから変更されないため、利便性は損なわれない。

以上のことから、第１発明の車両用制御装置によれば、利便性と安全性とを両立させることができる。
尚、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

第１実施形態の制御システム全体を表す構成図である。 レンジ切換制御処理を表すフローチャートである。 第１実施形態の自動Ｐレンジ切換処理を表すフローチャートである。 第１実施形態の作用を説明する説明図である。 第２実施形態の自動Ｐレンジ切換処理を表すフローチャートである。

以下に、本発明が適用された実施形態の車両用制御装置について説明する。
［第１実施形態］
図１に示すように、実施形態の車両制御装置としての変速機制御装置１が使用される車両には、自動変速機３と、電動パーキングブレーキ装置５とが備えられている。

自動変速機３には、電動アクチュエータとしてのモータ６を動力源とするレンジ切換機構７と、当該自動変速機３の変速比を変えるための油圧制御弁９とが、設けられている。
レンジ切換機構７は、自動変速機３のシフトレンジを、例えば、パーキングレンジ（以下、Ｐレンジという）、ニュートラルレンジ（以下、Ｎレンジという）、ドライブレンジ（以下、Ｄレンジという）、リバースレンジ（以下、Ｒレンジという）、１速レンジ、及び２速レンジの相互間で切り換えるためのものである。レンジ切換機構７が上記各レンジのうちの何れに切り換えるかは、モータ６への駆動信号によって制御される。

油圧制御弁９は、図１では１つ図示されているが、実際には複数ある。そして、その複数の油圧制御弁９の開閉状態が、変速機制御装置１によって制御されることで、自動変速機３の変速比が変わる。

電動パーキングブレーキ装置５は、電動アクチュエータ１１と、その電動アクチュエータ１１によって作動するパーキングブレーキ１３とを備える。
パーキングブレーキ１３は、ケーブル１５によって電動アクチュエータ１１に接続されている。電動アクチュエータ１１は、動力源として例えばモータ（図示省略）を備えており、制動要求としての信号（以下、ＰＢ要求信号という）が与えられると、そのモータが回転して、そのモータの駆動力によりケーブル１５を引っ張る。電動アクチュエータ１１によりケーブル１５が引っ張られることで、パーキングブレーキ１３が作動して車両の車輪を制動する。また、ケーブル１５には、当該ケーブル１５の張力を検出する張力センサ１７が設けられている。尚、パーキングブレーキ１３は、例えば車両の左右の後輪にそれぞれ設けられている。

電動パーキングブレーキ装置５の電動アクチュエータ１１には、パーキングブレーキ制御装置１９からＰＢ要求信号が与えられる。
パーキングブレーキ制御装置１９は、マイコン（マイクロコンピュータ）を主要部として構成されており、車両に設けられているパーキングブレーキスイッチ２１がオンされたことを検知すると、ＰＢ要求信号を電動アクチュエータ１１に出力して、パーキングブレーキ１３を作動させる。

また、パーキングブレーキ制御装置１９は、他の制動実施条件が成立した場合にも、ＰＢ要求信号を電動アクチュエータ１１に出力する。例えば、パーキングブレーキ制御装置１９は、車両の前後方向の傾きを検出する勾配センサ２３からの信号に基づいて、車両が所定勾配以上の登坂路で停車してことを検知すると、ＰＢ要求信号を出力して、パーキングブレーキ１３を自動的に作動させる。

変速機制御装置１には、運転者がシフトレバー２５を操作することで選択した自動変速機３のシフトレンジ（以下、選択レンジという）を検出する選択レンジ検出装置２７からの信号や、車速センサ２９からの信号や、パーキングブレーキ制御装置１９からのＰＢ要求信号や、張力センサ１７からの信号等が入力される。選択レンジ検出装置２７は、例えば運転者によるシフトレバー２５の操作位置を、選択レンジとして検出し、その検出した選択レンジを示す信号を変速機制御装置１に出力する。

そして、変速機制御装置１は、マイコン３１と、当該変速機制御装置１の外部から入力される信号をマイコン３１に入力させる入力回路３３と、マイコン３１からの指令に応じてモータ６や油圧制御弁９に駆動信号を出力する出力回路３５とを備える。また、マイコン３１は、ＣＰＵ４１と、ＣＰＵ４１が実行するプログラム等を格納するＲＯＭ４２と、ＣＰＵ４１による演算結果等を記憶するＲＡＭ４３とを備える。マイコン３１が行う処理は、ＣＰＵ４１がＲＯＭ４２内のプログラムを実行することで実現される。

次に、マイコン３１が行う処理について説明する。
マイコン３１は、図２のレンジ切換制御処理を、例えば一定時間毎に行う。
図２に示すように、マイコン３１は、レンジ切換制御処理の実行を開始すると、まずＳ１００にて、運転者によるシフト操作（即ちシフトレバー２５の操作）があったか否かを、選択レンジ検出装置２７からの信号に基づいて判定する。

そして、マイコン３１は、シフト操作がないと判定した場合には（Ｓ１００：ＮＯ）、そのまま当該レンジ切換制御処理を終了するが、シフト操作があったと判定した場合には（Ｓ１００：ＹＥＳ）、Ｓ１１０に進み、選択レンジ検出装置２７からの信号に基づいて選択レンジを検出する。

マイコン３１は、次のＳ１２０にて、選択レンジと、自動変速機３の現在のシフトレンジ（以下、現レンジという）とが同じであるか否かを判定し、選択レンジと現レンジとが同じであれば、そのまま当該レンジ切換制御処理を終了するが、選択レンジと現レンジとが同じでなければ、Ｓ１３０に進む。

マイコン３１は、Ｓ１３０では、自動変速機３のシフトレンジをレンジ切換機構７によって選択レンジに変更するための処理を行う。具体的には、レンジ切換機構７のモータ６に、実際のシフトレンジを選択レンジにするための駆動信号を出力する。その後、マイコン３１は、当該レンジ切換制御処理を終了する。

マイコン３１は、このレンジ切換制御処理を行うことにより、運転者のシフト操作に応じて自動変速機３のシフトレンジを切り換える。
一方、マイコン３１は、例えば自動変速機３のシフトレンジをＤレンジに制御している場合には、自動変速機３の変速比を制御するための変速制御処理を行う。マイコン３１は、変速制御処理では、車速センサ２９からの信号に基づき検出される車速（車両の走行速度）等から、目標変速比を算出し、自動変速機３の変速比が目標変速比となるように、油圧制御弁９に駆動信号を出力して該油圧制御弁９の開閉状態を制御する。

更に、マイコン３１は、図３の自動Ｐレンジ切換処理も、例えば一定時間毎に実行する。尚、自動Ｐレンジ切換処理は、例えば、前述したレンジ切換制御処理及び変速制御処理とマルチタスクのかたちで並行して実行される。

図３に示すように、マイコン３１は、自動Ｐレンジ切換処理を開始すると、まずＳ２１０にて、車速が所定値Ｖｔｈ以下であるか否かを判定する。所定値Ｖｔｈは、０あるいは０と見なすことができる値（車両が停止していると考えられる値）であり、自動変速機３のシフトレンジをＰレンジに切り換えても、自動変速機３にダメージを与えることがない車速の値である。所定値Ｖｔｈとしては、０が最も好ましい。

そして、マイコン３１は、車速が所定値Ｖｔｈ以下ではないと判定した場合には、そのまま当該自動Ｐレンジ切換処理を終了するが、車速が所定値Ｖｔｈ以下であると判定した場合には、Ｓ２２０に進む。

マイコン３１は、Ｓ２２０では、現レンジがＰレンジであるか否かを判定し、現レンジがＰレンジであれば、そのまま当該自動Ｐレンジ切換処理を終了するが、現レンジがＰレンジでなければ（Ｐレンジ以外であれば）、Ｓ２３０に進む。

マイコン３１は、Ｓ２３０では、前述のＰＢ要求信号が電動パーキングブレーキ装置５に（詳しくは電動アクチュエータ１１に）与えられているか否かを判定する。そして、マイコン３１は、電動パーキングブレーキ装置５にＰＢ要求信号が与えられていない場合には、そのまま当該自動Ｐレンジ切換処理を終了するが、電動パーキングブレーキ装置５にＰＢ要求信号が与えられている場合には、Ｓ２４０に進む。

マイコン３１は、Ｓ２４０では、電動パーキングブレーキ装置５が故障しているか否かを判定する。この例では、電動パーキングブレーキ装置５にＰＢ要求信号が与えられているのに、張力センサ１７によって検出されるケーブル１５の張力が規定値以下である場合に、電動パーキングブレーキ装置５が故障していると判定する。尚、他の例として、電動パーキングブレーキ装置５の故障を検出する処理を、変速機制御装置１以外の装置（例えばパーキングブレーキ制御装置１９）で行い、Ｓ２４０では、その装置から故障検出結果を、通信線等を介して受け取って、故障の有無を判定しても良い。

そして、マイコン３１は、電動パーキングブレーキ装置５が故障していないと判定した場合には（Ｓ２４０：ＮＯ）、そのまま当該自動Ｐレンジ切換処理を終了する。
また、マイコン３１は、電動パーキングブレーキ装置５が故障していると判定した場合には（Ｓ２４０：ＹＥＳ）、Ｓ２５０に進む。この場合には、例えば電動アクチュエータ１１が作動していなかったりケーブル１５が切れていたりして、パーキングブレーキ１３が正常に作動していないと考えられる。

そして、マイコン３１は、Ｓ２５０では、自動変速機３のシフトレンジをレンジ切換機構７によってＰレンジに変更する（切り換える）ための処理を行う。具体的には、レンジ切換機構７のモータ６に、実際のシフトレンジをＰレンジにするための駆動信号を出力する。その後、マイコン３１は、当該自動Ｐレンジ切換処理を終了する。

尚、マイコン３１は、自動Ｐレンジ切換処理のＳ２５０によって自動変速機３のシフトレンジをＰレンジにした場合には、例えば、運転者が所定の解除操作を行ったことを検出するまで、当該自動Ｐレンジ切換処理と図２のレンジ切換制御処理を行わずに、シフトレンジがＰレンジである状態を維持する。解除操作の一例としては、例えば、ブレーキペダルを踏みながらシフトレバー２５をどこかのレンジ位置に動かす、といった操作である。

次に、自動Ｐレンジ切換処理による作用を説明する。
図４の（ａ），（ｂ）示すように、自動変速機３のシフトレンジが例えばＤレンジの状態で車両が停止して、電動パーキングブレーキ装置５にＰＢ要求信号が与えられた（ＰＢ要求信号が「あり」になった）とする。そして、その場合に、電動パーキングブレーキ装置５が正常であれば、マイコン３１は、図３のＳ２４０でＮＯと判定することとなり、シフトレンジを変更しない。このため、車両の停止状態は電動パーキングブレーキ装置５（パーキングブレーキ１３）によって確保される。そして、運転者の意図しないシフトレンジの変更は実施されないため、運転者（車両の使用者）の利便性は損なわれない。

一方、図４の（ｃ），（ｄ）示すように、自動変速機３のシフトレンジが例えばＤレンジの状態で車両が停止して、電動パーキングブレーキ装置５にＰＢ要求信号が与えられ、電動パーキングブレーキ装置５により車両の停止状態が確保されている状態で、電動パーキングブレーキ装置５が故障したとする。すると、マイコン３１は、図３のＳ２４０でＹＥＳと判定して、シフトレンジをＰレンジに切り換えることとなる（Ｓ２５０）。このため、電動パーキングブレーキ装置５が故障してパーキングブレーキ１３が作動しなくなっても、Ｐレンジへの自動切り換えにより車両を動かないようにすることができ、安全性を確保することができる。

また、図示は省略するが、電動パーキングブレーキ装置５がＰＢ要求信号を受ける前から故障していた場合には、電動パーキングブレーキ装置５にＰＢ要求信号が与えられるとすぐに、マイコン３１は、図３のＳ２４０でＹＥＳと判定して、シフトレンジをＰレンジに切り換えることとなる（Ｓ２５０）。よって、この場合も、車両を動かないようにして、安全性を確保することができる。

このように本実施形態の変速機制御装置１によれば、利便性と安全性とを両立させることができる。
また、マイコン３１は、図３の処理のうち、少なくともＳ２５０の処理（シフトレンジをＰレンジに切り換える処理）は、車速が前述の所定値Ｖｔｈ以下であると判定している場合に行う。このため、シフトレンジをＰレンジに切り換えても、自動変速機３にダメージを与えることを防止することができる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態の変速機制御装置１について説明するが、変速機制御装置の符号としては、第１実施形態と同じ“１”を用いる。また、第１実施形態と同様の構成要素や処理についても、第１実施形態と同じ符号を用いる。

第２実施形態の変速機制御装置１は、第１実施形態の変速機制御装置１と比較すると、マイコン３１が、図３の自動Ｐレンジ切換処理に代えて、図５の自動Ｐレンジ切換処理を行う点と、図１における点線で示すように、当該変速機制御装置１に勾配センサ２３からの信号が入力される点とが異なる。そして、図５の自動Ｐレンジ切換処理は、図３の自動Ｐレンジ切換処理と比較すると、Ｓ２４５とＳ２５５とが追加されている点が異なる。

図５に示すように、マイコン３１は、Ｓ２４０にて、電動パーキングブレーキ装置５が故障していると判定した場合には、Ｓ２４５に進み、勾配センサ２３からの信号に基づいて、車両が存在している道路が登坂路であるか否かを判定する。例えば、マイコン３１は、勾配センサ２３によって検出される車両の前後方向の傾きが所定値以上であれば、道路が登坂路であると判定する。尚、登坂路とは、車両の進行方向でみた場合の上り坂だけでなく下り坂も含む。

そして、マイコン３１は、道路が登坂路であると判定した場合には（Ｓ２４５：ＹＥＳ）、Ｓ２５０に進み、第１実施形態と同様に、自動変速機３のシフトレンジをレンジ切換機構７によってＰレンジに変更する。

また、マイコン３１は、道路が登坂路ではないと判定した場合には（Ｓ２４５：ＮＯ）、Ｓ２５５に移行して、自動変速機３のシフトレンジをレンジ切換機構７によってＮレンジに変更する（切り換える）ための処理を行う。具体的には、レンジ切換機構７のモータ６に、実際のシフトレンジをＮレンジにするための駆動信号を出力する。尚、Ｓ２２０でＮＯと判定した時点のシフトレンジがＮレンジであった場合には、Ｎレンジのままとなる。このため、その場合にはＳ２５５の処理を行わなくても良い。

そして、マイコン３１は、Ｓ２５０又はＳ２５５の処理を行った後、当該自動Ｐレンジ切換処理を終了する。尚、マイコン３１は、Ｓ２５０又はＳ２５５によってシフトレンジをＰレンジ又はＮレンジにした場合には、例えば、運転者が前述の解除操作を行ったことを検出するまで、当該自動Ｐレンジ切換処理と図２のレンジ切換制御処理を行わずに、シフトレンジがＰレンジ又はＮレンジである状態を維持する。

このような第２実施形態の変速機制御装置１によっても、第１実施形態の変速機制御装置１と同様に、利便性と安全性とを両立させることができる。
また、電動パーキングブレーキ装置５が故障していても、車両が停止した道路が登坂路でなければ、シフトレンジをＮレンジにすることで、車両が動いてしまうことを防止する。このため、シフトレンジをＰレンジにする機会を少なくすることができるという点で有利である。一般に、シフトレンジをＰレンジにするには、他のレンジにする場合よりもレンジ切換機構７に負荷がかかりやすいため、レンジ切換機構７の耐久性を向上させるのに有利である。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得る。
例えば、電動パーキングブレーキ装置５を構成するパーキングブレーキ１３は、パーキングブレーキのための専用の機構に限らず、ブレーキペダルの踏み込み操作によって制動状態になるブレーキ機構（例えばディスクブレーキ）を、ブレーキペダルの踏み込み操作とは別に制動状態にする機構のものであっても良い。

また、上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合させたりしてもよい。具体例としては、例えば、変速機制御装置１を、図２のレンジ切換制御処理を実施する装置と、変速制御処理を実施する装置と、図３又は図５の自動Ｐレンジ切換処理を実施する装置とに、分けて構成したり、変速機制御装置１とパーキングブレーキ制御装置１９とを、１つの装置として構成したりしてもよい。

また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。また、上述した車両用制御装置の他、当該車両用制御装置を構成要素とするシステムや、当該車両用制御装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した媒体、車両の制御方法など、種々の形態で本発明を実現することもできる。

３…自動変速機、５…電動パーキングブレーキ装置、６…モータ、７…レンジ切換機構、１１…電動アクチュエータ、１３…パーキングブレーキ、３１…マイコン

Claims (3)

1. 第１の電動アクチュエータ（６）を動力源として、自動変速機（３）のシフトレンジをパーキングレンジを含む複数のレンジ間で切り換えるレンジ切換機構（７）と、
   制動要求が与えられると、第２の電動アクチュエータ（１１）が動作してパーキングブレーキ（１３）を作動させる電動パーキングブレーキ装置（５）と、
   を備えた車両に用いられる車両用制御装置であって、
   前記電動パーキングブレーキ装置に前記制動要求が与えられた場合に、前記電動パーキングブレーキ装置が故障しているか否かを判定する故障判定手段（３１，Ｓ２４０）と、
   前記故障判定手段により、前記電動パーキングブレーキ装置が故障していると判定された場合に、前記自動変速機のシフトレンジを前記レンジ切換機構によってパーキングレンジに切り換える切換手段（３１，Ｓ２５０）と、
   を備えることを特徴とする車両用制御装置。
2. 請求項１に記載の車両用制御装置において、
   前記車両の走行速度が所定値以下であるか否かを判定する車速判定手段（３１，Ｓ２１０）を備え、
   前記故障判定手段と前記切換手段とのうち、少なくとも前記切換手段は、前記車速判定手段により前記走行速度が前記所定値以下であると判定されている場合に機能すること、
   を特徴とする車両用制御装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の車両用制御装置において、
   前記車両が存在している道路が登坂路であるか否かを判定する道路判定手段（３１，Ｓ２４５）と、
   前記道路判定手段により前記道路が登坂路ではないと判定された場合に、前記切換手段に代わって機能する手段であって、前記自動変速機のシフトレンジを前記レンジ切換機構によってニュートラルレンジに切り換えるニュートラル切換手段（３１，Ｓ２５５）と、
   を備えることを特徴とする車両用制御装置。

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