JP2017067138A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両が傾斜した状態でパーキングレンジが選択された場合に、パーキングが解除できなくなることを効果的に防止する。【解決手段】シフトレバー３１がパーキングレンジＰに選択されているか否か判定するパーキング状態判定部５１と、車両１の姿勢が傾斜状態にあるか否かを判定する車両傾斜判定部５２と、パーキング状態判定部５１がパーキングレンジと判定し、且つ、車両傾斜判定部５２が傾斜状態と判定している場合において、運転者がシフトレバー３１をパーキングレンジＰから他のレンジにシフト操作する際に、駆動系から出力軸１２Ｂに伝達される第１トルクとは逆方向の第２トルクをエンジン１０からクラッチ装置１１を介して出力軸１２Ｂに伝達させるパーキング解除制御部５３とを備える。【選択図】図４

Description

本発明は、車両の制御装置に関し、特に、パーキングロック機構を有する自動変速機を搭載した車両の制御装置に関する。

一般的に、車両に搭載される自動変速機等には、シフトレバーがパーキングレンジに選択されると、変速機の出力軸の回転をロックするパーキングロック機構が設けられている。

このようなパーキングロック機構は、変速機の出力軸に固定されたパーキングギヤと、パーキングギヤと選択的に噛合可能な爪部を有するパーキングポールと、パーキングポールをパーキングギヤに向けて押圧するカムを有するパーキングロッドとを備え、パーキングロッドの軸方向移動に伴いカムがパーキングポールを押圧し、パーキングギヤと爪部とを噛合させることで、出力軸の回転をロックするように構成されている（例えば、特許文献１，２参照）。

特開２００７−３１４１４６号公報 特開平７−３２９１５号公報

ところで、車両が傾斜した状態でパーキングレンジが選択されると、車両の自重によって駆動輪やプロペラシャフト等の駆動系から変速機の出力軸にトルクが伝達される。出力軸に伝達されたトルクは、パーキングロック機構のパーキングギヤに回転力を付与し、パーキングギヤの歯面がパーキングポールの爪部に強く圧接される。

その結果、カムがパーキングポールに強固に保持されて、パーキングロッドの軸方向移動を規制することで、運転者がシフトレバーをパーキングレンジから他のレンジに操作しようとしてもパーキングを解除できない固着状態を引き起こす課題がある。

開示の技術は、車両が傾斜した状態でパーキングレンジが選択された場合に、パーキングが解除できなくなることを効果的に防止することを目的とする。

開示の技術は、エンジンと変速機との間にクラッチ装置が設けられ、前記変速機の出力軸が車両の駆動系に連結され、前記変速機にはシフトレバーがパーキングレンジに選択されると前記出力軸をロックするパーキングロック機構が設けられた車両の制御装置であって、前記シフトレバーがパーキングレンジに選択されているか否か判定する第１判定手段と、前記車両の姿勢が傾斜状態にあるか否かを判定する第２判定手段と、前記第１判定手段がパーキングレンジと判定し、且つ、前記第２判定手段が傾斜状態と判定している場合において、運転者が前記シフトレバーをパーキングレンジから他のレンジにシフト操作する際に、前記駆動系から前記出力軸に伝達される第１トルクとは逆方向の第２トルクを前記エンジンから前記クラッチ装置を介して前記出力軸に伝達させて、前記第１トルクを打ち消すパーキング解除制御を実施する制御手段と、を備える。

前記制御手段は、前記パーキング解除制御を実施する場合に、前記クラッチ装置を徐々に締結させて半クラッチ状態に制御することが好ましい。

前記制御手段は、前記パーキング解除制御を実施する場合に、前記第２判定手段が車両の傾斜方向を登坂方向と判定すると、前記変速機を所定の前進段に設定して、前記第２トルクとして前進方向のトルクを伝達させることが好ましい。

前記制御手段は、前記パーキング解除制御を実施する場合に、前記第２判定手段が車両の傾斜方向を降坂方向と判定すると、前記変速機を所定の後進段に設定して、前記第２トルクとして後進方向のトルクを伝達させることが好ましい。

前記制御手段は、前記パーキング解除制御を開始した後、前記第１判定手段が前記シフトレバーをパーキングレンジにないと判定するまで、当該パーキング解除制御を継続することが好ましい。

開示の技術によれば、車両が傾斜した状態でパーキングレンジが選択された場合に、パーキングが解除できなくなることを効果的に防止することができる。

本発明の一実施形態に係る車両の一例を示す模式的な全体構成図である。 本発明の一実施形態に係るパーキングロック機構の一例を示す模式的な斜視図である。 本発明の一実施形態に係る電子制御ユニットの機能ブロック図である。 本発明の一実施形態に係るパーキング解除制御を説明するフロー図である。

以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係る車両の制御装置を説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

図１は、本実施形態の車両１を示す模式的な全体構成図である。エンジン１０の出力軸１０Ａは、クラッチ装置１１を介して自動変速機１２の入力軸１２Ａに断接可能に接続されている。自動変速機１２の出力軸１２Ｂは、プロペラシャフト１３、差動装置１４、ドライブシャフト１５を介して左右後輪（駆動輪）１６Ｌ，１６Ｒにそれぞれ接続されている。

なお、図１中において、符号１７Ｌ，１７Ｒは操舵輪（左右前輪）、符号２０は自動変速機１２に設けられたパーキングロック機構、符号３０はシフト操作装置、符号４０はシフト操作装置３０のシフトレバー３１が選択している現在のシフトレンジを検出するシフトポジションセンサ、符号４１は車両１の勾配を検出する勾配センサ、符号５０は電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称する）をそれぞれ示している。

次に、図２に基づいて、本実施形態のパーキングロック機構２０の詳細について説明する。パーキングロック機構２０は、自動変速機１２の出力軸１２Ｂに固定されたパーキングギヤ２１と、図示しない変速機ケースに支持軸２２を介して揺動自在に設けられて、パーキングギヤ２１と選択的に噛合する爪部２３Ａを有するパーキングポール２３と、パーキング時にパーキングポール２３をパーキングギヤ２１に押圧させるカム２４を有するパーキングロッド２５と、カム２４を付勢するスプリング２５Ａと、カム２４を支持するブロック２６とを備えている。また、パーキングロッド２５の基端側には、揺動自在な中間レバー機構２７及びワイヤ２８等を介してシフト操作装置３０の操作レバー３１が連結されている。

運転者によって、シフトレバー３１がパーキングレンジＰに操作されると、中間レバー機構２７の回動に伴いパーキングロッド２５及びカム２４が図中矢印Ａ方向に移動され、パーキングポール２３がカム２４によってパーキングギヤ２１に押圧される。これにより、パーキングポール２３の爪部２３Ａがパーキングギヤ２１と噛合して、パーキングギヤ２１（出力軸１２Ｂ）の回転をロックすることで、パーキング状態が確立されるようになっている。

一方、運転者によってシフトレバー３１がパーキングレンジＰから他のレンジ（例えば、ニュートラルＮ、リバースＲ、ドライブＤ等）に操作されると、中間レバー機構２７の回動に伴いパーキングロッド２５及びカム２４が図中矢印Ｂ方向に移動されて、パーキングポール２３がカム２４による押圧から解放される。これにより、パーキングポール２３が自重によりパーキングギヤ２１から離間され、爪部２３Ａとパーキングギヤ２１との噛合が解放されることで、パーキング状態が解除されるようになっている。

次に、図３に基づいて、本実施形態のＥＣＵ５０の詳細について説明する。ＥＣＵ５０は、エンジン１０やクラッチ装置１１、自動変速機１２等の各種制御を行うもので、公知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、入力ポート、出力ポート等を備え構成されている。このため、ＥＣＵ５０には、エンジン回転数センサ４２、アクセル開度センサ４３、ブレーキペダルセンサ４４、車速センサ４５、シフトポジションセンサ４０、勾配センサ４１等の各種センサ類のセンサ値が入力される。

また、ＥＣＵ５０は、パーキング状態判定部５１と、車両傾斜判定部５２と、パーキング解除制御部５３とを一部の機能要素として有する。これら各機能要素は、本実施形態では一体のハードウェアであるＥＣＵ５０に含まれるものとして説明するが、これらのいずれか一部を別体のハードウェアに設けることもできる。

パーキング状態判定部５１は、本発明の第１判定手段の一例であって、シフトポジションセンサ４０のセンサ値に基づいて、シフトレバー３１がパーキングレンジＰに選択されているか否かを判定する。

車両傾斜判定部５２は、本発明の第２判定手段の一例であって、勾配センサ４１のセンサ値に基づいて、車両１の姿勢が傾斜状態（車両１の傾斜方向が登坂方向又は降坂方向）にあるか否かを判定する。なお、車両１の姿勢が傾斜しているか否かの判定は、勾配センサ４１に限定されず、他の公知のセンサを用いて行ってもよい。

パーキング解除制御部５３は、本発明の制御手段であって、シフトレバー３１がパーキングレンジＰに選択され、且つ、車両１の姿勢が傾斜している状態において、運転者がシフトレバー３１を他のレンジ（Ｒ、Ｎ、Ｄ等）に操作しようとする際に、車両１の自重によって駆動輪１６Ｌ，１６Ｒ→ドライブシャフト１５→差動装置１４→プロペラシャフト１３（以下、これらを単に駆動系という）を介して出力軸１２Ｂに伝達されるトルクを打ち消して、運転者によるシフトレバー３１の操作を可能にするパーキング解除制御を実施する。

車両１が傾斜した状態でパーキングレンジＰが選択されると、車両１の自重により駆動系から出力軸１２Ｂに伝達されるトルクによってパーキングロック機構２０のパーキングギヤ２１に回転力が加わり、パーキングギヤ２１がパーキングポール２３の爪部２３Ａに強く圧接される。その結果、カム２４がパーキングポール２３に保持されて、パーキングロッド２５の移動を規制することで、運転者がシフトレバー３１をパーキングレンジＰから他のレンジに操作しようとしても、パーキングを解除できない固着状態になる。パーキング解除制御部５３は、このようなシフトレバー３１の固着状態を解消すべく、駆動系に逆方向のトルクを付与してシフトレバー３１の移動を可能にするパーキング解除制御を実施する。

以下、図４に基づいて、パーキング解除制御のフローを説明する。

ステップＳ１００では、シフトレバー３１がパーキングレンジＰにあるか否かが判定される。肯定の場合はステップＳ１１０に進む。

ステップＳ１１０では、運転者がシフトレバー３１をパーキングレンジＰから他のレンジにシフト操作させる準備状態にあるか否かが判定される。シフト操作の準備状態にあるか否かは、パーキングレンジＰが選択されている状態で運転者によるフットブレーキ操作がなされた場合、或は、パーキングポレンジＰでフットブレーキ操作がなされ、且つ、シフトレバー３１の操作を規制する図示しないディテント機構の解除ボタン３２（図１参照）が操作された場合等が該当する。肯定の場合はステップＳ１２０に進む。

ステップＳ１２０では車両１の姿勢が傾斜状態にあるか否が判定される。肯定の場合はステップＳ１３０に進み、否定の場合はリターンされる。

ステップＳ１３０では、車両１の傾斜方向が登坂方向か否かが判定される。肯定の場合は、ステップＳ１４０に進み、エンジン１０を稼働させると共に、自動変速機１２を所定の前進段Ｄに設定し、クラッチ装置１１を徐々に締結させて半クラッチ状態に制御することで、出力軸１２Ｂに前進方向のトルクが伝達される。これにより、登坂路で車両１の自重によって駆動系から出力軸１２Ｂに伝達される後進方向のトルクが徐々に打ち消される。

ステップＳ１５０では、駆動系から出力軸１２Ｂに伝達される後進方向のトルクが完全に打ち消され、シフトレバー３１がシフト操作可能な状態になったか否か、すなわち、シフトレバー３１がパーキングレンジＰから他のレンジに移動されたか否かが判定される。肯定の場合は本制御を終了し、否定の場合はステップＳ１４０に戻される。すなわち、パーキングロック機構３０を固着させる後進方向のトルクが完全に打ち消されるまで、ステップＳ１４０及びＳ１５０が繰り返し実行されるようになっている。

一方、ステップＳ１３０で否定の場合、すなわち、車両１の傾斜方向が降坂方向の場合は、ステップＳ１６０に進む。ステップＳ１６０では、エンジン１０を稼働させると共に、自動変速機１２を後進段Ｒに設定し、クラッチ装置１１を徐々に締結させて半クラッチ状態に制御することで、出力軸１２Ｂに後進方向のトルクが伝達される。これにより、降坂路で車両１の自重によって駆動系から出力軸１２Ｂに伝達される前進方向のトルクが徐々に打ち消される。

ステップＳ１７０では、駆動系から出力軸１２Ｂに伝達される前進方向のトルクが完全に打ち消され、シフトレバー３１がシフト操作可能な状態になったか否か、すなわち、シフトレバー３１がパーキングレンジＰから他のレンジに移動されたか否かが判定される。肯定の場合は本制御を終了し、否定の場合はステップＳ１６０に戻される。すなわち、パーキングロック機構３０を固着させる前進方向のトルクが完全に打ち消されるまで、ステップＳ１６０及びＳ１７０が繰り返し実行されるようになっている。

以上詳述したように、本実施形態の車両の制御装置では、車両１が傾斜した状態でパーキングレンジＰが選択されている場合において、運転者がシフトレバー３１を他のレンジに移動させる際は、エンジン１０側から出力軸１２Ｂにトルクを伝達させること、駆動系から出力軸１２Ｂに伝達される逆方向のトルクを打ち消すように構成されている。すなわち、運転者がシフトレバー３１をパーキングレンジＰから操作するよりも前に、パーキングロック機構２０を固着させる逆方向のトルクを効果的に解消させて、運転者によるシフトレバー３１の操作を可能にすることで、パーキングロック状態を確実に防止することができる。

また、パーキング解除制御を実施する際は、クラッチ装置１１を徐々に締結させて半クラッチ状態にすることで、エンジン１０側から出力軸１２Ｂへの急激なトルク伝達を効果的に抑制するように構成されている。これにより、車両駆動系への急激なトルク伝達により引き起こされる急発進を確実に防止することができる。

また、車両１の傾斜方向が登坂方向の場合は、エンジン１０側から出力軸１２Ｂに前進方向のトルクを伝達し、車両１の傾斜方向が降坂方向の場合は、エンジン１０側から出力軸１２Ｂに後進方向のトルクを伝達するように構成されている。これにより、車両１の傾斜方向が登坂又は降坂の何れの方向であっても、駆動系から出力軸１２Ｂに伝達される逆方向のトルクを打ち消すことが可能となり、パーキングロックを効果的に解除することができる。

また、パーキング解除制御は、シフトレバー３１がパーキングレンジＰから他のレンジに移動されるまで継続されるように構成されている。これにより、駆動系から出力軸１２Ｂに伝達される逆方向のトルクが完全に消滅するまで、エンジン１０側から出力軸１２Ｂにトルクが伝達されるようになり、パーキングロックを確実に解除することができる。

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。

例えば、パーキングロック機構２０は図２に示す構造に限定されず、他の公知の構造を適用することもできる。

１ 車両
１０ エンジン
１１ クラッチ装置
１２ 自動変速機
１２Ａ 入力軸
１２Ｂ 出力軸
１３ プロペラシャフト
１４ 差動装置
１５ ドライブシャフト
１６Ｌ，Ｒ 駆動輪
２０ パーキングロック機構
２１ パーキングギヤ
２２ 支持軸
２３ パーキングポール
２３Ａ 爪部
２４ カム
２５ パーキングロッド
２６ ブロック
３０ シフト操作装置
３１ シフトレバー
３２ 解除ボタン
４０ シフトポジションセンサ
４１ 勾配センサ
５０ ＥＣＵ
５１ パーキング状態判定部
５２ 車両傾斜判定部
５３ パーキング解除制御部

Claims (5)

1. エンジンと変速機との間にクラッチ装置が設けられ、前記変速機の出力軸が車両の駆動系に連結され、前記変速機にはシフトレバーがパーキングレンジに選択されると前記出力軸をロックするパーキングロック機構が設けられた車両の制御装置であって、
   前記シフトレバーがパーキングレンジに選択されているか否か判定する第１判定手段と、
   前記車両の姿勢が傾斜状態にあるか否かを判定する第２判定手段と、
   前記第１判定手段がパーキングレンジと判定し、且つ、前記第２判定手段が傾斜状態と判定している場合において、運転者が前記シフトレバーをパーキングレンジから他のレンジにシフト操作する際に、前記駆動系から前記出力軸に伝達される第１トルクとは逆方向の第２トルクを前記エンジンから前記クラッチ装置を介して前記出力軸に伝達させて、前記第１トルクを打ち消すパーキング解除制御を実施する制御手段と、を備える
   車両の制御装置。
2. 前記制御手段は、前記パーキング解除制御を実施する場合に、前記クラッチ装置を徐々に締結させて半クラッチ状態に制御する
   請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 前記制御手段は、前記パーキング解除制御を実施する場合に、前記第２判定手段が車両の傾斜方向を登坂方向と判定すると、前記変速機を所定の前進段に設定して、前記第２トルクとして前進方向のトルクを伝達させる
   請求項１又は２に記載の車両の制御装置。
4. 前記制御手段は、前記パーキング解除制御を実施する場合に、前記第２判定手段が車両の傾斜方向を降坂方向と判定すると、前記変速機を所定の後進段に設定して、前記第２トルクとして後進方向のトルクを伝達させる
   請求項１又は２に記載の車両の制御装置。
5. 前記制御手段は、前記パーキング解除制御を開始した後、前記第１判定手段が前記シフトレバーをパーキングレンジにないと判定するまで、当該パーキング解除制御を継続する
   請求項１から４の何れか一項に記載の車両の制御装置。

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